高三物理總復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)11 傳感器的簡(jiǎn)單應(yīng)用課件 魯科版

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1、實(shí)驗(yàn)十一傳感器的簡(jiǎn)單應(yīng)用實(shí)驗(yàn)十一傳感器的簡(jiǎn)單應(yīng)用知識(shí)要點(diǎn)歸納知識(shí)要點(diǎn)歸納實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?認(rèn)識(shí)熱敏電阻、光敏電阻等傳感器的特性認(rèn)識(shí)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(jiǎn)單應(yīng)用了解傳感器在技術(shù)上的簡(jiǎn)單應(yīng)用實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理傳感器是將它感受到的非電學(xué)量傳感器是將它感受到的非電學(xué)量(如力、熱、光、聲如力、熱、光、聲等等)轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量的量轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量的量(一般是電學(xué)量的儀器一般是電學(xué)量的儀器)其其工作過(guò)程是通過(guò)對(duì)某一物理量敏感的元件將感受到工作過(guò)程是通過(guò)對(duì)某一物理量敏感的元件將感受到的信號(hào)按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于利用的信號(hào)例如，的信號(hào)按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于利用的信號(hào)例如，光電傳感器是利用

2、光敏電阻將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，光電傳感器是利用光敏電阻將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，熱電傳感器是利用熱敏電阻或金屬熱電阻將溫度信熱電傳感器是利用熱敏電阻或金屬熱電阻將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，轉(zhuǎn)換后的信號(hào)經(jīng)過(guò)電子電路的處號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，轉(zhuǎn)換后的信號(hào)經(jīng)過(guò)電子電路的處理就可達(dá)到方便檢測(cè)、自動(dòng)控制、遙控等各種目理就可達(dá)到方便檢測(cè)、自動(dòng)控制、遙控等各種目的的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)器材熱敏電阻、光敏電阻、多用電表、鐵架臺(tái)、燒熱敏電阻、光敏電阻、多用電表、鐵架臺(tái)、燒杯、冷水、熱水、小燈泡、學(xué)生電源、繼電器、杯、冷水、熱水、小燈泡、學(xué)生電源、繼電器、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線等滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線等過(guò)程分析導(dǎo)引過(guò)程分析導(dǎo)引(2)先

3、用多用電表測(cè)出燒杯中沒有熱水時(shí)熱敏電阻先用多用電表測(cè)出燒杯中沒有熱水時(shí)熱敏電阻的阻值，并記下溫度計(jì)的示數(shù)；的阻值，并記下溫度計(jì)的示數(shù)；(3)向燒杯中注入少量的冷水，使熱敏電阻浸沒在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(jì)的示數(shù)和多用電表測(cè)量的熱冷水中，記下溫度計(jì)的示數(shù)和多用電表測(cè)量的熱敏電阻的阻值；敏電阻的阻值；(4)將熱水分幾次注入燒杯中，測(cè)出不同溫度下熱將熱水分幾次注入燒杯中，測(cè)出不同溫度下熱敏電阻的阻值，并記錄；敏電阻的阻值，并記錄；(5)根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，分析熱敏電阻的特性根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，分析熱敏電阻的特性2研究光敏電阻的光敏特性研究光敏電阻的光敏特性(2)先測(cè)出小燈泡不發(fā)

4、光時(shí)光敏電阻的阻值，并先測(cè)出小燈泡不發(fā)光時(shí)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；阻阻值的情況，并記錄；(4)根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，分析光敏電阻的特性根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，分析光敏電阻的特性3將手掌或一個(gè)厚紙板插入光源和光電計(jì)數(shù)器將手掌或一個(gè)厚紙板插入光源和光電計(jì)數(shù)器之間，觀察、分析光電計(jì)數(shù)器的工作過(guò)程之間，觀察、分析光電計(jì)數(shù)器的工作過(guò)程二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理熱敏電阻熱敏電阻的環(huán)境的環(huán)境冷水冷水中中常溫常溫下下加少加

5、少量熱量熱水水繼續(xù)繼續(xù)加熱加熱水水水溫很水溫很高高實(shí)驗(yàn)結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論論對(duì)應(yīng)電阻對(duì)應(yīng)電阻(102 )根據(jù)上面記錄的數(shù)據(jù)，完成以下表格內(nèi)容：根據(jù)上面記錄的數(shù)據(jù)，完成以下表格內(nèi)容：1研究熱敏電阻的熱敏特性研究熱敏電阻的熱敏特性2研究光敏電阻的光敏特性研究光敏電阻的光敏特性光敏光敏電阻電阻的環(huán)的環(huán)境境燈泡不燈泡不發(fā)光發(fā)光燈泡燈泡剛發(fā)剛發(fā)光光亮度增亮度增加加亮度亮度增加增加亮度亮度增加增加實(shí)驗(yàn)結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論論對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)電阻電阻(1 k)三、注意事項(xiàng)三、注意事項(xiàng)1在做熱敏實(shí)驗(yàn)時(shí)，加開水后要等一會(huì)兒再測(cè)在做熱敏實(shí)驗(yàn)時(shí)，加開水后要等一會(huì)兒再測(cè)其阻值，以使電阻溫度與水的溫度相同，并同其阻值，以使電阻溫度與水的溫度相同，并

6、同時(shí)讀出水溫時(shí)讀出水溫2光敏實(shí)驗(yàn)中，如果效果不明顯，可將電阻部光敏實(shí)驗(yàn)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(guò)蓋上小孔改分電路放入帶蓋的紙盒中，并通過(guò)蓋上小孔改變射到光敏電阻上的光的多少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)零歐姆表每次換擋后都要重新調(diào)零四、物理轉(zhuǎn)換思想的應(yīng)用四、物理轉(zhuǎn)換思想的應(yīng)用1轉(zhuǎn)換法解讀轉(zhuǎn)換法解讀(1)轉(zhuǎn)換法轉(zhuǎn)換法所謂實(shí)驗(yàn)思維轉(zhuǎn)換方法，就是當(dāng)某些物理量不易直所謂實(shí)驗(yàn)思維轉(zhuǎn)換方法，就是當(dāng)某些物理量不易直接測(cè)量，而另外一些物理量易測(cè)量，且兩者之間可接測(cè)量，而另外一些物理量易測(cè)量，且兩者之間可以用物理原理聯(lián)系起來(lái)，于是，采用以用物理原理聯(lián)系起

7、來(lái)，于是，采用“嫁接嫁接”的方的方法，通過(guò)轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)手段，達(dá)到化不易為易，化不能法，通過(guò)轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)手段，達(dá)到化不易為易，化不能為能，這種實(shí)驗(yàn)方法稱為轉(zhuǎn)換法間接測(cè)量某些物為能，這種實(shí)驗(yàn)方法稱為轉(zhuǎn)換法間接測(cè)量某些物理量，一般都用到轉(zhuǎn)換法理量，一般都用到轉(zhuǎn)換法(2)轉(zhuǎn)換法的主要方式轉(zhuǎn)換法的主要方式時(shí)間量與空間量的轉(zhuǎn)換，如伽利略在研究自時(shí)間量與空間量的轉(zhuǎn)換，如伽利略在研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，利用滴漏法來(lái)測(cè)時(shí)間，將時(shí)間由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，利用滴漏法來(lái)測(cè)時(shí)間，將時(shí)間測(cè)量轉(zhuǎn)換為水的體積的測(cè)量測(cè)量轉(zhuǎn)換為水的體積的測(cè)量抽象量與直觀量的轉(zhuǎn)換，如卡文迪許抽象量與直觀量的轉(zhuǎn)換，如卡文迪許“扭秤扭秤實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)”中，石英絲扭轉(zhuǎn)角度的測(cè)量

8、轉(zhuǎn)換為平面中，石英絲扭轉(zhuǎn)角度的測(cè)量轉(zhuǎn)換為平面鏡反射光在刻度尺上移動(dòng)距離的測(cè)量鏡反射光在刻度尺上移動(dòng)距離的測(cè)量微觀量與宏觀量的轉(zhuǎn)換微觀量與宏觀量的轉(zhuǎn)換非電學(xué)量與電學(xué)量的轉(zhuǎn)換非電學(xué)量與電學(xué)量的轉(zhuǎn)換2轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用(1)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度是一個(gè)不易直接勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度是一個(gè)不易直接測(cè)量的物理量，但通過(guò)轉(zhuǎn)換為測(cè)位移和時(shí)間，測(cè)量的物理量，但通過(guò)轉(zhuǎn)換為測(cè)位移和時(shí)間，根據(jù)任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間里的位移之差可根據(jù)任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間里的位移之差可測(cè)得加速度測(cè)得加速度(2)在在“傳感器的簡(jiǎn)單應(yīng)用傳感器的簡(jiǎn)單應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)中，將非電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量進(jìn)行測(cè)量量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量進(jìn)行測(cè)量實(shí)

9、驗(yàn)典例精析實(shí)驗(yàn)典例精析溫度傳感器的應(yīng)用溫度傳感器的應(yīng)用 熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件現(xiàn)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(cè)熱線，要求特性曲線盡可能完整已知常溫下待測(cè)熱敏電阻的阻值約敏電阻的阻值約45 .熱敏電阻和溫度計(jì)插入帶熱敏電阻和溫度計(jì)插入帶塞的保溫杯中，杯內(nèi)有一定量的冷水，其他備用的塞的保溫杯中，杯內(nèi)有一定量的冷水，其他備用的儀表和器具有：盛有熱水的熱水瓶?jī)x表和器具有：盛有熱水的熱水瓶(圖中未畫出圖中未畫出)、電源電源(3 V、內(nèi)阻可忽略、內(nèi)阻可忽略)、直

10、流電流表、直流電流表(內(nèi)阻約內(nèi)阻約1 )、直流電壓表直流電壓表(內(nèi)阻約內(nèi)阻約5 k)、滑動(dòng)變阻器、滑動(dòng)變阻器(020 )、開關(guān)、導(dǎo)線若干開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)在下面的虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，要求在下面的虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，要求測(cè)量誤差盡可能小測(cè)量誤差盡可能小(3)往保溫杯中加入一些熱水，待溫度穩(wěn)定時(shí)往保溫杯中加入一些熱水，待溫度穩(wěn)定時(shí)讀出溫度計(jì)示數(shù)；讀出溫度計(jì)示數(shù)；調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，快速測(cè)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，快速測(cè)出幾組電流表和電壓表的值；出幾組電流表和電壓表的值；重復(fù)重復(fù)，測(cè)量不同溫度下的數(shù)據(jù)；測(cè)量不同溫度下的數(shù)據(jù)；繪出各測(cè)量溫度下繪出各測(cè)量溫度下熱敏電阻的伏安特性曲線熱敏電阻的伏安特性曲線【答

11、案】見解析【答案】見解析【規(guī)律總結(jié)】【規(guī)律總結(jié)】該實(shí)驗(yàn)主要考查電阻的測(cè)量方該實(shí)驗(yàn)主要考查電阻的測(cè)量方法，與普通電阻測(cè)量實(shí)驗(yàn)的主要區(qū)別是需要通法，與普通電阻測(cè)量實(shí)驗(yàn)的主要區(qū)別是需要通過(guò)改變溫度來(lái)改變待測(cè)電阻的阻值過(guò)改變溫度來(lái)改變待測(cè)電阻的阻值光電傳感器的應(yīng)用光電傳感器的應(yīng)用 (2009年高考山東理綜卷年高考山東理綜卷)為了節(jié)能和環(huán)保，為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場(chǎng)所使用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng)光控一些公共場(chǎng)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(lái)控制，光敏電阻是阻值隨開關(guān)可采用光敏電阻來(lái)控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件著光的照度而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的照度可以反映光的

12、強(qiáng)弱，光越強(qiáng)照度越大，照度單位為強(qiáng)弱，光越強(qiáng)照度越大，照度單位為lx)某光敏某光敏電阻電阻RP在不同照度下的阻值如下表：在不同照度下的阻值如下表：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(qǐng)?jiān)诮o定的坐標(biāo)系如圖根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)诮o定的坐標(biāo)系如圖1037中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并說(shuō)明阻值隨照度變化的特點(diǎn)說(shuō)明阻值隨照度變化的特點(diǎn)圖圖1037(2)如圖如圖1038所示，當(dāng)所示，當(dāng)1、2兩端所加電壓上升兩端所加電壓上升至至2 V時(shí)，控制開關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，請(qǐng)利用下時(shí)，控制開關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，請(qǐng)利

13、用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單電路給列器材設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單電路給1、2兩端提供電壓，兩端提供電壓，要求當(dāng)天色漸暗照度降低至要求當(dāng)天色漸暗照度降低至1.0(lx)時(shí)啟動(dòng)照明系時(shí)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖統(tǒng)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖(不考慮控制開關(guān)對(duì)所設(shè)計(jì)電路的影響不考慮控制開關(guān)對(duì)所設(shè)計(jì)電路的影響)圖圖1038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(hào)符號(hào) ，阻值見上表，阻值見上表)；直流電源直流電源E(電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻不計(jì)，內(nèi)阻不計(jì))；定值電阻：定值電阻：R110 k，R220 k，R340 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

14、干【答案】【答案】(1)光敏電阻的阻值隨光照度變化的光敏電阻的阻值隨光照度變化的曲線如圖曲線如圖1039所示所示特點(diǎn)：光敏電阻的阻值隨光照度的增大非線性特點(diǎn)：光敏電阻的阻值隨光照度的增大非線性減小減小圖圖1039【規(guī)律總結(jié)】【規(guī)律總結(jié)】常見的光傳感器有：光敏電阻、常見的光傳感器有：光敏電阻、光電管、光電二極管、光電三極管等光敏電光電管、光電二極管、光電三極管等光敏電阻在被光照射時(shí)電阻發(fā)生變化，其原因是做光阻在被光照射時(shí)電阻發(fā)生變化，其原因是做光敏電阻的材料硫化鎘是一種半導(dǎo)體材料，無(wú)光敏電阻的材料硫化鎘是一種半導(dǎo)體材料，無(wú)光照時(shí)，載流子極少，導(dǎo)電性能不好，隨著光照照時(shí)，載流子極少，導(dǎo)電性能不好，

15、隨著光照的增強(qiáng)，載流子增多，導(dǎo)電性變好的增強(qiáng)，載流子增多，導(dǎo)電性變好力電傳感器力電傳感器 如圖如圖10311所示為某種電子秤的原理示意所示為某種電子秤的原理示意圖，圖，AB為一均勻的滑動(dòng)變阻器，阻值為為一均勻的滑動(dòng)變阻器，阻值為R，長(zhǎng)度為，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，兩邊分別有，兩邊分別有P1、P2兩個(gè)滑動(dòng)頭，與兩個(gè)滑動(dòng)頭，與P1相連的金屬相連的金屬細(xì)桿可在被固定的豎直光滑絕緣桿細(xì)桿可在被固定的豎直光滑絕緣桿MN上保持水平上保持水平狀態(tài)，金屬細(xì)桿與托盤相連金屬細(xì)桿所受重力忽狀態(tài)，金屬細(xì)桿與托盤相連金屬細(xì)桿所受重力忽略不計(jì)，彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)略不計(jì)，彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)P1剛好指向剛好指向A端，若端，若P1、P2間出現(xiàn)電壓

16、時(shí)，該電壓經(jīng)過(guò)放大通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換后在間出現(xiàn)電壓時(shí)，該電壓經(jīng)過(guò)放大通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換后在顯示屏上顯示出質(zhì)量的大小已知彈簧的勁度系數(shù)顯示屏上顯示出質(zhì)量的大小已知彈簧的勁度系數(shù)為為k，托盤自身質(zhì)量為，托盤自身質(zhì)量為m0，電源的電動(dòng)勢(shì)為，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，電源，電源的內(nèi)阻忽略不計(jì)，信號(hào)放大器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器和顯示的內(nèi)阻忽略不計(jì)，信號(hào)放大器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器和顯示器的分流作用忽略不計(jì)求：器的分流作用忽略不計(jì)求：圖圖10311(1)托盤上未放物體時(shí)在托盤的自身重力作用下托盤上未放物體時(shí)在托盤的自身重力作用下P1距距A端的距離端的距離x1；(2)在托盤上放有質(zhì)量為在托盤上放有質(zhì)量為m的物體時(shí)的物體時(shí)P1距距A端的距離端的距離

17、x2；(3)在托盤上未放物體時(shí)通常先校準(zhǔn)零點(diǎn)，其方法在托盤上未放物體時(shí)通常先校準(zhǔn)零點(diǎn)，其方法是：調(diào)節(jié)是：調(diào)節(jié)P2，從而使，從而使P1、P2間的電壓為零，校準(zhǔn)間的電壓為零，校準(zhǔn)零點(diǎn)后將被稱物體放在托盤上試推導(dǎo)出被稱物零點(diǎn)后將被稱物體放在托盤上試推導(dǎo)出被稱物體的質(zhì)量體的質(zhì)量m與與P1、P2間電壓間電壓U的函數(shù)關(guān)系式的函數(shù)關(guān)系式【規(guī)律總結(jié)】【規(guī)律總結(jié)】理解力電傳感器應(yīng)從原理上看理解力電傳感器應(yīng)從原理上看能將受力情況轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，解決此類問(wèn)題時(shí)，能將受力情況轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，解決此類問(wèn)題時(shí)，應(yīng)分析題目中的轉(zhuǎn)換過(guò)程，理清各物理量間的應(yīng)分析題目中的轉(zhuǎn)換過(guò)程，理清各物理量間的關(guān)系，利用所學(xué)的電路中的歐姆定律與分壓原關(guān)系，利用所學(xué)的電路中的歐姆定律與分壓原理及力學(xué)中的相關(guān)規(guī)律進(jìn)行分析理及力學(xué)中的相關(guān)規(guī)律進(jìn)行分析