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1、实验十一传感器的简单使用实验十一传感器的简单使用过程分析导引过程分析导引实验典例精析实验典例精析知能优化演练知能优化演练实实验验十十一一传传感感器器的的简简单单使使用用知识要点归纳知识要点归纳知识要点归纳知识要点归纳实验目的实验目的1了解传感器的工作过程，探究敏感元件了解传感器的工作过程，探究敏感元件的特性的特性2学会传感器的简单使用学会传感器的简单使用实验原理实验原理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、如力、热、光、声等声等)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)的一类的一类元件其工作过程是通过对某一物理量敏感的元元件其工作过程是
2、通过对某一物理量敏感的元件将感受到的信号按一定规律转换成便于利用的件将感受到的信号按一定规律转换成便于利用的信号例如，光电传感器是利用光敏电阻将光信信号例如，光电传感器是利用光敏电阻将光信号转换成电信号，热电传感器是利用热敏电阻或号转换成电信号，热电传感器是利用热敏电阻或金属热电阻将温度信号转换成电信号，转换后的金属热电阻将温度信号转换成电信号，转换后的信号经过电子电路的处理就可以达到方便检测、信号经过电子电路的处理就可以达到方便检测、自动控制、遥控等各种目的了自动控制、遥控等各种目的了传感器工作的原理可用下图表示：传感器工作的原理可用下图表示：实验器材实验器材铁架台铁架台(带铁夹带铁夹)、温
3、度计、烧杯、热敏电阻、光、温度计、烧杯、热敏电阻、光敏电阻、冷水、热水、多用电表、导线、开关、敏电阻、冷水、热水、多用电表、导线、开关、光电计数器等光电计数器等过程分析导引过程分析导引一、实验步骤一、实验步骤1研究热敏电阻的热敏特性研究热敏电阻的热敏特性(1)将热敏电阻放入烧杯中的水中，测量水温和热将热敏电阻放入烧杯中的水中，测量水温和热敏电阻的阻值敏电阻的阻值(如图如图1031甲所示甲所示)图图1031(2)准备好记录电阻与温度关系的表格准备好记录电阻与温度关系的表格(如下表如下表) 次数次数待测量待测量123456温度温度()电阻电阻()(3)改变水的温度，多次测量水的温度和热敏电阻改变水
4、的温度，多次测量水的温度和热敏电阻的阻值，记录在表格中，把记录的数据画在的阻值，记录在表格中，把记录的数据画在RT图中，得图线如图图中，得图线如图1031乙所示乙所示2研究光敏电阻的光敏特性研究光敏电阻的光敏特性(1)将光电传感器、多用电表、灯泡、滑动变阻器将光电传感器、多用电表、灯泡、滑动变阻器按如图按如图1032所示电路连接好，其中多用电表所示电路连接好，其中多用电表置于置于“100”挡；挡；图图1032(2)先测出在室内自然光的照射下光敏电先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值，并记录数据；阻的阻值，并记录数据；(3)打开电源，让小灯泡发光，调节小灯打开电源，让小灯泡发光，调节小灯泡的
5、亮度使之逐渐变亮，观察表盘指针泡的亮度使之逐渐变亮，观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录；显示电阻阻值的情况，并记录； (4)用手掌用手掌(或黑纸或黑纸)遮光时电阻值又是多遮光时电阻值又是多少？并记录少？并记录把记录的结果填入下表中，根据记录数据分析光把记录的结果填入下表中，根据记录数据分析光敏电阻的特性敏电阻的特性.光照强度光照强度弱弱中中强强无光照射无光照射阻值阻值()结论：光敏电阻的阻值被光照射时发生变化，光结论：光敏电阻的阻值被光照射时发生变化，光照增强电阻变小，光照减弱电阻变大照增强电阻变小，光照减弱电阻变大二、误差分析二、误差分析本实验误差主要来源于温度计和欧姆表的读数本实验误差
6、主要来源于温度计和欧姆表的读数三、注意事项三、注意事项1在做热敏实验时，加开水后要等一会儿再测在做热敏实验时，加开水后要等一会儿再测其阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时其阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温读出水温2光敏实验中，如果效果不明显，可将电阻部光敏实验中，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光的多少射到光敏电阻上的光的多少3欧姆表每次换挡后都要重新调零欧姆表每次换挡后都要重新调零四、实验改进四、实验改进对于热敏电阻的特性，可用以下实验进行：对于热敏电阻的特性，可用以下实验进行：
7、如图如图1033所示，将多用电表的选择开关置于所示，将多用电表的选择开关置于“欧姆欧姆”挡，再将电表的两支表笔与负温度系数的挡，再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻热敏电阻Rt的两端相连，这时表针指在某一刻度，的两端相连，这时表针指在某一刻度，观察下述操作下的指针偏转情况：观察下述操作下的指针偏转情况：1往往Rt上擦一些酒精上擦一些酒精2用吹风机将热风吹向电阻，根据指针偏转方用吹风机将热风吹向电阻，根据指针偏转方向判定热敏电阻的特性向判定热敏电阻的特性图图1033实验分析：实验分析：(1)中指针左偏，说明中指针左偏，说明Rt的阻值增大；的阻值增大；酒精蒸发吸热，温度降低，所以热敏电阻的阻值
8、酒精蒸发吸热，温度降低，所以热敏电阻的阻值随温度的降低而增大随温度的降低而增大(2)中指针右偏，中指针右偏，Rt的阻值减小，而电阻的阻值减小，而电阻Rt温度升温度升高，故热敏电阻的阻值随温度的升高而减小高，故热敏电阻的阻值随温度的升高而减小优点：改进后的实验简单易操作，学生很快得出优点：改进后的实验简单易操作，学生很快得出结论结论实验典例精析实验典例精析热敏电阻特性的测定热敏电阻特性的测定 (2010年高考课标全国卷年高考课标全国卷)用对温度敏感的半用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻导体材料制成的某热敏电阻RT，在给定温度范围，在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线性的某同学将内，其
9、阻值随温度的变化是非线性的某同学将RT和两个适当的固定电阻和两个适当的固定电阻R1、R2连成图连成图1034虚线框内所示的电路，以使电路的等效电阻虚线框内所示的电路，以使电路的等效电阻RL的的阻值随阻值随RT所处环境温度的变化近似为线性的，且所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围为了验证这个设计，他采具有合适的阻值范围为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下用伏安法测量在不同温度下RL的阻值，测量电路的阻值，测量电路如图如图1034所示，图中的电压表内阻很大所示，图中的电压表内阻很大RL的测量结果如下表所示的测量结果如下表所示图图1034温度温度t() 30.0 40.0
10、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回答下列问题：回答下列问题：(1)根据图根据图1034所示的电路，在图所示的电路，在图1035所示的实物图上连线所示的实物图上连线图图1035(2)为了检验为了检验RL与与t之间近似为线性关系，在坐标之间近似为线性关系，在坐标纸上作纸上作RLt关系图线关系图线图图1036(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图数如图1037甲、乙所示电流表的读数为甲、乙所示电流表的读数为_，电压表的读数为，电压表的读数为_此时
11、等效此时等效电阻电阻RL的阻值为的阻值为_；热敏电阻所处环境的；热敏电阻所处环境的温度约为温度约为_图图1037【答案答案】(1)连线如图连线如图1038所示所示图图1038(2)RLt关系曲线如图关系曲线如图1039所示所示图图1039(3)115 mA5.00 V43.5 64.0 (6266 ) (2009年高考山东理综卷年高考山东理综卷)为了节能和环保，为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统光控一些公共场所使用光控开关控制照明系统光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件着光的照度而发生变化的元件(照
12、度可以反映光的照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)某光敏某光敏电阻电阻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：光敏电阻特性的测定光敏电阻特性的测定照度照度(lx)0.20.40.60.81.01.2电阻电阻(k)754028232018(1)根据表中数据，请在给定的坐标系如图根据表中数据，请在给定的坐标系如图10310中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点阻值随照度变化的特点图图10310(2)如图如图10311所示，当所示，当1、2两端所加电压上两端所加电压上升至升至2 V
13、时，控制开关自动启动照明系统，请利用时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路给下列器材设计一个简单电路给1、2两端提供电两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至压，要求当天色渐暗照度降低至1.0(lx)时启动照时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图明系统，在虚线框内完成电路原理图(不考虑控制开关对所设计电路的影响不考虑控制开关对所设计电路的影响)图图10311提供的器材如下：提供的器材如下：光敏电阻光敏电阻RP(符号符号 ，阻值见上表，阻值见上表)；直流电源直流电源E(电动势电动势3V，内阻不计，内阻不计)；定值电阻：定值电阻：R110 k，R220 k，R340 k(限选其中之一并在图中标出限选其中之一并在图中标出)开关开关S及导线若干及导线若干【答案答案】(1)光敏电阻的阻值随光照强度光敏电阻的阻值随光照强度变化的曲线如图变化的曲线如图10312所示所示图图10312其特点是：光敏电阻的阻值随光照度的增其特点是：光敏电阻的阻值随光照度的增大非线性减小大非线性减小(2) 电路图如图电路图如图10313所示所示图图10313
浙江省高考物理总复习 第10章 实验十一传感器的简单使用课件 大纲人教版
