實驗十六傳感器的簡單應用高中總復習·物理目錄01立足”四層”·夯基礎02著眼“四翼”·探考點03培養(yǎng)“思維”·重落實概念公式定理立足“四層”·夯基礎

一、實驗原理1.

傳感器能夠將感受到的

（力、熱、光、聲等）轉換成便

于

的量（一般是電學量）。2.

工作過程物理量

測量

二、實驗器材

熱敏電阻、光敏電阻、多用電表、鐵架臺、燒杯、冷水、熱水、小燈

泡、學生電源、繼電器、滑動變阻器、開關、導線等。三、實驗過程1.

研究熱敏電阻的熱敏特性（1）將熱敏電阻放入燒杯中的水中，測量水溫和熱敏電阻的阻值（如圖

甲所示）。（2）準備好記錄電阻與溫度關系的表格（如下表）。

次數(shù)待測量

123456溫度/℃電阻/Ω（3）改變水的溫度，多次測量水的溫度和熱敏電阻的阻值，記錄在表格

中，把記錄的數(shù)據(jù)畫在R-t圖像中，得到的圖像如圖乙所示。結論：熱敏電阻的阻值隨

發(fā)生變化，溫度升高時電阻變

?，

溫度降低時電阻變

?。溫度

小

大

2.

研究光敏電阻的光敏特性（1）將光電傳感器、多用電表、燈泡、滑動變阻器按如圖丙所示的電路

連接好，其中多用電表置于“×100”擋。（2）先測出在室內(nèi)自然光的照射下光敏電阻的阻值，并記錄數(shù)據(jù)。（3）打開電源，讓小燈泡發(fā)光，調(diào)節(jié)小燈泡的亮度使之逐漸變亮，觀察

表盤指針顯示電阻阻值的變化情況，并記錄。（4）用手掌（或黑紙）遮光時電阻值又是多少，并記錄。把記錄的結果填入下表中，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)分析光敏電阻的特性。光照強度弱中強無光照射阻值/Ω結論：光敏電阻的阻值被光照射時發(fā)生

，光照增強時電阻

變

，光照減弱時電阻變

?。變化

小

大

四、誤差分析1.

溫度計讀數(shù)帶來誤差。2.

多用電表讀數(shù)帶來誤差。3.

作R-t圖像時的不規(guī)范造成誤差。五、注意事項1.

在研究熱敏電阻的熱敏特性實驗時，加開水后要

?再測其阻

值，以使電阻溫度與水的溫度

，并同時讀出水溫。2.

在研究光敏電阻的光敏特性實驗時，如果效果不明顯，可將光敏電

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。等一會兒

相同

歐姆

題型規(guī)律方法著眼“四翼”·探考點

考點一

教材原型實驗

（2024·浙江1月選考·16-Ⅲ題）在探究熱敏電阻的特性及其應用的

實驗中，測得熱敏電阻Rt在不同溫度時的阻值如下表溫度/℃4.19.014.320.028.038.245.560.4電阻/（102

Ω）2201601006045302515某同學利用上述熱敏電阻Rt、電動勢E＝3

V（內(nèi)阻不計）的電源、定值電

阻R（阻值有3

kΩ、5

kΩ、12

kΩ三種可供選擇）、控制開關和加熱系統(tǒng)，

設計了A、B、C三種電路。因環(huán)境溫度低于20

℃，現(xiàn)要求將室內(nèi)溫度控制

在20

℃～28

℃范圍，且1、2兩端電壓大于2

V，控制開關開啟加熱系統(tǒng)加

熱，則應選擇的電路是

，定值電阻R的阻值應選

kΩ，1、2兩端

的電壓小于

V時，自動關閉加熱系統(tǒng)（不考慮控制開關對電路的影

響）。C

3

1.8

（2024·河北高考12題）某種花卉喜光，但陽光太強時易受損傷。

某興趣小組決定制作簡易光強報警器，以便在光照過強時提醒花農(nóng)。該實

驗用到的主要器材如下：學生電源、多用電表、數(shù)字電壓表（0～20

V）、

數(shù)字電流表（0～20

mA）、滑動變阻器R（最大阻值50

Ω，1.5

A）、白熾

燈、可調(diào)電阻R1（0～50

kΩ）、發(fā)光二極管LED、光敏電阻RG、NPN型三

極管VT、開關和若干導線等。（1）判斷發(fā)光二極管的極性使用多用電表的“×10

k”歐姆擋測量二極管的電阻。如圖1所示，當黑表

筆與接線端M接觸、紅表筆與接線端N接觸時，多用電表指針位于表盤中a

位置（見圖2）；對調(diào)紅、黑表筆后指針位于表盤中b位置（見圖2）。由

此判斷M端為二極管的

（填“正極”或“負極”）。負極

解析：

使用多用電表時，通過多用電表的電流流向遵循“紅進黑

出”，使用多用電表的歐姆擋時，當黑表筆與M端接觸、紅表筆與N端接

觸時，若有電流，則二極管中電流方向為M→N，而由題圖2可知此時多用

電表指針位于a位置，即此時二極管電阻無窮大，由二極管的單向導電性

可知，此時二極管所接電壓為反向電壓，則M端為二極管的負極。（2）研究光敏電阻在不同光照條件下的伏安特性①采用圖3中的器材進行實驗，部分實物連接已完成。要求閉合開關后電壓表和電流表的讀數(shù)從0開始。導線L1、L2和L3的另一端應分別連接滑動變阻器的

、

、

接線柱（以上三空選填接線柱標號“A”“B”“C”或“D”）。A

A

C（或D）

②圖4為不同光照強度下得到的光敏電阻伏安特性曲線，圖中曲線Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ

對應光敏電阻受到的光照由弱到強。由圖像可知，光敏電阻的阻值隨其表

面受到光照的增強而

（填“增大”或“減小”）。減小

解析：①由于要求閉合開關后電壓表和電流表的讀數(shù)從0開始，則滑

動變阻器應采用分壓式接法，L1、L2的另一端應接A接線柱，L3另一端應接

C（或D）接線柱。②I-U圖像上某點與坐標原點連線的斜率的倒數(shù)表示光

敏電阻的阻值，由題圖4可知，光照增強時，光敏電阻的阻值減小，即光

敏電阻的阻值隨其表面受到光照的增強而減小?？键c二

創(chuàng)新拓展實驗

（2024·全國甲卷23題）電阻型氧氣傳感器的阻值會隨所處環(huán)境中

的氧氣含量發(fā)生變化。在保持流過傳感器的電流（即工作電流）恒定的條

件下，通過測量不同氧氣含量下傳感器兩端的電壓，建立電壓與氧氣含量

之間的對應關系，這一過程稱為定標。一同學用圖a所示電路對他制作的一

個氧氣傳感器定標。實驗器材有：裝在氣室內(nèi)的氧氣傳感器（工作電流1

mA）、毫安表（內(nèi)阻可忽略）、電壓表、電源、滑動變阻器、開關、導

線若干、5個氣瓶（氧氣含量分別為1％、5％、10％、15％、20％）。完成下列實驗步驟并填空：（1）將圖a中的實驗器材間的連線補充完整，使其能對傳感器定標；答案：

見解析圖解析：

連接實物圖如圖所示，注意連線不要有交叉，且電流從電表的正接線柱流入，從電表的負接線柱流出；（3）把滑動變阻器的滑片滑到

端（填“a”或“b”），閉合開關；解析：

為了保護電路，閉合開關瞬間，電流表和電壓表的示數(shù)應為

0，所以閉合開關前應將滑動變阻器的滑片滑至a端；a

（2）連接好實驗器材，把氧氣含量為1％的氣瓶接到氣體入口；（4）緩慢調(diào)整滑動變阻器的滑片位置，使毫安表的示數(shù)為1

mA，記錄電

壓表的示數(shù)U；（5）斷開開關，更換氣瓶，重復步驟（3）和（4）；（6）獲得的氧氣含量分別為1％、5％、10％和15％的數(shù)據(jù)已標在圖b中；

氧氣含量為20％時電壓表的示數(shù)如圖c，該示數(shù)為

V（結果保留2

位小數(shù)）。1.40

現(xiàn)測量一瓶待測氧氣含量的氣體，將氣瓶接到氣體入口，調(diào)整滑動變阻器

滑片位置使毫安表的示數(shù)為1

mA，此時電壓表的示數(shù)為1.50

V，則此瓶氣

體的氧氣含量為

％（結果保留整數(shù)）。17

解析：

根據(jù)電壓表的讀數(shù)規(guī)則可知，電壓表的示數(shù)為1.40

V，根據(jù)題圖

b中的數(shù)據(jù)點擬合電壓表示數(shù)U與氧氣含量的曲線如圖所示，則可知當電壓表的示數(shù)為1.50

V時，氧氣含量為17％。創(chuàng)新分析1.

實驗目的創(chuàng)新：某同學對他制作的一個氧氣傳感器定標。2.

實驗原理創(chuàng)新：控制變量法、滑動變阻器的分壓式接法控制電路。3.

數(shù)據(jù)處理創(chuàng)新：利用電壓表的示數(shù)與氣體的氧氣含量的關系圖線判斷傳

感器的電壓與氧氣含量之間的對應關系，即定標。培養(yǎng)“思維”·重落實夯基提能升華

1.

（2025·河南周口期末）在實際應用中有多種自動控溫裝置，以下是其中兩種控溫裝置。12345（1）圖a為某自動恒溫箱原理圖，箱內(nèi)的電阻R1＝2

kΩ，R2＝1.5

kΩ，R3＝4

kΩ，Rt為熱敏電阻，其電阻隨溫度變化的圖像如圖b所示。當a、b兩點電勢φa＜φb時，電壓鑒別器會令開關S接通，恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱，使箱內(nèi)溫度提高；當φa≥φb時，電壓鑒別器會使S斷開，停止加熱，則恒溫箱內(nèi)的穩(wěn)定溫度為

℃，恒溫箱內(nèi)的電熱絲加熱時Rt的取值范圍為

kΩ。25

Rt＞3

12345

12345（2）有一種由PTC元件做成的加熱器，它產(chǎn)生的焦耳熱功率PR隨溫度t變化的圖像如圖c所示。該加熱器向周圍散熱的功率為PQ＝k（t－t0），其中t為加熱器的溫度，t0為室溫（本題中取20

℃），k＝0.1

W/℃。當PR＝PQ時加熱器的溫度即可保持穩(wěn)定，則該加熱器工作的穩(wěn)定溫度

為

℃。某次工作中，該加熱器從室溫升高至穩(wěn)定溫

度的過程中，下列溫度變化過程用時最短的是

（填選項前的字母序號）。A.20～24

℃B.32～36

℃71（69～73均可）

B

C.48～52

℃D.60～64

℃12345解析：

PQ＝0.1（t－t0）（W），

PQ與溫度t之間關系的圖像如圖。由圖可知，當溫度為71

℃時，發(fā)熱功率

和散熱功率相等，即此時物體的溫度不

再變化；發(fā)熱功率和散熱功率差值越

大，升溫越快，用時越短，由圖可知，

四個選項中，32～36

℃時PR－PQ最

大，即該過程用時最短，故選B。123452.

（2025·山西太原期末）為了節(jié)能環(huán)保，一些公共場所使用光控開關控

制照明系統(tǒng)。光控開關可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值R隨光的

照度變化而發(fā)生變化的元件（照度可以反映光的強弱，光越強，照度越

大，照度單位為lx）。（1）某光敏電阻在不同照度下的阻值R如下表所示，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，請

在圖甲的坐標系中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并判斷光敏電阻的阻值

R與照度是否成反比關系。答：

（填“是”或“否”）。否

12345

照度/lx0.20.40.60.81.01.2阻值R/kΩ5.83.72.72.32.01.812345解析：

如圖所示若光敏電阻的阻值R與照度成反比關系，

則有光敏電阻的阻值與照度的乘積為定

值，由圖像中的點的數(shù)據(jù)可得5.8×0.2＜3.7×0.4＜2.7×0.6＜

2.3×0.8＜2.0×1.0＜1.8×1.2可知光敏電阻的阻值R與照度不是成反比

關系。答案：

見解析圖12345（2）圖乙為街道路燈自動控制電路，利用直流電源E為電磁鐵供電，利用照明電源為路燈供電。為達到天亮燈熄、天暗燈亮的效果，路燈應接

在

（填“A、B”或“C、D”）之間。解析：

由于天亮時照度較大，光敏電阻的阻值較小，電路中的電流

較大，銜鐵被吸下，A、B間斷開，C、D間接通，故路燈應接在A、B間。A、B

12345（3）已知線圈的電阻為140

Ω，直流電源E的電動勢E＝36

V，內(nèi)阻忽

略不計。當線圈中的電流大于10

mA時，繼電器的銜鐵將被吸合，滑

動變阻器R'的阻值應調(diào)為

Ω時，才能使天色漸暗照度低于1.0

lx時點亮路燈。

1

460

12345（4）使用一段時間后發(fā)現(xiàn)，路燈在天色更亮時就已點亮了，為了使路燈

能按設計要求點亮和熄滅，變阻器R'的阻值應適當調(diào)

些（選填

“大”或“小”）。解析：

使用一段時間后發(fā)現(xiàn)，路燈在天色更亮時就已點亮了，說明

在天色更亮時電路電流就降到了10

mA，為了使路燈能按設計要求點亮和

熄滅，應使天色更亮時電路電流大于10

mA，應使電路的總電阻適當減

小，故應將變阻器R'的阻值適當調(diào)小些。小

123453.

某同學設計了一種“自動限重器”，如圖甲所示。該裝置由控制電路和

工作電路組成，其主要元件有電磁繼電器、貨物裝載機（實質(zhì)是電動

機）、壓敏電阻R1和滑動變阻器R2等。壓敏電阻R1的阻值隨壓力F變化的關

系如圖乙所示。當貨架承受的壓力達到限定值時，電磁繼電器會自動控制

貨物裝載機停止向貨架上擺放物品。已知控制電路的電源電動勢E＝6

V，r

＝2

Ω，電磁繼電器線圈的阻值忽略不計。請你解答下列問題：12345（1）用筆畫線代替導線將圖甲的電路連接完整。答案：

見解析圖解析：

連接電路如圖所示。12345（2）當電磁繼電器線圈中的電流大小為15

mA時，銜鐵被吸下。若貨架能

承受的最大壓力為800

N，則所選滑動變阻器R2的最大阻值至少

為

Ω。

318

12345

123454.

（2025·湖北黃岡期中）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。實驗電路如圖甲所示，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。（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

（選填“遠大于”“接近”或“遠小

于”）RT阻值的電壓表。可變電阻R1

遠大于

12345

12345（2）測得RT兩端的電壓隨溫度的變化如圖乙所示，由圖乙可得溫度從

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（保留2位有效數(shù)字）。－

1.2

12345

123455.

某同學利用熱敏電阻設計了一個“過熱自動報警電路”，如圖甲所示。

將熱敏電阻R安裝在需要探測溫度的地方，當環(huán)境溫度正常時，繼電器的

上觸點接觸，下觸點分離，指示燈亮；當環(huán)境溫度超過某一值時，繼電器

的下觸點接觸，上觸點分離，警鈴響。圖甲中繼電器的供電電壓U1＝3