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时间:2019-05-02
《2019年高考物理专题12.1传感器的简单应用抢分精讲》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、实验12.1传感器的简单应用【高考导航】抢分题型◎题型1热敏电阻的原理及应用◎题型2光敏电阻传感器的应用◎题型3传感器在实验中的应用实验目的1.认识热敏电阻、光敏电阻等传感器中的敏感元件。2.了解传感器在技术上的简单应用。实验原理(1)传感器是将它感受到的信号(如力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)。(2)其工作过程如图实Ⅺ-1所示:题型1 热敏电阻的原理及应用例1 用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻RT,在给定温度范围内,其阻值随温度的变化是非线性的。某同学将RT和两个适当的固定电阻R1、R2连成图
2、实Ⅺ-6虚线框内所示的电路,以使该电路的等效电阻RL的阻值随RT所处环境温度的变化近似为线性的,且具有合适的阻值范围。为了验证这个设计,他采用伏安法测量在不同温度下RL的阻值,测量电路如图实Ⅺ-7所示,图中的电压表内阻很大。RL的测量结果如下表所示。回答下列问题:(1)根据图实Ⅺ-6所示的电路,在图实Ⅺ-7所示的实物图上连线。(2)为了检验RL与t之间近似为线性关系,在图实Ⅺ-8上作RL-t关系图线。(3)在某一温度下,电路中的电流表、电压表的示数如图实Ⅺ-9甲、乙所示。电流表的读数为________,电压表的读数为___
3、___。此时等效电阻RL的阻值为______;热敏电阻所处环境的温度约为________。答案 (1)连线如图所示(2)RL-t关系图线如图所示(1)根据数据描出点,连接成直线,图象如下所示。分析:(1)根据原理图连接即可,注意电表的正负极不要和电源连反了.(2)用直线将在坐标上描述的点连接,直线尽量多穿过点.(3)从电表中读出电压和电流表示数,然后根据欧姆定律求出等效电阻阻值,结合图象可求出此时的温度.题型2 光敏电阻传感器的应用例2 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
4、敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(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)0.20.40.60.81.01.2电阻(kΩ)754028232018(1)根据表中数据,请在给定的坐标系(图实Ⅺ-10)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)如图实Ⅺ-11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1.0(lx)时启动照明系统,在
5、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)开关S及导线若干。答案 见解析解析 (1)光敏电阻的阻值随光照度变化的曲线如图所示。故选定值电阻R1,电路原理图如图所示。题型3 传感器在实验中的应用例3 利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条件等。图实Ⅺ-12甲所示为某同学用传感器做实验得到的小灯泡的U-I关系图线。(1)实验室提供的器材有
6、:电流传感器、电压传感器、滑动变阻器A(阻值范围0~10Ω)、滑动变阻器B(阻值范围0~100Ω)、电动势为6V的电源(不计内阻)、小灯泡、开关、导线若干。该同学做实验时,滑动变阻器选用的是________(选填“A”或“B”);请在图乙的方框中画出该实验的电路图。(2)如果将该小灯泡接入丙图所示的电路中,已知电流传感器的示数为0.3A,电源电动势为3V。则此时小灯泡的电功率为________W,电源的内阻为________Ω。答案 (1)A 实验电路图如图所示(2)0.69(0.66~0.72均可) 2.33(2.00~
7、2.67均可)解析(1)为方便实验操作,滑动变阻器可以选A;小灯泡电阻较小,电流传感器应采用外接法,描绘小灯泡伏安特性曲线,电压与电流应从零开始变化,滑动变阻器应采用分压接法,电路图如图1所示;该直线斜率绝对值等于电源的内阻r=△U/△I=(3V−2.3V)/0.3A≈2.3Ω,
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