2020版物理高考新素养大一轮鲁科（课件+讲义+优选题）：选修3-2 第十一章 (共6份打包)

实验十二　传感器的简单使用 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.在做研究热敏电阻的热敏特性实验时，加开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.在做研究光敏电阻的光敏特性实验时，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射到光敏电阻上的光的多少。 3.欧姆表每次换挡后都要重新调零。 热点一　教材原型实验 命题角度　温度传感器 【例1】　(2018·北京石景山区二模)某实验小组进行“探究热敏电阻的温度特性”实验，实验室提供如下器材： 热敏电阻Rt(常温下约8 kΩ)、温度计、电流表A(量程1 mA，内阻约200 Ω)、电压表V(量程3 V，内阻约10 kΩ)、电池组E(电动势为4.5 V，内阻约1 Ω)、滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)、开关S、导线若干、烧杯和水。 图1 (1)根据实验所提供的器材，设计实验电路，画在图1甲所示的方框中。 (2)图乙是实验器材的实物图，图中已连接了部分导线，请根据你所设计的实验电路，补充完成实物间的连线。 (3)闭合开关前，滑动变阻器的滑动触头P应置于______ (填“a”或“b”)端。 (4)实验小组利用完整的实验装置测量出不同温度下的电阻值，画出该热敏电阻的R t－t图象如图2中的实测曲线，与图中理论曲线相比二者有一定的差异。除了偶然误差外，关于产生系统误差的原因或减小系统误差的方法，下列说法中正确的是(　　) 图2 A.电流表的分压造成电阻的测量值总比真实值大 B.电压表的分流造成电阻的测量值总比真实值小 C.温度升高到一定值后，电流表宜采用外接法 D.温度升高到一定值后，电流表宜采用内接法 解析　(1)本实验中要探究热敏电阻的温度特性曲线，故滑动变阻器采用分压接法，同时热敏电阻阻值较大，故应采用电流表内接法；如图甲所示 　 (2)根据电路图连接实物图，如图乙所示。 (3)因当滑动触头打到a端时待测电路电压或电流为零，从而保护电流表，故答案为a。 (4)由于电流表内接，电流表的分压使电压表读数大于热敏电阻两端的电压，故A正确；当温度升高到一定值后，电阻变小，则电流表应选用外接法，故C正确。 答案　(1)见解析　(2)见解析　(3)a　(4)AC 命题角度　光电传感器 【例2】　小明同学为了测定某太阳能硅光电池组的电动势和内阻，设计了如图3所示的电路，在一定光照条件下进行实验： 图3 (1)请根据图3完成图4中实物的连线。 图4 (2)将测量出来的数据记录在下表中，其中第4组数据的电压如图5所示，则此时电压为__________ V。 1 2 3 4 5 6 7 8 U/V 1.77 1.75 1.70 1.54 1.27 1.00 0.50 I/μA 12 30 48 60 68 76 80 86 (3)将这些数据在图6中描点，第4组数据还未描出。 a.请在图6中描出第4组数据的点，作出该硅光电池组的U－I图线。 b.由U－I图线知，该硅光电池组的电动势E＝______V，电池组的内阻随其输出电流的变化而改变，在电流为80 μA 时，该电池组的内阻r＝__________ kΩ(保留3位有效数字)。 解析　(1)根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图甲所示。 (2)由表中实验数据可知电压表最大测量值为1.77 V，则电压表量程为3 V，由图5所示电压表可知，其分度值为0.1 V，示数为1.65 V。 (3)a.把第四组数据标在坐标系内，根据坐标系内描出的点作出图象如图乙所示： b.由图线可知，该硅光电池组的电动势E＝1.80 V 在电流为80 μA时，由表格数据得到路端电压为1.00 V，根据闭合电路欧姆定律，E＝U＋Ir，解得：r＝ Ω＝104 Ω＝ 答案　(1)所连的实物图见解析图甲　(2)1.65　(3)a.该硅光电池组的U－I图线如图乙　b.1.80　10.0 热点二　实验拓展创新 命题角度　拓展实验——设计温度报警器 【例3】　(2016·全国卷Ⅰ，23)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999.9 Ω)，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1 000 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 Ω)，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18 V，Ic约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA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650.0 Ω。 (1)在图7中完成待调节的报警系统原