2026届高三物理一轮复习课件 利用传感器制作简单的自动控制装置

　利用传感器制作简单的自动控制装置 实验原理 1.传感器的工作原理:能够感受________物理量(如力、温度、光、声、 化学成分等),并能把它们按照一定的规律转换为电压、______等______ 物理量,或转换为电路的______。 2.传感器的工作程序: 非电学量 敏感元件 转换元件 转换电路 电学量 非电学 电流 电学 通断 返回 世纪金榜版权所有 传感器举例 工作原理 元件特点 应用举例 热敏电阻 将温度这个热学 量转换为电阻这 个电学量 一般情况下,热敏电阻的阻 值随温度的升高而减小,随 温度的降低而______ 各种温度测量以及 控制元件,如温度计 金属热 电阻 将温度这个热学 量转换为电阻这 个电学量 一般情况下,金属热电阻的 阻值随温度的升高而增大, 随温度的降低而______ 各种温度测量以及 控制元件,如温度计 增大 减小 返回 世纪金榜版权所有 传感器举例 工作原理 元件特点 应用举例 光敏电阻 将光照强度这个 光学量转换为电 阻这个电学量 一般情况下,光敏电阻的阻值 随光照强度的增强而减小,随 光照强度的减弱而______ 光控开关、 光电门 霍尔元件 将磁感应强度这 个磁学量转换为 电压这个电学量 对于某个霍尔元件,它的厚度d、 霍尔系数k为定值,如果保持电流 I恒定,则霍尔电压UH就与磁 感应强度B成______ 电机中测定转子的转速 增大 正比 返回 世纪金榜版权所有 传感器举例 工作原理 元件特点 应用举例 压敏电阻 将压力这个力学量转 换为电阻这个电学量 压敏电阻的阻值随压 力的变化而变化 电子秤 化学 传感器 利用化学反应原理,把 无机或有机化学物质 的成分、浓度转换为 电信号 不同物质规律不同 离子传感器、 气体传感器等 返回 世纪金榜版权所有 传感器举例 工作原理 元件特点 应用举例 注意事项 (1)在工作温度范围内,电阻值随温度上升而增加的是正温度系数(PTC)热敏 电阻器;电阻值随温度上升而减小的是负温度系数(NTC)热敏电阻器。 (2)在利用电阻表测量电阻时,每次换挡后都要重新欧姆调零。 (3)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。 (4)在做光敏实验中,若电学参量变化不明显,可将光敏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。 (5)电路实验中,要遵循电路设计和分析的一般程序,如要判断电流表的内外 接、滑动变阻器的分压限流接法,电表改装等 返回 世纪金榜版权所有 类型一　动脑求真—— 明原理 【典例1】如图甲所示为一个简单恒温箱的电路图,其温控电路由一热敏电阻R和继电器组成,图乙为该热敏电阻的R−t图像。初始时继电器的衔铁吸附在M端,当线圈中的电流大于或等于30 mA时,衔铁被吸合到N端,则加热电路停止工作。已知继电器线圈的电阻为20 Ω,为继电器线圈供电的电池电动势E=9.0 V,内阻不计,图甲中的“电源”是恒温箱加热器的电源。 返回 世纪金榜版权所有 (1)应该把恒温箱内的加热器接在________端(选填“A、B”或“C、D”)。  【解析】(1)当温度较低的时候,热敏电阻R的电阻较大,电路中的电流较小,此时继电器的衔铁与AB部分连接,此时是需要加热的,恒温箱内的加热器要工作,所以应该把恒温箱内的加热器接在A、B端。 A、B 返回 世纪金榜版权所有 (2)如果要使恒温箱内的温度保持50 ℃,热敏电阻R的阻值为________Ω,可变电阻R'的阻值应调节为________Ω。  90 190 返回 世纪金榜版权所有 【解析】(2)由题图乙可知如果要使恒温箱内的温度保持50 ℃,热敏电阻R的阻值为R=90 Ω,当温度达到100 ℃时,加热电路就要断开,此时的继电器的衔铁要被吸合,即控制电路的电流要到达I=30 mA=0.03 A,根据闭合电路欧姆定律可得I=,解得可变电阻R'的阻值应调节为R'=−R−R0= Ω−90 Ω− 20 Ω=190 Ω。 返回 世纪金榜版权所有 类型二　动手求证—— 探真知 项目 错误操作及原因 正确操作 拟合曲线 将所描的点用直线连接 用平滑曲线将所描的点连接起来 传感器接线 随意接线 根据说明书,认真接线 返回 世纪金榜版权所有 项目 错误操作及原因 正确操作 电流表 内外接 没有判断电流表内外接或者判断错误 先根据题目情况,认真正确地判断电流表内外接问题 滑动变阻器 分压限流 没有判断滑动变阻器分压限流或者判断错误 先根据题目情况,认真正确地判断滑动变阻器分压限流 返回 世纪金榜版权所有 【典例2】(2025·西青区模拟)如图甲所示为某物理小组成员用热敏电阻和电磁继电器制作的简易温控开关的原理电路图,正常工作时,单刀双掷开关位于d处。图乙为热敏电阻的Rt−t图像,继电器线圈的电阻为90 Ω。当继电器线圈电流超过10 mA时,衔铁吸合,加热器停止加热;电流低于10 mA时,衔铁松开,继续加热,实现温度自动控制,为继电器供电的电池电动势E=4 V,内阻不计。图甲中的“电源”是恒温箱加热器的电源。 返回 世纪金榜版权所有 (1)正常工作时,温度升高,继电器的磁性将__________(选填“减小”“不变”或“增大”)。  【解析】(1)由图乙可知,热敏电阻的阻值随温度的升高而变小,电路中的电流变大,流经继电器的电流变大,磁性增大。 增大 返回 世纪金榜版权所有 (2)为使该装置实现对10 ℃到60 ℃之间的任意温度的控制(即让恒温箱内温度能保持在该温度范围内的任意值),下面两种规格的滑动变阻器R'应选________(选填“R1”或“R2”)。  滑动变阻器R1(0~200 Ω);滑动变阻器R2(0~300 Ω)。 【解析】(2)为使该装置实现对10 ℃到60 ℃之间的任意温度的控制,滑动变阻器的最大阻值必定大于最高温控所需连入电阻,故R总>= Ω=400 Ω,又R总=R+R滑+R继 当温度为60 ℃时热敏电阻阻值最小,为R=30 Ω 所以R滑>400 Ω−30 Ω−90 Ω=280 Ω,所以滑动变阻器选用R2。 R2 返回 世纪金榜版权所有 (3)为了实现恒温箱保持温度为40 ℃,实验时进行了以下操作: ①断开开关,滑动变阻器阻值调节至最大,将电阻箱阻值调到______________Ω (保留2位有效数字);  ②将单刀双掷开关向c端闭合; ③缓慢调节滑动变阻器的阻值直到观察到继电器的衔铁恰好被吸合,此时滑动 变阻器R'接入电路的阻值大小为_________________Ω(保留3位有效数字);  ④保持滑动变阻器的位置不变,将单刀双掷开关向d端闭合,恒温箱系统正常工 作。 53(52~54均可) 257(256~258均可) 返回 世纪金榜版权所有 【解析】(3)①由题图乙可知40 ℃时热敏电阻对应阻值为53 Ω,因此需将电阻箱阻值调到53 Ω; ③当恒温箱内的温度保持40 ℃,应调节滑动变阻器R'的阻值,使电流达到 10 mA,由闭合电路的欧姆定律得I=,即R'=−R箱−R继=400 Ω− 53 Ω−90 Ω=257 Ω。 返回 世纪金榜版权所有 $