高三物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)十一 傳感器的簡單使用課件

基礎(chǔ)自主梳理 基礎(chǔ)自主梳理 基礎(chǔ)自主梳理 基礎(chǔ)自主梳理 基礎(chǔ)自主梳理 基礎(chǔ)自主梳理 基礎(chǔ)自主梳理 精典考題例析例 1 如 圖 所 示 ， 圖 甲 為 熱 敏 電 阻 的 R-t圖 象 ， 圖 乙 為 此 熱 敏 電 阻 R及 和 繼 電 器 組 成的 一 個(gè) 簡 單 恒 溫 箱 溫 控 電 路 ， 繼 電 器 線 圈 電 阻 為 100 .當(dāng) 線 圈 電 流 大 于 或 等 于 10 mA時(shí) ， 繼 電 器 的 銜 鐵 被 吸 合 .為 繼 電 器 線 圈 供 電 的 電 池 的 電 動 勢 E=6 V， 內(nèi) 阻 不計(jì) .圖 中 的 “ 電 源 ” 是 恒 溫 箱 加 熱 器 的 電 源 .(1)應(yīng) 該 把 恒 溫 箱 內(nèi) 的 加 熱 器 接 在 兩 端 (填 “ A、 B” 或 “ C、 D” )；(2)如 果 要 使 恒 溫 箱 內(nèi) 的 溫 度 保 持 50 ， 可 變 電 阻 R 的 阻 值 應(yīng) 調(diào) 節(jié) 為 ；(3)如 果 要 使 恒 溫 箱 內(nèi) 的 溫 度 保 持 100 ， 可 變 電 阻 R 的 阻 值 應(yīng) 調(diào) 節(jié) 為 ；(4)若 可 變 電 阻 R 可 在 380 到 470 范 圍 內(nèi) 調(diào) 節(jié) ， 則 此 恒 溫 箱 可 控 制 的 恒 溫 范 圍 是 . 精典考題例析 思 維 導(dǎo) 引 : 熱 敏 電 阻 的 阻 值 隨 什 么 物 理 量 的 變 化 而 變 化 ， 是 正 相 關(guān) 還 是 負(fù) 相 關(guān)變 化 ？ 甲 圖 表 明 熱 敏 電 阻 是 線 性 元 件 嗎 ？ 對 水 加 熱 的 元 件 是 熱 敏 電 阻 嗎 ？ 控 制 電 路 的 回 路 由 哪 些 元 件 組 成 . 解 析 ： (1)溫 度 低 于 要 求 時(shí) ， 電 路 加 熱 設(shè) 備 應(yīng) 工 作 ， 此 時(shí) 熱 敏 電 阻 的阻 值 大 ， 由 閉 合 電 路 的 歐 姆 定 律 可 知 ， 電 路 中 電 流 小 ， 彈 簧 將 銜 鐵向 上 拉 起 ， 故 加 熱 器 應(yīng) 接 A、 B兩 端 .(2)恒 溫 箱 的 溫 度 保 持 50 ， 由 甲 圖 可 知 熱 敏 電 阻 在 此 溫 度 時(shí) 的 阻值 為 100 ， 由 閉 合 電 路 歐 姆 定 律 可 知 E=I(100+R +100)， 得R =400 ， 所 以 可 變 電 阻 R 的 值 應(yīng) 調(diào) 為 400 .(3)恒 溫 箱 內(nèi) 的 溫 度 保 持 100 ， 由 甲 圖 可 知 熱 敏 電 阻 在 此 溫 度 時(shí) 的阻 值 為 50 ， 由 閉 合 電 路 歐 姆 定 律 可 知 E=I(100+R +50)， 得R =450 ， 所 以 可 變 電 阻 R 的 值 應(yīng) 調(diào) 為 450 . (4)可 變 電 阻 R 可 在 380 到 470 范 圍 內(nèi) 調(diào) 節(jié) ， 由 閉 合 電 路 歐 姆 定律 可 知 E=I(100+R1+380)和 E=I(100+R2+470)， 解 得 熱 敏 電 阻 的 阻 值分 別 為 R1=120 ， R2=30 ， 由 甲 圖 可 知 對 應(yīng) 的 溫 度 分 別 是 t1=40 ，t2=150 ， 此 恒 溫 箱 可 控 制 的 恒 溫 范 圍 是 40150 .答 案 ： (1)A、 B (2)400 (3)450(4)40150 精典考題例析1.為了節(jié)能和環(huán)保,一些公共場所使用光控開關(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lx).某光敏電阻Rp在不同照度下的阻值如下表:照度/lx 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2電阻/k 75 40 28 23 20 18(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù),畫出阻值隨照度變化的曲線,并說明阻值隨照度變化的特點(diǎn). 精典考題例析 精典考題例析 精典考題例析 精典考題例析2.電流傳感器可以像電流表一樣測量電流，它的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)非常快，可以捕捉到瞬間的電流變化，還可以與計(jì)算機(jī)相連，能在很短的時(shí)間內(nèi)畫出電流隨時(shí)間的變化圖象.按圖甲連接電路，提供8V直流電源，先使開關(guān)S與1相連，電源向電容器充電，這個(gè)過程可在瞬間完成，然后把開關(guān)S擲向2，電容器放電，傳感器將電流信息傳入計(jì)算機(jī)，屏上顯示出電流隨時(shí) 間變化的I-t曲線，如圖乙所示.(1)圖中畫出的豎直狹長矩形(圖乙最左端)，它的面積表示的物理意義是 ；(2)估算電容器在全部放電過程中釋放的電荷量是C；(3)根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算，電容器的電容是F. 解析：(1)因?yàn)閝It，所以I-t圖象下的“面積”表示電荷量q.(2)圖象與坐標(biāo)軸所圍的“面積”有70個(gè)格(6971個(gè)格)，所以電荷量為700.20.410-3 C5.6010-3 C(5.5210-35.6810-3 C都算正確).(3)電容器充電的電壓等于電源電動勢E8 V，由CEQ得C7.0010-4F(6.9010 -47.1010-4F都算正確).答案：(1)電容器0.1s內(nèi)放電的電荷量(2)5.6010-3(5.5210-35.6810-3)(3)7.0010-4(6.9010-47.1010-4) 精典考題例析 精典考題例析 精典考題例析3.一臺臭氧發(fā)生器P的電阻為10k，當(dāng)供電電壓等于24V時(shí)能正常工作，否則不產(chǎn)生臭氧.現(xiàn)要用這種臭氧發(fā)生器制成自動消毒裝置，要求它在有光照時(shí)能產(chǎn)生臭氧，在黑暗時(shí)不產(chǎn)生臭氧，擬用一個(gè)光敏電阻R 1對它進(jìn)行控制，R1的阻值在有光照時(shí)為100、黑暗時(shí)為1 000、允許通過的最大電流為3mA；電源E的電壓為36V、內(nèi)阻不計(jì)；另有一個(gè)滑動變阻器R2，阻值為0100、允許通過的最大電流為0.4A；一個(gè)開關(guān)S和導(dǎo)線若干.臭氧發(fā)生器P和光敏電阻R1的符號如圖所示.設(shè)計(jì)一個(gè)滿足上述要求的電路圖，圖中各元件要標(biāo)上字母代號，其中滑動變阻器兩固定接線柱端分別標(biāo)上字母A、B(電路圖畫在方框內(nèi)).解析：為了能控制臭氧發(fā)生器，應(yīng)該使用滑 動變阻器的分壓式連接，有光照時(shí)P能正常工作，無光照時(shí)P不工作.電路圖如圖所示：答案：見解析圖 精典考題例析4.(多 選 )(2016 濟(jì) 寧 市 學(xué) 業(yè) 水 平 測 試 )一 中 學(xué) 生 為 發(fā) 射 的 “ 神 舟 七 號 ” 載 人 飛 船 設(shè)計(jì) 了 一 個(gè) 可 測 定 豎 直 方 向 加 速 度 的 裝 置 ； 其 原 理 可 簡 化 為 如 圖 所 示 .連 接 在 豎 直 彈簧 上 的 重 物 與 滑 動 變 阻 器 的 滑 動 觸 頭 連 接 ， 該 裝 置 在 地 面 上 靜 止 時(shí) 其 電 壓 表 的 指針 指 在 表 盤 中 央 的 零 刻 度 處 ， 在 零 刻 度 的 兩 側(cè) 分 別 標(biāo) 上 對 應(yīng) 的 正 、 負(fù) 加 速 度 值 .關(guān)于 這 個(gè) 裝 置 在 “ 神 舟 七 號 ” 載 人 飛 船 發(fā) 射 、 運(yùn) 行 和 回 收 過 程 中 示 數(shù) 的 判 斷 正 確 的是 ( ) A.飛 船 在 豎 直 加 速 升 空 的 過 程 中 ， 如 果 電 壓 表 的 示 數(shù) 為 正 ， 則 飛船 在 豎 直 減 速 返 回 地 面 的 過 程 中 ， 電 壓 表 的 示 數(shù) 仍 為 正B.飛 船 在 豎 直 加 速 升 空 的 過 程 中 ， 如 果 電 壓 表 的 示 數(shù) 為 正 ， 則 飛船 在 豎 直 減 速 返 回 地 面 的 過 程 中 ， 電 壓 表 的 示 數(shù) 為 負(fù)C.飛 船 在 圓 軌 道 上 運(yùn) 行 時(shí) ， 電 壓 表 的 示 數(shù) 為 零D.飛 船 在 圓 軌 道 上 運(yùn) 行 時(shí) ， 電 壓 表 示 數(shù) 所 對 應(yīng) 的 加 速 度 大 小 應(yīng) 約為 9.8 m/s2 解 析 ： 該 裝 置 在 地 面 上 靜 止 時(shí) ， kx=mg， 指 針 指 在 表 盤 中 央 的 零 刻度 處 ； 飛 船 在 加 速 上 升 的 過 程 中 ， kxmg， 滑 動 頭 下 移 ， 此 時(shí) ， 電壓 表 的 示 數(shù) 為 正 ； 飛 船 在 豎 直 減 速 返 回 地 面 的 過 程 中 ， 加 速 度 方 向向 上 ， 此 時(shí) 電 壓 表 示 數(shù) 仍 為 正 ， 故 A項(xiàng) 對 、 B項(xiàng) 錯(cuò) ； 飛 船 在 圓 軌 道 上運(yùn) 行 時(shí) ， 飛 船 中 的 物 體 處 于 完 全 失 重 狀 態(tài) ， a=g， 彈 簧 恢 復(fù) 原 長 ，電 壓 表 示 數(shù) 不 為 零 ， 故 C項(xiàng) 錯(cuò) 、 D項(xiàng) 對 答 案 ： AD 速效提升訓(xùn)練1.(多 選 )(2016 宜 昌 市 教 學(xué) 質(zhì) 檢 )已 知 磁 敏 電 阻 在 沒 有 磁 場 時(shí) 電 阻 很小 ， 有 磁 場 時(shí) 電 阻 變 大 ， 并 且 磁 場 越 強(qiáng) 阻 值 越 大 .為 探 測 磁 場 的 有 無 ，利 用 磁 敏 電 阻 作 為 傳 感 器 設(shè) 計(jì) 了 如 圖 所 示 電 路 ， 電 源 的 電 動 勢 E和內(nèi) 阻 r不 變 ， 在 沒 有 磁 場 時(shí) 調(diào) 節(jié) 變 阻 器 R使 電 燈 L正 常 發(fā) 光 ， 若 探 測裝 置 從 無 磁 場 區(qū) 進(jìn) 入 強(qiáng) 磁 場 區(qū) .則 ( )A.電 燈 L變 亮B.電 燈 L變 暗C.電 流 表 的 示 數(shù) 減 小 D.電 流 表 的 示 數(shù) 增 大 解 析 ： 當(dāng) 探 測 裝 置 從 無 磁 場 區(qū) 進(jìn) 入 強(qiáng) 磁 場 區(qū) 后 ， 磁 敏 電 阻 變 大 ，則 電 路 總 電 阻 變 大 ， 由 閉 合 電 路 歐 姆 定 律 得 I=ER總 ， 電 流 I變 小 ，C項(xiàng) 對 ， D項(xiàng) 錯(cuò) ； 又 UL=E-Ir,可 知 UL變 大 ， 燈 變 亮 ， A項(xiàng) 對 ， B項(xiàng) 錯(cuò) .答 案 ： ABC 速效提升訓(xùn)練2.(多 選 )如 圖 所 示 ， R1、 R2為 定 值 電 阻 ， L為 小 燈 泡 ，R3為 光 敏 電 阻 ， 當(dāng) 照 射 光 強(qiáng) 度 增 大 時(shí) ( )A.電 壓 表 的 示 數(shù) 增 大B.R2中 電 流 減 小C.小 燈 泡 的 功 率 增 大D.電 路 的 路 端 電 壓 增 大 解 析 ： 當(dāng) 光 強(qiáng) 度 增 大 時(shí) ， R3阻 值 減 小 ， 外 電 路 總 電 阻 隨 R3的 減小 而 減 小 ， 干 路 電 流 增 大 ， R1兩 端 電 壓 因 干 路 電 流 增 大 而 增 大 ，同 時(shí) 因 干 路 電 流 增 大 ， 故 電 路 路 端 電 壓 減 小 ， A項(xiàng) 正 確 ， D項(xiàng)錯(cuò) 誤 ； 由 于 路 端 電 壓 減 小 ， 而 R1兩 端 電 壓 增 大 知 ， R2兩 端 電 壓必 減 小 ， 則 R2中 電 流 減 小 ， 故 B項(xiàng) 正 確 ； 結(jié) 合 干 路 電 流 增 大 而R2中 電 流 減 小 知 流 過 小 燈 泡 的 電 流 必 增 大 ， 則 小 燈 泡 的 功 率 增大 ， C項(xiàng) 正 確 .答 案 ： ABC 速效提升訓(xùn)練3.如圖電容式觸摸屏的構(gòu)造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜導(dǎo)體層，再在導(dǎo)體層外加上一塊保護(hù)玻璃，電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長的電極，在導(dǎo)體層內(nèi)形成一個(gè)低電壓交流電場.在觸摸屏幕時(shí)，由于人體是導(dǎo)體，手指與內(nèi)部導(dǎo)體層間會形成一個(gè)特殊電 容(耦合電容)，四邊電極發(fā)出的電流會流向觸點(diǎn)，而電流強(qiáng)弱與手指到電極的距離成正比，位于觸摸屏后的控制器便會計(jì)算電流的比例及強(qiáng)弱，準(zhǔn)確算出觸摸點(diǎn)的位置.由以上信息可知，下列說法中錯(cuò)誤的是（）A.電容式觸摸屏的兩極板分別是導(dǎo)體層和手指 B.當(dāng)用手觸摸屏幕時(shí)，手指與屏的接觸面積越大，電容越大C.當(dāng)用手觸摸屏幕時(shí)，手指與屏的接觸面積越大，電容越小D.當(dāng)用手觸摸屏幕時(shí)，手指和屏的接觸面積的大小影響電容的大小 解析：電容式觸摸屏在原理上把人的手指當(dāng)作一個(gè)電容器元件的一個(gè)極板，把導(dǎo)體層當(dāng)作另一極板，故選項(xiàng)A正確；手指和屏的接觸面積大小會影響到電容大小，接觸面積越大，即兩極板的正對面積越大，電容越大，故選項(xiàng)B、D正確，C錯(cuò)誤.答案：C 速效提升訓(xùn)練4.如圖所示,將多用電表的選擇開關(guān)置于“歐姆擋”,再將電表的兩支表筆分別與光敏電阻R的兩端相連,這時(shí)表針恰好指在刻度盤的正中間.若先用手電筒光照射R,再用不 透光的黑紙將R包裹起來,則關(guān)于表針的偏轉(zhuǎn)方向,下列說法中正確的是( )A.先往左偏,再往右偏B.一直往右偏C.先往右偏,再往左偏D.一直往左偏解 析 :當(dāng)用手電筒光照射R時(shí),光敏電阻的阻值減小,多用電表的指針將向右偏,用不透光的黑紙將R包裹起來時(shí),光敏電阻的阻值增大,多用電表的指針 將向左偏;所以C項(xiàng)正確.答 案 :C 速效提升訓(xùn)練5.利 用 負(fù) 溫 度 系 數(shù) 熱 敏 電 阻 制 作 的 熱 傳 感 器 ， 一 般 體 積 很 小 ， 可 以 用 來 測 量 很 小范 圍 內(nèi) 的 溫 度 變 化 ， 反 應(yīng) 快 ， 而 且 精 確 度 高 .(1)如 果 將 負(fù) 溫 度 系 數(shù) 熱 敏 電 阻 與 電 源 、 電 流 表 和 其 他 元 件 串 聯(lián) 成 一 個(gè) 電 路 ， 其他 因 素 不 變 ， 只 要 熱 敏 電 阻 所 處 區(qū) 域 的 溫 度 降 低 ， 電 路 中 電 流 將 變 (填 “ 大 ”或 “ 小 ” ).(2)上 述 電 路 中 ， 我 們 將 電 流 表 中 的 電 流 刻 度 換 成 相 應(yīng) 的 溫 度 刻 度 ， 就 能 直 接 顯示 出 熱 敏 電 阻 附 近 的 溫 度 .如 果 刻 度 盤 正 中 的 溫 度 為 20 (如 圖 甲 )， 則 25 的 刻 度應(yīng) 在 20 的 刻 度 的 (填 “ 左 ” 或 “ 右 ” )側(cè) . (3)為 了 將 熱 敏 電 阻 放 置 在 某 蔬 菜 大 棚 內(nèi) 檢 測 大 棚 內(nèi) 溫 度 變 化 ，請 用 圖 乙 中 的 器 材 (可 增 加 元 器 件 )設(shè) 計(jì) 一 個(gè) 電 路 .解 析 ： (1)因 為 負(fù) 溫 度 系 數(shù) 熱 敏 電 阻 溫 度 降 低 時(shí) ， 電 阻 增 大 ，故 電 路 中 電 流 會 減 小 (2)由 (1)的 分 析 知 ， 溫 度 越 高 ， 電 流 越 大 ， 25 的 刻 度 應(yīng) 對 應(yīng)較 大 電 流 ， 故 在 20 的 刻 度 的 右 側(cè) .(3)如 圖 所 示 ，答 案 ： (1)小 (2)右 (3)見 規(guī) 范 解 答 速效提升訓(xùn)練6.熱 敏 電 阻 是 傳 感 電 路 中 常 用 的 電 子 元 件 ， 現(xiàn) 用 伏 安 法 研 究 熱 敏電 阻 在 不 同 溫 度 下 的 伏 安 特 性 曲 線 ， 要 求 特 性 曲 線 盡 可 能 完 整 .已知 常 溫 下 待 測 熱 敏 電 阻 的 阻 值 約 4 5 .將 熱 敏 電 阻 和 溫 度 計(jì) 插 入帶 塞 的 保 溫 杯 中 ， 杯 內(nèi) 有 一 定 量 的 冷 水 ， 其 他 備 用 的 儀 表 和 器 具有 ： 盛 有 熱 水 的 熱 水 瓶 (圖 中 未 畫 出 )、 電 源 (3 V， 內(nèi) 阻 可 忽 略 )、 直流 電 流 表 (內(nèi) 阻 約 1 )、 直 流 電 壓 表 (內(nèi) 阻 約 5 k)、 滑 動 變 阻 器(020 )、 開 關(guān) 、 導(dǎo) 線 若 干 .(1)在 下 面 的 虛 線 框 中 畫 出 實(shí) 驗(yàn) 電 路 圖 ， 要 求 測 量 誤 差 盡 可 能 小 . 速效提升訓(xùn)練(2)根據(jù)電路圖，在實(shí)物圖上連線.(3)簡要寫出完成接線后的主要實(shí)驗(yàn)步驟. 速效提升訓(xùn)練解 析 ： (1)為 獲 得 更 多 的 數(shù) 據(jù) ， 應(yīng) 使 電 壓 從 零 開 始 ， 故 應(yīng) 采 用 分 壓電 路 .由 于 待 測 熱 敏 電 阻 阻 值 約 45 ， 故 應(yīng) 采 用 電 流 表 外 接 法 ，電 路 圖 如 圖 所 示 . (2)按 電 路 圖 連 接 實(shí) 物 圖 如 圖 所 示 (3) 往 保 溫 杯 中 加 入 一 些 熱 水 ， 待 溫 度 穩(wěn) 定 時(shí) 讀 出 溫 度計(jì) 示 數(shù) ; 調(diào) 節(jié) 滑 動 變 阻 器 ， 快 速 測 出 幾 組 電 流 表 和 電 壓 表 的 值 ; 重 復(fù) 、 ， 測 量 不 同 溫 度 下 的 數(shù) 據(jù) ； 繪 出 各 測 量 溫 度 下 熱 敏 電 阻 的 伏 安 特 性 曲 線 .答 案 ： 見 解 析