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1、實驗十一 傳感器的簡單使用,【實驗?zāi)康摹?1認識熱敏電阻、光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 【實驗原理】 傳感器是將它感受到的信號(如力、熱、光、聲等)轉(zhuǎn)換成便于測量的量(一般是電學(xué)量)其工作過程是通過對某一物理量敏感的元件將感受到的信號按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于利用的信號例如，光電傳感器是利用光敏電阻將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，熱電傳感器是利用熱敏電阻或金屬熱電阻將溫度信號轉(zhuǎn)換成電信號，轉(zhuǎn)換后的信號經(jīng)過電子電路的處理就可達到方便檢測、自動控制、遙控等各種目的,抓綱扣本落實基礎(chǔ),傳感器工作的原理可表示如下：,【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
2、、學(xué)生電源、繼電器、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線等 【實驗過程】 一、研究熱敏電阻的熱敏特性 1實驗步驟 (1)按圖實1所示連接好電路，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?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,2數(shù)據(jù)處理 (1)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.,(2)在圖實2所示坐標系中，粗略畫出熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖線 (3)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和
3、Rt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,二、研究光敏電阻的光敏特性 1實驗步驟 (1)將光電傳感器、多用電表、燈泡、滑動變阻器按圖實3所示電路連接好，其中多用電表置于歐姆“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，觀察多用電表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,2數(shù)據(jù)處理 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，光照減弱電阻變大,【注意事項】 1
4、在做熱敏實驗時，加開水后要等一會再測其阻值，以使電阻溫度與水溫相同，并同時讀出水溫 2在光敏實驗中，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,例1(2013武漢調(diào)研)熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件，現(xiàn)用伏安法研究熱敏電阻在不同溫度下的伏安特性曲線，要求特性曲線盡可能完整已知常溫下待測熱敏電阻的阻值為4 5 .熱敏電阻和溫度計插入帶塞的保溫杯中，杯內(nèi)有一定量的冷水，其備用的儀表和器具有：盛有熱水的熱水瓶(圖中未畫出)、電源(3 V，內(nèi)阻可忽略)、直流電流表(內(nèi)阻約1 )、直流電壓表(內(nèi)阻約5 k)、滑動變阻器
5、(020 )、開關(guān)、導(dǎo)線若干,剖題探法突破考點,考點一,熱敏電阻特性的研究,(1)在方框中畫出實驗電路圖，要求誤差盡可能小,(2)根據(jù)電路圖，在圖實4所示實物圖上連線 (3)簡要寫出完成接線后的主要實驗步驟,解析(1)為獲得更多的數(shù)據(jù)，應(yīng)使電壓從零開始，故滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法由于待測熱敏電阻阻值約45 ，故應(yīng)采用電流表外接法，電路圖如圖所示,(2)按電路圖連接實物圖如圖所示,(3)往保溫杯中加入一些熱水，待溫度穩(wěn)定時讀出溫度計示數(shù)； 調(diào)節(jié)滑動變阻器，快速測出幾組電流表和電壓表的值； 重復(fù)、，測量不同溫度下的數(shù)據(jù)； 繪出各測量溫度下熱敏電阻的伏安特性曲線 答案見解析,例2為了節(jié)能和環(huán)保，一些
6、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(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：,考點二,光敏電阻的特性及其應(yīng)用,(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請在給定的坐標系(圖實5)中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并說明阻值隨照度變化的特點,(2)如圖實6所示，當1、2兩端所加電壓上升至2 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)完成電路原理圖,(不考慮控制開關(guān)對所設(shè)計電路的影響)提供的器材
7、如下： 光敏電阻RP(符號 ，阻值見上表)； 直流電源E(電動勢3 V，內(nèi)阻不計)； 定值電阻：R110 k，R220 k，R340 k(限選其中之一并在圖中標出) 開關(guān)S及導(dǎo)線若干,解析(1)光敏電阻的阻值隨光照度變化的曲線如圖所示,答案見解析,1如圖實7所示，將多用電表的選擇開關(guān)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，這時表針恰好指在刻度盤的正中間若往Rt上擦一些酒精，表針將向_(選填“左”或“右”)移動；若用吹風(fēng)機將熱風(fēng)吹向電阻，表針將向_(選填“左”或“右”)移動,達標訓(xùn)練技能過關(guān),解析若往Rt上擦一些酒精，由于酒精的揮發(fā)要吸熱，故溫度降低，負溫度系數(shù)的
8、熱敏電阻Rt隨溫度的降低，阻值是增大的，所以指針向左移；若用吹風(fēng)機將熱風(fēng)吹向電阻，電阻的溫度升高，熱敏電阻Rt隨溫度的升高，阻值減小，所以指針向右移 答案左右,2(2013?？谀M)為了研究光敏電阻在室內(nèi)正常光照射和室外強光照射時電阻的大小關(guān)系，某同學(xué)用圖實8甲所示電路進行實驗，得出兩種UI圖線如圖乙所示,(1)根據(jù)UI圖線可知正常光照射時光敏電阻阻值為_ ，強光源照射時電阻為_ ； (2)若實驗中所用電壓表的內(nèi)阻約為5 k，毫安表的內(nèi)阻約為100 ，考慮到電表內(nèi)阻對實驗結(jié)果的影響，此實驗中_(填“正常光照射時”或“強光照射時”)測得的電阻誤差較大若測量這種光照下的電阻，則需將實物圖中毫安表的
9、連接方式采用_(填“內(nèi)接”或“外接”)法進行實驗，實驗結(jié)果較為準確 答案(1)3 000200(2)強光照射時外接,3(2013保定模擬)已知磁敏電阻在沒有磁場時電阻很小，有磁場時電阻變大，并且磁場越強阻值越大為探測磁場的有無，利用磁敏電阻作為傳感器設(shè)計了如圖實9所示電路，電源的電動勢E和內(nèi)阻r不變，在沒有磁場時調(diào)節(jié)變阻器R使電燈L正常發(fā)光，若探測裝置從無磁場區(qū)進入強磁場區(qū)則,A電燈L變亮B電燈L變暗 C電流表的示數(shù)減小D電流表的示數(shù)增大,答案AC,4(2013福州一中月考)某熱敏電阻的阻值R隨溫度t變化的圖線如圖實10甲所示一個同學(xué)進行了如下設(shè)計：將一電動勢E1.5 V(內(nèi)阻不計)的電源，量
10、程為5 mA、內(nèi)阻為100 的電流表，電阻箱R以及該熱敏電阻R，串成如圖乙所示的電路如果把電流表的電流刻度改為相應(yīng)的溫度刻度，就得到了一個簡單的“金屬電阻溫度計”,(1)電流刻度較小處對應(yīng)的溫度刻度_(填“較高”或“較低”) (2)若電阻箱阻值R70 ，圖丙中5 mA刻度處對應(yīng)的溫度數(shù)值為_.,答案(1)較高(2)30,(2)完成下列實驗步驟中的填空： a依照實驗原理電路圖連線 b調(diào)節(jié)控溫容器M內(nèi)的溫度，使得RT的溫度為95 . c將電阻箱調(diào)到適當?shù)某踔?，以保證儀器安全 d閉合開關(guān)調(diào)節(jié)電阻箱，記錄電流表的示數(shù)I0，并記錄 _. e將RT的溫度降為T1(20 T195 )，調(diào)節(jié)電阻箱，使得電流表的讀數(shù)_，記錄_ f溫度為T1時熱敏電阻的電阻值RT1_. g逐步降低T1的數(shù)值，直至20 為止；在每一溫度下重復(fù)步驟e、f.,解析(1)題中有電阻箱和毫安表，又電源的內(nèi)阻不計，則可用調(diào)節(jié)電阻箱阻值，保持每次電路中電流相同的方法測電阻實驗原理如圖所示,答案(1)實驗原理電路圖如解析圖所示 (2)d.電阻箱的讀數(shù)R0 e仍為I0電阻箱的讀數(shù)R1 fR0R1150 ,
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