高中物理 实验十一传感器的简单使用课件 教科版.ppt

实验十一传感器的简单使用 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 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 工作过程如图 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 一 研究热敏电阻的热敏特性1 实验步骤 1 按如图所示连接好电路 将热敏电阻绝缘处理 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 数据处理 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 在坐标系中 粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线 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小 随温度的降低而增大 二 研究光敏电阻的光敏特性1 实验步骤 1 将光敏电阻 多用电表 小灯泡 滑动变阻器按如图所示电路连接好 其中多用电表置于 100 挡 2 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 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 用手掌 或黑纸 遮光时电阻值又是多少 并记录 2 数据处理把记录的结果填入表中 根据记录数据分析光敏电阻的特性 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 1 温度计读数带来的误差 可以选用精度高的温度计在较长时间内读数三次取平均值 2 欧姆表的读数带来的误差 可以对同一温度 同一光照强度下的电阻读数三次取平均值 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 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 对于热敏电阻的特性 可用以下实验进行 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 这时表针指在某一刻度 观察下述操作下的指针偏转情况 1 往rt上擦一些酒精 2 用吹风机将热风吹向电阻rt 根据指针偏转方向判定热敏电阻的特性 实验分析 1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中指针右偏 说明rt的阻值减小 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 热敏电阻的原理及应用 例证1 利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器 一般体积很小 可以用来测量很小范围内的温度变化 反应快 而且精确度高 1 如果将负温度系数热敏电阻与电源 电流表和其他元件串联成一个电路 其他因素不变 只要热敏电阻所处区域的温度降低 电路中电流将变 填 大 或 小 2 上述电路中 我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度 就能直接显示出热敏电阻附近的温度 如果刻度盘正中的温度为20 如图甲 则25 的刻度应在20 的刻度的 填 左 或 右 侧 3 为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度变化 请用图乙中的器材 可增加元器件 设计一个电路 规范解答 1 因为负温度系数热敏电阻温度降低时 电阻增大 故电路中电流会减小 2 由 1 的分析知 温度越高 电流越大 25 的刻度应对应较大电流 故在20 的刻度的右侧 3 如图所示 答案 1 小 2 右 3 见规范解答 光敏电阻的应用 例证2 利用光敏电阻制作的光传感器 记录了传送带上工件的输送情况 如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器 光传感器b能接收到发光元件a发出的光 每当工件挡住a发出的光时 光传感器就输出一个电信号 并在屏幕上显示出电信号与时间的关系 如图乙所示 若传送带始终匀速运动 每两个工件间的距离为0 2m 则下列说法正确的是 a 传送带运动的速度是0 1m sb 传送带运动的速度是0 2m sc 该传送带每小时输送3600个工件d 该传送带每小时输送7200个工件 规范解答 选b c 从乙图可以知道 每间隔1秒的时间光传感器就输出一个电信号 而在这一段时间内传送带运动了两个工件之间的距离 所以传送带运动的速度是故a错误b正确 传送带每小时传送的距离为 s vt 0 2 3600m 工件个数为 个 c正确d错误 1 下列有关传感器的说法中错误的是 a 土耳其大地震时用的生命探测仪利用了生物传感器b 嫦娥二号 卫星搭载的立体相机获取月球数据利用了光传感器c 电子秤称量物体质量是利用了力传感器d 火灾报警器能够在发生火灾时报警是利用了温度传感器 解析 选d 生命探测仪是利用生物传感器 立体相机是利用光传感器 电子秤是利用压力传感器 火灾报警器是在烟雾浓度达到一定程度时能够输出电信号 使警铃发声或使红灯闪烁 自动报警 利用了烟雾传感器而不是利用了温度传感器 故a b c对 d错 2 2011 江苏高考 美国科学家willards boyle与georgee smith因电荷耦合器件 ccd 的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖 ccd是将光学量转变成电学量的传感器 下列器件可作为传感器的有 a 发光二极管b 热敏电阻c 霍尔元件d 干电池 解析 选b c 热敏电阻的阻值随温度的变化而变化 可以把温度转化为电学量 霍尔元件可以把磁场的磁感应强度转化为电学量 所以热敏电阻和霍尔元件可以作为传感器 b c正确 发光二极管具有单向导电性 a错 干电池可作为电源 d错 3 2012 南京模拟 关于传感器工作的一般流程 下列说法中正确的是 a 非电学量 敏感元件 转换电路 电学量 转换元件b 电学量 敏感元件 转换电路 转换元件 非电学量c 非电学量 敏感元件 转换元件 转换电路 电学量d 非电学量 转换电路 转换元件 敏感元件 电学量 解析 选c 传感器工作的一般流程为 非电学量被敏感元件感知 然后通过转换元件转换成电信号 再通过转换电路将此信号转换成易于传输或测量的电学量 因此a b d错 c对 4 2012 潍坊模拟 已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小 有磁场时电阻变大 并且磁场越强阻值越大 为探测磁场的有无 利用磁敏电阻作为传感器设计了如图所示电路 电源的电动势e和内阻r不变 在没有磁场时调节变阻器r使电灯l正常发光 若探测装置从无磁场区进入强磁场区 则 a 电灯l变亮b 电灯l变暗c 电流表的示数减小d 电流表的示数增大 解析 选a c 当探测装置从无磁场区进入强磁场区后 磁敏电阻变大 则电路总电阻变大 由闭合电路欧姆定律得 电流i变小 c对 d错 又ul e ir 可知ul变大 灯变亮 a对 b错 5 如图所示为测定压力的电容式传感器 将平行板电容器 灵敏电流表 零刻度在中间 和电源串联成闭合回路 当压力f作用于可动电极的膜片上时 膜片产生形变 引起电容的变化 导致灵敏电流表指针偏转 在对膜片开始施加压力从图中的虚线推到图中实线位置并保持固定的过程中 灵敏电流表指针的偏转情况为 电流从灵敏电流表的正接线柱流入时指针向右偏 a 向右偏到某一刻度后回到零刻度b 向左偏到某一刻度后回到零刻度c 向右偏到某一刻度后不动d 向左偏到某一刻度后不动 解析 选a 当电容式传感器受到压力时 两极板间距离减小 电容器的电容增大 此时出现充电电流 电流从灵敏电流表的正接线柱流入 指针向右偏 当膜片固定后 电容不变 既不充电也不放电 灵敏电流表的指针又回到零刻度 故a项正确 6 热敏电阻是传感电路中常用的电子元件 现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线 要求特性曲线尽可能完整 已知常温下待测热敏电阻的阻值约4 5 将热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中 杯内有一定量的冷水 其他备用的仪表和器具有 盛有热水的热水瓶 图中未画出 电源 3v 内阻可忽略 直流电流表 内阻约1 直流电压表 内阻约5k 滑动变阻器 0 20 开关 导线若干 1 在下面的虚线框中画出实验电路图 要求测量误差尽可能小 2 根据电路图 在实物图上连线 3 简要写出完成接线后