12.3利用传感器制作简单的自动控制装置-【桂冠物理】2024高三物理一轮复习题型归纳技巧点拨（新高考专用）

第十二章 交变电流 12.3利用传感器制作简单的自动控制装置 【考点预测】 1. 传感器定义及原理 2. 光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻、霍尔元件 3. 力传感器、温度传感器的应用 4. 光传感器、光控开关、温度报警器 【方法技巧与总结】 一、热敏电阻的特性 1．实验原理 闭合电路欧姆定律，用欧姆表进行测量和观察． 图1 2．实验器材 半导体热敏电阻、多用电表、温度计、铁架台、烧杯、凉水和热水． 3．实验步骤 (1)按图1连接好电路； (2)把多用电表置于欧姆挡，并选择适当的量程测出烧杯中没有水时热敏电阻的阻值，并记下温度计的示数； (3)向烧杯中注入少量的冷水，使热敏电阻浸没在冷水中，记下温度计的示数和多用电表测量的热敏电阻的阻值； (4)将热水分几次注入烧杯中，测出不同温度下热敏电阻的阻值，并记录． 4.数据处理 图2 在图2坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线． 5．实验结论 热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增大． 6．注意事项 实验时，加热水后要等一会儿再测热敏电阻阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温． 二、光敏电阻的特性 1．实验原理 闭合电路欧姆定律，用欧姆表进行测量和观察． 2．实验器材 光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器、导线、电源． 图3 3．实验步骤 (1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按图3所示电路连接好，其中多用电表置于“×100”挡； (2)先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值，并记录数据； (3)打开电源，让小灯泡发光，调节小灯泡的亮度使之逐渐变亮，观察多用电表表盘指针显示光敏电阻阻值的情况，并记录； (4)用手掌(或黑纸)遮光时，观察多用电表表盘指针显示光敏电阻阻值的情况，并记录． 4．数据处理 根据记录数据分析光敏电阻的特性． 5．实验结论 (1)光敏电阻在暗环境下电阻值很大，强光照射下电阻值很小； (2)光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量． 6．注意事项 (1)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照射到光敏电阻上的光的多少来达到实验目的； (2)欧姆表每次换挡后都要重新进行欧姆调零． 【题型归纳目录】 题型一：光敏电阻、热敏电阻 题型二：金属热电阻、霍尔元件 题型三：力传感器、温度传感器的应用 题型四：光传感器、光控开关、温度报警器 【题型一】光敏电阻、热敏电阻 【典型例题】 例1．物理学中用照度描述光的强弱，光越强照度越大，照度的单位为Lx。某实验室采用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统，光敏电阻在不同照度下的阻值如下表。控制电路原理如图所示，电路中的电阻和，其中一个是定值电阻，另一个是光敏电阻，已知直流电源电动势E=3V，内阻不计，实验室某日的光照强度随时间变化曲线如图，当控制开关两端电压时，控制开关自动启动照明系统。则下列说法正确的是（　　） 照度/Lx 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 电阻/ 75 40 24 20 18 15   A．为定值电阻，为光敏电阻 B．照度越大，该电路控制开关两端的电压越大 C．若将定值电阻的阻值变为，该天后照明系统即可工作 D．该电路中定值电阻阻值越大，该天的照明系统工作的时间越短 练1．某小组设计了一个温控装置如图所示，一理想自耦变压器的原线圈与有效值不变的正弦交流电源相连接，副线圈上接有1个指示灯泡L和热敏电阻，已知温度升高热敏电阻减小，灯泡L的额定电压大于交流电压的有效值。下列分析判断正确的是（　　） A．当滑动触头P向下移动时，灯泡L变亮 B．当滑动触头P向下移动时，输入电流增大 C．当滑动触头P不动时，若热敏电阻所处的环境温度升高，则指示灯变亮 D．当滑动触头P不动时，若热敏电阻所处的环境温度升高，则指示灯亮度不变 【题型二】金属热电阻、霍尔元件 【典型例题】 例2．如图，在电路中接一段钨丝（从旧白炽灯中取出），闭合开关，灯泡正常发光，当用打火机给钨丝加热时灯泡亮度明显变暗，根据钨丝的上述特性，可用钨丝来制作一个温度传感器，下面的说法中正确的是（　　） A．该传感器利用了钨丝的化学性质 B．该传感器的原理是把电学量（电阻）转换为热学量（温度） C．该传感器的敏感元件是钨丝，转换元件是灯泡 D．该传感器利用了钨丝电阻随温度变化而变化的特性 练2．传感器的功能与人的视觉、听觉、触觉、嗅觉等功能相似。不只在科研领域，在人们的日常生活中，也会用到传感器以实现某种功能。关于图中应用传感器的实际情景，下列说法错误的是（　　） A．甲图传感器用来测量位移的微小变化，是位移传感器 B．乙图光电计数器用到了光敏电阻这个传感元件，是光传感器 C．丙图利用霍尔元件可以测量微小位移，是位移传感器 D．丁图干簧