2019年高考物理大一輪復(fù)習(xí)實驗12傳感器的簡單應(yīng)用學(xué)案新人教版

1、實驗 12 傳感器的簡單應(yīng)用實驗耳礎(chǔ)一、 實驗?zāi)康? 認識熱敏電阻、光敏電阻等傳感器的特性.2了解傳感器的簡單應(yīng)用.二、 實驗要求(一)研究熱敏電阻的熱敏特性1 實驗原理：閉合電路的歐姆定律，用歐姆表進行測量和觀察.2.實驗器材：NTC 熱敏電阻，多用電表，溫度計，水杯、冷水和熱水.3 實驗步驟(1)按圖所示連接好電路，將熱敏電阻絕緣處理. 把多用電表置于“歐姆”擋，并選擇適當(dāng)?shù)牧砍虦y出燒杯中沒有熱水時熱敏電阻的 阻值，并記下溫度計的示數(shù).(3)向燒杯中注入少量的冷水，使熱敏電阻浸沒在冷水中，記下溫度計的示數(shù)和多用電表測量的熱敏電阻的阻值.(4)將熱水分幾次注入燒杯中，測出不同溫度下熱敏電阻的

2、阻值，并記錄.4數(shù)據(jù)處理：在下圖坐標(biāo)系中，粗略畫出熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖線.(嗣5實驗結(jié)論：熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，隨溫度的降低而增大，半導(dǎo)體熱 敏電阻也可以用作溫度傳感器.(二)研究光敏電阻的光敏特性1 實驗原理：閉合電路的歐姆定律，用歐姆表進行測量和觀察.2 實驗器材：光敏電阻、多用電表、小燈泡、滑動變阻器、導(dǎo)線.13.實驗步驟(1)將光敏電阻、多用電表、燈泡、滑動變阻器按如圖所示電路連接好，其中多用電表置于“X100”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

3、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.4數(shù)據(jù)處理：根據(jù)記錄數(shù)據(jù)分析光敏電阻的特性.25.實驗結(jié)論3光敏電阻在暗環(huán)境下電阻值很大，強光照射下電阻值很小.(2)光敏電阻能夠把光照強弱這個光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量.(三)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)零今實駙能力0)一、熱敏電阻的應(yīng)用饑 用對溫度敏感的半導(dǎo)體材料制成的某熱敏電阻Rr,在給定溫度范圍內(nèi)，其阻值隨溫度的

4、變化是非線性的. 某同學(xué)將R和兩個適當(dāng)?shù)墓潭娮鑂、R連成如圖甲虛線框內(nèi)所示 的電路，以使電路的等效電阻R的阻值隨R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(shè)計，他采用伏安法測量在不同溫度下R-的阻值，測量電路*器材如圖乙所示，圖中的電壓表內(nèi)阻很大.R的測量結(jié)果如表所示.fRi1-a- 1E(1)根據(jù)圖甲所示的電路，在圖乙所示的實物圖上連線.回答溫度 t/c/ 30.040.050.060.070.080.090.0R 阻值/ Q54. 351. 548. 344. 741. 437. 934. 7甲!SR4為了檢驗R與t之間近似為線性關(guān)系，在坐標(biāo)紙上作R-1關(guān)系圖

5、線.5(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)為境的溫度約為解析：(1)根據(jù)電路圖連接實物圖，R與 Rr 并聯(lián)，再與 Ra 串聯(lián)，滑動變阻器為限流接法，注意各電表的極性，開關(guān)控制整個電路，實物連圖如答案圖所示.(2) 根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在Rt圖象中描點，作R-1圖象為一條直線.如答案圖所示.U(3) 讀出電壓U= 5. 00 V，電流I= 115 mA.FL=了 = 43. 5Q,再由Rt關(guān)系圖線找 出 R = 43.5Q對應(yīng)的溫度t= 64 . 0C.答案：(1)連線如圖所示(2)R t關(guān)系圖線如圖所示(3)115 mA 5. 00 V 43. 5Q64. 0

6、C(62 66C均正確 )二、光電傳感器的應(yīng)用為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場所使用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng)光控開關(guān)可采用光，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)兩RT6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IX).某光敏電阻RDS在不同照度下的阻值如下表所示:7照度（lx）0.20.40.60.81 . 01. 2電阻(kQ)754028232018（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請在如圖給定的坐標(biāo)系中描繪出光敏電阻阻值隨照度變化的曲線,并說明光敏電阻阻值隨照度變化的特點.（2）如圖所示，當(dāng) 1、2 兩端所加電壓上升至 2

7、V 時，控制開關(guān)自動啟動照明系統(tǒng)，請利 用下列器材設(shè)計一個簡單電路給1、2 兩端提供電壓，要求當(dāng)天色漸暗、照度降低至 1.0 lx提供的器材如下:光敏電阻 RX 符號，阻值見上面表格）/ 直流電源E（電動勢 3 V,內(nèi)阻不計）；定值電阻：R= 10 kQ、Ra= 20 kQ、R= 40 kQ（限選其中之一并在圖中標(biāo)出）開關(guān) S 及導(dǎo)線若干.解析：（1）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中描點連線，得到如圖所示的變化曲線由圖可 知光敏電阻阻值隨照度變化的特點：光敏電阻的阻值隨光照強度的增大非線性減小.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(guān)對所設(shè)計電路的影響）因天色漸暗、照度降低至1 .

8、 0 lx 時啟動照明系統(tǒng)，此時光敏電阻阻值為20 kQ,兩端電壓為 2 V，電源電動勢為3 V，故應(yīng)加上一個分壓電阻，分壓電阻阻值為10 kQ，即選用R.此電路的原理圖如圖所示.甌7060504030加10fl8答案：見解析三、傳感器在實驗中的應(yīng)用陽傳感器是把非電學(xué)量（如速度、溫度、壓力等）的變化轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的變化的一種元件，在自動控制中有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用.有一種測量人的體重的電子秤，其測量部分的原理圖如圖中的虛線框所示，它主要由壓力傳感器R（電阻值會隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻）和顯示體重大小的儀表O（實質(zhì)是理想電流表）組成.壓力傳感器表面能承受的最大 壓強為1X107Pa，且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關(guān)系如表所示設(shè)踏板和壓桿 的質(zhì)量可以忽略不計，接通電源后，壓力傳感器兩端的電壓恒為4. 8 V,取g= 10 m/s2請作答：Q,對應(yīng)表格中，這個人的質(zhì)量為50 kg.答案：（1）1 . 6X10（2）50壓力F/N02505007501 0001 2501 500電壓RQ300270240210180150120（2）如果某人站在該秤踏板上，電流表刻度盤的示數(shù)為20 mA，這個人的質(zhì)量是_kg.解析：（1）由題表格知，