高考物理 核心要点突破系列 第14章第十三节《实验：传感器的简单应用》课件 新人教版选修31

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1、第十三节第十三节实验：传感器的简单应用实验：传感器的简单应用核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第十三节第十三节课前自主学案课前自主学案目标概览目标概览目标概览目标概览学习目标：学习目标：1.知道什么是传感器知道什么是传感器2知道什么是光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻知道什么是光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻3知道传感器的工作原理知道传感器的工作原理重点难点：对传感器工作原理的理解重点难点：对传感器工作原理的理解课前自主学案课前自主学案一、实验目的一、实验目的了解传感器的简单应用及其原理了解传感器的简单应用及其原理二、实验原理二、实验原理1传感器的作用传感器的作

2、用传感器是能将所感受到的物理量传感器是能将所感受到的物理量(如力、热、光、声等等如力、热、光、声等等)转换成便于测量的量转换成便于测量的量(一般是电学量一般是电学量)的一类元件其工作的一类元件其工作原理如下：原理如下：2光电计数器的基本原理光电计数器的基本原理如图如图14131所示，所示，A是发光仪器，是发光仪器，B是由光敏电阻构成是由光敏电阻构成的光电传感器，当传送带上没有物品时，光直接照射的光电传感器，当传送带上没有物品时，光直接照射B，光敏电阻值变小，供给信息处理系统的电压变低；当传送光敏电阻值变小，供给信息处理系统的电压变低；当传送带上有物品挡住带上有物品挡住A射向射向B的光时，光敏电

3、阻变大，供给信的光时，光敏电阻变大，供给信号处理系统的电压变高这种交替变化的信号经信号处理号处理系统的电压变高这种交替变化的信号经信号处理系统的处理，就会自动转化为相应的数字，实现自动计系统的处理，就会自动转化为相应的数字，实现自动计数数图图14131三、实验器材三、实验器材铁架台、温度计、欧姆表、烧杯、热敏电阻、光敏电阻、铁架台、温度计、欧姆表、烧杯、热敏电阻、光敏电阻、导线、纸带、光电计数器、钩码导线、纸带、光电计数器、钩码四、实验步骤四、实验步骤图图141321热敏电阻特性热敏电阻特性(1)如图如图14132所示，将一热敏电阻连入电路中，用多所示，将一热敏电阻连入电路中，用多用电表欧姆挡

4、测其电阻，记录温度、电阻值用电表欧姆挡测其电阻，记录温度、电阻值(2)将热敏电阻放入盛有少量冷水并插入温度计的烧杯中，将热敏电阻放入盛有少量冷水并插入温度计的烧杯中，记录温度、电阻值记录温度、电阻值(3)再分几次向烧杯中倒入开水，观察不同温度下热敏电阻再分几次向烧杯中倒入开水，观察不同温度下热敏电阻的阻值的阻值把测得的温度、电阻值填入下表中把测得的温度、电阻值填入下表中次数待测量12345t/R/(4)在图在图14133中粗略描绘出热敏电阻的阻值中粗略描绘出热敏电阻的阻值R随温度随温度变化的变化的Rt图线图线图图141332光敏电阻特性光敏电阻特性(1)用多用电表欧姆挡两表笔接光敏电阻两端，测

5、光敏电阻用多用电表欧姆挡两表笔接光敏电阻两端，测光敏电阻阻值如图阻值如图14134所示所示图图14134(2)用手张开用手张开(或用黑纸或用黑纸)放在光敏电阻上，挡住部分光线，放在光敏电阻上，挡住部分光线，测光敏电阻阻值测光敏电阻阻值(3)全部挡住光线，测光敏电阻阻值全部挡住光线，测光敏电阻阻值(4)将所测数据填入下表中将所测数据填入下表中3光电计数器数字变化的观察光电计数器数字变化的观察将钩码放在纸带上，如图将钩码放在纸带上，如图14131所示拖动纸带向前所示拖动纸带向前运动，观察光电计数器上的数字变化运动，观察光电计数器上的数字变化光照强度强中弱R/核心要点突破核心要点突破一、数据处理一、

6、数据处理1热敏电阻特性实验：根据测得的温度与阻值分析热敏热敏电阻特性实验：根据测得的温度与阻值分析热敏电阻的阻值随温度升高而变化的特点；电阻的阻值随温度升高而变化的特点；2光敏电阻特性实验：根据测得的阻值分析光敏电阻的光敏电阻特性实验：根据测得的阻值分析光敏电阻的阻值随光照条件改变而变化的规律阻值随光照条件改变而变化的规律二、注意事项二、注意事项1在做热敏实验时，加开水后要等一会再测阻值，以使在做热敏实验时，加开水后要等一会再测阻值，以使电阻温度与水温相同，并同时读出水温电阻温度与水温相同，并同时读出水温2可用图象描出电阻随温度的变化图线来分析其规律可用图象描出电阻随温度的变化图线来分析其规律

7、3光敏实验中，如果效果不明显，可将电阻部分电路放光敏实验中，如果效果不明显，可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中，并通过盖上小孔改变射到光敏电阻上的入带盖的纸盒中，并通过盖上小孔改变射到光敏电阻上的光的多少光的多少4光电计数器是比较精密的仪器，使用过程中应轻拿轻光电计数器是比较精密的仪器，使用过程中应轻拿轻放，严格按操作要求进行放，严格按操作要求进行课堂互动讲练课堂互动讲练 测定压力变化的电容式传感器如图测定压力变化的电容式传感器如图14135所所示，示，A为固定电极，为固定电极，B为可动电极，组成了一个电容可变为可动电极，组成了一个电容可变的电容器，可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电的电容

8、器，可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容，极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容，现将此电容式传感器连接到如图现将此电容式传感器连接到如图14135所示的电路中，所示的电路中，当待测压力增大时当待测压力增大时( )力电传感器的理解与应用力电传感器的理解与应用图图14135A电容器的电容将减小电容器的电容将减小B电阻电阻R中没有电流中没有电流C电阻电阻R中有从中有从a流向流向b的电流的电流D电阻电阻R中有从中有从b流向流向a的电流的电流【解析解析】当待测压力增大时，电容器两极间的距离变小，当待测压力增大时，电容器两极间的距离变小，电容

9、器的电容变大因电容器两端的电压不变，所以电容电容器的电容变大因电容器两端的电压不变，所以电容器带电量变大，即电源给电容器充电，所以电阻器带电量变大，即电源给电容器充电，所以电阻R中有电中有电流，电流的方向从流，电流的方向从b流向流向a.【答案答案】D 如图如图14136所示，用多用电表研究光敏电阻所示，用多用电表研究光敏电阻的阻值与光照强弱的关系的阻值与光照强弱的关系光电传感器光电传感器图图14136(1)应将多用电表的选择开关置于应将多用电表的选择开关置于_挡；挡；(2)将红表笔插入将红表笔插入_接线孔，黑表笔插入接线孔，黑表笔插入_接接线孔线孔(填填“”或或“”)；(3)将一光敏电阻接在多

10、用电表两表笔上，用光照射光敏电将一光敏电阻接在多用电表两表笔上，用光照射光敏电阻时表针的偏角为阻时表针的偏角为，现用手掌挡住部分光线，表针的偏，现用手掌挡住部分光线，表针的偏角变为角变为，则可判断，则可判断_(填填“”)；(4)测试后应将选择开关置于测试后应将选择开关置于_挡挡【解析解析】测电阻应选择多用电表的欧姆挡红表笔应插入测电阻应选择多用电表的欧姆挡红表笔应插入“”接线孔，黑表笔插入接线孔，黑表笔插入“”接线孔光敏电阻的阻接线孔光敏电阻的阻值随光照的增强而减小，故值随光照的增强而减小，故.测试后应将开关置于测试后应将开关置于OFF挡或交流电压最高挡挡或交流电压最高挡【答案答案】(1)欧姆

11、欧姆 (2) (3) (4) OFF或交流电压或交流电压最高最高 图图14137为某一热敏电阻为某一热敏电阻(电阻值随温度的改电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感变而改变，且对温度很敏感)的的IU关系曲线图关系曲线图(1)为了通过测量得到如图所示为了通过测量得到如图所示IU关系的完整曲线，在如关系的完整曲线，在如图图14138甲、乙两个电路中应选择的是图甲、乙两个电路中应选择的是图_；简要说明理由：简要说明理由：_.(电源电动势为电源电动势为9 V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为，内阻不计，滑动变阻器的阻值为0100 )温控传感器的应用温控传感器的应用图图14137图图14138(2)在图在

12、图14139电路中，电源电压恒为电路中，电源电压恒为9 V，电流表读，电流表读数为数为70 mA，定值电阻，定值电阻R1250 .由热敏电阻的由热敏电阻的IU关系关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为曲线可知，热敏电阻两端的电压为_ V；电阻；电阻R2的的阻值为阻值为_ .图图14139(3)举出一个可以应用热敏电阻的例子举出一个可以应用热敏电阻的例子【答案答案】(1)甲图甲电路电压可从甲图甲电路电压可从0调到所需电压，电压调调到所需电压，电压调节范围大节范围大(2)5.2111.8(111.6112.0均可均可)(3)恒温箱，自动孵化器，热敏温度计等恒温箱，自动孵化器，热敏温度计等【点评点评】热敏电阻的电流、电压的确定，应根据题中已知热敏电阻的电流、电压的确定，应根据题中已知的电流的电流(电压电压)，结合，结合IU图线确定图线确定