2020届高考物理总复习教科版课件:第11章 交变电流 传感器 实验十二 传感器的简单使用 .ppt
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1、实验十二 传感器的简单使用,实验基础,核心探究,实验基础 解读实验萃取精华,一、研究热敏电阻的热敏特性,二、研究光敏电阻的光敏特性,注意事项 1.在做热敏电阻实验时,加热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. 2.在做光敏电阻实验时,如果效果不明显,可将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调零.,核心探究 通法悟道拓宽思路,探究点一 基础性实验,【典例1】 (2018福建龙岩模拟)某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性.现有器材:直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏
2、电阻、保温容器、温度计、开关和导线等. (1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性,请你在如图(甲)所示的实物图上连线.,解析:(1)直流恒流电源在正常工作状态下输出的电流恒定,故只需要将电压表与电阻并联测量出电压即可,实物图连线如图.,答案:(1)见解析,(2)实验的主要步骤: 正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并记录电源输出的电流值; 在保温容器中添加少量热水,待温度稳定后,闭合开关, , ,断开开关; 重复第步操作若干次,测得多组数据.,解析:(2)本实验要测量电阻值和温度值的关系.电阻要用欧姆定律计算,由于电流恒定且已知,故需测量电压和温度.,答案:(2)
3、记录电压表电压值 温度计示数,(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值,并据此绘得如图(乙)所示的R-t关系图线,请根据图线写出该热敏电阻的R-t关系式R= + t ().(保留三位有效数字),解析:(3)从图中取相距较远的两个特殊点, 代入R=R0+kt计算,有120=R0+50k 104=R0+10k 解得R0=100 ,k=0.400 故该热敏电阻的R-t关系式为R=100+0.400t .,答案:(3)100 0.400,方法技巧 解决传感器实验的主要方法 (1)在高中阶段关于传感器的实验主要侧重于实验电路的设计与连接、实验数据的处理或根据实验数据画图像. (2)实验电路一般采用
4、滑动变阻器的分压或限流,电流表的内接或外接. (3)数据的处理一般是图像法,要充分利用好实验得到的数据获得实验结果. (4)连接实物图时,一般先将串联的主体电路连接好,然后连接并联的器材,最后一定要进行检查.,【针对训练】 (2018江苏南通模拟)(多选)如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图,图中虚线表示激光,圆柱体表示随传送带运动的货物,其中R1为光敏电阻,R2为定值电阻,此光电计数器的基本工作原理是( ) A.当光照射R1时,信号处理系统获得高电压 B.当光照射R1时,信号处理系统获得低电压 C.信号处理系统每获一次低电压就计数一次 D.信号处理系统每获一次高电压就计数一次,BD,解析:激
5、光照在光敏电阻R1上,信号处理系统与R1并联,其电压就是R1两端的电压,当货物挡光时R1阻值大,电压高,货物挡光一次,就计数(货物的个数)一次,所以B,D正确,A,C错误.,【教师备用】 (2018湖北咸宁模拟)一些材料的电阻随温度的升高而变化.如图(甲)是由某金属材料制成的电阻R随温度t变化的图像,若用该电阻与电池(电动势E=1.5 V,内阻不计)、电流表(量程为5 mA,内阻不计)、电阻箱R串联起来,连接成如图(乙)所示的电路,用该电阻做测温探头,把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简单的“金属电阻温度计”.,(1)电流刻度较大处对应的温度刻度 (选填“较大”或“较小”);
6、(2)若电阻箱阻值R=150 ,当电流为5 mA时对应的温度数值为 .,解析:(1)由题图(甲)可知,温度升高,电阻阻值增大,电路中电流减小,因此电流刻度较大处对应的温度刻度较小. (2)电流为5 mA时,电路总电阻为300 ,电阻箱阻值R=150 ,则R= 150 ,由题图(甲)得对应的温度为50 . 答案:(1)较小 (2)50,探究点二 创新性实验,高考创新实验例析,【典例2】 (2017江苏卷,11)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(甲)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15 mA时,衔铁被吸合,加热器停止加热,实现温
7、控.继电器的电阻约为20 ,热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示,(1)提供的实验器材有:电源E1(3 V,内阻不计)、电源E2(6 V,内阻不计)、滑动变阻器R1(0200 )、滑动变阻器R2(0500 )、热敏电阻Rt、继电器、电阻箱(0999.9 )、开关S、导线若干. 为使该装置实现对3080 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”).,答案:(1)E2 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(乙)所示的选择开关旋至 (选填“A”“B” “C”或“D”).
8、(3)合上开关S,用调节好的多用电表进行排查,在图(甲)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”).,解析:(2)要用多用电表的直流电压挡检测故障,应将选择开关旋至C.(3)如果只有b,c间断路,说明b点与电源的负极间没有形成通路,a,b间的电压为零,电表接在a,b间时,指针不偏转;c点与电源的负极间形成通路,a与电源的正极相通,a,c间有电压,因此两表接入a,c间时指针发生偏转.,答案:(2)C (3)不偏转 偏转,(4)排除故障后,欲使衔铁在热敏电阻为50 时被吸合,下列操作步骤正确顺序是 .(填写各步
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