《備考指南一輪 物理 》課件-實驗13

交變電流傳感器第十一章實驗十三傳感器的簡單使用欄目導(dǎo)航01知識梳理回顧02要點各個擊破知識梳理回顧1一、實驗?zāi)康?．認(rèn)識光敏電阻、熱敏電阻等傳感器的特性．2．了解傳感器在技術(shù)上的簡單應(yīng)用．二、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(xué)量)．2．其工作過程如下．三、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(xué)生電源、繼電器、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線等．四、實驗過程1．研究熱敏電阻的特性(1)實驗步驟：①按如圖所示裝置圖連接好電路．將熱敏電阻絕緣處理．②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阻值，并記錄數(shù)據(jù)．(2)數(shù)據(jù)處理：①記錄數(shù)據(jù)，把測量到的溫度、電阻值填入表格，分析熱敏電阻的特性．②在如圖所示的坐標(biāo)系中粗略畫出熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖像．③根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和R－t圖像得出結(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．五、注意事項1．在做熱敏電阻實驗時，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．在光敏電阻實驗中，如果效果不明顯，可將電阻部分電路放入帶蓋的紙盒中，并通過改變蓋上小孔的數(shù)量改變照射到光敏電阻上的光照強度．3．歐姆表每次換擋后都要重新調(diào)零．【對點小練】1．(2019屆廣州名校期中)圖甲為熱敏電阻的R－t圖像．圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的一個簡單恒溫箱溫控電路，繼電器線圈的電阻為10Ω.當(dāng)線圈中的電流大于或等于20mA時，繼電器的銜鐵被吸合．為繼電器線圈供電的電池電動勢E＝9.0V，內(nèi)阻可以不計．圖乙中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源．問：(1)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持50℃，可變電阻R′的值應(yīng)調(diào)節(jié)為________Ω.(2)應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在________(填“A、B端”或“C、D端”)．【答案】(1)350

(2)A、B端要點各個擊破2要點1熱電傳感器(溫度傳感器)熱電傳感器是利用熱敏電阻的阻值會隨溫度的變化而變化的原理制成的．它能把溫度這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓等電學(xué)量．熱電傳感器廣泛應(yīng)用于各種家用電器(空調(diào)、冰箱、熱水器、飲水機等)、火警報警器、恒溫箱等．例1

(2019年宜昌模擬)如圖甲所示，現(xiàn)有熱敏電阻R、電爐絲R1、電源E、電磁繼電器、滑動變阻器R2、開關(guān)S和導(dǎo)線若干．圖乙為熱敏電阻的R－t圖像，電磁繼電器的電阻為100Ω.當(dāng)線圈的電流大于或等于20mA時，繼電器的銜鐵被吸合．為繼電器線圈和低壓電爐絲供電的電池電動勢E＝9.0V，內(nèi)阻不計．(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中簡單恒溫箱溫控電路圖補充完整．要求溫度低于某一溫度時，電爐絲自動通電供熱，超過某一溫度時，又可以自動斷電．(2)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持50℃不變，可變電阻R2的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為________Ω.若要使恒溫箱內(nèi)的溫度稍微升高些，應(yīng)使可變電阻R2的阻值稍微________(填“增大”或“減小”) (1)分析電路結(jié)構(gòu)及應(yīng)實現(xiàn)的功能，即可得出對應(yīng)的電路圖；(2)要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持100℃，當(dāng)溫度達到100℃時，電路就要斷開，即電路中電流要達到20mA．根據(jù)閉合電路歐姆定律即可求得電阻的大?。鶕?jù)閉合電路歐姆定律，可確定可變電阻的阻值如何變化才能實現(xiàn)溫度保持在更高的數(shù)值．【答案】(1)見解析(2)260增大【解析】(1)溫度較低的時候，熱敏電阻的電阻較大，電路中的電流較小，此時K是閉合的，而此時要求加熱，因此只需要將電爐絲與K相連即可，如圖所示．練1

如圖是一火警報警器的部分電路示意圖．其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料(其阻值隨溫度的升高而迅速減小)制成的傳感器，電流表A為值班室的顯示器，a、b之間接報警器．當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時，顯示器的電流I、報警器兩端的電壓U的變化情況是(

)A．I變大，U變大B．I變小，U變小C．I變小，U變大D．I變大，U變小【答案】B【解析】半導(dǎo)體熱敏電阻隨溫度升高而減小．當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時，R2變小，這樣外電阻變小，外電壓U減小，總電流增大，R1上的電壓增大，這樣并聯(lián)電路部分的電壓就減小，所以I變?。c2光電傳感器光電傳感器的主要部件是光敏電阻或光電管．光敏電阻的材料是一種半導(dǎo)體，無光照時，載流子極少，導(dǎo)電性能不好；隨著光照的增強，載流子增多，導(dǎo)電性能變好．光敏電阻的阻值隨光照強度的增大而減?。饷綦娮枘軌虬压庹諒姸冗@個光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量．路燈的控制、鼠標(biāo)器、光電計數(shù)器、煙霧報警器等都是利用光電傳感器的原理設(shè)計的．例2某同學(xué)利用“非”門電路設(shè)計了一個路燈自動控制門電路．天黑了，讓路燈自動接通；天亮了，讓路燈自動熄滅．圖中RG是一個光敏電阻．當(dāng)有光線照射時，光敏電阻的阻值會顯著減?。甊是可調(diào)電阻，起分壓作用．虛線框內(nèi)為“非”門電路，它能將輸入的高壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪盒盘?，或?qū)⒌蛪盒盘栟D(zhuǎn)變?yōu)楦邏盒盘枺甁為路燈總開關(guān)控制繼電器，它在獲得高電壓時才動作(圖中未畫路燈電路)．(1)在圖中虛線框內(nèi)畫出“非”門符號；(2)當(dāng)天黑時，RG變________，非門電路獲得________電壓，J得到________電壓(填“大”“小”或“高”“低”)；(3)如果路燈開關(guān)自動接通時天色還比較亮，現(xiàn)要調(diào)節(jié)自動控制裝置使得它在天色較黑時才自動接通開關(guān)，應(yīng)將R調(diào)________(填“大”或“小”)一些．【答案】(1)見解析(2)大低高(3)大練2

(2019年內(nèi)蒙古名校月考)PTC是一種新型的半導(dǎo)體陶瓷材料，它以鈦酸鋇為主，滲入多種物質(zhì)后加工而成．目前家用的陶瓷暖風(fēng)器、陶瓷電熱水壺等就是用這種材料做成的．PTC有一個根據(jù)需要設(shè)定的溫度，低于這個溫度時，其電阻隨溫度的升高而減小；高于這個溫度時，電阻值則隨溫度的升高而增大．我們把這個設(shè)定的溫度叫“居里點溫度”，用PTC材料制成的電熱器具有發(fā)熱、控溫雙重功能，應(yīng)用十分廣泛．(1)家用固體電熱滅蚊器就是使用PTC陶瓷電熱組件，圖甲為其電阻隨溫度變化的圖像，由圖可知，該PTC材料的居里點溫度為________℃.(2)家用固體電熱滅蚊器工作時的溫度基本恒定在165℃左右．若它的溫度高于165℃，電阻________，功率________，使其溫度________(以上均填變化情況)；反之，也能自動調(diào)節(jié)．因此用PTC材料制成的電熱器具有自動調(diào)節(jié)功能．(3)某同學(xué)利用PTC