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章末核心素养提升
一、热敏电阻类实验
例1 (2022·重庆卷)某兴趣小组研究热敏电阻在通以恒定电流时，其阻值随温度的变化关系。实验电路如图所示，实验设定恒定电流为50.0 μA，主要实验器材有：恒压直流电源E、加热器、测温仪、热敏电阻RT、可变电阻R1、电流表A、电压表V。
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(1)用加热器调节RT的温度后，为使电流表的示数仍为50.0 μA，须调节__________(选填一种给定的实验器材)。当RT两端未连接电压表时，电流表示数为50.0 μA；连接电压表后，电流表示数显著增大，须将原电压表更换为内阻__________(选填“远大于”“接近”“远小于”)RT阻值的电压表。
(2)测得RT两端的电压随温度的变化如图所示，由图可得温度从35.0 ℃变化到40.0 ℃的过程中，RT的阻值随温度的平均变化率是__________kΩ·℃－1(保留2位有效数字)。
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二、光敏电阻类实验
例2 (2024·福建泉州市期末)城市街道的路灯用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制。光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，在夜晚打开。为模拟自动照明控制系统，某同学利用光敏电阻的阻值随照度变化的特性，制作了一个装置。
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(1)该同学首先利用多用电表欧姆“×1”挡粗测该光敏电阻在某状态下的阻值，示数如图甲所示，则此时光敏电阻的阻值R1＝________Ω。
(2)该同学再利用该光敏电阻设计了图乙所示的光控电路，从而实现对灯的开关控制。光敏电阻阻值与照度的关系如图丙所示，可知当照度为0.4 lx(lx为照度的单位)时，光敏电阻的阻值为________Ω。
(3)如图乙所示，由于弹簧的弹力作用，当励磁线圈电流小于0.1 A时，电磁铁将吸不住衔铁。若要实现照度较低时，灯光保持开启，则灯应接在________(填“AB”或“BC”)之间。已知电源电压为3 V(内阻不计)，若要实现照度低于1.0 lx时，灯光开启，需要将滑动变阻器R的阻值调为______Ω，安装该电路时，光敏电阻R1应________(选填“远离”或“靠近”)灯。
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三、创新情景类实验
例3 (2022·广东卷)弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件，某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系，实验过程如下：
(1)装置安装和电路连接
如图(a)所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图(b)所示的电路中。
(2)导电绳拉伸后的长度L及其电阻Rx的测量
①将导电绳拉伸后，用刻度尺测量并记录A、B间的距离，即为导电绳拉伸后的长度L。
②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关S2，闭合开关S1，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适位置。记录两表的示数U和I1。
③闭合S2，电压表的示数____________(选填“变大”或“变小”)。调节R使电压表的示数仍为U，记录电流表的示数I2，则此时导电绳的电阻Rx＝____________(用I1、I2和U表示)。
④断开S1，增大导电绳拉伸量，测量并记录A、B间的距离，重复步骤②和③。
(3)该电压表内阻对导电绳电阻的测量值____________(选填“有”或“无”)影响。
(4)图(c)是根据部分实验数据描绘的Rx－L图线。将该导电绳两端固定在某种机械臂上，当机械臂弯曲后，测得导电绳的电阻Rx为1.33 kΩ，则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为________ cm，即为机械臂弯曲后的长度。
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核心素养提升
例1 (1)可变电阻R1　远大于　(2)－1.2　[(1)由题知恒压直流电源E的电动势不变，而用加热器调节RT的温度后，导致整个回路的总电阻改变。要确保电流表的示数仍为50.0 μA，则需控制整个回路的总电阻不变，故需要调节的器材是可变电阻R1；连接电压表后，电流表示数显著增大，则说明电压表与RT并联后R总减小，则根据并联电阻的关系有R总＝＝，则要保证R总不变须将原电压表更换为内阻远大于RT阻值的电压表。
(2)由题图可得温度为35.0 ℃时电压表的电压为1.6 V，且实验设定恒定电流为50.0 μA，则根据欧姆定律可知此时热敏电阻RT1＝ 32 kΩ；温度为40.0 ℃时电压表的电压为1.3 V，且实验设定恒定电流为50.0 μA，则根据欧姆定律可知此时热敏电阻RT2＝26 kΩ，则温度从35.0 ℃变化到40.0 ℃的过程中，RT的阻值随温度的平均变化率是k＝＝－1.2 kΩ·℃－1，负号表示随着温度升高RT的阻值减小。]
例2 (1)19.0　(2)40　(3)AB　10　远离　[(1)多用电表欧姆挡读数的最小分度值为1，估读到最小分度值的下一位，故读数为19.0 Ω。
(2)根据题图丙可知，照度为0.4 lx时，光敏电阻的阻值约为40 Ω。
(3)当照度减小时，光敏电阻阻值变大，励磁线圈中电流减小，电磁铁放开衔铁，照明电路接通，故应将照明电路连接到AB端；根据题图丙，照度为1.0 lx时，光敏电阻阻值为20 Ω，若此时回路电流刚好为0.1 A，根据E＝I(R＋R1)得R＝10 Ω；安装该电路时，为保证照明电路工作时，开启的灯不影响光敏电阻的阻值变化，应将光敏电阻远离灯。]
例3 (2)变小　　(3)无　(4)51.80　[(2)闭合S2后，并联部分的电阻减小，根据闭合电路欧姆定律，电压表的示数变小。
导电绳两端的电压为U，流过导电绳的电流为I2－I1，导电绳的电阻Rx＝。
(3)在闭合S2之前，电流表I1的示数包括定值电阻的电流和电压表分得的电流，闭合S2之后，加在电压表两端的电压保持不变，因此流过电压表和定值电阻的总电流仍为I1，故流过导电绳的电流是I2－I1，与电压表内阻无关，电压表内阻对测量没有影响。
(4)由题图(c)可知，导电绳拉伸后的长度为51.80 cm。](共19张PPT)
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第5章 传感器及其应用
目 录
CONTENTS
知识网络构建
01
核心素养提升
02
知识网络构建
1
核心素养提升
2
一、热敏电阻类实验
例1 (2022·重庆卷)某兴趣小组研究热敏电阻在通以恒定电流时，其阻值随温度的变化关系。实验电路如图所示，实验设定恒定电流为50.0 μA，主要实验器材有：恒压直流电源E、加热器、测温仪、热敏电阻RT、可变电阻R1、电流表A、电压表V。
(1)用加热器调节RT的温度后，为使电流表的示数仍为50.0 μA，须调节__________(选填一种给定的实验器材)。当RT两端未连接电压表时，电流表示数为50.0 μA；连接电压表后，电流表示数显著增大，须将原电压表更换为内阻__________(选填“远大于”“接近”“远小于”)RT阻值的电压表。
(2)测得RT两端的电压随温度的变化如图所示，由图可得温度从35.0 ℃变化到40.0 ℃的过程中，RT的阻值随温度的平均变化率是__________kΩ·℃－1(保留2位有效数字)。
二、光敏电阻类实验
例2 (2024·福建泉州市期末)城市街道的路灯用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制。光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，在夜晚打开。为模拟自动照明控制系统，某同学利用光敏电阻的阻值随照度变化的特性，制作了一个装置。
(1)该同学首先利用多用电表欧姆“×1”挡粗测该光敏电阻在某状态下的阻值，示数如图甲所示，则此时光敏电阻的阻值R1＝________Ω。
(2)该同学再利用该光敏电阻设计了图乙所示的光控电路，从而实现对灯的开关控制。光敏电阻阻值与照度的关系如图丙所示，可知当照度为0.4 lx(lx为照度的单位)时，光敏电阻的阻值为________Ω。
(3)如图乙所示，由于弹簧的弹力作用，当励磁线圈电流小于0.1 A时，电磁铁将吸不住衔铁。若要实现照度较低时，灯光保持开启，则灯应接在________(填“AB”或“BC”)之间。已知电源电压为3 V(内阻不计)，若要实现照度低于1.0 lx时，灯光开启，需要将滑动变阻器R的阻值调为________Ω，安装该电路时，光敏电阻R1应________(选填“远离”或“靠近”)灯。
解析　(1)多用电表欧姆挡读数的最小分度值为1，估读到最小分度值的下一位，故读数为19.0 Ω。
(2)根据题图丙可知，照度为0.4 lx时，光敏电阻的阻值约为40 Ω。
(3)当照度减小时，光敏电阻阻值变大，励磁线圈中电流减小，电磁铁放开衔铁，照明电路接通，故应将照明电路连接到AB端；根据题图丙，照度为1.0 lx时，光敏电阻阻值为20 Ω，若此时回路电流刚好为0.1 A，根据E＝I(R＋R1)得R＝10 Ω；安装该电路时，为保证照明电路工作时，开启的灯不影响光敏电阻的阻值变化，应将光敏电阻远离灯。
答案　(1)19.0　(2)40　(3)AB　10　远离
三、创新情景类实验
例3 (2022·广东卷)弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件，某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系，实验过程如下：
(1)装置安装和电路连接
如图(a)所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图(b)所示的电路中。
(2)导电绳拉伸后的长度L及其电阻Rx的测量
①将导电绳拉伸后，用刻度尺测量并记录A、B间的距离，即为导电绳拉伸后的长度L。
②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关S2，闭合开关S1，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适位置。记录两表的示数U和I1。
③闭合S2，电压表的示数____________(选填“变大”或“变小”)。调节R使电压表的示数仍为U，记录电流表的示数I2，则此时导电绳的电阻Rx＝____________(用I1、I2和U表示)。
④断开S1，增大导电绳拉伸量，测量并记录A、B间的距离，重复步骤②和③。
(3)该电压表内阻对导电绳电阻的测量值____________(选填“有”或“无”)影响。
(4)图(c)是根据部分实验数据描绘的Rx－L图线。将该导电绳两端固定在某种机械臂上，当机械臂弯曲后，测得导电绳的电阻Rx为1.33 kΩ，则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为________ cm，即为机械臂弯曲后的长度。
解析　(2)闭合S2后，并联部分的电阻减小，根据闭合电路欧姆定律，电压表的示数变小。
(3)在闭合S2之前，电流表I1的示数包括定值电阻的电流和电压表分得的电流，闭合S2之后，加在电压表两端的电压保持不变，因此流过电压表和定值电阻的总电流仍为I1，故流过导电绳的电流是I2－I1，与电压表内阻无关，电压表内阻对测量没有影响。
(4)由题图(c)可知，导电绳拉伸后的长度为51.80 cm。

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