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1、物 理人人 教教 版版交變電流傳感器交變電流傳感器第 十一 章實驗十二傳感器的簡單應用實驗十二傳感器的簡單應用1 1基 礎 知 識 梳 理基 礎 知 識 梳 理2 2核 心 考 點 突 破核 心 考 點 突 破3 32 2 年 高 考 模 擬年 高 考 模 擬基礎知識梳理基礎知識梳理 一、實驗目的 1知道什么是傳感器，知道光敏電阻和熱敏電阻的作用。 2能夠通過實驗探究光敏電阻和熱敏電阻的特征。 3了解常見的各種傳感器的工作原理、元件特性及設計方案。 二、實驗原理 傳感器是將它所感受到的物理量(如力、熱、光、聲等)轉換成便于測量的量(一般是電學量)的一類元件。例如：熱電傳感器是利用熱敏電阻將熱信
2、號轉換成電信號；光電傳感器是利用光敏電阻將光信號轉換成電信號，轉換后的信號經(jīng)過相應的儀器進行處理，就可達到自動控制等各種目的。 三、實驗器材 鐵架臺，溫度計，多用電表，燒杯，開水(可裝在熱水瓶內)，冷水，熱敏電阻，光敏電阻，導線，紙帶，光電計數(shù)器，鉤碼。 四、實驗步驟 1熱敏電阻特性實驗：如圖所示。 在燒杯內倒入少量冷水，放在鐵架臺上，將懸掛在鐵架臺上的溫度計放入水中。 將多用電表的選擇開關置于“_”擋，將兩支表筆短接，調零后再將兩支表筆分別與熱敏電阻的兩個輸出端相連。 將熱敏電阻放入燒杯內的水中，在歐姆擋上選擇合適的倍率，再重新_，把兩支表筆接到熱敏電阻兩輸出端，觀察表盤指示的熱敏電阻的阻值
3、，填入表格內。歐姆歐姆 調零調零 實驗記錄： 分幾次向燒杯內倒入開水，觀察不同溫度時熱敏電阻的阻值，記錄在表格內。 通過比較這些測得的數(shù)據(jù)，看看熱敏電阻的阻值是怎樣隨溫度變化的。 將多用電表的選擇開關置于_擋或“_”擋，拆開裝置，將器材按原樣整理好。實驗次數(shù)123456溫度/電阻/交流電壓最高交流電壓最高 OFF 2光敏電阻特性實驗：如圖所示。 將多用電表的選擇開關置于歐姆擋，選擇合適的倍率，將兩支表筆短接后調零。 把多用電表的兩支表筆接到光敏電阻的兩個輸出端，觀察表盤指示的光敏電阻的阻值，記錄下來。 將手張開放在光敏電阻的上方，擋住照到光敏電阻上的部分光線，觀察表盤所示光敏電阻阻值的變化，記
4、錄下來。 上下移動手掌，觀察光敏電阻阻值的變化。 將多用電表的選擇開關置于交流電壓最高擋或“OFF”擋，拆開裝置，將器材按原樣整理好。 3光電計數(shù)的基本原理 將鉤碼放在紙帶上，如圖所示。拖動紙帶向前運動，觀察光電計數(shù)器上的數(shù)字變化。 4簡單自動控制實驗 請同學們自己設計一個由熱敏電阻或光敏電阻作為傳感器的簡單自動控制實驗。 五、注意事項 1在做熱敏實驗時，加開水后要等一會再測其阻值，以使電阻溫度與水的溫度相同，并同時讀出水溫。 2可用圖象描出電阻隨溫度的變化圖象來分析其規(guī)律。 3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。 4光電計
5、數(shù)器是比較精密的儀器，使用過程中注意輕拿輕放。核心考點突破核心考點突破熱敏電阻的原理及應用 金屬熱電阻和熱敏電阻金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，用金屬絲可以制作溫度傳感器，稱為熱電阻。與金屬不同的是有些半導體的導電能力隨溫度的升高而增強，故可以用半導體材料制成熱敏電阻。與熱敏電阻相比，金屬熱電阻的化學穩(wěn)定性好，測溫范圍大，但靈敏度較差。 (1)要求實驗中改變滑動變阻器滑片的位置，使加在熱敏電阻兩端的電壓從零開始逐漸增大。請補充完成圖甲中實物間的連線。其中應選擇的滑動變阻器是_(填寫器材前面的代號)C(2)該小組測出熱敏電阻R1的UI圖線如圖乙中曲線I，又通過查閱資料得出了熱敏電阻R2的UI圖線
6、如圖乙中曲線，用上述電流表和熱敏電阻R1、R2測量某電池組的電動勢和內阻，采用的電路如圖丙所示，將單刀雙擲開關接通“1”，電流表A的示數(shù)如圖丁所示，則通過R1的電流為_A，將單刀雙擲開關接通“2”時測得通過R2的電流為0.60A，則該電池組的電動勢為_V，內阻為_。(結果均保留兩位有效數(shù)字)0.40 3.0 3.5 解析(1)加在熱敏電阻兩端的電壓從零開始逐漸增大，故滑動變阻器采用分壓接法；為方便調節(jié)，滑動變阻器選用最大阻值較小的，應選C。 (2)電流表的量程為0.6A，分度值為0.02A，由題圖丁知，通過R1的電流為0.40A；由題圖乙知，通過R1的電流I10.40A時，R1兩端的電壓U11
7、.60V，通過R2的電流I20.60A時，R2兩端的電壓U20.9V，由閉合電路歐姆定律得EU1I1r，EU2I2r，解得E3.0V，r3.5。 答案：(1)如圖所示光敏電阻的原理及應用 光敏電阻在被光照射時電阻發(fā)生變化，光照增強電阻變小，光照減弱電阻變大。照度(lx) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2電阻(k) 75 40 28 23 20 18 (1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請在如圖甲所示的坐標系中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并說明阻值隨照度變化的特點。(2)如圖乙所示，當1、2兩端所加電壓上升至2V時，控制開關自動啟動照明系統(tǒng)。請利用下列器材設計一個簡單電路，給1、2兩端提供電壓，要
8、求當天色漸暗照度降低至1.0(lx)時啟動照明系統(tǒng)，在虛線框內完成電路原理圖。(不考慮控制開關對所設計電路的影響) 解題導思：(1)當照度降低至1.0lx時，光敏電阻的阻值如何確定？阻值為多少？ (2)如何使光敏電阻兩端的電壓達到2V? 答案：(1)由題干中表格數(shù)據(jù)可得阻值為20k。 (2)依據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理，串聯(lián)一個合適的分壓電阻。 解析(1)描繪圖象應注意：各點均勻分布在圖線兩側，且圖線應用平滑曲線，而不能成為各點的連線。光敏電阻的阻值隨光照度變化的曲線如圖甲所示，電阻的阻值隨光照度的增大而減小。 答案：(1)如圖甲所示特點：光敏電阻的阻值隨光照度的增大非線性減小(2)如圖乙所示其他傳
9、感器的應用 (1)為了較準確地測量電阻Rx的阻值，請將電流表A2接入虛線框內并畫出其中的電路圖。 (2)在電阻Rx上加一個豎直向下的力F(設豎直向下為正方向)，閉合開關S，記下電表讀數(shù)，A1的讀數(shù)為I1，A2的讀數(shù)為I2，則Rx_(用字母表示)。 (3)改變力的大小，得到不同的Rx值，然后讓力反向從下向上擠壓電阻，并改變力的大小，得到不同的Rx值，最后繪成的圖象如圖乙所示。當F豎直向下時，可得Rx與所受壓力F的數(shù)值關系是Rx_。(各物理量單位均為國際單位) (4)定值電阻R0的阻值應該選用_。 A1B5 C10D20162F B (4)定值電阻R0的作用為控制電路中電流的大小，保證電流表在安全有效的測量范圍內工作，整個電路中總電流不能大于電流表的最大量程0.6A，而電動勢為3V，因此總電阻應略大于5，而電源內阻約為1，因此定值電阻R0的阻值應選5，這樣既能保證電流不超過量程，也能保證電流不會太小，使兩塊電流表可準確讀數(shù)，故選B。 答案：類題演練類題演練 (1)某次實驗得出拉力F隨位移s變化規(guī)律如圖乙所示，速度v隨位移s變化規(guī)律如圖丙所示。利用所得的Fs圖象，求出0.300.52m過程中力F做功W_J，此過程動能的變化Ek_J(保留兩位有效數(shù)字)。 (2)下列操作中可減小實驗誤差的是_。 A使拉力F遠小于小車的重力 B實驗前先平衡摩擦力 C繩與滑板表面平行0.18 0.15 BC
高考物理一輪復習 第11章 交變電流 傳感器 實驗12 傳感器的簡單應用課件 新人教版
