第十一章 实验十二 传感器的简单使用-【创新教程】2024高考物理总复习大一轮教师用书word（老教材，人教版）

实验十二　传感器的简单使用 1．研究热敏电阻的热敏特性 2．研究光敏电阻的光敏特性 ◆ 注意事项 1．在做热敏实验时，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．光敏实验中，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　热敏电阻的特性及应用 [典题例析] [典例1]　(2021·广东卷，12)某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律．根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材． (1)先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势．选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔　________　，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“0 Ω”处．测量时观察到热敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大，由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而　________　. (2)再按图9连接好电路进行测量． 图9 ①闭合开关S前，将滑动变阻器R1的滑片滑到　________　端(选填“a”或“b”)． 将温控室的温度设置为T，电阻箱R0调为某一阻值R01.闭合开关S，调节滑动变阻器R1，使电压表和电流表的指针偏转到某一位置．记录此时电压表和电流表的示数、T和R01.断开开关S. 再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端，闭合开关S.反复调节R0和R1，使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同．记录此时电阻箱的阻值R02.断开开关S. ②实验中记录的阻值R01　________　R02(选填“大于”、“小于”或“等于”)．此时热敏电阻阻值RT＝　________　. (3)改变温控室的温度，测量不同温度时的热敏电阻阻值，可以得到热敏电阻阻值随温度的变化规律． [解析]　(1)选择倍率适当的欧姆挡，将两表笔短接；欧姆表指针向右偏转角度越大，则阻值越小，可判断热敏电阻的阻值随温度升高而减小． (2)①闭合开关S前，应将滑动变阻器R1的阻值调到最大，即将滑片滑到b端；②因两次电压表和电流表的示数相同，因为R01＝R02＋RT 即RT＝R01－R02，可知R01大于R02. [答案]　(1)短接　减小　(2)①b　②大于　R01－R02 [跟踪训练] 1．(2021·山东卷，14)热敏电阻是传感器中经常使用的元件，某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律．可供选择的器材有： 待测热敏电阻RT(实验温度范围内，阻值约几百欧到几千欧)； 电源E(电动势1.5 V，内阻r约为0.5 Ω)； 电阻箱R(阻值范围0～9999.99 Ω)； 滑动变阻器R1(最大阻值20 Ω)； 滑动变阻器R2(最大阻值2000 Ω)； 微安表(量程100μA，内阻等于2500 Ω)； 开关两个，温控装置一套，导线若干． 同学们设计了如图甲所示的测量电路，主要实验步骤如下： ①按图示连接电路； ②闭合S1、S2，调节滑动变阻器滑片P的位置，使微安表指针满偏； ③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开S2，调节电阻箱，使微安表指针半偏； ④记录此时的温度和电阻箱的阻值． 回答下列问题： (1)为了更准确地测量热敏电阻的阻值，滑动变阻器应选用　___________　(填“R1”或“R2”)． (2)请用笔画线代替导线，将实物图(不含温控装置)连接成完整电路． 图甲 (3)某温度下微安表半偏时，电阻箱的读数为6000.00 Ω，该温度下热敏电阻的测量值为　_________　Ω(结果保留到个位)，该测量值　___________　(填“大于”或“小于”)真实值． (4)多次实验后，学习小组绘制了如图乙所示的图象．由图象可知．该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐　___________　(填“增大”或“减小”)． [解析]　(1)用半偏法测量热敏电阻的阻值，尽可能让该电路的电压在S2闭合前、后保持不变，由于该支路与滑动变阻器左侧部分电阻并联，滑动变阻器的阻值越小，S2闭合前、后并联部分电阻变化越小，从而并联部分的电压值变化越小，故滑动变阻器应选R1. (2)电路连接图如图所示 (3)微安表半偏时，该支路的总电阻为原来的2倍，即 RT＋RμA＝R＝6000.00 Ω 可得RT＝3500 Ω 当断开S2，微安表半偏时，由于该支路的电阻增加，电压略有升高，根据欧姆定律，总电阻比原来2倍略大，也就是电阻箱的阻值略大于热敏电阻与微安表的总电阻，而我们用电阻箱的阻值等于热敏电阻与微安表的总电阻来计算，因此热敏电阻的测量值比真实值偏大． (4)由于是lnRT－图象，当温度T升高时，减小，从图中可以看出lnRT减小，从而RT减小，因此热敏电阻随温度的升高逐渐减小． [答案]　(1)R1 (2) (3)3500　大于　(4)减小 热点二　光敏电阻的特性及应用 [典题