实验传感器的简单使用.doc

实验传感器的简单使用 实验传感器的简单使用实验目的实验原理实验过程实验器材注意事项实验改进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基础再现深度思考实验十一【实验目的】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其工作过程如图1所示基础再现深度思考实验十一【实验原理】图图1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、导线等基础再现深度思考实验十一【实验器材】1研究热敏电阻的热敏特性 (1)实验步骤图按图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，并记录基础再现深度思考实验十一【实验过程】图图2科目一考试km1.jsyst./xx年科目一模拟考试题科目二考试km2.jsyst.xx年科目二考试技巧、考试内容、考试视频 (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.次数待测量温度()电阻()图在图3坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线和根据实验数据和Rt图线，得出结论热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增大基础再现深度思考实验十一图图32研究光敏电阻的光敏特性 (1)实验步骤将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动图变阻器按如图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，并记录基础再现深度思考实验十一图图4 (2)数据处理把记录的结果填入下表中，根据记录数据分析光敏电阻的特性光照强度弱弱中中强强无光照射阻值()结论光敏电阻的阻值被光照射时发生变化，光照增强电阻变小，光照减弱电阻变大基础再现深度思考实验十一1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基础再现深度思考实验十一【注意事项】对于热敏电阻的特性，可用以下实验进行图如图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阻负温度系数的热敏电阻R T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往操作一往R T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基础再现深度思考实验十一【实验改进】图图5实验分析1操作一中指针左偏，说明R T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，R T阻的阻值减小，而电阻R T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基础再现深度思考实验十一课堂探究突破考点考点一热敏电阻的实际应用例例1(xx新课标全国23)用对温度敏感的阻半导体材料制成的某热敏电阻R T，在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是将非线性的某同学将R T和两个适当的固阻定电阻R 1、R2图连成图6虚线框内所示的阻电路，以使该电路的等效电阻R L的阻值随随R T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下度下R L图的阻值，测量电路如图6所示，图中的电压表内阻很大R L的测量结果如表格所示.课堂探究突破考点实验十一图图6度温度t/30.040.050.060.070.080.090.0R L阻值/54.351.548.344.741.437.934.7回答下列问题 (1)根据图6所示的电路，在图7所示的实物图上连线课堂探究突破考点实验十一图图7 (2)为了检验R L度与温度t图之间近似为线性关系，在图8所示的作坐标纸上作R Lt关系图线课堂探究突破考点实验十一图图8 (3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图 9、10所示电流表的读数为_，电压表的读数为_此阻时等效电阻R L的阻值为_热敏电阻所处环境的温度约为_课堂探究突破考点实验十一图图9图10解析 (1)根据电路图连接实物图课堂探究突破考点实验十一 (2)根据数据描出点，作出直线； (3)电流表读数I2330150mA115mA电压表读数U50606V5.00V RLUI5.00115.010343.5为对照图找出相应温度为64.0C.课堂探究突破考点实验十一答案 (1)、 (2)见解析 (3)115mA5.00V43.564.0C考点二光敏电阻传感器例例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于当励磁线圈中电流大于50mA时时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离， 3、4断开；于电流小于50mA时时， 3、4接接通为励磁线圈中允许通过的最大电流为100mA.课堂探究突破考点实验十一课堂探究突破考点实验十一图图11 (1)利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理阻图光敏电阻R1，符号；灯泡L，额定功率40W，压额定电压36V，符号；保护电阻R2，符号；电磁开关，符号；蓄电池E，电压36V，内阻很小；关开关S，导线若干 (2)回答下列问题为如果励磁线圈的电阻为200，励磁线圈允许加的最大电压为为_V，阻保护电阻R2的阻值范围为_.课堂探究突破考点实验十一在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁柱吸合铁片时，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_.任意举出一个其它的电磁铁应用的例子答_.课堂探究突破考点实验十一解析 (1)要使光敏电阻能够对电路进行控制，且有光照时路灯与熄灭，光敏电阻应与 1、2串联，路灯与 3、4串联；则电路图如图所示课堂探究突破考点实验十一 (2)由由UIR为得励磁线圈允许加的最大电压为UI mR0.1200V20V；依据允许通过励磁线圈的电流可得最大值R2max160.05320，最小值R2min160.1160，因此阻保护电阻R2的阻值范围为160320；把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸合铁片时， 3、4之间接通；不吸合时， 3、4之间断开电磁起重机答案 (1)电路原理图见解析 (2)xx0320把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸合铁片时， 3、4之间接通；不吸合时， 3、4之间断开电磁起重机课堂探究突破考点实验十一随堂训练能力达标1在街旁的路灯，江海里的航标都要求在夜晚亮，白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的()A压敏性B光敏性C热敏性D三种特性都利用随堂训练能力达标实验十一B2如图12所示，R 1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时()A电压表的示数增大BR2中电流减小C小灯泡的功率增大D电路的路端电压增大随堂训练能力达标实验十一图图12解析当照射光强度增大时，R3随阻值减小，外电路电阻随R3的减小而减小，R1两端电压因干路电流增大而增大，电压表的示数增大，同时内电压增大，故电路路端电压减小，A项正确，D项错误；由路端电压减小，R1两端电压增大知，R2两端电压必则减小，则R2故中电流减小，故B项正确；结合干路电流增大知流故过小灯泡的电流必增大，则小灯泡的功率增大，故C项正确随堂训练能力达标实验十一答案ABC3酒精测试仪用于机动车驾驶人员是否酗酒及其他严禁酒后作业人员的现场检测它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化图而变化在如图13所示的电路中，酒精气体的不同浓度对应着传感器的不同电阻这样，电压表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电数阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数U与与度酒精气体浓度C之间的对应关系正确的是()随堂训练能力达标实验十一AU越大，示表示C越大，C与与U成正比BU越大，示表示C越大，是但是C与与U不成正比CU越大，示表示C越小，C与与U成正比DU越大，示表示C越小，是但是C与与U不成反比随堂训练能力达标实验十一图图13解析流由闭合电路欧姆定律得，干路的电流IErR0RR x，数电压表示数UIR0ER0rR0RR x而，而R xCk(定值)，可见U示越大，表示C越大，但是C与与U不成正比，故B项正确随堂训练能力达标实验十一答案B4一台臭氧发生器P的电阻为10k于，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，在黑阻暗时不产生臭氧，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，允许通过为的最大电流为3mA；电源E的电压为为36V，内阻不计；另有一个滑动变器阻器R2为，阻值为0100，允许通过为的最大电流为0.4A；一个开关关S和导线若干臭氧发生器P和光敏电阻R1图的符号如图14所示随堂训练能力达标实验十一图图14 (2)完