資源簡介

(共25張PPT)
高考物理總復習課件
第十二章 　交變電流
實驗十一 傳感器的簡單使用
一、研究熱敏電阻的熱敏特性
二、研究光敏電阻的光敏特性
三、注意事項
1.在做熱敏實驗時，加開水后要等一會兒再測其阻值，以使電
阻溫度與水的溫度相同，并同時讀出水溫.
2.光敏實驗中，如果效果不明顯，可將電阻部分電路放入帶蓋
的紙盒中，并通過蓋上小孔改變射到光敏電阻上的光的多少.
3.歐姆表每次換擋后都要重新調(diào)零.
考點 1 溫度傳感器的應用
【典題 1】(2022 年天津卷)某興趣小組研究熱敏電阻在通以恒
定電流時，其阻值隨溫度的變化關系.實驗電路如圖 S11-1 所示，
實驗設定恒定電流為 50.0 μA，主要實驗器材有：恒壓直流電源 E、
加熱器、測溫儀、熱敏電阻 RT 、可變電阻 R1 、電流表 A、電壓
表 V.
圖 S11-1
(1)用加熱器調(diào)節(jié) RT 的溫度后，為使電流表的示數(shù)仍為 50.0 μA，
須調(diào)節(jié)__________(選填一種給定的實驗器材).當 RT 兩端未連接電
壓表時，電流表示數(shù)為 50.0 μA.連接電壓表后，電流表示數(shù)顯著增
大，須將原電壓表更換為內(nèi)阻__________(填“遠大于”“接近”
或“遠小于”)RT 阻值的電壓表.
(2)測得 RT 兩端的電壓隨溫度的變化如圖 S11-2 所示，由圖可
得溫度從 35.0 ℃變化到 40.0 ℃的過程中，RT 的阻值隨溫度的平均
變化率是__________kΩ·℃-1(結果保留 2 位有效數(shù)字).
圖 S11-2
解析：(1)由題知恒壓直流電源 E 的電動勢不變，而用加熱器
調(diào)節(jié) RT 的溫度后，導致整個回路的總電阻改變.而要確保電流表的
示數(shù)仍為 50.0 μA，則需控制整個回路的總電阻不變，故需要調(diào)節(jié)
的器材是可變電阻 R1.連接電壓表后，電流表示數(shù)顯著增大，則說
明電壓表與 RT 并聯(lián)后 R總減小，則根據(jù)并聯(lián)電阻的關系有 R總＝
，則要保證 R總不變需將原電壓表更換為內(nèi)阻遠大
于 RT 阻值的電壓表.
＝－1.2 kΩ·℃-1，負號表示隨著溫度升高 RT 的阻
(2)由 U-t 圖像可得溫度為 35.0 ℃時電壓表的電壓為 1.6 V，且
實驗設定恒定電流為 50.0 μA，則根據(jù)歐姆定律可知此時熱敏電阻
RT1＝32 kΩ.溫度為 40.0 ℃時電壓表的電壓為 1.3 V，且實驗設定恒
定電流為 50.0 μA，則根據(jù)歐姆定律可知此時熱敏電阻 RT2＝26 kΩ，
則溫度從 35.0 ℃變化到 40.0 ℃的過程中，RT 的阻值隨溫度的平均
變化率是 k＝
ΔRT
Δt
值減小.
答案：(1)可變電阻 R1 遠大于 (2)－1.2
考點 2 光電傳感器的應用
【典題 2】(2023 年江西聯(lián)考)光敏電阻廣泛地應用于光控制電
路中，物理探究小組設計了如圖 S11-3 所示的電路測量不同照度
下光敏電阻的阻值，照度單位為勒克斯(lx).小組成員先將照射光敏
電阻的光調(diào)至某一照度，將電阻箱阻值調(diào)到最大，先閉合電鍵 S1，
再將電鍵 S2 與 1 連接，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值如圖乙所示時，通過電
流表 G 的電流為 I，然后將電鍵 S2 與 2 連接，當調(diào)節(jié)電阻箱的阻
值如圖丙所示時，電流表的示數(shù)恰好也為 I.
甲
丙
丁
戊
乙
圖 S11-3
(1)圖乙的讀數(shù) R1＝________Ω，圖丙的讀數(shù) R2＝________Ω，
此照度下光敏電阻的阻值 R0＝________Ω.
(2)圖丁是該小組描繪出的光敏電阻的阻值隨照度變化的關系
圖像，由圖丁可知(1)中的光照度為___________lx(保留兩位有效數(shù)
字).
(3)此光敏電阻的阻值隨光照強度的減小而______(填“增大”
“減小”或“不變”).
(4)小組設計了如圖戊所示的電路控制路燈，圖戊中 R0 為此實
驗的光敏電阻，R1 為滑動變阻器，電磁繼電器的銜鐵由軟鐵(容易
磁化和消磁)制成，R2 為電磁鐵的線圈電阻，K 為單刀雙擲開關.
當光照強度小到某一值時，銜鐵就會被吸下，交流電路接通，當
光照強度達到某一值時，銜鐵就會被彈簧拉起，交流電路就會斷
開，路燈熄滅，請在圖戊中原有電路的基礎上用筆畫線連接電路
實現(xiàn)這一功能.
解析：(1)根據(jù)電阻箱各旋鈕的示數(shù)，可知 R1＝2320 Ω，R2＝
1120 Ω.根據(jù)題意可知，電鍵 S2 與 1 連接和與 2 連接時電流表的示
數(shù)都為 I，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，兩種情況下電路中電阻大
小相等，所以 R0＝R1－R2＝2320 Ω－1120 Ω＝1200 Ω.
(2)根據(jù) R0 的阻值，結合圖像可知(1)中的光照度為 1.0 lx.
(3)根據(jù)圖線可知，此光敏電阻隨光照強度的減小而增大.
(4)將線圈與光敏電阻并聯(lián)，然后與滑動變阻器以及電源串聯(lián)，
這樣當光照強度減小時，光敏電阻的阻值增大，并聯(lián)部分的分壓
變大，線圈中的電流增大，螺線管的磁性變強，將銜鐵吸下，路
燈接通.當光照強度增大時，光敏電阻阻值變小，并聯(lián)部分分壓變
小，線圈中的電流減小，螺線管的磁性變?nèi)酰曡F彈起，路燈
熄滅.
答案：(1)2320 1120 1200 (2)1.0 (3)增大
(4)如圖 D69 所示.
圖 D69
考點 3 其他傳感器的應用
【典題 3】(2022 年廣東卷)彈性導電繩逐步成為智能控制系統(tǒng)
中部分傳感器的敏感元件.某同學測量彈性導電繩的電阻與拉伸后
繩長之間的關系，實驗過程如下：
(1)裝置安裝和電路連接.如圖 S11-4 甲所示，導電繩的一端固
定，另一端作為拉伸端，兩端分別用帶有金屬夾 A、B 的導線接
入如圖乙所示的電路中.
甲
乙
丙
圖 S11-4
(2)導電繩拉伸后的長度 L 及其電阻 Rx 的測量.
①將導電繩拉伸后，用刻度尺測量并記錄 A、B 間的距離，
即為導電繩拉伸后的長度 L.
②將滑動變阻器 R 的滑片滑到最右端.斷開開關 S2，閉合開關
S1，調(diào)節(jié) R，使電壓表和電流表的指針偏轉到合適位置.記錄兩表
的示數(shù) U 和 I1.
③閉合 S2，電壓表的示數(shù)________(填“變大”或“變小”).
調(diào)節(jié) R 使電壓表的示數(shù)仍為 U，記錄電流表的示數(shù) I2，則此時導
電繩的電阻 Rx＝____________(用 I1、I2 和 U 表示).
④斷開 S1，增大導電繩拉伸量，測量并記錄 A、B 間的距離，
重復步驟②和③.
(3)該電壓表內(nèi)阻對導電繩電阻的測量值______(填“有”或
“無”)影響.
(4)圖 S11-4 丙是根據(jù)部分實驗數(shù)據(jù)描繪的 Rx-L 圖線.將該導電
繩兩端固定在某種機械臂上，當機械臂彎曲后，測得導電繩的電
阻 Rx 為 1.33 kΩ，則由圖線可讀出導電繩拉伸后的長度為_____cm，
即為機械臂彎曲后的長度.
I2－I1，因此導電繩的電阻 Rx＝
解析：(2)閉合 S2 后，并聯(lián)部分的電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律，
電壓表的示數(shù)變小.加在導電繩兩端的電壓為 U，流過導電繩的電流為
U
I2－I1
.
(3)在閉合 S2 之前，電流表的示數(shù) I1 包括定值電阻的電流和電壓表分
得的電流，閉合 S2 之后，加在電壓表兩端的電壓保持不變，因此流過電
壓表和定值電阻的總電流仍為 I1，故流過導電繩的電流是 I2－I1，與電壓
表內(nèi)阻無關，電壓表內(nèi)阻對測量沒有影響.
(4)由題圖丙可知，導電繩拉伸后的長度為 51.80 cm.
答案：(2)③變小
U
I2－I1
(3)無 (4)51.80
謝謝
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