高考物理復習 高效學習方略 實驗11 傳感器的簡單使用課件

《高考物理復習 高效學習方略 實驗11 傳感器的簡單使用課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高考物理復習 高效學習方略 實驗11 傳感器的簡單使用課件（47頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、一、實驗目的1了解傳感器的工作過程，掌握敏感元件的特性2學會傳感器的簡單使用二、實驗原理傳感器是將它感受到的物理量(如力、熱、光、聲等)轉換成便于測量的量(一般是電學量)，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換成電信號，熱電傳感器是利用熱敏電阻或熱金屬電阻將溫度信號轉換成電信號，轉換后的信號經過電子電路的處理就可以達到自動控制、遙控等各種目的了三、實驗器材熱敏電阻、光敏電阻、燒杯、溫度計、熱水、多用電表、小燈泡、學生電源、開關與導線、滑動變阻器、鐵架臺、光電計數器要點 實驗過程一、研究熱敏電阻的熱敏特性一、研

2、究熱敏電阻的熱敏特性1實驗步驟實驗步驟(1)按如圖所示連接好電路，將熱敏電阻按如圖所示連接好電路，將熱敏電阻絕緣處理；絕緣處理；(2)把多用電表置于把多用電表置于“歐姆歐姆”擋，并選擇擋，并選擇適當的量程測出燒杯中沒有水時熱敏電阻的適當的量程測出燒杯中沒有水時熱敏電阻的阻值，并記下溫度計的示數；阻值，并記下溫度計的示數； (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，并記錄下來 2數據處理 (1)根據記錄數據，把測量到的溫度、電阻值填入表中，分析熱敏電阻的特性.次數次數待測量待

3、測量溫度溫度()電阻電阻() (2)在坐標系中，粗略畫出熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖線 (3)根據實驗數據和Rt圖線，得出結論：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)將光敏電阻、多用電表、小燈泡、滑動變阻器按如圖所示電路連接好，其中多用電表置于“100”擋；(2)先測出在室內自然光的照射下光敏電阻的阻值，并記錄數據； (3)打開電源，讓小燈泡發(fā)光，調節(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； (4)用手掌(或黑紙)遮光時電阻值又是多少，并記錄 2數據處理：把記錄的結果填入表中，根據記錄數據分析光敏電阻的特性. 3

4、.結論：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，光照減弱電阻變大光照強度光照強度弱弱中中強強無光照射無光照射阻值阻值()三、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蓋的紙盒中，并通過蓋上小孔改變照射到光敏電阻上的光的強度3歐姆表每次換擋后都要重新調零四、實驗改進1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置于“歐姆”擋，再將電表的兩支表筆與負溫度系數的熱敏電阻RT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情況： (1)往RT上擦一些

5、酒精 (2)用吹風機將熱風吹向電阻，根據指針偏轉方向判定熱敏電阻的特性 2實驗分析 (1)中指針左偏，說明RT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 (2)中指針右偏，RT的阻值減小，而電阻RT溫度升高，故熱敏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，同學們能很快得出結論【例1】(2010全國新課標理綜)如圖，一熱敏電阻RT，放在控溫容器M內.為毫安表，量程6 mA，內阻為數十歐姆；E為直流電源，電動勢約為3 V，內阻很小；R為電阻箱，最大阻值為999.9 ；S為開關已知已知RT在在95 時的阻值為時的阻值為150 ，在，在20 時的阻值約為

6、時的阻值約為550 .現要求在降溫過程中測量在現要求在降溫過程中測量在95 20 之間的多個溫之間的多個溫度下度下RT的阻值的阻值 (1)在圖中畫出連線，完成實驗原理電路圖 (2)完成下列實驗步驟中的填空： 依照實驗原理電路圖連線 調節(jié)控溫容器M內的溫度，使得RT的溫度為95 . 將電阻箱調到適當的初值，以保證儀器安全 閉合開關調節(jié)電阻箱，記錄電流表示數I0，并記錄_ 將RT的溫度降為T1(20 T195 )，調節(jié)電阻箱，使得電流表的讀數_，記錄_ 溫度為T1時熱敏電阻的電阻值RT1_. 逐步降低T1的數值，直至20 為止；在每一溫度下重復步驟.解析(1)已知熱敏電阻在20 和95 時的阻值，

7、可將熱敏電阻、電阻箱、電源、電流表串聯成閉合電路(2)當電路中電流不變時，電路中的總電阻保持不變，因而，熱敏電阻和電阻箱的阻值之和不變，由電阻箱的讀數即可求出不同溫度下RT的阻值【答案】(1)實驗原理電路圖如圖所示(2)電阻箱的讀數R0仍為I0電阻箱的讀數R1R0R1150 【例2】(2010全國新課標理綜)用對溫度敏感的半導體材料制成的某熱敏電阻RT，在給定溫度范圍內，其阻值隨溫度的變化是非線性的某同學將RT和兩個適當的固定電阻R1、R2連成圖1虛線框內所示的電路，以使該電路的等效電阻RL的阻值隨RT所處環(huán)境溫度的變化近似為線性的，且具有合適的阻值范圍為了驗證這個設計，他采用伏安法測量在不同

8、溫度下RL的阻值，測量電路如圖1所示，圖中的電壓表內阻很大，RL的測量結果如下表所示溫度溫度t/30.040.050.060.070.080.090.0RL阻值阻值/54.351.548.344.741.437.934.7 回答下列問題： (1)根據圖1所示的電路，在圖2所示的實物圖上連線 (2)為了檢驗RL與t之間近似為線性關系，在坐標紙上作RLt關系圖線 (3)在某一溫度下，電路中的電流表、電壓表的示數如圖3、4所示電流表的讀數為_，電壓表的讀數為_此時等效電阻RL的阻值為_；熱敏電阻所處環(huán)境的溫度約為_【答案】(1)連線如圖所示 (2)RLt關系曲線如圖所示 (3)115 mA5.00

9、V43.5 64.0 (62 66 ) 1.傳感器可將非電學量轉化為電學量，起自動控制作用，如計算機鼠標中有位移傳感器，電飯煲中有溫度傳感器，電視機、錄像機、影碟機、空調機中有光電傳感器，演示位移傳感器的工作原理如圖所示，物體M在導軌上平移時，帶動滑動變阻器的滑動觸頭滑動，通過電壓表顯示的數據，來反映物體位移的大小，假設電壓表是理想的，則下列說法正確的是()A物體M運動時，電源內的電流會發(fā)生變化B物體M運動時，電壓表的示數會發(fā)生變化C物體M不動時，電路中沒有電流D物體M不動時，電壓表沒有示數解析B由于電壓表是理想的，因此滑片P移動時，不改變閉合電路的電阻、電源內的電流不發(fā)生變化，即電流恒定，A

10、、C錯誤；物體M運動時，電壓表所測電壓是變化的，M不動時，電壓表示數恒定，B正確，D錯誤2(2010上海理綜)各場館的機器人非常引人注目，在如圖設計的機器人模塊中，分別填入傳感器和邏輯門名稱，使該機器人能夠在明亮的條件下，聽到呼喚聲就來為你服務解析在明亮的條件下，聽到呼喚聲，這兩個條件必須同時滿足，是“與”門明亮光傳感器；呼喚聲聲傳感器【答案】光聲與 3在信息技術高速發(fā)展、電子計算機廣泛應用的今天，擔負著信息采集任務的傳感器在自動控制、信息處理技術中發(fā)揮著越來越重要的作用熱電傳感器是利用熱敏電阻將熱信號轉換成電信號的元件某學習小組的同學在“用多用電表研究熱敏特性”實驗中，安裝好如圖所示的裝置

11、(1)多用電表的選擇開關應置于_擋 (2)向杯內加入冷水，溫度計的示數為20 ，多用電表選擇適當的倍率，讀出熱敏電阻的阻值R1，然后向杯內加入適量熱水，水溫均勻后溫度計的示數為60 ，發(fā)現多用電表的指針偏轉角度變大了為了較準確地讀出此溫度下熱敏電阻的阻值R2，多用電表的倍率應_(填“增大”或“減小”)解析實驗要研究的是熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性，因此應使用多用電表的歐姆擋，測出不同溫度下的電阻值指針的偏轉角較大，則說明電阻減小了許多，減小倍率時，指針的偏轉角會減小為了減小測量誤差，歐姆表一般使用中值電阻附近注意，改變倍率后重新調零后才可繼續(xù)測量【答案】(1)歐姆(2)減小 4.傳感器是把非

12、電學量(如速度、溫度、壓力等)的變化轉換成電學量的變化的一種元件，在自動控制中有著相當廣泛的應用有一種測量人的體重的電子秤，其測量部分的原理圖如圖中種測量人的體重的電子秤，其測量部分的原理圖如圖中的虛線框所示，它主要由壓力傳感器的虛線框所示，它主要由壓力傳感器R(電阻值會隨所受壓力大電阻值會隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻小發(fā)生變化的可變電阻)，顯示體重大小的儀表，顯示體重大小的儀表A(實質是理想實質是理想的電流表的電流表)組成壓力傳感器表面能承受的最大壓強為組成壓力傳感器表面能承受的最大壓強為1107 Pa，且已知壓力傳感器，且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關系如下表所的電阻與所受壓力的

13、關系如下表所示設踏板和壓桿的質量可以忽略不計，接通電源后，壓力傳示設踏板和壓桿的質量可以忽略不計，接通電源后，壓力傳感器兩端的電壓恒為感器兩端的電壓恒為4.8 V，取，取g10 m/s2. 請回答： (1)設秤零起點(即踏板空載時)的刻度線應標在電流表刻度盤_A處 (2)如果某人站在該秤踏板上，電流表刻度盤的示數為20 mA，這個人的體重是_kg.壓力壓力F/N0250 5007501 000 1 250 1 500 電阻電阻R/300 270 240210180150120 5光敏電阻在各種自動化裝置中有很多應用，比如用于街道路燈的自動控制如圖為模擬電路，其中A為光敏電阻，B為電磁繼電器，C

14、為照明電路，D為路燈，請連成正確的電路，達到日出燈熄，日落燈亮的效果解析本題考查光敏電阻的特性及在傳感器中的應用，同時考查了電路的連接在能力方面重點考查學生的實驗與探究能力當天亮時，光線照射光敏電阻A.其阻值迅速減小，控制回路電流增大，繼電器B工作，吸住銜鐵使觸點斷開，路燈熄滅當夜晚降臨，光線變暗，光敏電阻A的阻值增大，控制回路電流減小，彈簧將銜鐵拉起，觸點接通，路燈點亮【答案】如圖所示 6有一種角速度計可以測量航天器的轉動角速度，其結構如圖所示，角速度計固定在待測裝置上，元件A可在光滑桿上滑動，靜止時，電壓輸出剛好為零當裝置繞豎直軸OO轉動時，元件A在光滑桿上發(fā)生位移并輸出電壓信號，成為航天

15、器制導系統的信息源已知A的質量為m，彈簧的勁度系數為k，自然長度為l0，電源的電動勢為E，滑動變阻器B總長度為l，當系統以角速度轉動時，求U與的函數關系 7青島奧運會帆船賽場采用風力發(fā)電給蓄電池充電，為路燈提供電能用光敏電阻作為傳感器控制路燈電路的開關，實現自動控制光敏電阻的阻值隨照射光的強弱而變化，作為簡化模型，可以近似認為，照射光較強(如白天)時電阻幾乎為0；照射光較弱(如黑天)時電阻接近于無窮大利用光敏電阻作為傳感器，借助電磁開關，可以實現路燈自動在白天關閉，黑天打開電磁開關的內部結構如圖所示.1、2兩接線柱之間是勵磁線圈，3、4兩接線柱分別與彈簧片和觸點連接當勵磁線圈中電流大于50 m

16、A時，電磁鐵吸合鐵片，彈簧片和觸點分離，3、4斷開；電流小于50 mA時，3、4接通勵磁線圈中允許通過的最大電流為100 mA. (2)回答下列問題： 如果勵磁線圈的電阻為200 ，勵磁線圈允許加的最大電壓為_V，保護電阻R2的阻值范圍為_. 在有些應用電磁開關的場合，為了安全，往往需要在電磁鐵吸合鐵片時，接線柱3、4之間從斷開變?yōu)榻油榇耍姶砰_關內部結構應如何改造？請結合本題中電磁開關內部結構圖說明 答：_.任意舉出一個其他的電磁鐵應用的例子答：_.解析本題主要考查傳感器的應用、電路設計，是一道開放式的好題，意在考查考生提取信息和運用物理規(guī)律解決實際問題的能力電磁繼電器分為控制電路和工作電路兩部分根據光敏電阻的特性，可知光敏電阻應串聯在控制電路中，為了保護勵磁線圈，保護電阻也應該串聯在控制電路中