高考物理一轮复习 第十一章 交变电流 传感器 第3讲 实验十一传感器的简单使用课件.ppt

第3讲实验十一 传感器的简单使用 一 实验目的1 认识热敏电阻 光敏电阻等传感器中的敏感元件 2 了解传感器在技术上的简单应用 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 2 用闭合电路欧姆定律分析电学量的变化情况 3 工作过程如图 三 实验器材热敏电阻 光敏电阻 多用电表 铁架台 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 四 实验步骤1 研究热敏电阻的热敏特性 1 将热敏电阻与多用电表接成电路 如图所示 2 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 3 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 4 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 研究光敏电阻的光敏特性 1 将光敏电阻 多用电表 小灯泡 滑动变阻器 开关 学生电源按如图所示电路连接好 其中多用电表置于欧姆挡 2 先测出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 观察表盘指针显示电阻阻值的情况 并记录 4 测出用手掌 或黑纸 遮光时电阻的阻值 并记录 五 数据处理1 研究热敏电阻的热敏特性 1 根据记录数据 把测量到的温度 电阻值填入表中 分析热敏电阻的特性 2 在如图所示坐标系中 粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图象 3 根据实验数据和r t图线 得出结论 热敏电阻的阻值随温度的升高而减少 随温度的降低而增大 2 研究光敏电阻的光敏特性 1 把记录的结果填入表中 根据记录的数据分析光敏电阻的特性 2 得出结论 光敏电阻被光照射时其阻值发生变化 光照增强电阻变小 光照减弱电阻变大 六 注意事项1 在做热敏电阻实验时 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 并同时读出水温和电压 电流值 2 光敏电阻实验中 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照射到光敏电阻上的光的强度 3 欧姆表每次换挡后都要重新调零 考点二 考点一 考点一热敏电阻的应用典例1如图所示 一热敏电阻rt放在控温容器m内 a为毫安表 量程6ma 内阻为数十欧姆 e为直流电源 电动势约为3v 内阻很小 r为电阻箱 最大阻值为999 9 s为开关 已知rt在95 时的阻值为150 在20 时的阻值约为550 现要求在降温过程中测量在95 20 之间的多个温度下rt的阻值 1 在图中画出连线 完成实验原理电路图 考点二 考点一 2 完成下列实验步骤中的填空 依照实验原理电路图连线 调节控温容器m内的温度 使得rt温度为95 将电阻箱调到适当的阻值 以保证仪器安全 闭合开关 调节电阻箱 记录电流表的示数i0 并记录 将rt的温度降为t1 20 t1 95 调节电阻箱 使得电流表的读数 记录 温度为t1时热敏电阻的电阻值rt1 逐步降低t1的数值 直至20 为止 在每一温度下重复步骤 考点二 考点一 考点二 考点一 参考答案 1 如图所示 2 电阻箱的读数r0 仍为i0电阻箱的读数为r1 r0 r1 150 考点二 考点一 如图所示 将多用电表的选择开关置于欧姆挡 再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻rt的两端相连 这时表针恰好指在刻度盘的正中间 若往rt上擦一些酒精 表针将向左 填 左 或 右 移动 若用吹风机将热风吹向电阻 表针将向右 填 左 或 右 移动 解析 若往rt上擦一些酒精 由于酒精蒸发吸热 热敏电阻rt温度降低 电阻值增大 因欧姆表的最大值在左端 所以指针应该向左偏 用吹风机将热风吹向电阻 电阻rt温度升高 电阻值减少 指针向右偏 考点二 考点一 考点二光敏电阻的应用典例2为了节能和环保 一些公共场所使用光控开关控制照明系统 光控开关可采用光敏电阻来控制 光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件 照度可以反映光的强弱 光越强照度越大 照度单位为lx 某光敏电阻rp在不同照度下的阻值如表所示 考点二 考点一 1 根据表中数据 请在图甲给定的坐标系中描绘出光敏电阻阻值随照度变化的曲线 并说明阻值随照度变化的特点 考点二 考点一 考点二 考点一 考点二 考点一 参考答案 1 光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如图甲所示 特点 光敏电阻的阻值随光的照度的增大呈非线性减小 考点二 考点一 2 电路原理图如图乙所示 考点二 考点一 一台臭氧发生器p的电阻为10k 当供电电压等于24v时能正常工作 否则不产生臭氧 现要用这种臭氧发生器制成自动消毒装置 要求它在有光照时能产生臭氧 在黑暗时不产生臭氧 拟用一个光敏电阻r1对它进行控制 r1的阻值在有光照时为100 黑暗时为1000 允许通过的最大电流为3ma 电源e的电压为36v 内阻不计 另有一个滑动变阻器r2 阻值为0 100 允许通过的最大电流为0 4a 一个开关s和导线若干 臭氧发生器p和光敏电阻r1的符号如图所示 设计一个满足上述要求的电路图 图中各元件要标上字母代号 其中滑动变阻器两固定接线柱端分别标上字母a b 电路图画在虚线框内 考点二 考点一 解 为了能控制臭氧发生器 应该使用滑动变阻器的分压式连接 如图所示 有光照时p能正常工作 无光照时p不工作 1 如图所示 将一光敏电阻连入多用电表两表笔上 将多用电表的选择开关置于欧姆挡 用光照射光敏电阻时表针的偏角为 现用手掌挡住部分光线 表针的偏角为 则可判断 b a b d 不能确定 和 的关系 解析 光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小 开始时有光照射 光敏电阻的阻值较小 当用手掌挡住部分光线时 光敏电阻的阻值增大 因为欧姆表的零刻度在表盘的右侧 所以欧姆表测电阻时 阻值越大 指针张角越小 即 所以b项正确 2 2015 黄冈质检 某学习小组的同学在用多用电表研究热敏电阻特性实验中 安装好如图所示的装置 向杯内加入冷水 温度计的示数为20 多用电表选择适当的倍率 读出热敏电阻的阻值r1 然后向杯内加入热水 温度计的示数为60 发现多用电表的指针偏转角度较大 则下列说法正确的是 d a 多用电表应选用电流挡 温度升高换用大量程测量b 多用电表应选用电流挡 温度升高换用小量程测量c 多用电表应选用欧姆挡 温度升高时换用倍率大的挡d 多用电表应选用欧姆挡 温度升高时换用倍率小的挡 解析 测电阻应选用欧姆挡 当温度升高时 热敏电阻受温度变化的影响 偏转角度增大 说明电阻阻值变小 所以应换用倍率小的挡 d项正确 3 多选 如图所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置 r1为光敏电阻 r2为定值电阻 a b接监控装置 则下列说法正确的是 bc a 当有人通过而遮住光线时 a b之间电压升高b 当有人通过而遮住光线时 a b之间电压降低c 当仅增大r2的阻值时 可增大a b之间的电压d 当仅减小r2的阻值时 可增大a b之间的电压 解析 r1是光敏电阻 有光照射时 电阻变小 当有人通过而遮住光线时 r1的阻值变大 回路中的电流i减小 a b间的电压u ir2减小 故a项错误 b项正确 由闭合电路欧姆定律得u e i r1 r 当仅增大r2的阻值时 电路中的电流减小 a b间的电压u增大 故c项正确 当减小r2的阻值时 电路中的电流增大 a b间的电压u减小 故d项错误 4 如图所示 1是弹簧 2是衔铁 3是触点 4是电磁铁