實驗：傳感器簡單使用

1、實驗：傳感器簡單使用 1.研究熱敏電阻的熱敏特性。研究熱敏電阻的熱敏特性。 (1)按圖所示連接好電路，將熱敏電阻絕緣處理。按圖所示連接好電路，將熱敏電阻絕緣處理。 (2)把多用電表置于把多用電表置于“歐姆擋歐姆擋”，并選擇適當(dāng)?shù)牧砍虦y出燒杯中，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)；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；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

2、不同溫度下熱敏電阻的阻將熱水分幾次注入燒杯中，測出不同溫度下熱敏電阻的阻 值，并記錄；值，并記錄； (5)根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，把測量到的溫度、電阻值填入下表中，分析熱敏電阻的根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，把測量到的溫度、電阻值填入下表中，分析熱敏電阻的特性。特性。 (6)在圖坐標(biāo)系中，粗略畫出熱敏電阻的阻值隨溫度變在圖坐標(biāo)系中，粗略畫出熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖線?；膱D線。 (7)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和R-t 圖線，得出結(jié)論：熱敏電阻的阻值隨圖線，得出結(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。溫度的升高而減小，隨溫度的降低而增大。 次數(shù)次數(shù)待測量待測量溫度溫度()電阻電阻( ) 四、實驗

3、步驟四、實驗步驟 (1)將光電傳感器、多用電表、燈泡、滑動變阻器按如將光電傳感器、多用電表、燈泡、滑動變阻器按如圖所示電路連接好，其中多用電表置于圖所示電路連接好，其中多用電表置于“100”擋；擋； (2)先測出在室內(nèi)自然光的照射下光敏電阻的阻值，并先測出在室內(nèi)自然光的照射下光敏電阻的阻值，并記錄數(shù)據(jù)；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；逐漸變亮，觀察表盤指針顯示電阻阻值的情況，并記錄； (4)用手掌用手掌(或黑紙或黑紙)遮光時電阻值又是多少？并記錄；遮光時電阻值又是多少？并

4、記錄； (5)把記錄的結(jié)果填入下表中，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)分析光敏電阻的特性。把記錄的結(jié)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(jié)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，光照減結(jié)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。弱，電阻變大。 五、注意事項五、注意事項 1.燒杯中加水改變溫度時，要等待溫度穩(wěn)定后再測熱敏電阻的阻值。并同時燒杯中加水改變溫度時，要等待溫度穩(wěn)定后再測熱敏電阻的阻值。并同時讀取溫度值。讀取溫度值。 2.歐姆表每次換擋后都要重新調(diào)零。歐姆表每次換擋后都要重新調(diào)零。 3.調(diào)節(jié)燈泡亮度時，注意不要超過其額定電壓。調(diào)節(jié)燈泡亮度時，

5、注意不要超過其額定電壓。光照強度光照強度弱弱中中強強無光照射無光照射阻值阻值( ) 2.研究光敏電阻的光敏特性。研究光敏電阻的光敏特性?！纠纠?】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】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(照度照度 可以反映光的強弱，光越強照度越大，照度單位為可以反映光的強弱，光越強照度越大，照度單位為lx)。某光敏電阻。某光敏電阻Rp在不同在不同 照度下的阻值如下表：照度下的阻值如下表： (1)

6、根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請在給定的坐標(biāo)系根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請在給定的坐標(biāo)系(圖圖)中描繪中描繪 出阻值隨照度變化的曲線，并說明阻值隨照度出阻值隨照度變化的曲線，并說明阻值隨照度 變化的特點。變化的特點。 照度照度(lx)0.20.40.60.81.01.2電阻電阻(k )754028232018考點考點1 1 光敏電阻的應(yīng)用光敏電阻的應(yīng)用 (2)如圖所示，當(dāng)如圖所示，當(dāng)1、2兩端所加電壓上升至兩端所加電壓上升至2 V時，控制開關(guān)自動啟時，控制開關(guān)自動啟 動照明系統(tǒng)，請利用下列器材設(shè)計動照明系統(tǒng)，請利用下列器材設(shè)計 一個簡一個簡 單電路，給單電路，給1、2兩端提供電兩端提供電 壓，要求當(dāng)天色漸暗照度降低至壓，

7、要求當(dāng)天色漸暗照度降低至1.0 (lx)時啟動照明系統(tǒng)，在虛線框內(nèi)完時啟動照明系統(tǒng)，在虛線框內(nèi)完 成電路原理圖。成電路原理圖。(不考慮控制開關(guān)對不考慮控制開關(guān)對 所設(shè)計電路的影響所設(shè)計電路的影響) 提供的器材如下：提供的器材如下： 光敏電阻光敏電阻RP(符號符號 ，阻值見上表，阻值見上表)； 直流電源直流電源E(電動勢電動勢3 V，內(nèi)阻不計，內(nèi)阻不計)； 定值電阻：定值電阻：R1=10 k ，R2=20 k ， R3=40 k (限選其中之一并在圖中標(biāo)出限選其中之一并在圖中標(biāo)出) 開關(guān)開關(guān)S及導(dǎo)線若干。及導(dǎo)線若干。 【解析】【解析】(1)光敏電阻隨光照度變化的曲線如圖甲所示，其特點是：光敏電阻

8、隨光照度變化的曲線如圖甲所示，其特點是：光敏電阻的阻值隨光照度的增大非線性減小。光敏電阻的阻值隨光照度的增大非線性減小。 (2)當(dāng)光照度降至當(dāng)光照度降至1.0(lx)時，光敏電阻的阻值為時，光敏電阻的阻值為RP=20 k ，設(shè)計原，設(shè)計原理圖如圖乙所示。根據(jù)歐姆定律與串聯(lián)電阻的分壓理圖如圖乙所示。根據(jù)歐姆定律與串聯(lián)電阻的分壓 即即 R=10 k 即與即與RP串聯(lián)的電阻應(yīng)選串聯(lián)的電阻應(yīng)選R1=10 k 。甲甲乙乙RUERUp1212 R23202 1北京奧運會帆船賽場采用風(fēng)力發(fā)電給蓄電池充電，為路燈提北京奧運會帆船賽場采用風(fēng)力發(fā)電給蓄電池充電，為路燈提供電能。用光敏電阻作為傳感器控制路燈電路的開

9、關(guān)，實現(xiàn)供電能。用光敏電阻作為傳感器控制路燈電路的開關(guān)，實現(xiàn)自動控制。自動控制。光敏電阻的阻值隨照射光的強弱而變化，作為簡化模型，可光敏電阻的阻值隨照射光的強弱而變化，作為簡化模型，可以近似認為，照射光較強以近似認為，照射光較強(如白天如白天)時電阻幾乎為時電阻幾乎為0；照射光較；照射光較弱弱(如黑天如黑天)時電阻接近于無窮大。利用光敏電阻作為傳感器，時電阻接近于無窮大。利用光敏電阻作為傳感器，借助電磁開關(guān)，可以實現(xiàn)路燈自動在白天關(guān)閉，黑天打開。借助電磁開關(guān)，可以實現(xiàn)路燈自動在白天關(guān)閉，黑天打開。電磁開關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。電磁開關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。1、2兩接線柱之間是勵磁線圈，兩接線柱之間

10、是勵磁線圈，3、4兩接線柱分別兩接線柱分別與彈簧片和觸點連接。當(dāng)勵磁線圈中電流大于與彈簧片和觸點連接。當(dāng)勵磁線圈中電流大于50 mA時，電磁鐵吸合鐵片，彈簧片時，電磁鐵吸合鐵片，彈簧片和觸點分離，和觸點分離，3、4斷開；電流小于斷開；電流小于50 mA時，時，3、4接通。勵磁線圈中允許通過的最接通。勵磁線圈中允許通過的最大電流為大電流為100 mA。(1)利用以下器材設(shè)計一個自動控制路燈的電路，畫出電路原理圖。利用以下器材設(shè)計一個自動控制路燈的電路，畫出電路原理圖。 光敏電阻光敏電阻R1，符號，符號 燈泡燈泡L，額定功率，額定功率40 W，額定電壓，額定電壓36 V，符號，符號 保護電阻保護電

11、阻R2，符號，符號 電磁開關(guān)，符號電磁開關(guān)，符號 蓄電池蓄電池E，電壓，電壓36 V，內(nèi)阻很?。婚_關(guān)，內(nèi)阻很??；開關(guān)S，導(dǎo)線若干。，導(dǎo)線若干。 (2)回答下列問題：回答下列問題： 如果勵磁線圈的電阻為如果勵磁線圈的電阻為200 ，勵磁線圈允許加的最大電壓為，勵磁線圈允許加的最大電壓為 _V，保護電阻，保護電阻R2的阻值范圍為的阻值范圍為_ 。 在有些應(yīng)用電磁開關(guān)的場合，為了安全，往往需要在電磁鐵吸合在有些應(yīng)用電磁開關(guān)的場合，為了安全，往往需要在電磁鐵吸合 鐵片時，接線柱鐵片時，接線柱3、4之間從斷開變?yōu)榻油?。為此，電磁開關(guān)內(nèi)部之間從斷開變?yōu)榻油ā榇?，電磁開關(guān)內(nèi)部 結(jié)構(gòu)應(yīng)如何改造？請結(jié)合本題中

12、電磁開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖說明。結(jié)構(gòu)應(yīng)如何改造？請結(jié)合本題中電磁開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖說明。 答：答：_。 任意舉出一個其它的電磁鐵應(yīng)用的例子。任意舉出一個其它的電磁鐵應(yīng)用的例子。 答：答：_。 【解析】本題考查了光敏電阻在實際中的應(yīng)【解析】本題考查了光敏電阻在實際中的應(yīng)用，考查學(xué)生應(yīng)用物理知識解決實際問題的能力。用，考查學(xué)生應(yīng)用物理知識解決實際問題的能力。 (1)電路原理如圖所示電路原理如圖所示 (2)20 160520 把觸點從彈簧片右側(cè)把觸點從彈簧片右側(cè)移到彈簧片左側(cè)，保證當(dāng)電磁鐵吸合鐵片時，移到彈簧片左側(cè)，保證當(dāng)電磁鐵吸合鐵片時，3、4之間接通；不吸合時，之間接通；不吸合時，3、4之間斷開之間斷開 電

13、磁起重機電磁起重機考點考點2 2 熱敏電阻的應(yīng)用熱敏電阻的應(yīng)用【例【例2】2010年高考新課標(biāo)全國卷用對溫度敏感的年高考新課標(biāo)全國卷用對溫度敏感的 半導(dǎo)體材料制成的某熱敏電阻半導(dǎo)體材料制成的某熱敏電阻RT，在給定溫度范圍，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(xué)將內(nèi)，其阻值隨溫度的變化是非線性的。某同學(xué)將RT 和兩個適當(dāng)?shù)墓潭娮韬蛢蓚€適當(dāng)?shù)墓潭娮鑂1、R2連成圖虛線框內(nèi)所示連成圖虛線框內(nèi)所示 的電路，以使該電路的等效電阻的電路，以使該電路的等效電阻RL的阻值隨的阻值隨RT所處所處 環(huán)境溫度的變化近似為線性的，且具有合適的阻值環(huán)境溫度的變化近似為線性的，且具有合適的阻值 范圍

14、。為了驗證這個設(shè)計，他采用伏安法測量在不同溫度下范圍。為了驗證這個設(shè)計，他采用伏安法測量在不同溫度下RL的阻的阻 值，測量電路如圖所示。圖中的電壓表內(nèi)阻很大。值，測量電路如圖所示。圖中的電壓表內(nèi)阻很大。RL的測量結(jié)果如表的測量結(jié)果如表 格所示。格所示。溫度溫度t/30.040.050.060.070.080.090.0RL阻值阻值/ 54.351.548.344.741.437.934.7(2)為了檢驗為了檢驗RL與與t之間近似為線性關(guān)系，在如圖所示的坐標(biāo)之間近似為線性關(guān)系，在如圖所示的坐標(biāo) 紙上作紙上作RL-t關(guān)系圖線。關(guān)系圖線?；卮鹣铝袉栴}：回答下列問題：(1)根據(jù)如圖根據(jù)如圖10-3-9

15、所示的電路，在圖所示的實物圖上連線。所示的電路，在圖所示的實物圖上連線。(3)在某一溫度下，電路中的電流表、電壓表的示數(shù)如圖甲、乙所示。電流表的在某一溫度下，電路中的電流表、電壓表的示數(shù)如圖甲、乙所示。電流表的 讀數(shù)為讀數(shù)為_，電壓表的讀數(shù)為，電壓表的讀數(shù)為_。此時等效電阻。此時等效電阻R1的阻值為的阻值為 _；熱敏電阻所處環(huán)境的；熱敏電阻所處環(huán)境的 溫度約為溫度約為_。甲甲乙乙 【解析】【解析】 (1)(2)如答案中的圖。如答案中的圖。 (3)由題圖讀得電流表讀數(shù)為由題圖讀得電流表讀數(shù)為115 mA，電壓表讀數(shù)為，電壓表讀數(shù)為5.0 V，則，則RL=U/I=50/0.115 43.5 。 由

16、題表由題表1知，對應(yīng)溫度約為知，對應(yīng)溫度約為64.0(62.066.0之間某一值均可之間某一值均可)。(2)RL-t關(guān)系曲線如圖所示關(guān)系曲線如圖所示(3)115 mA 5.00 V 43.5 64.0 (6266 )【答案】【答案】(1)連線如圖所示。連線如圖所示。 2傳感器擔(dān)負著信息的采集任務(wù)，在自動控制中發(fā)傳感器擔(dān)負著信息的采集任務(wù)，在自動控制中發(fā)揮著重要作用，傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹繐]著重要作用，傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹?如如溫度、光、聲等溫度、光、聲等)轉(zhuǎn)換成便于測量的量轉(zhuǎn)換成便于測量的量(通常是電通常是電學(xué)量學(xué)量)，例如熱敏傳感器，主要是應(yīng)用了半導(dǎo)體材，例如熱敏傳感器，主要是應(yīng)用了半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻，熱敏電阻隨溫度變化的圖線料制成的熱敏電阻，熱敏電阻隨溫度變化的圖線如圖甲所示，圖乙是由熱敏電阻如圖甲所示，圖乙是由熱敏電阻Rt作為傳感器制作的簡單自動報警器線路圖。作為傳感器制作的簡單自動報警器線路圖。(1)為了使溫度過高時報警器鈴響，為了使溫度過高時報警器鈴響，c應(yīng)接在應(yīng)接在_(填填“a”或或“b”)處。處。(2)若使啟動報警的溫度提高些，應(yīng)將滑動變阻器滑片若使啟動報警的溫度提高些，應(yīng)將滑動變阻器滑片P點向點向_(填填“左左