2024届高考物理一轮复习专题十一交变电流实验十一传感器的简单使用课件

这是一份2024届高考物理一轮复习专题十一交变电流实验十一传感器的简单使用课件，共25页。
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.实验器材热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、温度计、烧杯、冷水、热水、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等.
3.实验步骤(1)研究热敏电阻的热敏特性.①将热敏电阻放入烧杯中的水中，测量水温和热敏电阻的阻值(实验原理如图甲所示).②改变水的温度，多次测量水的温度和热敏电阻的阻值，记录在表格中.
(2)研究光敏电阻的光敏特性.①将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器连接好(实验原理如图乙所示)，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，观察表盘指针指示电阻阻值的情况，并记录.④用手掌(或黑纸)遮光时，观察表盘指针指示电阻阻值的情况，并记录.
4.数据处理(1)热敏电阻的热敏特性.
①画图像：在如图坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线.②得结论：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.(2)光敏电阻的光敏特性.①探规律：根据记录数据定性分析光敏电阻的阻值与光照强度的关系.②得结论：光敏电阻在暗环境下电阻值很大，强光照射下电阻值很小.
5.注意事项(1)在做热敏实验时，加开水后要等一会儿再测其阻值，并同时读出水温，以使电阻温度与水的温度相同.(2)光敏实验中，如果效果不明显，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强弱.(3)欧姆表每次换挡后都要重新调零.
命题一　教材实验拓展　[基础考点]1.用电压传感器、电流传感器代替电压表、电流表进行实验，既可以快速、准确地得到实验数据，还能使图像快速、直观地呈现在电脑屏幕上2.要学会把传统实验电路图中的两个电表等效替换为相应的传感器
3.常见传感器(1)压敏电阻：随外界压力的变化而变化.当压力变大时，其电阻明显变小；反之，压力变小时，电阻变大.(2)热敏电阻：将其感受的温度信号转换成电信号，其电阻值随温度的变化而变化.温度升高，其电阻变小；反之，温度降低则变大.(3)光敏电阻：阻值与光的照射强度有关.当光的照射强度增大时，光敏电阻的阻值迅速减小；反之，照射强度减小，光敏电阻的阻值增大.(4)磁敏电阻：当磁场的磁感应强度有微小的变化时，电阻的阻值有较大的变化.磁场的磁感应强度增大，则电阻的阻值增大；反之，则减小.
例1　(2021年广东卷)某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律.根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材.(1)先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度变化的趋势.选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔________，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“0 Ω”处.测量时观察到热敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大，由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而__________. 
(2)再按图连接好电路进行测量.
①闭合开关S前，将滑动变阻器R1的滑片滑到____(填“a”或“b”)端.将温控室的温度设置为T，电阻箱R0调为某一阻值R01.闭合开关S，调节滑动变阻器R1，使电压表和电流表的指针偏转到某一位置.记录此时电压表和电流表的示数、T和R01.断开开关S.再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端，闭合开关S.反复调节R0和R1，使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同.记录此时电阻箱的阻值R02.断开开关S. 
②实验中记录的阻值R01 ____(填“大于”“小于”或“等于”)R02.此时热敏电阻阻值RT＝________. 【答案】(1)短接　减小　(2)①b　②大于　R01－R02
变式1　某同学要把电压表改装成可直接测量压力的仪表，设计的电路如图甲所示.实验器材如下：待改装电压表(量程0~3 V，可视为理想电压表)、定值电阻R0、压敏电阻Rx、电源(电动势4 V且内阻不计)、开关S、导线.选用的压敏电阻阻值Rx随压力F变化的规律如图乙所示.
命题二　拓展创新实验　[能力考点]例2　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)在如图所给的器材符号之间画出连线，组成测量电路图.
(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变化的曲线如图甲所示. 
(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.由图甲求得，此时室温为______℃(保留3位有效数字). (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乙所示.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________(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】(1)见解析图　(2)1.8　(3)25.8(25.6~26.0均可) (4) R1　1.2
变式2　(2022年西安模拟)酒驾严重危害了公共交通安全，打击酒驾现象已成为日常.如图甲为交警使用的某种酒精检测仪，核心部件为酒精气体传感器，其电阻R1与酒精气体浓度x的关系如图乙所示.
(1)某同学自行设计了简易酒精检测仪，如图丙所示，用到的器材有酒精气体传感器R1、电源(电动势为9.0 V，内阻未知)、电流表(满偏电流为100 mA，内阻为8.5 Ω)，闭合开关，周围无酒精气体，发现电流表刚好满偏，则电源内阻为________Ω；用该仪器________(填“能”“不能”)检测酒驾. 
(2)另一位同学查阅酒精检测仪说明书时看到表格中的参数，他根据自己的理解将酒精检测仪的内部电路简化为图丁.只有绿灯亮表示被测试者非酒驾，红绿灯一起亮表示被测试者酒驾.图丁中电源电动势为6 V，内阻不计，R2为定值电阻，R1为酒精气体传感器，L1、L2是彩色小灯泡，颜色一红一绿，小灯泡电压达到0.7 V才会发光，则L1为________(填“红”或“绿”)灯，当红灯刚亮时通过红灯的电流为________A(保留2位有效数字). 【答案】(1)1.5　不能　(2)红　0.18