【文档说明】(新高考)高考物理一轮复习课件第11章实验十二《利用传感器制作简单的自动控制装置》(含解析).ppt，共(64)页，1.104 MB，由MTyang资料小铺上传

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交变电流传感器第十一章实验十二利用传感器制作简单的自动控制装置主干梳理对点激活3．向烧杯中注入少量的冷水，使热敏电阻浸没在冷水中，记下温度计的示数和多用电表测量的热敏电阻的阻值。4．将热水分几次注入烧杯中，测出不同温度下热敏电阻的阻值，并记录。1．温度计读数带来的误差：可以选用精度高的温度计并读数

三次取平均值。2．欧姆表的读数带来的误差：可以对同一温度、同一光照强度下的电阻读数三次取平均值。1．在做研究热敏电阻的特性实验时，加入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，并同时读出水温和电阻值。2．研究光敏电阻的特性实验中，如果效果不明显，可将光敏电阻部分电路放

入带盖的纸盒中，并通过盖上小孔改变照射到光敏电阻上的光的强度。3．欧姆表每次换挡后都要重新进行欧姆调零。考点细研悟法培优考点1热敏电阻的应用例1如图所示，图甲为热敏电阻的Rt图像，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为150Ω。当线圈中的电

流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势E＝6V，内阻可以不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。(1)应该把恒温箱内的加热器接在________________________(选填“A、B端”或“C、D

端”)。(2)如果要使恒温箱内的温度保持100℃，可变电阻R′的值应调节为________________________Ω。(3)为使恒温箱内的温度保持在更高的数值，可变电阻R′的值应_______

_________________(选填“增大”或“减小”)。100增大尝试解答[变式1](2021·八省联考湖北卷)由半导体材料制成的热敏电阻阻值是温度的函数。基于热敏电阻对温度敏感原理制作一个火灾报警系统，要求热敏电阻温度升高至50℃时，系统开始自动报警。所用器

材有：直流电源E(36V，内阻不计)；电流表(量程250mA，内阻约0.1Ω)；电压表(量程50V，内阻约1MΩ)；热敏电阻RT；报警器(内阻很小，流过的电流超过10mA时就会报警，超过30mA时就会

损伤)；滑动变阻器R1(最大阻值4000Ω)；电阻箱R2(最大阻值9999.9Ω)；单刀单掷开关S1；单刀双掷开关S2；导线若干。(1)用图a所示电路测量热敏电阻RT的阻值。当温度为27℃时，电压表读数为30.0V，电流表读数为15.0mA；当温

度为50℃时，调节R1，使电压表读数仍为30.0V，电流表指针位置如图b所示。温度为50℃时，热敏电阻的阻值为________________________Ω。从实验原理上看，该方法测得的阻值比真实值略微________________(填“偏大”或“偏小”)。如果热敏

电阻阻值随温度升高而变大，则其为正温度系数热敏电阻，反之为负温度系数热敏电阻。基于以上实验数据可知，该热敏电阻RT为_______________(填“正”或“负”)温度系数热敏电阻。600偏大负(2)某同学搭建一套基

于该热敏电阻的火灾报警系统，实物图连线如图c所示，其中有一个器件的导线连接有误，该器件为____________________(填器件名称)。正确连接后，先使用电阻箱R2进行调试，其阻值设置为_____________Ω，滑动变阻器R1阻值从最大逐渐减小，直至报警器开始报警，此时滑动变阻

器R1连入电路的阻值为______________Ω。调试完毕后，再利用单刀双掷开关S2的选择性开关功能，把热敏电阻RT接入电路，可方便实现调试系统和工作系统的切换。6003000解析考点2光敏电阻的应用例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/lx0.20.40.60.81.01.2电阻/kΩ754028232

018(1)根据表中数据，请在图甲给定的坐标系中描绘出光敏电阻阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点。尝试解答(1)光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如图1所示光敏电阻的阻值随光的照度的增大非线性减小(2)电路原理图见图2尝

试解答(1)根据表中的数据，在坐标纸上描点连线，得到如尝试解答图1所示的曲线。光敏电阻阻值随照度变化的特点：光敏电阻的阻值随光的照度的增大非线性减小。(2)当天色渐暗照度降低至1.0lx时启动照明系统，此时光敏电阻阻值为20kΩ，两端电压为2V，电源电动势为3

V，故应串联一个分压电阻，分压电阻阻值为10kΩ，即选用R1；此电路的原理图见尝试解答图2。尝试解答[变式2]某同学用光敏电阻和电磁继电器等器材设计自动光控照明电路。(1)光强(E)是表示光强弱程度的物理量，单位为坎德拉(cd)。如图a所示是光敏电阻阻值随光强变化的图

线，由此可得到的结论是：__________________________________________________________。(2)如图b为电磁继电器的构造示意图，其中L为含有铁芯的线圈，P为可绕O点转动的衔铁，K为弹簧

，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱。工作时，应将____________(填“A、B”或“C、D”)接照明电路。(3)请在图c中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接。答案图见解析随光照强度的增

加，光敏电阻的阻值减小得越来越慢C、D(4)已知电源电动势为3V，内阻很小，电磁铁线圈电阻R0＝20.0Ω，电流超过50mA时可吸合衔铁。如果要求光强达到2cd时，照明电路恰好接通，则图c中定值电阻R＝_____________Ω。21.5解析(1)从图a可知，光敏电阻的阻值随

光照强度变化的规律是：随光照强度的增加，光敏电阻的阻值迅速减小，进一步增大光照强度，光敏电阻的阻值减小得越来越慢。(2)由电路原理可知，电磁铁线圈连接的是控制电路，S连接的是工作电路，故工作时，应将C、D接照明电路。(3)将光敏电阻和定值电阻接入控制电路，用电器接入工作电路，连接

电路如图所示：解析解析考点3其他传感器的应用例3(多选)有一种测量人体重的电子秤，其原理如图中虚线内所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)。设踏

板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3A，电源电动势为12V，内阻为2Ω，电阻R随压力变化的数值关系为R＝30－0.02F(F和R的单位分别是N和Ω)。下列说法正确的是()A．该秤能测量的最大体重是1400NB．该秤能

测量的最大体重是1300NC．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375A处D．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.400A处答案尝试解答[变式3](多选)指纹识别传感器在日常生活中应用十分广泛，常用的指纹识别传感器是电容式传感器，指纹的凸起部分叫“

嵴”，凹下部分叫“峪”。传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和正对的皮肤表面部分形成大量的小电容器，这样在嵴处和峪处形成的电容器的电容大小不同。此时传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值，然后电容器放电，电

容值小的电容器放电较快，根据放电快慢的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹图像数据。根据文中信息，下列说法正确的是()A．在峪处形成的电容器电容较小B．充电后在嵴处形成的电容器的电荷量大C．在峪处形成的电容器放

电较慢D．湿的手指头对指纹识别绝对没有影响答案解析高考模拟随堂集训1．(2016·北京高考)热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。如图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图。由图可知，这种热

敏电阻在温度上升时导电能力_______________(选填“增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更_______________(选填“敏感”或“不敏感”)。增强敏感解析由题图可知，热敏电阻在温度上升时，阻值下降，故其导电能力增强；相对金属热电阻而言，热敏电阻在温

度变化时，阻值变化明显，故对温度更敏感。解析5.00变小增大2.8解析3．(2018·全国卷Ⅰ)某实验小组利用如图a所示的电路探究在25℃～80℃范围内某热敏电阻的温度特性。所用器材有：置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT，其标称值(25℃时的阻值)为900.0Ω；电源

E(6V，内阻可忽略)；电压表(量程150mV)；定值电阻R0(阻值20.0Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值为1000Ω)；电阻箱R2(阻值范围0～999.9Ω)；单刀开关S1，单刀双掷开关S2。实验时，先按图a连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0℃。将S2与1端接通，闭合S1，调节R

1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0；保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0；断开S1，记下此时R2的读数。逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0℃。实验得到的R2－t数据见下表。t

/℃25.030.040.050.060.070.080.0R2/Ω900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0回答下列问题：(1)在闭合S1前，图a中R1的滑片应移______(填“a”或“b”)端；(2)在图b的坐标纸上补齐数据表

中所给数据点，并作出R2－t曲线；答案图见解析(3)由图b可得到RT在25℃～80℃范围内的温度特性。当t＝44.0℃时，可得RT＝_________________Ω；(4)将RT握于手心，手心温度下R2的相应读数如图c所示，该读数为______________Ω，则手心

温度为______________℃。450620.033.0解析(1)图a的电路滑动变阻器采用限流接法，在闭合S1前，R1应该调节到接入电路部分的电阻值最大，使电路中电流最小，即图a中的R1的滑片应移到b端。(2)

将t＝60℃和t＝70℃对应的两组数据对应画在坐标图上，然后用平滑曲线过尽可能多的数据点画出R2－t图象，如图所示。解析(3)根据题述实验过程可知，测量的R2数据等于热敏电阻RT对应温度的电阻值。由画出的R2－t图象可知，当t＝44.0℃时，对应的RT＝45

0Ω。(4)由画出的R2－t图象可知，RT＝620.0Ω，则手心温度t＝33.0℃。解析4．(2016·全国卷Ⅰ)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60℃时，系统报警。提供的器材

有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过Ic时就会报警)，电阻箱(最大阻值为999.9Ω)，直流电源(输出电压为U，内阻不计)，滑动变阻器R1(最大阻值为1000Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值为2000Ω)

，单刀双掷开关一个，导线若干。在室温下对系统进行调节。已知U约为18V，Ic约为10mA；流过报警器的电流超过20mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60℃时阻值为650.0Ω。(1)完成待调节的报警系统原

理电路图的连线。答案连线如图所示(2)电路中应选用滑动变阻器____________(填“R1”或“R2”)。(3)按照下列步骤调节此报警系统：①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为______________Ω；滑动变阻器的滑片应置于_____________(填

“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是_________________________________________________________。②将开关向___________(填“c”或

“d”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至___________________________________________。(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正

常使用。650.0接通电源后，流过报警器的电流会超过20mA，报警器可能损坏报警器开始报警解析5．(2017·江苏高考)某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图1所示，继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源E两端，

当继电器的电流超过15mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控。继电器的电阻约20Ω，热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示。t/℃30.040.050.060.070.080.0Rt/Ω199.5145.4108.181.862.949.1(1)提供的实验器材有：

电源E1(3V，内阻不计)、电源E2(6V，内阻不计)、滑动变阻器R1(0～200Ω)、滑动变阻器R2(0～500Ω)、热敏电阻Rt、继电器、电阻箱(0～999.9Ω)、开关S、导线若干。为使该装置实现对30℃～80℃之间任一温度的控制，电源E应选用____

______(选填“E1”或“E2”)，滑动变阻器R应选用_________(选填“R1”或“R2”)。(2)实验发现电路不工作。某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图2所示的选择开关旋至_________(选填“A”“B”“C”或“D”)

。(3)合上开关S，用调节好的多用电表进行排查。在图1中，若只有b、c间断路，则应发现表笔接入a、b时指针________________________(选填“偏转”或“不偏转”)，接入a、c时指针_____________

___________(选填“偏转”或“不偏转”)。(4)排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50℃时被吸合，下列操作步骤的正确顺序是______________________。(填写各步骤前的序号)①将热敏电阻接入电路②观察到继电器的衔铁被吸合③断开开关，将电阻箱从电路中移除④合上开关，调节滑动变

阻器的阻值⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1Ω不偏转偏转⑤④②③①解析(1)若实现对30℃温度的控制继电器和Rt的电压U＝0.015×(20＋199.5)V≈3.29V因此符合要求的电源应选E2。若实现对80℃温

度的控制对全电路有E＝I(R继＋Rt＋R)即6V＝0.015A×(20Ω＋49.1Ω＋R)解得R＝330.9Ω。因此滑动变阻器应选R2。(2)用多用电表测量直流电压时，选择开关应旋至C(直流电压挡)。解析(3)a、b间电压为0，指针不偏转。接入a、c时，多用电表与电源等构

成回路，指针偏转。(4)连接电路时，先用电阻箱代替热敏电阻，调节滑动变阻器阻值，衔铁被吸合时，调节完毕，移除电阻箱换为热敏电阻即可，正确的顺序为⑤④②③①。解析6．(2021·辽宁省高三上高考模拟)气敏电阻在安全领域有着广泛的应用。有一个对甲醛气体非常敏感的气敏电阻Rq，正

常情况下阻值为几百欧，当甲醛浓度升高时，其阻值可以增大到几千欧。为了研究其阻值随甲醛浓度变化的规律，供选用的器材如下：A．电源E0(电动势6V，内阻不计)；B．滑动变阻器R；C．导线若干及开关S；D．电压表V(量程3V，内阻

1kΩ)；E．毫安表mA(量程50mA，内阻100.0Ω)。(1)探究小组设计了如图a所示实验电路，其中毫安表用来测定_____________，量程为________。电压5V(2)将气敏电阻置于密封小盒内，通过注入甲醛改变盒内甲醛浓度，

记录不同甲醛浓度下电表示数，计算出气敏电阻对应阻值，得到如图b所示阻值随甲醛浓度变化的图像(Rqη图像)。当气敏电阻阻值为Rq＝2.3kΩ时，盒内甲醛浓度为______________________________________。(3)已知国家室内甲醛浓度标准是η≤0.1mg/m3。探究小组

利用该气敏电阻设计了如图c所示的简单测试电路，用来测定室内甲醛是否超标，电源电动势为E＝5.0V(内阻不计)，电路中D1、D2分别为红、绿发光二极管，红色发光二极管D1的启动(导通)电压为2.0V，即发光二

极管两端电压U01≥2.0V时点亮，绿色发光二极管D2的启动电压为3.0V，发光二极管启动时对电路电阻的影响不计。实验要求当室内甲醛浓度正常时绿灯亮，超标时红灯亮，则两电阻R1、R2中为定值电阻的是____

___，其阻值为_______。3.9解析本课结束