2019年高考物理13个抢分实验专题12.1传感器的简单应用抢分精讲.doc

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1、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、R 2连成图实6 虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻 RL的

2、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7 所示，图中的电压表内阻很大。R L的测量结果如下表所示。2回答下列问题：(1)根据图实6 所示的电路，在图实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8 上作 RLt 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9 甲、乙所示。电流表的读数为_，电压表的读数为_。此时等效电阻 RL的阻值为_；热敏电阻所处环境的温度约为_。3答案 (1)连线如图所示(2)RLt 关系图线如图所示(1) 根据数据描出

3、点，连接成直线，图象如下所示。4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）0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2电阻（k）75 40 28 2

4、3 20 18(1)根据表中数据，请在给定的坐标系(图实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。5(2)如图实11 所示，当 1、2 两端所加电压上升至 2 V 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 3 V，内阻不计)；定值电阻：R 110 k，R 220 k，R 340 k(限选其中之一并在图中标出)开关 S 及导线若干。答案

5、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。6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12 甲所示为某同学用传感器做实验得到的小灯泡的 UI 关系图线。7(1)实验室提供的器材有：电流传感器、电压传感器、滑动变阻器 A(阻值范围 010 )、滑动变阻器B(阻值范围 0100 )、电动势为 6 V 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 0.3 A，电源电动势为 3 V。则此时小灯泡的电功率为_ W，电源的内阻为_ 。答案 (1)A 实验电路图如图所示(2)0.69(0.660.72 均可) 2.33(2.002.67 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；8该直线斜率绝对值等于电源的内阻 r=U/I=(3V2.3V)/0.3A2.3 ，