2012高考物理总复习(精品课件) 实验十一 传感器的简单使用

实验十一传感器的简单使用,一、实验目的1了解传感器的工作过程，探究敏感元件的特性2能够简单使用传感器,二、实验原理传感器是将它感受到的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)其工作过程是通过对某一物理量敏感的元件将感受到的信号按一定规律转换成便于测量的信号例如，光电传感器是利用光敏电阻将光信号转换成电信号，热电传感器是利用热敏电阻或金属热电阻将温度信号转换成电信号，转换后的信号经过电子电路的处理就可达到方便检测、自动控制、遥控等各种目的,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、小电珠、学生电源、光电计数器、滑动变阻器、开关、导线、光源等,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(5)把测量到的温度、电阻值填入下表中，根据记录数据分析热敏电阻的特性.,(6)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,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2研究光敏电阻的光敏特性(1)将光敏电阻、多用电表、小电珠、滑动变阻器、开关、学生电源按图所示电路连接好，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，让小电珠发光，调节小电珠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,(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.,3光电计数器(1)连接光电计数器电路(2)接通电路和光源，观察计数器的计数情况五、注意事项1测热敏电阻的阻值时应待温度变化稳定后再测量2实验中测量的元件只能代表这些元件的特性，不能代表所有元件的特性,在如图所示的电路中，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，导电性能变好,【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、D正确【答案】BD,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下表：,(1)根据表中数据，请在给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点,(2)如图所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0(lx)时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图(不考虑控制开关对所设计电路的影响),(2)因天色渐暗照度降低至1.0(lx)时启动照明系统，此时光敏电阻阻值为20k，两端电压为2V，电源电动势为3V，故应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10k，即选用R1；此电路的原理图如图所示,【答案】(1)光敏电阻的阻值随光照变化的曲线见标准解答特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小(2)电路原理图见标准解答,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，实行了自动控制，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,解析：街旁的路灯和江海里的航标，都是利用了半导体的光敏性，夜晚电阻大，白天电阻小答案：B,答案：ABCD,A当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压B当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压C信号处理系统每获得一次低电压就记数一次D信号处理系统每获得一次高电压就记数一次,答案：AC,答案：P、Q应分别接在触头a、b之间M、N应分别接e、f,5(2009年宁夏)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，天黑打开,电磁开关的内部结构如图所示.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：_.,答案：(1)电路原理图见解析图(2)20160320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,(1)在图中画出连线，完成实验原理电路图(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的温度为95.将电阻箱调到