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1、實(shí)驗(yàn)十一 傳感器的簡(jiǎn)單使用,【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1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 【實(shí)驗(yàn)原理】 傳感器是將它感受到的信號(hào)(如力、熱、光、聲等)轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量的量(一般是電學(xué)量)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、遙控等各種目的,,抓綱扣本落實(shí)基礎(chǔ),傳感器工作的原理可表示如下：,【實(shí)驗(yàn)器材】 熱敏電阻、光敏電阻、多用電表、鐵架臺(tái)、燒杯、冷水、熱水、小燈

2、泡、學(xué)生電源、繼電器、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等 【實(shí)驗(yàn)過(guò)程】 一、研究熱敏電阻的熱敏特性 1實(shí)驗(yàn)步驟 (1)按圖實(shí)1所示連接好電路，將熱敏電阻絕緣處理,(2)把多用電表置于“歐姆擋”，并選擇適當(dāng)?shù)牧砍虦y(cè)出燒杯中沒(méi)有熱水時(shí)熱敏電阻的阻值，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(méi)在冷水中，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 (4)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,2數(shù)據(jù)處理 (1)根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，把測(cè)量到的溫度、電阻值填入下表中，分析熱敏電阻的特性.,(2)在圖實(shí)2所示坐標(biāo)系中，粗略畫出熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖線 (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)

3、據(jù)和Rt圖線，得出結(jié)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(shí)驗(yàn)步驟 (1)將光電傳感器、多用電表、燈泡、滑動(dòng)變阻器按圖實(shí)3所示電路連接好，其中多用電表置于歐姆“100”擋,(2)先測(cè)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) (3)打開(kāi)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阻阻值的情況，并記錄 (4)用手掌(或黑紙)遮光時(shí)電阻值又是多少？并記錄,2數(shù)據(jù)處理 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. 結(jié)論：光敏電阻的阻值被光照射時(shí)發(fā)生變化，光照增強(qiáng)電阻變小，光照減弱電阻變大,【注意事項(xiàng)

4、】 1在做熱敏實(shí)驗(yàn)時(shí)，加開(kāi)水后要等一會(huì)再測(cè)其阻值，以使電阻溫度與水溫相同，并同時(shí)讀出水溫 2在光敏實(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,例1(2013武漢調(diào)研)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)熱敏電阻的阻值為4 5 .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，其備用的儀表和器具有：盛有熱水的熱水瓶(圖中未畫出)、電源(3 V，內(nèi)阻可忽略)、直流電流表(內(nèi)阻約1 )、直流電壓表(內(nèi)阻約5 k)、滑動(dòng)

5、變阻器(020 )、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干,,剖題探法突破考點(diǎn),考點(diǎn)一,熱敏電阻特性的研究,(1)在方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，要求誤差盡可能小,,(2)根據(jù)電路圖，在圖實(shí)4所示實(shí)物圖上連線 (3)簡(jiǎn)要寫出完成接線后的主要實(shí)驗(yàn)步驟,解析(1)為獲得更多的數(shù)據(jù)，應(yīng)使電壓從零開(kāi)始，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法由于待測(cè)熱敏電阻阻值約45 ，故應(yīng)采用電流表外接法，電路圖如圖所示,(2)按電路圖連接實(shí)物圖如圖所示,(3)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)； 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； 重復(fù)、，測(cè)量不同溫度下的數(shù)據(jù)； 繪出各測(cè)量溫度下熱敏電阻的伏安特性曲線 答案見(jiàn)解析,例2為了節(jié)

6、能和環(huán)保，一些公共場(chǎng)所使用光控開(kāi)關(guān)控制照明系統(tǒng)光控開(kāi)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(照度可以反映光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)照度越大，照度單位為lx)某光敏電阻RP在不同照度下的阻值如下表：,考點(diǎn)二,光敏電阻的特性及其應(yīng)用,(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)诮o定的坐標(biāo)系(圖實(shí)5)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),(2)如圖實(shí)6所示，當(dāng)1、2兩端所加電壓上升至2 V時(shí)，控制開(kāi)關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，請(qǐng)利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單電路，給1、2兩端提供電壓，要求當(dāng)天色漸暗照度降低至1.0(lx)時(shí)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖,(不考慮控制開(kāi)關(guān)對(duì)所設(shè)計(jì)電路的影

7、響)提供的器材如下： 光敏電阻RP(符號(hào) ，阻值見(jiàn)上表)； 直流電源E(電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻不計(jì))； 定值電阻：R110 k，R220 k，R340 k(限選其中之一并在圖中標(biāo)出) 開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干,解析(1)光敏電阻的阻值隨光照度變化的曲線如圖所示,答案見(jiàn)解析,1如圖實(shí)7所示，將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)置于“歐姆”擋，再將電表的兩支表筆與負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻Rt的兩端相連，這時(shí)表針恰好指在刻度盤的正中間若往Rt上擦一些酒精，表針將向________(選填“左”或“右”)移動(dòng)；若用吹風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)吹向電阻，表針將向________(選填“左”或“右”)移動(dòng),,達(dá)標(biāo)訓(xùn)練技能過(guò)關(guān),解析若往Rt上擦一些

8、酒精，由于酒精的揮發(fā)要吸熱，故溫度降低，負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻Rt隨溫度的降低，阻值是增大的，所以指針向左移；若用吹風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)吹向電阻，電阻的溫度升高，熱敏電阻Rt隨溫度的升高，阻值減小，所以指針向右移 答案左右,2(2013?？谀M)為了研究光敏電阻在室內(nèi)正常光照射和室外強(qiáng)光照射時(shí)電阻的大小關(guān)系，某同學(xué)用圖實(shí)8甲所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出兩種UI圖線如圖乙所示,(1)根據(jù)UI圖線可知正常光照射時(shí)光敏電阻阻值為_(kāi)_______ ，強(qiáng)光源照射時(shí)電阻為_(kāi)_______ ； (2)若實(shí)驗(yàn)中所用電壓表的內(nèi)阻約為5 k，毫安表的內(nèi)阻約為100 ，考慮到電表內(nèi)阻對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，此實(shí)驗(yàn)中________(填“正

9、常光照射時(shí)”或“強(qiáng)光照射時(shí)”)測(cè)得的電阻誤差較大若測(cè)量這種光照下的電阻，則需將實(shí)物圖中毫安表的連接方式采用________(填“內(nèi)接”或“外接”)法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為準(zhǔn)確 答案(1)3 000200(2)強(qiáng)光照射時(shí)外接,3(2013保定模擬)已知磁敏電阻在沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)電阻很小，有磁場(chǎng)時(shí)電阻變大，并且磁場(chǎng)越強(qiáng)阻值越大為探測(cè)磁場(chǎng)的有無(wú)，利用磁敏電阻作為傳感器設(shè)計(jì)了如圖實(shí)9所示電路，電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r不變，在沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)調(diào)節(jié)變阻器R使電燈L正常發(fā)光，若探測(cè)裝置從無(wú)磁場(chǎng)區(qū)進(jìn)入強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)則,A電燈L變亮B電燈L變暗 C電流表的示數(shù)減小D電流表的示數(shù)增大,答案AC,4(2013福州一中月考)某熱敏電阻的

10、阻值R隨溫度t變化的圖線如圖實(shí)10甲所示一個(gè)同學(xué)進(jìn)行了如下設(shè)計(jì)：將一電動(dòng)勢(shì)E1.5 V(內(nèi)阻不計(jì))的電源，量程為5 mA、內(nèi)阻為100 的電流表，電阻箱R以及該熱敏電阻R，串成如圖乙所示的電路如果把電流表的電流刻度改為相應(yīng)的溫度刻度，就得到了一個(gè)簡(jiǎn)單的“金屬電阻溫度計(jì)”,(1)電流刻度較小處對(duì)應(yīng)的溫度刻度________(填“較高”或“較低”) (2)若電阻箱阻值R70 ，圖丙中5 mA刻度處對(duì)應(yīng)的溫度數(shù)值為_(kāi)_______.,答案(1)較高(2)30,(2)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空： a依照實(shí)驗(yàn)原理電路圖連線 b調(diào)節(jié)控溫容器M內(nèi)的溫度，使得RT的溫度為95 . c將電阻箱調(diào)到適當(dāng)?shù)某踔?，以?/p>

11、證儀器安全 d閉合開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電阻箱，記錄電流表的示數(shù)I0，并記錄 _______________________________________________. e將RT的溫度降為T1(20 T195 )，調(diào)節(jié)電阻箱，使得電流表的讀數(shù)________，記錄________ f溫度為T1時(shí)熱敏電阻的電阻值RT1________. g逐步降低T1的數(shù)值，直至20 為止；在每一溫度下重復(fù)步驟e、f.,解析(1)題中有電阻箱和毫安表，又電源的內(nèi)阻不計(jì)，則可用調(diào)節(jié)電阻箱阻值，保持每次電路中電流相同的方法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)原理如圖所示,答案(1)實(shí)驗(yàn)原理電路圖如解析圖所示 (2)d.電阻箱的讀數(shù)R0 e仍為I0電阻箱的讀數(shù)R1 fR0R1150 ,