高三物理一轮复习 第10章 第3课时 传感器的原理及应用导学案

1、第三时间传感器的原理与应用【解读考纲】1 .了解什么是传感器，了解光电电阻和热敏星空卫视的作用2 .通过实验可以探索光电阻和热敏电阻的特性3 .了解常见的各种传感器的工作原理、零配件特性及设定修订方案【知识的要点】1 .基本实验要求I :研究热敏电阻的特性1 .实验原理关闭电路欧姆定律，用欧姆表进行了测量和观察2 .实验器材半导体热敏电阻，多功能电表，温度校正，铁元素架台，烧杯，冷水和热水3 .实验程序(1)按照实验原理图甲连接电路，对热敏电阻进行绝缘处理(2)将万用表置于欧姆阻车器，选择适当的范围，测量烧杯中无水时的热敏电阻电阻值，记录温度校正的显示数(3)在烧杯中注入少量冷水，将热敏电阻浸

2、入冷水中，记录温度校正的显示数和用电表测量的热敏电阻的电阻值(4)将热水分几次注入烧杯中，测定并记录不同温度下热敏电阻的电阻值.图14 .数据处理在图1坐标系中，大致描绘了热敏电阻的电阻值根据温度而变化的格拉夫.5 .实验结论热敏电阻的电阻值随温度的上升而减少，随温度的下降而增大6 .注意事项实验时，加热水后，等待有会儿后测量电阻值，使电阻温度与水的温度相同，向云同步读取水温2 .基本实验要求:研究受光电阻的受光特性1 .实验原理关闭电路欧姆定律，用欧姆表进行了测量和观察2 .实验器材光电电阻、多功能电表、小灯泡、滑动电阻器、导线、电源3 .实验程序(1)将光电电阻、万用表、灯、滑动电阻器如实

3、验原理图b所示进行电路连接，将万用表置于“100”阻车器(2)测定室内自然光照射下的受光电阻的电阻值，记录数据(3)打开电源，使小灯泡发光，调整小灯泡的亮度，逐渐变亮，观察并记录用电表的表盘指针表示电阻值。(4)在用手掌(或白纸)遮光的情况下，观察用电表的表盘指针显示电阻值的情况，进行记录.4 .数据处理根据记录数据分析光电暂存器的特性5 .实验结论(1)光电阻在暗环境下电阻值大，在强光照射下电阻值小.(2)光电暂存器能够将光强弱这一光学量转换为电阻这一电量.6 .注意事项(1)在实验中，如果效果不明显，可以通过将电阻部的电路放入带盖的盖定径套中，在盖上开设小孔，改变入射到光电电阻上的光量，从

4、而达到实验目的(2)欧姆表每次换档都必须调零【典型例题】例1 .由对温度敏感的半导体材料构成的某个热敏电阻RT，在某个温度范围内其电阻值的温度变化是非线性的温度t/30.040.050.060.070.080.090.0RL电阻值/54.351.047.544.341.037.934.7国际航空母舰93.397.6102.9109.7116.7125.2134.2美国联盟5.075.024.974.904.834.754.66回答以下问题：图2(1)利用图2所示的电路，在图3所示的实物图上进行接线。图3的图4(2)为了验证rl和t间大致呈线性关系，在坐标纸(图4 )上制作RL-t关系格拉夫(3

5、)在某温度下，电路中的电流校正、电压校正的显示数如图5、6所示，电流校正的读取值为_ _ _ _ _，电压校正的读取值为_ _ _ _ _ _，热敏电阻所在环境的温度约为_ _ _ _ _ _。图5的图6例2 .为了节能和保护环境，在一些公共场所使用光控制开关控制照明系统，光控制开关是电阻值根据光的照度而变化的元件(照度反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx )。照度(lx )0.20.40.60.81.01.2电阻(k)754028232018(1)根据表中的数据，在图9的规定坐标系中描绘光电电阻值随照度变化的曲线，说明光电电阻值随照度变化的特征(2)如图10所示，当1、2两端施加电压

6、上升到2 V时，控制开关自动地进行照明起动系统，因此利用以下的设备设定简单的电路，向1、2两端供给电压，当日的颜色变暗，在照度降低到1.0 lx时启动照明系统，在折断线框内完成电路图图9图10提供的器材如下所示光电电阻ROS (符号，电阻值参照上表)、直流电源e (电动势3 V，内部电阻不计数)；定值电阻： R1=10 k、R2=20 k、R3=40 k(选择其中之一在图中表示)、开关s及引线为若干.例3 .利用传感器能够检测、感觉外界的信号、物理条件等.图13甲表示某个同级生用传感器实验得到的小灯泡的U-I相关系谱图.图13(1)实验室提供的器材有电流传感器、电压传感器、滑动咖啡师a (电阻

7、值范围010 )、滑动咖啡师B(0100 )、电动势6 V的电源(内部电阻除外)、小灯泡、开关、导线若干(2)若将该小灯与图c所示的电路连接，则已知电流传感器的显示数为0.3 A，电源电动势为3 V【扩大训练】1 .如图7所示，图甲是热敏电阻的R-t映像，图b是由该热敏电阻r和继电器构成的简单的恒温箱温度调节电路，继电器的电阻为100 .图7(1)应该将恒温箱内的加热器接到“a、b端”或“c、d端”上。(2)为了将恒温箱内的温度保持在50 ，将可变电阻r的电阻值调节为_。2 .利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器一般体积小，可以用于测量狭窄范围的温度变化，反应快，并且精度高(1)将负温度系数的

8、热敏电阻和电源、电流校正、其他元件串联连接在一个电路上，其他要素就不变，只要热敏电阻所在区域的温度下降，电路中的电流就填写“大”或“小”(2)在上述电路中，通过将电流校正的电流刻度替换为对应的温度刻度，可以直接显示热敏电阻附近的温度。 如果刻度中间的温度是20 C (如图8(a )所示)，则25 C的刻度必须是20 C的刻度的_ _ _ _ _ ()图8(3)将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内，为了检测大棚内的温度变化，请使用图b的器材(可以增加零配件)对电气线路进行设定、修改3 .图中示出了光电电阻自动校准仪的示意图，其中，折断线示出了激光，圆柱示出了与传送带一起移动的货物，其中，R1是光电电阻，R2是恒定值电阻，该光电校准仪的基本操作原理是()a .当光照射r 1时，信号处理系统获得高电压b .当光照射r 1时，信号处理系统获得低电压c .每当信号处理系统获得低电压时进行计数d .信号处理系统在每次获得高电压时进行计数3 .如该图所示，R1、R2是一定值电阻，l是小灯泡，R3是光电电阻，在入射光强度增大时()a .电压修正的显示数量增加B.R2中的电流减少c .小灯的功率增大d .电路的路边电压增大(4)传感器是将非电量(例如速度、温度、压力等)的变化转换为电量的变化的元件，广泛应用