高考物理新一輪復(fù)習 實驗專題 傳感器的簡單使用課件

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1、實驗十一傳感器的簡單使用實驗十一傳感器的簡單使用第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?了解傳感器的工作過程，探究敏感元件的特性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學會傳感器的簡單使用實驗原理實驗原理1傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹總鞲衅髂軌驅(qū)⒏惺艿降奈锢砹?力、熱、光、聲等力、熱、光、聲等)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成便于測量的量便于測量的量(一般是電學量一般是電學量)2其工作過程如圖所示：其工作過程如圖所示：實驗器材實驗器材熱敏電阻、光敏電阻、多用電表、鐵架臺、溫度計、燒杯、熱敏電阻、光敏電阻、多用電表、鐵架臺、溫度計、燒杯、冷水、熱水、小燈泡、學生電源、繼電器、滑

2、動變阻器、開冷水、熱水、小燈泡、學生電源、繼電器、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線等關(guān)、導(dǎo)線等實驗步驟實驗步驟1研究熱敏電阻的熱敏特性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值(如圖甲所示如圖甲所示)(2)準備好記錄電阻與溫度關(guān)系的表格準備好記錄電阻與溫度關(guān)系的表格(如下表如下表)次數(shù)次數(shù)待測量待測量123456溫度溫度()電阻電阻()(3)改變水的溫度，多次測量水的溫度和熱敏電阻的阻值，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)畫在記錄在表格中，把記錄的數(shù)據(jù)畫在RT圖中，得圖線如圖

3、中，得圖線如圖乙所示圖乙所示2研究光敏電阻的光敏特性研究光敏電阻的光敏特性(1)將光電傳感器、多用電表、燈泡、滑動變阻器按如圖所示將光電傳感器、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，并記錄數(shù)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)；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；亮，觀察表盤指針顯示電阻阻值的情況，并記錄；光照強度光照強度弱弱中中強強無光照射無

4、光照射阻值阻值()(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？并記錄把記錄的結(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阻的特性.結(jié)論：結(jié)論：光敏電阻的阻值被光照射時發(fā)生變化，光照增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，光照減弱電阻變大強電阻變小，光照減弱電阻變大誤差分析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)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

5、同，并同時讀出水溫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少3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)零改進創(chuàng)新改進創(chuàng)新對于熱敏電阻的特性，可用以下實驗進行：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(guān)置于如圖所示，將多用電表的選擇開關(guān)置于“歐姆歐姆”擋，再將電擋，再將電表的兩支表筆與負溫度系數(shù)的熱敏電阻表的兩支表筆與負溫度系數(shù)的熱敏電阻Rt的兩端相連，

6、這時的兩端相連，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：表針指在某一刻度，觀察下述操作下的指針偏轉(zhuǎn)情況：(1)往往Rt上擦一些酒精上擦一些酒精(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阻的特性實驗分析：實驗分析：(1)中指針左偏，說明中指針左偏，說明Rt的阻值增大；酒精蒸發(fā)吸的阻值增大；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，中指針右偏，Rt的阻值減小，而電阻的阻值減小，而電阻Rt溫度升高，故熱敏溫度升高，故熱敏電阻的阻值隨

7、溫度的升高而減小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(jié)論優(yōu)點：改進后的實驗簡單易操作，學生很快得出結(jié)論熱敏電阻的原理及應(yīng)用熱敏電阻的原理及應(yīng)用 用對溫度敏感的半導(dǎo)體材料制成的某熱敏電阻用對溫度敏感的半導(dǎo)體材料制成的某熱敏電阻RT，在，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將RT和兩個適當?shù)墓潭娮韬蛢蓚€適當?shù)墓潭娮鑂1、R2連成如圖甲虛線框內(nèi)所示連成如圖甲虛線框內(nèi)所示的電路，以使電路的等效電阻的電路，以使電路的等效電阻RL的阻值隨的阻值隨RT所處環(huán)境溫度的所處環(huán)境溫度的變化近似為線性的，且具有

8、合適的阻值范圍為了驗證這個變化近似為線性的，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設(shè)計，他采用伏安法測量在不同溫度下RL的阻值，測量電路的阻值，測量電路如圖乙所示，圖中的電壓表內(nèi)阻很大如圖乙所示，圖中的電壓表內(nèi)阻很大RL的測量結(jié)果如下表的測量結(jié)果如下表所示所示溫度溫度t()30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0RL阻值阻值() 54.3 51.5 48.3 44.7 41.4 37.9 34.7回答下列問題：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根據(jù)圖甲所示的電路，在圖乙所示的實物圖上連線乙乙(1)連線如圖所示

9、連線如圖所示(2)為了檢驗為了檢驗RL與與t之間近似為線性關(guān)系，在坐標紙上作之間近似為線性關(guān)系，在坐標紙上作RLt關(guān)系圖線關(guān)系圖線(2)RLt關(guān)系圖線如圖所示關(guān)系圖線如圖所示(3)在某一溫度下，電路中的電流表、電壓表的示數(shù)如圖丙、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)為丁所示電流表的讀數(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RL的阻值為的阻值為_；熱敏電阻所；熱敏電阻所處環(huán)境的溫度約為處環(huán)境的溫度約為_115 mA5.00 V43.5 64.0 (62.066.0 均正確均正確)光敏電阻的特性和應(yīng)用光敏電阻的特性和應(yīng)用 為了節(jié)能和環(huán)保為了節(jié)

10、能和環(huán)保,一些公共場所使用光控開關(guān)控制照明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，照度可以反映光的強弱，光越強照度越大，照度單位為光越強照度越大，照度單位為lx)某光敏電阻某光敏電阻RP在不同照在不同照度下的阻值如下表：度下的阻值如下表：照度照度(lx)0.20.40.60.81.01.2電阻電阻(k)754028232018(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請在給定的坐標系中描繪出阻值隨照度變根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請在給定的坐標系中描繪出阻值隨照度

11、變化的曲線，并說明阻值隨照度變化的特點化的曲線，并說明阻值隨照度變化的特點(2)如圖所示如圖所示,當當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)時啟動照時啟動照明系統(tǒng)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖明系統(tǒng)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖(不考慮控制開關(guān)對所不考慮控制開關(guān)對所設(shè)計電路的影響設(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，阻值見上表符號，阻值見

12、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：R110 k，R220 k，R340 k(限選其中限選其中之一并在圖中標出之一并在圖中標出)；開關(guān)；開關(guān)S及導(dǎo)線若干及導(dǎo)線若干解析解析(1)光敏電阻的阻值隨光照度變化的曲線如圖甲所光敏電阻的阻值隨光照度變化的曲線如圖甲所示特點：光敏電阻的阻值隨光照度的增大非線性減小示特點：光敏電阻的阻值隨光照度的增大非線性減小甲乙甲乙(2)控制開關(guān)自動啟動照明系統(tǒng)，給控制開關(guān)自動啟動照明系統(tǒng)，給1、2兩端提供電壓，要求兩端提供電壓，要求當天色漸暗照度降低至當天色漸暗照度降低至1.0(lx)時啟動照明系統(tǒng)，即此時光敏時啟動照

13、明系統(tǒng)，即此時光敏電阻阻值為電阻阻值為20 k，兩端電壓為，兩端電壓為2 V，電源電動勢為，電源電動勢為3 V，所，所以應(yīng)加上一個分壓電阻，分壓電阻阻值為以應(yīng)加上一個分壓電阻，分壓電阻阻值為10 k，即選用，即選用R1，電路原理圖如圖乙所示電路原理圖如圖乙所示答案答案見解析見解析范例范例如圖所示裝置可以用來測量硬彈簧如圖所示裝置可以用來測量硬彈簧(即勁度系數(shù)較即勁度系數(shù)較大的彈簧大的彈簧)的勁度系數(shù)的勁度系數(shù)k.電源的電動勢為電源的電動勢為E，內(nèi)阻可忽略，內(nèi)阻可忽略不計；滑動變阻器全長為不計；滑動變阻器全長為L，重力加速度為，重力加速度為g，V為理想為理想電壓表當木板上沒有放重物時，滑動變阻器

14、的觸頭位電壓表當木板上沒有放重物時，滑動變阻器的觸頭位于圖中于圖中a點，此時電壓表示數(shù)為零在木板上放置質(zhì)量為點，此時電壓表示數(shù)為零在木板上放置質(zhì)量為m的重物，滑動變阻器的觸頭隨木板一起下移由電壓的重物，滑動變阻器的觸頭隨木板一起下移由電壓表的示數(shù)表的示數(shù)U及其他給定條件，可計算出彈簧的勁度系數(shù)及其他給定條件，可計算出彈簧的勁度系數(shù)k.(1)寫出寫出m、U與與k之間所滿足的關(guān)系式之間所滿足的關(guān)系式(2)已知已知E1.50 V,L12.0 cm,g9.80 m/s2.測量結(jié)果如下測量結(jié)果如下表：表：m(kg)1.001.503.004.506.007.50U(V)0.1080.1540.2900.4460.6080.740在圖中給出的坐標紙上利用表中數(shù)據(jù)描出在圖中給出的坐標紙上利用表中數(shù)據(jù)描出mU直線；直線；mU直線的斜率為直線的斜率為_kg/V；彈簧的勁度系數(shù)彈簧的勁度系數(shù)k_N/m(結(jié)果均保留三位有效結(jié)果均保留三位有效數(shù)字數(shù)字)見解析圖見解析圖10.01.23103點評點評本實驗通過機械裝置和電壓表將力學量轉(zhuǎn)化為電學本實驗通過機械裝置和電壓表將力學量轉(zhuǎn)化為電學量量,設(shè)備簡單、設(shè)計巧妙、原理明了，屬于力電綜合實驗題，設(shè)備簡單、設(shè)計巧妙、原理明了，屬于力電綜合實驗題，重點考查數(shù)據(jù)處理能力重點考查數(shù)據(jù)處理能力