高考物理全国通用一轮总复习配套课件第十一章交变电流传感器11.3

1、第3讲实验十一:传感器的简单使用,一、实验目的 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。 二、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.用闭合电路欧姆定律分析电学量的变化情况。 3.工作过程如图：,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、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等。 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

2、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.研究光敏电阻的光敏特性 (1)将光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器、开关、学生电源按如图所示电路连接好,其中多用电表置于欧姆挡。 (2)先测出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)测出用手掌(或黑纸)遮光时电阻的阻值,并记录。,五、数据处理 1.研究热敏电阻的热敏特性 (1)根

3、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。 (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少,随温度的降低而增大。 2.研究光敏电阻的光敏特性 (1)把记录的结果填入表中,根据记录的数据分析光敏电阻的特性。 (2)得出结论:光敏电阻被光照射时其阻值发生变化,光照增强电阻变小,光照减弱电阻变大。,六、注意事项 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,并同时读出水温和电压、电流值。 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

4、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。,考点二,考点一,考点一热敏电阻的应用 典例1如图所示,一热敏电阻RT放在控温容器M内,A为毫安表,量程6 mA,内阻为数十欧姆;E为直流电源,电动势约为3 V,内阻很小;R为电阻箱,最大阻值为999.9 ;S为开关。已知RT在95 时的阻值为150 ,在20 时的阻值约为550 。现要求在降温过程中测量在9520 之间的多个温度下RT的阻值。 (1)在图中画出连线,完成实验原理电路图。,考点二,考点一,(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温度为9

5、5 。 将电阻箱调到适当的阻值,以保证仪器安全。 闭合开关,调节电阻箱,记录电流表的示数I0,并记录。 将RT的温度降为T1(20 T195 );调节电阻箱,使得电流表的读数,记录。 温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1=。 逐步降低T1的数值,直至20 为止;在每一温度下重复步骤。,考点二,考点一,考点二,考点一,【参考答案】 (1)如图所示 (2)电阻箱的读数R0仍为I0电阻箱的读数为R1R0-R1+150 ,考点二,考点一,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,这时表针恰好指在刻度盘的正中间。若往RT上擦一些酒精,表针将向左(填“

6、左”或“右”)移动;若用吹风机将热风吹向电阻,表针将向右(填“左”或“右”)移动。 【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,因欧姆表的最大值在左端,所以指针应该向左偏;用吹风机将热风吹向电阻,电阻RT温度升高,电阻值减少,指针向右偏。,考点二,考点一,考点二光敏电阻的应用 典例2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表所示:,考点二,考点一,(1)根据表中数据,请在图甲给定的

7、坐标系中描绘出光敏电阻阻值随照度变化的曲线,并说明阻值随照度变化的特点。,考点二,考点一,考点二,考点一,考点二,考点一,【参考答案】 (1)光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如图甲所示,特点:光敏电阻的阻值随光的照度的增大呈非线性减小。,考点二,考点一,(2)电路原理图如图乙所示,考点二,考点一,一台臭氧发生器P的电阻为10 k,当供电电压等于24 V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 、允许通过的最大电流为3 mA;电源E的电压为

8、36 V、内阻不计;另有一个滑动变阻器R2,阻值为0100 、允许通过的最大电流为 0.4 A;一个开关S和导线若干。 臭氧发生器P和光敏电阻R1的符号如图所示。 设计一个满足上述要求的电路图,图中各元件要标上字母代 号,其中滑动变阻器两固定接线柱端分别标上字母A、B(电路图画在虚线框内)。,考点二,考点一,解:为了能控制臭氧发生器,应该使用滑动变阻器的分压式连接,如图所示。有光照时P能正常工作,无光照时P不工作。,1.如图所示,将一光敏电阻连入多用电表两表笔上,将多用电表的选择开 关置于欧姆挡,用光照射光敏电阻时表针的偏角为,现用手掌挡住部分 光线,表针的偏角为,则可判断 ( B ) A.=

9、 B. D.不能确定和的关系 【解析】光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小,开始时有光照射,光敏电阻的阻值较小,当用手掌挡住部分光线时,光敏电阻的阻值增大,因为欧姆表的零刻度在表盘的右侧,所以欧姆表测电阻时,阻值越大,指针张角越小,即,所以B项正确。,2.(2015黄冈质检)某学习小组的同学在用多用电表研究热敏电阻特性实验中,安装好如图所示的装置。向杯内加入冷水,温度计的示数为20 ,多用电表选择适当的倍率,读出热敏电阻的阻值R1。然后向杯内加入热水,温度计的示数为60 ,发现多用电表的指针偏转角度较大,则下列说法正确的是 ( D ) A.多用电表应选用电流挡,温度升高换用大量程测量 B.多用

10、电表应选用电流挡,温度升高换用小量程测量 C.多用电表应选用欧姆挡,温度升高时换用倍率大的挡 D.多用电表应选用欧姆挡,温度升高时换用倍率小的挡,【解析】测电阻应选用欧姆挡。当温度升高时,热敏电阻受温度变化的影响,偏转角度增大,说明电阻阻值变小,所以应换用倍率小的挡,D项正确。,3.(多选)如图所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置,R1为光敏电阻、R2为定值电阻,A、B接监控装置。则下列说法正确的是 ( BC ) A.当有人通过而遮住光线时,A、B之间电压升高 B.当有人通过而遮住光线时,A、B之间电压降低 C.当仅增大R2的阻值时,可增大A、B之间的电压 D.当仅减小R2的阻值时,可增大A、B之间的电压 【解析】R1是光敏电阻,有光照射时,电阻变小,当有人通过而遮住光线时,R1的阻值变大,回路中的电流I减小,A、B间的电压U=IR2减小,故A项错误,B项正确;由闭合电路欧姆定律得U=E-I(R1+r),当仅增大R2的阻值时,电路中的电流减小,A、B间的电压U增大,故C项正确;当减小R2的阻值时,电路中的电流增大,A、B间的电压U减小,故D项错误。,4.如图所示:1是弹簧,2是衔铁,3是触点,4