高考物理总复习 实验12 传感器的简单使用课件.ppt

实验十二传感器的简单使用 一 实验目的1 认识热敏电阻 光敏电阻等传感器的特性 2 了解传感器的简单应用 二 实验原理1 传感器能够将感受到的物理量 力 热 光 声等 转换成便于测量的量 一般是电学量 四 实验过程1 研究热敏电阻的热敏特性 1 实验步骤图2 按图2所示连接好电路 将热敏电阻绝缘处理 把多用电表置于 欧姆 挡 并选择适当的量程测出烧杯中没有热水时热敏电阻的阻值 并记下温度计的示数 向烧杯中注入少量的冷水 使热敏电阻浸没在冷水中 记下温度计的示数和多用电表测量的热敏电阻的阻值 将热水分几次注入烧杯中 测出不同温度下热敏电阻的阻值 并记录 2 数据处理 根据记录数据 把测量到的温度 电阻值填入下表中 分析热敏电阻的特性 将光敏电阻 多用电表 灯泡 滑动变阻器按如图4所示电路连接好 其中多用电表置于 100 挡 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 接通电源 让小灯泡发光 调节滑动变阻器使小灯泡的亮度逐渐变亮 观察表盘指针显示电阻阻值的情况 并记录 用手掌 或黑纸 遮住光 观察光敏电阻的阻值又是多少 并记录 五 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 以使电阻温度与水的温度相同 并同时读出水温 2 光敏实验中 如果效果不明显 可将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多少 3 欧姆表每次换挡后都要重新调零 图5 六 实验改进对于热敏电阻的特性 可用以下实验进行 如图5所示 将多用电表的选择开关置于 欧姆 挡 再将多用电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻rt的两端相连 这时表针指在某一刻度 观察下述操作过程中指针的偏转情况 操作一 往rt上擦一些酒精 操作二 用吹风机将热风吹向电阻 根据指针偏转方向判定热敏电阻的特性 实验分析 1 操作一中指针左偏 说明rt的阻值增大 酒精蒸发吸热 温度降低 所以热敏电阻的阻值随温度的降低而增大 2 操作二中指针右偏 rt的阻值减小 而电阻rt温度升高 故热敏电阻的阻值随温度的升高而减小 优点 改进后的实验简单易操作 同学们能很快得出结论 例1用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻rt 在给定温度范围内 其阻值随温度的变化是非线性的 某同学将rt和两个适当的固定电阻r1 r2连成图6虚线框内所示的电路 以使该电路的等效电阻rl的阻值随rt所处环境温度的变化近似为线性的 且具有合适的阻值范围 为了验证这个设计 他采用伏安法测量在不同温度下rl的阻值 测量电路如图6所示 图中的电压表内阻很大 rl的测量结果如表格所示 考点一热敏电阻的实际应用 考点二光敏电阻传感器例2青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电 为路灯提供电能 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 作为简化模型 可以近似认为 照射光较强 如白天 时电阻几乎为0 照射光较弱 如黑天 时电阻接近于无穷大 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 黑天打开 电磁开关的内部结构如图11所示 1 2两接线柱之间是励磁线圈 3 4两接线柱分别与弹簧片和触点连接 当励磁线圈中电流大于50ma时 电磁铁吸合铁片 弹簧片和触点分离 3 4断开 电流小于50ma时 3 4接通 励磁线圈中允许通过的最大电流为100ma 2 回答下列问题 如果励磁线圈的电阻为200 励磁线圈允许加的最大电压为 v 保护电阻r2的阻值范围为 在有些应用电磁开关的场合 为了安全 往往需要在电磁铁吸合铁片时 接线柱3 4之间从断开变为接通 为此 电磁开关内部结构应如何改造 请结合本题中电磁开关内部结构图说明 答 任意举出一个其他的电磁铁应用的例子 答 例3某学生为了测量一个物体的质量 找到一个力电转换器 该转换器的输出电压正比于受压面的压力 比例系数为k 如图12所示 测量时先调节输入端的电压 使转换器空载时的输出电压为0 而后在其受压面上放一物体 即可测得与物体的质量成正比的输出电压u 考点三力学传感器与电路的综合 请完成对该物体质量的测量 1 设计一个电路