2012届高考物理 第三课时 实验：传感器的简单使用导与练复习课件

2012高三物理复习课件 导与练福建 第10章第三课时实验 传感器的简单使用 1 了解传感器的工作过程 知道传感器的作用 2 能够简单使用传感器 观察热敏电阻和光敏电阻的阻值是如何随热信号和光信号变化而变化的 一 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 其工作过程如图所示 二 实验器材热敏电阻 光敏电阻 多用电表 烧杯 温度计 热水 强光源 学生电源 小灯泡 滑动变阻器 开关等 三 实验步骤1 研究热敏电阻的热敏特性 1 按图所示连接好电路 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 5 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 6 在如图坐标系中 粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线 7 根据实验数据和Rt图象 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 2 研究光敏电阻的光敏特性 1 将电源 光电传感器 多用电表 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 让灯泡发光 调节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 5 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 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 3 简单的温度自动报警器自己设计由热敏电阻作为传感器的简单的自动控制实验 1 实验原理如图所示 2 实验器材 热敏电阻 小灯泡 或门铃 学生电源 继电器 滑动变阻器 开关 导线 3 实验现象 当闭合S后 温度达到设定值时 电路接通灯泡发光 或电铃响 四 注意事项1 烧杯中加热水改变温度时 要等待温度计的示数稳定后再测热敏电阻的阻值 并同时读取温度值 2 欧姆表每次换挡后都要重新调零 3 调节灯泡亮度时 注意不要超过其额定电压 4 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照强度 实验中测量的元件只能代表这些元件的特性 不能代表这类元件的特性 热敏电阻的应用 例1 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 填 左 或 右 偏转 若用吹风机将热风吹向电阻 表针将向 填 左 或 右 偏转 思路点拨 负温度系数热敏电阻其阻值随温度的升高而减小 往Rt上擦酒精或吹热风会引起温度变化 从而使其阻值发生变化 引起多用电表指针的偏转 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 所以电流减小 指针应向左偏 用吹风机将热风吹向电阻 电阻Rt温度升高 电阻值减小 电流增大 指针向右偏 答案 左右 光敏电阻的应用 例2 某同学设计的路灯自动控制电路如图所示 路灯工作电路未画出 光敏电阻RG被光照射时其阻值变 填 小 或 大 设白天继电器两端电压为U1 夜晚为U2 则它们的大小关系是 现要使路灯比平时早些亮起 应该将R1阻值调 填 小 或 大 解析 光敏电阻随光照强度增大而阻值减小 RG阻值白天比晚上小 因而并联部分所分电压白天比夜晚大 即U1 U2 由U1 U2可知继电器电压较小时路灯亮 调小R1的阻值 可以减小并联部分所分电压即减小继电器两端电压 即使天较亮路灯也开始工作 答案 小U1 U2小 光敏电阻的电阻率随光照强度的增加而减小 考点 热敏电阻的应用 例题 基础题 如图所示的电路中 当半导体材料做成的热敏电阻浸泡到热水中时 电流表示数增大 则说明 A 热敏电阻在温度越高时 电阻越大B 热敏电阻在温度越高时 电阻越小C 半导体材料温度升高时 导电性能变差D 半导体材料温度升高时 导电性能不变解析 电流表的示数增大 说明电路中的电流增大 电阻减小 所以这个热敏电阻的电阻率是随温度的升高而降低的 电阻率减小 电阻值在其他条件不变时减小 导电性能变好 故选项B正确 答案 B 1 2010年上海卷 各场馆的机器人非常引人注目 在如图设计的机器人模块中 分别填入传感器和逻辑门的名称 使该机器人能够在明亮的条件下 听到呼唤声就来为你服务 解析 在明亮的条件下 听到呼唤声 这两个条件必须同时满足 是 与 门 明亮 光传感器 呼唤声 声传感器 答案 光声与 2 如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图 其中R1为光敏电阻 R2为定值电阻 此光电计数器的基本工作原理是 C 当有光照射R1时 信号处理系统获得高电压 当有光照射R1时 信号处理系统获得低电压 信号处理系统每获得一次低电压就计数一次 信号处理系统每获得一次高电压就计数一次A B C D 解析 有光照射R1时 R1的阻值较小 R2两端的电压较大 信号处理系统获得高电压 光被挡住时 R1的阻值较大 R2两端的电压较低 即信号处理系统每获得一次低电压 就计数一次 3 2010年东北联考 电流传感器可以像电流表一样测量电流 它与计算机相连 能在几秒内画出电流随时间变化的图象 如 甲 图所示电路 电源电动势为直流8V 电容器为几百微法的电解电容器 先使开关S与1相连 电源向电容器充电 然后把开关S掷向2 电容器通过电阻R放电 计算机屏幕上显示出电流随时间变化的It曲线 如 乙 图所示 则 在 乙 图中画出了一个竖立的狭长矩形 在 乙 图的左端 它的面积的物理意义是 根据以上数据估算的电容是 结果保留三位有效数字 答案 通过电流传感器的电荷量350 400 F均可 4 某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性 现有器材 直流恒流电源 在正常工作状态下输出的电流恒定 电压表 待测热敏电阻 保温容器 温度计 开关和导线等 1 若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性 请你在图 甲 实物图上连线 2 实验的主要步骤 正确连接电路 在保温容器中注入适量冷水 接通电源 调节并记录电源输出的电流值 在保温容器中添加少量热水 待温度稳定后 闭合开关