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

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、R2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。RL的测量结果如下表所示。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_。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（k）754028232018(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。(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：R110 k，R220 k，R340 k(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。(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；该直线斜率绝对值等于电源的内阻r=U/I=(3V2.3V)/0.3A2.3，