高考物理新一輪總復習（基礎深化+典例透析+高分在握）實驗十一 傳感器的簡單使用課件.ppt

實驗十一傳感器的簡單使用 第十章交變電流傳感器 實驗目的1 了解傳感器的工作過程 探究敏感元件的特性 2 學會傳感器的簡單使用 實驗原理1 傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹?力 熱 光 聲等 轉(zhuǎn)換成便于測量的量 一般是電學量 2 其工作過程如下圖所示 實驗器材熱敏電阻 光敏電阻 多用電表 鐵架臺 燒杯 冷水 熱水 小燈泡 學生電源 繼電器 滑動變阻器 開關 導線等 實驗步驟1 研究熱敏電阻的熱敏特性 1 將熱敏電阻放入燒杯中的水中 測量水溫和熱敏電阻的阻值 如圖甲所示 2 準備好記錄電阻與溫度關系的表格 如下表 3 改變水的溫度 多次測量水的溫度和熱敏電阻的阻值 記錄在表格中 把記錄的數(shù)據(jù)畫在r t圖中 得圖線如圖乙所示 2 研究光敏電阻的光敏特性 1 將光電傳感器 多用電表 燈泡 滑動變阻器按右圖所示電路連接好 其中多用電表置于 100 擋 2 先測出在室內(nèi)自然光的照射下光敏電阻的阻值 并記錄數(shù)據(jù) 3 打開電源 讓小燈泡發(fā)光 調(diào)節(jié)小燈泡的亮度使之逐漸變亮 觀察表盤指針顯示電阻阻值的情況 并記錄 4 用手掌 或黑紙 遮光時電阻值又是多少 并記錄 把記錄的結果填入下表中 根據(jù)記錄數(shù)據(jù)分析光敏電阻的特性 結論 光敏電阻的阻值被光照射時發(fā)生變化 光照增強電阻變小 光照減弱電阻變大 誤差分析本實驗誤差主要來源于溫度計和歐姆表的讀數(shù) 注意事項1 在做熱敏實驗時 加開水后要等一會兒再測其阻值 以使電阻溫度與水的溫度相同 并同時讀出水溫 2 光敏實驗中 如果效果不明顯 可將電阻部分電路放入帶蓋的紙盒中 并通過蓋上小孔改變射到光敏電阻上的光的多少 3 歐姆表每次換擋后都要重新調(diào)零 實驗改進對于熱敏電阻的特性 可用以下實驗進行 如圖所示 將多用電表的選擇開關置于 歐姆 擋 再將電表的兩支表筆與負溫度系數(shù)的熱敏電阻rt的兩端相連 這時表針指在某一刻度 觀察下述操作下的指針偏轉(zhuǎn)情況 1 往rt上擦一些酒精 2 用吹風機將熱風吹向電阻 根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)方向判定熱敏電阻的特性 實驗分析 1 中指針左偏 說明rt的阻值增大 酒精蒸發(fā)吸熱 溫度降低 所以熱敏電阻的阻值隨溫度的降低而增大 2 中指針右偏 rt的阻值減小 而電阻rt溫度升高 故熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小 優(yōu)點 改進后的實驗簡單易操作 學生很快得出結論 考點一熱敏電阻的實際應用 用對溫度敏感的半導體材料制成的某熱敏電阻rt 在給定溫度范圍內(nèi) 其阻值隨溫度的變化是非線性的 某同學將rt和兩個適當?shù)墓潭娮鑢1 r2連成如圖甲虛線框內(nèi)所示的電路 以使電路的等效電阻rl的阻值隨rt所處環(huán)境溫度的變化近似為線性的 且具有合適的阻值范圍 為了驗證這個設計 他采用伏安法測量在不同溫度下rl的阻值 測量電路如圖乙所示 圖中的電壓表內(nèi)阻很大 rl的測量結果如下表所示 考點一熱敏電阻的實際應用 回答下列問題 1 根據(jù)圖甲所示的電路 在圖乙所示的實物圖上連線 2 為了檢驗rl與t之間近似為線性關系 在坐標紙上作rl t關系圖線 3 在某一溫度下 電路中的電流表 電壓表的示數(shù)如圖丙 丁所示 電流表的讀數(shù)為 電壓表的讀數(shù)為 此時等效電阻rl的阻值為 熱敏電阻所處環(huán)境的溫度約為 1 根據(jù)電路圖連接實物圖 r1與rt并聯(lián) 再與r2串聯(lián) 滑動變阻器為限流接法 注意各電表的極性 開關控制整個電路 2 根據(jù)表中數(shù)據(jù) 在rl t圖象中描點 作rl t圖象為一條直線 3 讀出電壓u 5 00v 電流i 115ma rl u i 43 5 再由rl t關系圖線找出rl 43 5 對應的溫度t 64 0 考點一熱敏電阻的實際應用 答案 1 連線如圖所示 2 rl t關系圖線如圖所示 3 115ma5 00v43 5 64 0 62 66 均正確 1 利用負溫度系數(shù)熱敏電阻制作的熱傳感器 一般體積很小 可以用來測量很小范圍內(nèi)的溫度變化 反應快 而且精確度高 1 如果將負溫度系數(shù)熱敏電阻與電源 電流表和其他元件串聯(lián)成一個電路 其他因素不變 只要熱敏電阻所處區(qū)域的溫度降低 電路中電流將變 填 大 或 小 2 上述電路中 我們將電流表中的電流刻度換成相應的溫度刻度 就能直接顯示出熱敏電阻附近的溫度 如果刻度盤正中的溫度為20 如圖甲 則25 的刻度應在20 的刻度的 填 左 或 右 側(cè) 3 為了將熱敏電阻放置在某蔬菜大棚內(nèi)檢測大棚內(nèi)溫度變化 請用圖乙中的器材 可增加元器件 設計一個電路 考點一熱敏電阻的實際應用 1 因為負溫度系數(shù)熱敏電阻溫度降低時 電阻增大 故電路中電流會減小 2 由 1 的分析知 溫度越高 電流越大 25 的刻度應對應較大電流 故在20 的刻度的右側(cè) 3 如圖所示 答案 1 小 2 右 3 見解析 考點一熱敏電阻的實際應用 考點二光敏電阻傳感器的應用 2014 聊城模擬 如圖所示 r1 r2為定值電阻 l為小燈泡 r3為光敏電阻 當照射光強度增大時 a 電壓表的示數(shù)增大b r2中電流減小c 小燈泡的功率增大d 電路的路端電壓增大 當照射光強度增大時 r2阻值減小 外電路電阻隨r3的減小而減小 r1兩端電壓因干路電流增大而增大 同時內(nèi)電壓增大 故電路路端電壓減小 電壓表的示數(shù)增大 a項正確 d項錯誤 由路端電壓減小 r1兩端電壓增大知 r2兩端電壓必減小 則r2中電流減小 故b項正確 結合干路電流增大知流過小燈泡的電流必增大 則小燈泡的功率增大 故c項正確 答案 abc 考點二光敏電阻傳感器的應用 2 為了節(jié)能和環(huán)保 一些公共場所使用光控開關控制照明系統(tǒng) 光控開關可采用光敏電阻來控制 光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件 照度可以反映光的強弱 光越強照度越大 照度單位為lx 某光敏電阻rp在不同照度下的阻值如下表 1 根據(jù)表中數(shù)據(jù) 請在圖甲給定所示的坐標系中描繪出光敏電阻值隨照度變化的曲線 并說明阻值隨照度變化的特點 考點二光敏電阻傳感器的應用 考點二光敏電阻傳感器的應用 2 如圖乙所示 當1 2兩端所加電壓上升至2v時 控制開關自動啟動照明系統(tǒng) 請利用下列器材設計一個簡單電路 給1 2兩端提供電壓 要求當天色漸暗照度降低至1 0lx時啟動照明系統(tǒng) 在虛線框內(nèi)完成電路原理圖 不考慮控制開關對所設計電路的影響 提供的器材如下 光敏電阻rp 符號 阻值見上表 直流電源e 電動勢3v 內(nèi)阻不計 定值電阻 r1 10k r2 20k r3 40k 限選其中之一并在圖中標出 開關s及導線若干 1 根據(jù)表中的數(shù)據(jù) 在坐標紙上描點連線 得到如圖所示的變化曲線 阻值隨照度變化的特點 光敏電阻的阻值隨光的照度的增大非線性減小 2 因天色漸暗照度降低至1 0lx時啟動照