高考物理人教版一輪總復(fù)習(xí)學(xué)案第14章實(shí)驗(yàn)14探究傳感器元件特性及簡(jiǎn)單應(yīng)用含答案

實(shí)驗(yàn)十四探究傳感器元件特性及簡(jiǎn)單

應(yīng)用

1.熱敏電阻的特性

2.光敏電阻的特性

1.在做熱敏電阻實(shí)驗(yàn)時(shí)，加熱水后要等一會(huì)兒再測(cè)其阻值，以使電阻溫度與

水的溫度相同，并同時(shí)讀出水溫。

2.在做光敏電阻實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果效果不明顯，可將電阻部分電路放入帶蓋的紙

盒中，并通過蓋上小孔改變照射到光敏電阻上光的多少。

3.歐姆表每次換擋后都要重新調(diào)零。

考點(diǎn)1熱敏電阻的特性及應(yīng)用

典例（2020?全國(guó)卷皿）已知一熱敏電阻當(dāng)溫度從10°C升至60°C時(shí)阻值從幾千

歐姆降至幾百歐姆，某同學(xué)利用伏安法測(cè)量其阻值隨溫度的變化關(guān)系。所用器材:

電源E、開關(guān)S、滑動(dòng)變阻器R（最大阻值為20。）、電壓表（可視為理想電表）和毫

安表（內(nèi)阻約為100

（1）在圖甲中所給的器材符號(hào)之間畫出連線，組成測(cè)量電路圖。

甲

（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，將熱敏電阻置于溫度控制室中，記錄不同溫度下電壓表和毫安表

的示數(shù)，計(jì)算出相應(yīng)的熱敏電阻阻值。若某次測(cè)量中電壓表和毫安表的示數(shù)分別

為5?5V和3.0mA,則此時(shí)熱敏電阻的阻值為k。（結(jié)果保留2位有效數(shù)

字）。實(shí)驗(yàn)中得到的該熱敏電阻阻值R隨溫度，變化的曲線如圖乙所示。

乙

（3）將熱敏電阻從溫控室取出置于室溫下，測(cè)得達(dá)到熱平衡后熱敏電阻的阻值

為2.2k。。由圖乙可知，此時(shí)室溫為C（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

（4）利用實(shí)驗(yàn)中的熱敏電阻可以制作溫控報(bào)警器，其電路的一部分如圖丙所示。

圖中，E為直流電源（電動(dòng)勢(shì)為10V,內(nèi)阻可忽略）；當(dāng)圖中的輸出電壓達(dá)到或超過

6.0V時(shí)，便觸發(fā)報(bào)警器（圖中未畫出）報(bào)警。若要求開始報(bào)警時(shí)環(huán)境溫度為50℃,

則圖中（選填“Ri”或“此”）應(yīng)使用熱敏電阻，另一定值電阻的阻值應(yīng)為

kQ（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

丙

【自主解答】

解析：(1)根據(jù)題意利用伏安法測(cè)量其阻值隨溫度的變化關(guān)系，設(shè)計(jì)電路。由

于電壓表為理想電表，所以應(yīng)采用電流表外接電路。由于滑動(dòng)變阻器的最大阻

值為20Q,遠(yuǎn)小于熱敏電阻阻值，所以應(yīng)采用滑動(dòng)變阻器分壓接法，見答案圖。

(2)若某次測(cè)量中電壓表和毫安表的示數(shù)分別為5.53.0mA,由歐姆定律

可得此時(shí)熱敏電阻的阻值為K=彳=1.8kfto

(3)將熱敏電阻從溫控室取出置于室溫下，測(cè)得達(dá)到熱平衡后熱敏電阻的阻值

為2.2k。。由題圖乙可知，對(duì)應(yīng)圖線中縱坐標(biāo)值為2.2k。點(diǎn)的橫坐標(biāo)值為25.5°C,

所以此時(shí)室溫為25.5℃o

FuinV6V

(4)由串聯(lián)電路規(guī)律，7=左=丁，即6工方=下一，要求開始報(bào)警時(shí)環(huán)境溫

A1-TA2A1TA2"2

度為50℃,對(duì)應(yīng)圖線中橫坐標(biāo)值為50℃點(diǎn)的縱坐標(biāo)值為0.8kn,則圖中R1應(yīng)

使用熱敏電阻，由理\=誓可得另一定值電阻的阻值應(yīng)為R2=l,2k。。

K\-rKiA2

答案：⑴如圖所示⑵1.8(3)25.5(4)/?i1.2

考點(diǎn)2光敏電阻的特性及應(yīng)用

典例為了節(jié)能環(huán)保，一些公共場(chǎng)所使用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng)。光控開關(guān)可

采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照度可以

反映光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)，照度越大，照度單位為k)。

(1)某光敏電阻R在不同照度下的阻值如表所示，根據(jù)表中已知數(shù)據(jù)，在如圖

甲所示的坐標(biāo)系中描繪出了阻值隨照度變化的曲線。由圖像可求出照度為L(zhǎng)0lx

時(shí)的電阻約為kQo

照度/1X0.20.40.60.81.01.2

電阻灰。5.83.72.82.31.8

甲

(2)街道路燈自動(dòng)控制模擬電路如圖乙所示，利用直流電源為電磁鐵供電，利

用照明電源為路燈供電。為達(dá)到天亮燈熄、天暗燈亮的效果，路燈應(yīng)接在

(選填“A、B”或“5、C”)之間，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，正確連接電路

元件。

乙

(3)用多用電表“X10Q”擋，按正確步驟測(cè)量圖乙中電磁鐵線圈電阻時(shí)，指

針示數(shù)如圖丙所示，則線圈的電阻為O。已知當(dāng)線圈中的電流大于或等于

2mA時(shí)，繼電器的銜鐵將被吸合。圖中直流電源的電動(dòng)勢(shì)E=6V,內(nèi)阻忽略不

計(jì)，滑動(dòng)變阻器有三種規(guī)格可供選擇：2(0?10。，2A)、&(0?2001A)、

RK0?1750。，0.1A)o要求天色漸暗照度降低至LOlx時(shí)點(diǎn)亮路燈，滑動(dòng)變阻器

應(yīng)選擇(選填或"R”)。為使天色更暗時(shí)才點(diǎn)亮路燈，應(yīng)適當(dāng)?shù)?/p>

(選填“增大”或“減小”)滑動(dòng)變阻器的電阻。

丙

【自主解答】

解析：(1)根據(jù)題圖甲直接讀出照度為L(zhǎng)Olx時(shí)的電阻約為2.0kC。

(2)光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小，所以白天光敏電阻的阻值小，

電路中的電流大，電磁鐵將被吸住，動(dòng)觸點(diǎn)與。接通；晚上光線暗，光敏電阻的

阻值大，電路中的電流小，動(dòng)觸點(diǎn)與A接通。所以要達(dá)到晚上燈亮、白天燈滅的

效果，路燈應(yīng)接在A、。之間。電路圖見答案圖。

(3)歐姆表的讀數(shù)是先讀出表盤的刻度，然后乘以倍率，表盤的刻度是14,倍

率是“X10C”，所以電阻值是14X100=140。；天色漸暗照度降低至LOlx時(shí)

p

點(diǎn)亮路燈，此時(shí)光敏電阻的電阻值是2.0kQ,電路中的電流是2.0mA,R=j-R

光=10000,所以要選擇滑動(dòng)變阻器76。由于光變暗時(shí)，光敏電阻變大，分得的

電壓變大，所以為使天色更暗時(shí)才點(diǎn)亮路燈，應(yīng)適當(dāng)?shù)販p小滑動(dòng)變阻器的電阻。

答案：(1)2.0(2)4、B如圖所示

⑶140Ry減小

考點(diǎn)3利用傳感器設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置

典例(1)如圖甲所示為某賓館的房卡，只有把房卡插入槽中，房間內(nèi)的燈和插

座才會(huì)有電。房卡的作用相當(dāng)于一個(gè)(填電路元件名稱)接在干路上。

(2)如圖乙所示，當(dāng)房客進(jìn)門時(shí)，只要將帶有磁體的卡P插入盒子Q中，這時(shí)

由于磁體吸引簧片，開關(guān)B就接通，通過繼電器J使整個(gè)房間的電器的總開關(guān)接

通，房客便能使用室內(nèi)的各種用電器。當(dāng)繼電器工作時(shí)，c、d相吸，〃、8便接通。

請(qǐng)你將各接線端1、2、3、4、5、6、7、8、9、10適當(dāng)?shù)剡B接起來，構(gòu)成正常的

電門卡電路。

甲乙

【自主解答】

解析：（1）房卡可以控制房間內(nèi)的燈和插座，不插入槽中，房間內(nèi)所有的燈和

插座都不工作，所以房卡相當(dāng)于干路上的開關(guān)。

（2）將開