2019版高考物理总复习 实验创新增分 专题十二 传感器简单使用学案

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1、实验十二　传感器简单使用一、研究热敏电阻的热敏特性二、研究光敏电阻的光敏特性注意事项1．在做热敏实验时，加开水后要等一会儿再测其阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温。2．光敏实验中，如果效果不明显，可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中，并通过盖上小孔改变射到光敏电阻上的光的多少。3．欧姆表每次换挡后都要重新调零。考点1　基础实验[例1]　为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度变化而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)。某光敏电阻RP在不同照度下的阻值如下表：照度(lx

2、)0.20.40.60.81.01.2电阻(kΩ)754028232018(1)根据表中数据，请在如图甲所示的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点。(2)如图乙所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统。请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0lx时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图。(不考虑控制开关对所设计电路的影响)提供的器材如下：光敏电阻RP(符号，阻值见上表)；直流电源E(电动势3V，内阻不计)；定值电阻：R1＝10kΩ，R2＝20kΩ，R3＝40kΩ(限选其中之一并在图中标出

3、)；开关S及导线若干。解析　(1)描绘图象应注意：各点均匀分布在图线两侧，且图线应用平滑曲线，而不能只是各点的连线。光敏电阻的阻值随照度变化的曲线如图a所示，电阻的阻值随光照度的增大而减小。(2)根据串联电阻的正比分压关系，E＝3V，当照度降低至1.0lx时，其电压升至2V，由图线a知，此时光敏电阻RP＝20kΩ，URP＝2V，则串联电阻分压UR＝1V，由＝＝2得R＝＝10kΩ，故选定值电阻R1，电路原理图如图b所示。答案　见解析本题考查了实验数据的处理、图象的分析和光控照明电路的设计，通过图象得出了光敏电阻随光照度的增大阻值减小的特点。在设计光控照明电路时，正好利用了光敏电阻的

4、这个特点，利用串联电路的分压特点，来实现光敏电阻对光控开关的控制。如图是测试热敏电阻R的实验电路图，滑动变阻器调节到某一定值，实验中观察到当温度升高时灯更亮，下列对该实验现象分析正确的是(　　)A．电路中电流减小了B．电路中电流增大了C．温度升高时，热敏电阻的阻值增大D．温度升高时，灯泡电阻的阻值减小答案　B解析　灯更亮说明灯泡的电功率更大了；由灯泡电功率P＝I2R可知，电路中电流增大了，故A错误、B正确；温度升高时，电路中电流增大了，说明热敏电阻与灯泡组成的串联电路电阻减小，灯泡电阻的阻值将增大，故热敏电阻的阻值减小，故C错误；温度升高时，灯泡电阻的阻值将增大，D错误。考点2　

5、创新实验[例2]　(2017·洛阳一模)某同学要研究一质地均匀、圆柱形的热敏电阻电阻率随温度的变化规律，其部分步骤如下：(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲所示，由图可知其长度为________mm。(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙，由图可知其直径为________mm。(3)该同学利用以下实验器材设计实验研究热敏电阻阻值随温度的变化规律：A．热敏电阻(常温下约300Ω)B．温度计C．电流表A1(0～60mA，约10Ω)D．电流表A2(0～3A，约0.1Ω)E．电压表V(0～6V，约15kΩ)F．滑动变阻器R1(200Ω，0.5A)G．滑动变阻器R2(5Ω，2A)H．蓄

6、电池(9V,0.05Ω)I．开关一个，带夹的导线若干①实验要求通过热敏电阻的电流从零开始增加，电流表应选择________，滑动变阻器选择________。②为精确测量该热敏电阻，请在下图中完成实验器材连接。解析　(1)游标卡尺的读数为50mm＋11×0.05mm＝50.55mm。(2)螺旋测微器的读数为4.5mm＋30.0×0.01mm＝4.800mm。(3)①估算电路中电流值I＝＝A＝30mA，电流表应选C。实验要求电流从零开始增加，即滑动变阻器采用分压式接法，所以滑动变阻器应选阻值小的G。②电路连接如图所示。答案　(1)50.55　(2)4.800(4.799～4.801均

7、正确)　(3)①C　G　②图见解析该题考查游标卡尺和螺旋测微器的读数，实验仪器的选择、实验电路的设计和实物连接，在电路设计中主要考查电流表外接法和滑动变阻器的分压式接法，这一点和电学其他实验没有很大区别。题目中的传感器只是电路中的一个元件。因此，与传感器有关的实验大都可以利用常规电学实验的思路来解题。(多选)如图所示的电路中，当半导体材料做成的热敏电阻浸泡到热水中时，电流表示数增大，则说明(　　)A．热敏电阻在温度越高时，电阻越大B．热敏电阻在温度越高时，电阻越小C．半导体材料温