实验12　传感器的简单使用-2021年高考物理二轮复习实验专题强化训练（解析版）

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实验 12
　
传感器的简单使用
对点训练----练基础 固知识
例1　.利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器,一般体积很小,可以用来测量很小范围内的温度变化,反应
快,而且精确度高.
(1)如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路,其他因素不变,只要热敏电阻所
处区域的温度降低,电路中电流将变
　　　　
(选填“大”或“小”).
(2)上述电路中,我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度,就能直接显示出热敏电阻附近的温度.如果
刻度盘正中的温度为 20 ℃(如图甲所示),则25 ℃的刻度应在 20 ℃的刻度的
　　　　
(选填“左”或
“右”)侧.
甲
　　　　　　　　
乙
(3)为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内监测大棚内温度的变化,请用图乙中的器材(可增加元器件)设计一个
电路.
【答案】　(1)小
　
(2)右
　
(3)见解析
【解析】 (1)因为负温度系数热敏电阻附近温度降低时,电阻增大,故电路中电流会减小.
(2)由(1)的分析知,温度越高,电阻越小,电流越大,25 ℃的刻度应对应较大电流,故在 20 ℃的刻度的右侧.
(3)如图所示.
例2为了研实验十二　传感器的简单使用究光敏电阻在室内正常光照射和室外强光照射时电阻的大小关系,
某同学用如图甲所示的电路进行实验,得出两种 U-I图线,如图乙所示.
甲
　　　　　　　　　　
乙
(1)根据 U-I图线可知,正常光照射时光敏电阻的阻值为
　　　　
Ω,强光照射时电阻为
　　　　
Ω;°
(2)若实验中所用电压表的内阻约为 5 kΩ,毫安表的内阻约为 100 Ω,考虑到电表内阻对实验结果的影响,此实
验中
　　　　
(选填“正常光照射时”或“强光照射时”)测得的电阻误差较大.若测量这种光照下的电阻,则
需将实物图中毫安表的连接方式采用
　　　　
(选填“内接”或“外接”)法进行实验,实验结果较为准确.
【答案】　(1)3 000
　
200
　
(2)强光照射时
　
外接
【解析】 (1)光敏电阻的阻值随光照的增强而减小,结合图乙知正常光照射时 R1=
U1
I1
=
2.4
0.8 ×1 0-3
Ω=3 000
Ω,强光照射时 R2=
U2
I2
=
0.8
4.0 ×1 0-3
Ω=200 Ω.
(2)实验电路采用的是毫安表内接法,测得的结果比真实值偏大,当待测电阻远大于毫安表电阻时实验误差较
小,所以强光照射时误差较大;强光照射时采用毫安表外接法可使实验结果较为准确.
能力训练----研典题 导解法
训练点 1
　
教材原型实验
典例 1　如图,一热敏电阻 RT放在控温容器 M内;A为毫安表,量程 6 mA,内阻为数十欧姆;E为直流电源,电
动势约为 3 V,内阻很小;R为电阻箱,最大阻值为 999.9 Ω;S为开关.已知 RT在95 ℃时的阻值为 150 Ω,在20 ℃
时的阻值约为 550 Ω.现要求在降温过程中测量在 95~20 ℃之间的多个温度下 RT的阻值.
(1)在图中画出连线,完成实验原理电路图.
(2)完成下列实验步骤中的填空:
a.依照实验原理电路图连线.
b.调节控温容器 M内的温度,使得 RT的温度为 95 ℃.
c.把电阻箱调到适当的初值,以保证仪器安全.
d.闭合开关,调节电阻箱,记录电流表的示数 I0,并记录
　　　　
.
e.将RT的温度降为 T1(20 ℃<T1<95 ℃);调节电阻箱,使得电流表的读数
　　　　
,记录
　　　　
.
f.温度为 T1时热敏电阻的电阻值 RT1=
　　　　
.
g.逐步降低 T1的数值,直至20 ℃为止;在每一温度下重复步骤 e、f.
【答案】　
　
(1)见解析
　
(2)d.电阻箱的读数R0
　
e.仍为I0
　
电阻箱的读数R1
　
f.R0-R1+150 Ω
【解析】 (1)根据所给器材,要测量在不同温度下 RT的阻值,只能将电阻箱、热敏电阻、毫安表与电源串
联形成测量电路,如图所示.
(2)依据实验原理电路图连线;调节控温容器 M内的温度,使得 RT温度为 95 ℃,此时 RT阻值为 150 Ω,将电阻箱
调到适当的阻值,以保证仪器安全;闭合开关,调节电阻箱,记录毫安表的示数 I0,并记录电阻箱的读数R0,根据
欧姆定律有 I0=
E
R0+150 Ω
;将RT的温度降为 T1(20 ℃<T1<95 ℃);调节电阻箱,使得毫安表的读数仍为I0,记录
电阻箱的读数R1,根据欧姆定律:I0=
,则
E
R0+150 Ω
=
E
R1+RT1
,解得 RT1=R0-R1+150 Ω.
训练点 2
　
实验拓展与创新
典例 2 (2016·全国卷
Ⅰ
)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,要求当热敏电阻的温度达到或超过60
℃时,系统报警.提供的器材有:热敏电阻,报警器(内阻很小,流过的电流超过Ic时就会报警),电阻箱(最大阻值
为999.9 Ω),直流电源(输出电压为 U,内阻不计),滑动变阻器 R1(最大阻值为 1 000 Ω),滑动变阻器 R2(最大阻值
为2 000 Ω),单刀双掷开关一个,导线若干.
在室温下对系统进行调节.已知 U约为 18 V,Ic约为 10 mA;流过报警器的电流超过20 mA 时,报警器可能损坏;
该热敏电阻的阻值随温度升高而减小,在60 ℃时阻值为 650.0 Ω.
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