第十一章 实验十二 传感器的应用-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教学课件PPT（旧教材，人教版）

实验四　探究加速度与力、质量的关系 实验十二　传感器的应用 解读 实验基础 一、研究热敏电阻的热敏特性 二、研究光敏电阻的光敏特性 创新 科学探究 题型一　常规实验 [例1] (2020·全国Ⅲ卷,23)已知一热敏电阻当温度从10 ℃升至60 ℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆,某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材:电源E、开关S、滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)、电压表(可视为理想电表)和毫安表(内阻约为100 Ω)。 (1)在所给的器材符号之间画出连线,组成测量电路图。 解析:(1)由于滑动变阻器的最大阻值比待测电阻的阻值小得多,因此滑动变阻器应用分压式接法,由于电压表可视为理想电表,则电流表应用外接法,电路图如图所示: 答案:(1)图见解析 [例1] (2020·全国Ⅲ卷,23)已知一热敏电阻当温度从10 ℃升至60 ℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆,某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材:电源E、开关S、滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)、电压表(可视为理想电表)和毫安表(内阻约为100 Ω)。 (2)实验时,将热敏电阻置于温度控制室中,记录不同温度下电压表和毫安表的示数,计算出相应的热敏电阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5 V和3.0 mA,则此时热敏电阻的阻值为　　　　kΩ(保留2位有效数字)。实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图a所示。 答案:(2)1.8 [例1] (2020·全国Ⅲ卷,23)已知一热敏电阻当温度从10 ℃升至60 ℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆,某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材:电源E、开关S、滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)、电压表(可视为理想电表)和毫安表(内阻约为100 Ω)。 (3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下,测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2 kΩ。由图a求得,此时室温为　　　　℃(保留3位有效数字)。  解析:(3)由题图a可直接读出当热敏电阻的阻值为2.2 kΩ 时,室温为 25.5 ℃。 答案:(3)25.5 [例1] (2020·全国Ⅲ卷,23)已知一热敏电阻当温度从10 ℃升至60 ℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆,某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材:电源E、开关S、滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)、电压表(可视为理想电表)和毫安表(内阻约为100 Ω)。 (4)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器,其电路的一部分如图b所示。图中,E为直流电源(电动势为10 V,内阻可忽略);当图中的输出电压达到或超过6.0 V时,便触发报警器(图中未画出)报警。若要求开始报警时环境温度为 50 ℃,则图中　　　　(选填“R1”或“R2”)应使用热敏电阻,另一固定电阻的阻值应为　　　　kΩ(保留2位有效数字)。  答案:(4)R1　1.2 [例2] (2022·河南开封联考)为了节能和环保,一些公共场所用光控开关控制照明系统,光控开关可用光敏电阻控制。某光敏电阻阻值随光的照度变化曲线如图甲所示,照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为勒克斯(lx)。 (1)如图乙所示,电源电动势为3 V,内阻不计,当控制开关两端电压上升至2 V 时,控制开关自动启动照明系统。要求当天色渐暗照度降至1.0(lx)时控制开关接通照明系统,则R1=　　　　kΩ。  答案:(1)10 [例2] (2022·河南开封联考)为了节能和环保,一些公共场所用光控开关控制照明系统,光控开关可用光敏电阻控制。某光敏电阻阻值随光的照度变化曲线如图甲所示,照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为勒克斯(lx)。 (2)某同学为了测量光敏电阻在不同照度下的阻值,设计了如图戊所示的电路进行测量,电源(E=3 V,内阻未知),电阻箱(0～99 999Ω)。实验时将电阻箱阻值置于最大,闭合S1,将S2与1相连,减小电阻箱阻值,使灵敏电流计的示数为I,图丙为实验时电阻箱的阻值,其读数为　　　　kΩ;然后将S2与2相连,调节电阻箱的阻值如图丁所示,此时电流表的示数恰好为I,则光敏电阻的阻值R0=　 　kΩ。　 (结果保留3位有效数字)  答案:(2)62.5　40.0 解析:(2)题图丙所示的电阻为R2=62.5 kΩ,题图丁所示的电阻R2′= 22.5 kΩ。本题采用等效法测电阻,前后两次电路中的电流相等,则电路中的电阻相等,则有R2=R0+R2′,所以R0=40.0 kΩ。 解答敏感电阻与电学实验的综合问题 要把握以下三点 (1)明确各敏感电阻的特性。明确这些敏感电阻随所处环境的温度、光照、磁场、压力等的变化而变化的情况,能从各自的特性曲线上了解或求得所需要的信息。 (2)明确所考查电学实验的原理及方法,这是解