第12章 实验十七 利用传感器制作简单的自动控制装置-【衡中学案】2024年新高考物理一轮总复习(人教版)

衡中学案·2024 年度创新设计·新教材 ③用多用电表的交流电压挡先后测量低压交流电 源两端的电压 Ｕ０ 和 Ｂ 线圈的输出电压 Ｕꎻ 请在上述基础上ꎬ补充一个实验步骤ꎬ完成 Ａ、Ｂ 线 圈匝数的测量(需要测量的物理量请用字母表示ꎬ并说 明其含义)ꎬ再写出测量 Ａ、Ｂ 线圈的匝数 ｎＡ 和 ｎＢ 的表 达式ꎮ ④　 用多用电表的交流电压挡测量 Ａ 线圈两端的 电压 Ｕ１(请补充步骤)ꎻ ⑤拆除电路并整理器材ꎮ 整理归纳数据可得ꎬ ｎＡ ＝ 　 　 　 　 　 　 ꎬ ｎＢ ＝ 　 　 　 　 　 　 ꎮ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ２年高考􀅰１年模拟 ２ ＮＩＡＮ ＧＡＯ ＫＡＯ １ ＮＩＡＮ ＭＯ ＮＩ (２０２３􀅰北京高三阶段练习)在“探究变压器线圈两 端的电压和匝数的关系”实验中ꎬ可拆变压器如图 所示ꎮ (１)观察变压器的铁芯ꎬ它的结构和材料是: 　 　 　 　 　 ꎻ 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　Ａ. 整块硅钢铁芯 Ｂ. 整块不锈钢铁芯 Ｃ. 绝缘的铜片叠成 Ｄ. 绝缘的硅钢片叠成 (２)观察两个线圈的导线ꎬ发现粗细不同ꎬ导线粗的 线圈匝数 　 　 　 　 　 ꎻ(填“多”或“少”) (３)以下给出的器材中ꎬ本实验需要用到的是 　 　 　 　 　 ꎻ(填字母) Ａ. 干电池 　 　 　 　 　 　 Ｂ. 学生电源 Ｃ. 实验室用电压表 　 　 　 Ｄ. 多用电表 (４)为了保证安全ꎬ低压交流电源的电压不要超过 　 　 　 　 　 ꎻ(填字母) Ａ. ２ Ｖ　 　 　 　 Ｂ. １２ Ｖ　 　 　 Ｃ. ５０ Ｖ (５)在实际实验中将电源接在原线圈的“０”和“８”两 个接线柱之间ꎬ用电表测得副线圈的“０”和“４”两个 接线柱之间的电压为 ３. ０ Ｖꎬ则原线的输入电压可能 为 　 　 　 　 　 ꎻ(填字母) Ａ. １. ５ Ｖ　 　 　 Ｂ. ６. ０ Ｖ　 　 Ｃ. ７. ０ Ｖ (６)等效法、理想模型法是重要的物理学方法ꎬ合理 采用物理学方法会让问题变得简单ꎬ这体现了物理 学科“化繁为简”之美ꎮ 　 　 理想变压器是一种理想化模型ꎮ 如图所示ꎬ心 电图仪(将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的 仪器ꎬ其输出部分可以等效为左侧虚线框内的交流 电源和定值电阻 Ｒ０ 串联)与一理想变压器的原线圈 连接ꎬ一可变电阻 Ｒ 与该变压器的副线圈连接ꎬ原副 线圈的匝数分别为 ｎ１、ｎ２(右侧虚线框内的电路也可 以等效为一个电阻)ꎮ 在交流电源的电压有效值 Ｕ０ 不变的情况下ꎬ在调节可变电阻 Ｒ 的过程中ꎬ当 ＲＲ０ ＝ 　 　 　 　 　 时ꎬＲ 获得的功率最大ꎮ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 实验十七　 利用传感器制作简单的自动控制装置 实验知识􀅰自主回顾 ＳＨＩ ＹＡＮ ＺＨＩ ＳＨＩ ＺＩ ＺＨＵ ＨＵＩ ＧＵ 一、实验目的 　 　 １. 知道什么是传感器ꎬ知道光敏电阻和热敏电阻 的作用ꎮ ２. 能够通过实验探究光敏电阻和热敏电阻的 特征ꎮ ３. 了解常见的各种传感器的工作原理、元件特性 及设计方案ꎮ 二、实验原理 　 　 传感器是将它所感受到的物理量(如力、热、光、声 等)转换成便于测量的量(一般是电学量)的一类元 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 HZXA　 ２７０ 高考一轮总复习·物理·人教版 件ꎮ 例如:热电传感器是利用热敏电阻将热信号转换 成电信号ꎻ光电传感器是利用光敏电阻将光信号转换 成电信号ꎬ转换后的信号经过相应的仪器进行处理ꎬ就 可达到自动控制等各种目的ꎮ 三、实验器材 　 　 铁架台ꎬ温度计ꎬ多用电表ꎬ烧杯ꎬ开水(可装在热 水瓶内)ꎬ冷水ꎬ热敏电阻ꎬ光敏电阻ꎬ导线ꎬ纸带ꎬ光电 计数器ꎬ钩码ꎮ 四、实验步骤 　 　 １. 热敏电阻特性实验:如图所示ꎮ 　 　 ①在烧杯内倒入少量冷水ꎬ放在铁架台上ꎬ将悬挂 在铁架台上的温度计放入水中ꎮ ②将多用电表的选择开关置于“ 　 欧姆”挡ꎬ将两 支表笔短接ꎬ调零后再将两支表笔分别与热敏电阻的 两个输出端相连ꎮ ③将热敏电阻放入烧杯内的水中ꎬ在欧姆挡上选 择合适的倍率ꎬ再重新　 调零ꎬ把两支表笔接到热敏电 阻两输出端ꎬ观察表盘指示的热敏电阻的阻值ꎬ填入表 格内ꎮ 实验记录: 实验次数 １ ２ ３ ４ ５ ６ 温度 /℃ 电阻 /Ω 　 　 ④分几次向烧杯内倒入开水ꎬ