選修3-2第十一章實驗十二

1、實驗十二傳感器的簡單使用實驗基礎(chǔ)梳理一、研究熱敏電阻的熱敏特性緊抓教材夯實基礎(chǔ)f實驗原理-f實驗器材卜閉合電蹄的歐姆定律.用欣姍表逬行測 鈕利觀察NT匚熱敏電阻*參用電表*溫度計、曉 杯.涼水和熱水R】）按圖所朮連接好電路，將熱敬電肌絕 緣處理把參和也表雹T “歐姆”扔.并選擇 適當?shù)沫I程開出燒杯屮沒有水時熱敏 吐陽的阻值*井記卜亠溫度計的示數(shù)（旳向燒杯屮注入少址的您水,使熱敏電 阻電沒在袴水中.記卜盜度汁的示數(shù)和 務用電表測量的熱敏電阻的阻值爲熱水分兒次注入燒杯中,測出不同 沁g下熱敏電B1的阻他.井記錄R/Ui數(shù)據(jù)外理-北如圖坐標系中粗略畫出熱敏電但的 阻值隨溫度變化的【割純-.熱敏電阻的

2、阻値阻溢度的升簡耐減小, 實驗結(jié)論-隨溫嚨的降低而增大.半導體熱敏電阻也町以用作溫度傳感器、研究光敏電阻的光敏特性閉合電蹄的歐姆定律*用歐姍表進行測母 利觀察實驗器材卜光敏電阻.裳用也表、小燈泡、滑動變阻曙、 異線施驗步驟;一將光敏電阻、多用電表-小燈泡-滑 動變毗器如胡所示連按好電路* K11 多用電表St于ttxKM）w擋先測出在空內(nèi)自然光的照射卜光敏 電陽的阻值，并記錄數(shù)據(jù) （衢打開電源.止小燈泡岌光.調(diào)節(jié)小 燈泡的売度使之逐漸變在現(xiàn)蜒左盤 指針顯示電IW禮值的悄況、并記錄2】測鋰用F旬或黑紙）遮光時的電R1 他并記錄一數(shù)據(jù)見理）一根據(jù)記錄數(shù)據(jù)分析比敏匝阻的特性實驗結(jié)論光敏電航在暗環(huán)境F

3、電肌值很大強光削 射下電陽值很小址瞰電肌陡夠把光聞理騁這個朮讐帛轉(zhuǎn)映 為電阻這個電學蜃注意事項1. 在做研究熱敏電阻的熱敏特性實驗時，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. 在做研究光敏電阻的光敏特性實驗時，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。實驗熱點突破瀆靈馬歳琴峯畢著破：熱點一 教材原型實驗命題角度溫度傳感器【例1】（2018北京石景山區(qū)二模）某實驗小組進行“探究熱敏電阻的溫度特性”實驗，實驗室提供如下器材：熱敏電阻Rt（常溫下約8 k Q、溫度計、電流表

4、A（量程1 mA，內(nèi)阻約200 Q、電 壓表V量程3 V，內(nèi)阻約10 kQ）、電池組E（電動勢為4.5 V，內(nèi)阻約1 Q、滑 動變阻器R（最大阻值為20 Q、開關(guān)S、導線若干、燒杯和水。圖1（1）根據(jù)實驗所提供的器材，設計實驗電路，畫在圖1甲所示的方框中。（2）圖乙是實驗器材的實物圖，圖中已連接了部分導線，請根據(jù)你所設計的實驗電 路，補充完成實物間的連線。（3）閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑動觸頭 p應置于（填 a”或b”端。實驗小組利用完整的實驗裝置測量出不同溫度下的電阻值，畫出該熱敏電阻的Rt-1圖像如圖2中的實測曲線，與圖中理論曲線相比二者有一定的差異。除了 偶然誤差外，關(guān)于產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原

5、因或減小系統(tǒng)誤差的方法，下列說法中正確 的是（）圖2A. 電流表的分壓造成電阻的測量值總比真實值大B. 電壓表的分流造成電阻的測量值總比真實值小C. 溫度升高到一定值后，電流表宜采用外接法D. 溫度升高到一定值后，電流表宜采用內(nèi)接法解析(1)本實驗中要探究熱敏電阻的溫度特性曲線，故滑動變阻器采用分壓接法，同時熱敏電阻阻值較大，故應采用電流表內(nèi)接法；如圖甲所示“ R “甲乙根據(jù)電路圖連接實物圖，如圖乙所示。(3) 因當滑動觸頭打到a端時待測電路電壓或電流為零，從而保護電流表，故答案 為a。(4) 由于電流表內(nèi)接，電流表的分壓使電壓表讀數(shù)大于熱敏電阻兩端的電壓，故A正確；當溫度升高到一定值后，電阻

6、變小，則電流表應選用外接法，故C正確。答案見解析 (2)見解析 (3)a (4)AC命題角度因光電傳感器【例2】 小明同學為了測定某太陽能硅光電池組的電動勢和內(nèi)阻，設計了如圖3所示的電路，在一定光照條件下進行實驗：圖3圖4硅光也池組(2)將測量出來的數(shù)據(jù)記錄在下表中，其中第 4組數(shù)據(jù)的電壓如圖5所示，則此時V。圖5電壓為12345678U/V1.771.751.701.541.271.000.50I/ 1A1230486068768086(3)將這些數(shù)據(jù)在圖6中描點，第4組數(shù)據(jù)還未描出。a請在圖6中描出第4組數(shù)據(jù)的點，作出該硅光電池組的U-1圖線。b.由U I圖線知，該硅光電池組的電動勢 E

7、=V,電池組的內(nèi)阻隨其輸出電流的變化而改變，在電流為80卩A時，該電池組的內(nèi)阻r =kQ 保留3位有效數(shù)字)。解析(1)根據(jù)電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖甲所示。(2)由表中實驗數(shù)據(jù)可知電壓表最大測量值為1.77 V，則電壓表量程為3 V，由圖5所示電壓表可知，其分度值為 0.1 V，示數(shù)為1.65 V。(3)a把第四組數(shù)據(jù)標在坐標系內(nèi)，根據(jù)坐標系內(nèi)描出的點作出圖像如圖乙所示:哇光電池如Z定源 J穩(wěn)比b.由圖線可知，該硅光電池組的電動勢E= 1.80 V在電流為80 A寸，由表格數(shù)據(jù)得到路端電壓為1.00 V,根據(jù)閉合電路歐姆定律,E-U 1.80- 1.004E二 U + Ir，解得：

8、r二丁二 0 X 10 Q答案 所連的實物圖見解析圖甲1.65 （3）a該硅光電池組的U I圖線如圖乙 b.1.8010.0熱點二實驗拓展創(chuàng)新命題角度 拓展實驗一一設計溫度報警器【例3】（2016全國卷I, 23）現(xiàn)要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng)，要求 當熱敏電阻的溫度達到或超過60 C時，系統(tǒng)報警。提供的器材有：熱敏電阻，報 警器（內(nèi)阻很小，流過的電流超過Ic時就會報警），電阻箱（最大阻值為999.9 Q）, 直流電源（輸出電壓為U，內(nèi)阻不計），滑動變阻器R1（最大阻值為1 000莒）滑動 變阻器R2（最大阻值為2 000莒）單刀雙擲開關(guān)一個，導線若干。在室溫下對系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)，已知 U約

9、為18 V，Ic約為10 mA;流過報警器的電流 超過20 mA時，報警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小， 在60 C 時阻值為650.0 Q（1）在圖7中完成待調(diào)節(jié)的報警系統(tǒng)原理電路圖的連線。電源幵光fS5沿動變昭器熱敏業(yè)阻電路中應選用滑動變阻器 (填Ri”或R2”。)(3)按照下列步驟調(diào)節(jié)此報警系統(tǒng)：電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值，根據(jù)實驗要求，這一阻值為愆滑動變阻器的滑片應置于 (填 a”或b”端附近，不能置于另 一端的原因是。_將開關(guān)向(填 c”或d”端閉合，緩慢移動滑動變阻器的滑片，直至(4)保持滑動變阻器滑片的位置不變，將開關(guān)向另一端閉合，報警系統(tǒng)即可正常使用。

10、解析(i)電路圖如答案圖。U = 18 V，通過報警器的電流10 mA Ic 20 mA，故電路中總電阻R= U，即I c900 QC R 1 800愆故滑動變阻器選 R2。熱敏電阻為650.0 Q寸，報警器開始報警，電阻箱的阻值也應為650.0 ，實驗調(diào)試時，將開關(guān)置于c端，緩慢調(diào)節(jié)滑動變阻器，直到報警器開始報警。為防止通過報警器電流過大，造成報警器燒壞，應使滑動變阻器的滑片置于b端答案(1)如圖所示_1，呻腓電源 14 L熱觸電阻R2(3)650.0 b接通電源后，流過報警器的電流會超過20 mA，報警器可能損壞c報警器開始報警命題角度也 創(chuàng)新實驗一一壓力傳感器的應用【例4】 材料的電阻隨

11、壓力的變化而變化的現(xiàn)象稱為“壓阻效應”，利用這種 效應可以測量壓力大小。若圖8甲為某壓敏電阻在室溫下的電阻一壓力特性曲線， 其中Rf、Ro分別表示有、無壓力時壓敏電阻的阻值。為了測量壓力 F,需先測量 壓敏電阻處于壓力中的電阻值 Rf。請按要求完成下列實驗。0 O.a （K4 G.f O.B 10 1.2 冏（xlWM）(1)設計一個可以測量處于壓力中的該壓敏電阻阻值的電路，在圖乙的虛線框中畫出實驗電路原理圖(壓敏電阻及所給壓力已給出，待測壓力大小約為0.4X 102 N 0.8X102 N，不考慮壓力對電路其他部分的影響)，要求誤差較小，提供的器材如 下：A. 壓敏電阻，無壓力時阻值 R=

12、6 000 QB. 滑動變阻器R,全電阻阻值約200 QC. 電流表A，量程2.5 mA，內(nèi)阻約30 QD. 電壓表V，量程3 V，內(nèi)阻約3 k QE. 直流電源E,電動勢3 V，內(nèi)阻很小F. 開關(guān)S，導線若干正確接線后，將壓敏電阻置于待測壓力下，通過壓敏電阻的電流是1.33 mA，電壓表的示數(shù)如圖丙所示，則電壓表的讀數(shù)為 V。此時壓敏電阻的阻值為 Q;結(jié)合圖甲可知待測壓力的大小 F二No (計算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)解析(1)根據(jù)題述對實驗電路的要求，應該采用分壓式接法、電流表內(nèi)接的電路，原理圖如圖所示（2）根據(jù)電壓表讀數(shù)規(guī)則，電壓表讀數(shù)為 2.00 V。由歐姆定律，此時壓敏電阻的阻值為

13、Rf二UU Ra 1.5X103 Q, R0二4,由題圖 甲可知，對應的待測壓力 F = 60 N。答案 見解析圖（2）2.00 （3）1.5 X 103 60高考模抑演練iii.利用負溫度系數(shù)熱敏電阻制作的熱傳感器，一般體積很小，可以用來測量很小 范圍內(nèi)的溫度變化，反應快，而且精確度高。（i）如果將負溫度系數(shù)熱敏電阻與電源、電流表和其他元件串聯(lián)成一個電路，其他因素不變，只要熱敏電阻所處區(qū)域的溫度降低，電路中電流將變（填“大”或“小”）。上述電路中，我們將電流表中的電流刻度換成相應的溫度刻度，就能直接顯示出熱敏電阻附近的溫度。如果刻度盤正中的溫度為20 C （如圖9甲所示），則25 C 的刻度

14、應在20 C的刻度的（填“左”或“右”）側(cè)。屮乙圖9（3）為了將熱敏電阻放置在某蔬菜大棚內(nèi)檢測大棚內(nèi)溫度變化，請用圖乙中的器材（可增加元器件）設計一個電路。解析（1）因為負溫度系數(shù)熱敏電阻溫度降低時，電阻增大。故電路中電流會減小。由的分析知，溫度越高，電流越大，25 C的刻度應對應較大電流，故在20 C的刻度的右側(cè)(3)如圖所示配料溢度剣度的電流表r熱皺電阻-r答案小右見解析2.為了研究光敏電阻在室內(nèi)正常光照射和室外強光照射時電阻的大小關(guān)系，某同 學用如圖10甲所示的電路進行實驗，得出兩種 U I圖線，如圖乙所示。光敏電阻屮圖10(1)根據(jù)U I圖線可知正常光照射時光敏電阻的阻值為 時電阻為Q,強光照射.Q;若實驗中所用電壓表的內(nèi)阻約為 5 k莒毫安表的內(nèi)阻約為100 Q考慮到電表 內(nèi)阻對實驗結(jié)果的影響，此實驗中選填“正常光照射時”或“強光照射時”)測得的電阻誤差較大。若測量這種光照下的電阻，則需將實物圖中毫安表