高考物理一輪配套10.3 實驗十一傳感器簡單使用ppt課件

1、 1.傳感器的任務原理是怎樣的傳感器的任務原理是怎樣的? 傳感器是將它感遭到的物理量傳感器是將它感遭到的物理量(如力、熱、光、聲等如力、熱、光、聲等)轉換成便于丈轉換成便于丈量的量量的量(普通是電學量普通是電學量)。其任務過程是經(jīng)過對某一物理量敏感的元件將。其任務過程是經(jīng)過對某一物理量敏感的元件將感遭到的信號按一定規(guī)律轉換成便于利用的信號。例如，光電傳感器是感遭到的信號按一定規(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金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金屬熱電阻將溫度信號轉換成電信號，轉換后的信號經(jīng)過電子電

2、路的處置屬熱電阻將溫度信號轉換成電信號，轉換后的信號經(jīng)過電子電路的處置就可以到達方便檢測、自動控制、遙控等各種目的了。就可以到達方便檢測、自動控制、遙控等各種目的了。 2.實驗中用到哪些器材？實驗中用到哪些器材？ 熱敏電阻、光敏電阻、燒杯、溫度計、熱水、多用電表、小燈泡、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、滑動變阻器、鐵架臺、導線假設干。學生電源、開關、滑動變阻器、鐵架臺、導線假設干。學案學案3 實驗十一：傳感器的簡單運用實驗十一：傳感器的簡單運用 1.實驗過程實驗過程1研討熱敏電阻的熱敏特性研討熱敏電阻的熱敏特性2研討光敏電阻的光敏特性研討光敏電阻的光敏

3、特性2.2.本卷須知本卷須知 1燒杯中加水改動溫度時，要等待溫度穩(wěn)定后再測熱敏電阻的阻燒杯中加水改動溫度時，要等待溫度穩(wěn)定后再測熱敏電阻的阻值。并同時讀取溫度值。值。并同時讀取溫度值。 2歐姆表每次換擋后都要重新調(diào)零。歐姆表每次換擋后都要重新調(diào)零。 3調(diào)理燈泡亮度時，留意不要超越其額定電壓。調(diào)理燈泡亮度時，留意不要超越其額定電壓。例題為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場所運用光控開關控制照明系統(tǒng)。光例題為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場所運用光控開關控制照明系統(tǒng)。光 控開關可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生控開關可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生 變化的元件變化的元件(照

4、度可以反映光的強弱，光越強照度越大，照度單位為照度可以反映光的強弱，光越強照度越大，照度單位為lx)。 某光敏電阻某光敏電阻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： (1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請在給定的坐標系根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請在給定的坐標系 (圖圖10-3-1)中描畫出阻值隨照度變中描畫出阻值隨照度變 化的曲線，并闡明阻值隨照度變化化的曲線，并闡明阻值隨照度變化 的特點。的特點。 照度照度(lx)0.20.40.60.81.01.2電阻電阻(k )754028232018圖圖10-3-1 (2)如圖如圖10-3-2所示，當所示，當1、2兩端所加電壓上升至兩端所加電壓上升至2 V時，控時

5、，控 制開關自動啟動照明系統(tǒng)，請利用以下器材設計一個簡制開關自動啟動照明系統(tǒng)，請利用以下器材設計一個簡 單電路，給單電路，給1、2兩端提供電壓，要求當天色漸暗照度降兩端提供電壓，要求當天色漸暗照度降 低至低至1.0 (lx)時啟動照明系統(tǒng)，在虛時啟動照明系統(tǒng)，在虛 線框內(nèi)完成電路原理圖。線框內(nèi)完成電路原理圖。 (不思索控制開關對所設計電路的影不思索控制開關對所設計電路的影 響響) 提供的器材如下：提供的器材如下： 光敏電阻光敏電阻RP(符號符號 ，阻值見上，阻值見上 表表)； 直流電源直流電源E(電動勢電動勢3 V，內(nèi)阻不計，內(nèi)阻不計)； 定值電阻：定值電阻：R1=10 k，R2=20 k，R

6、3=40 k(限選其中限選其中 之一并在圖中標出之一并在圖中標出) 開關開關S及導線假設干。及導線假設干。圖圖10-3-2 (1)光敏電阻隨光照度變化的曲線如圖光敏電阻隨光照度變化的曲線如圖10-3-3甲所示，其甲所示，其特點是：光敏電阻的阻值隨光照度的增大非線性減小。特點是：光敏電阻的阻值隨光照度的增大非線性減小。 (2)當光照度降至當光照度降至1.0(lx)時，光敏電阻的阻值為時，光敏電阻的阻值為RP=20 k，設計，設計原理圖如圖原理圖如圖10-3-3乙所示。根據(jù)歐姆定律與串聯(lián)電阻的分壓原理乙所示。根據(jù)歐姆定律與串聯(lián)電阻的分壓原理 得得 即即 R=10 k 即與即與RP串聯(lián)的電阻應選串聯(lián)

7、的電阻應選R1=10 k。甲甲乙乙RUERUp1212 R23202 圖圖10-3-3 北京奧運會帆船賽場北京奧運會帆船賽場(青島青島)采用風力發(fā)電給蓄電池充電，為路燈提供電能。用光采用風力發(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(xiàn)自動控制。敏電阻作為傳感器控制路燈電路的開關，實現(xiàn)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，光敏電阻的阻值隨照射光的強弱而變化，作為簡化模型， 可以近似以為，照射光較強可以近似以為，照射光較強(如白天如白天)時電阻幾乎為時電阻幾乎為0；照；照 射光較弱射光較弱(如黑天如黑天)時電阻接近于無窮大。利用光敏電阻時

8、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(xiàn)路燈自動在白天作為傳感器，借助電磁開關，可以實現(xiàn)路燈自動在白天 封鎖，黑天翻開。電磁開關的內(nèi)部構造如圖封鎖，黑天翻開。電磁開關的內(nèi)部構造如圖10-3-4所示。所示。 1、2兩接線柱之間是勵磁線圈，兩接線柱之間是勵磁線圈，3、4兩接線柱分別與彈兩接線柱分別與彈 簧片和觸點銜接。當勵磁線圈中電流大于簧片和觸點銜接。當勵磁線圈中電流大于50 mA時，電時，電 磁鐵吸合鐵片，彈簧片和觸點分別，磁鐵吸合鐵片，彈簧片和觸點分別，3、4斷開；電流小于斷開；電流小于50 mA時，時，3、4接通。接通。 勵磁線圈中允許經(jīng)過的最大電流為勵磁線圈中允

9、許經(jīng)過的最大電流為100 mA。(1)利用以下器材設計一個自動控制路燈的電路，畫出電路原理圖。利用以下器材設計一個自動控制路燈的電路，畫出電路原理圖。 光敏電阻光敏電阻R1，符號，符號 燈泡燈泡L，額定功率，額定功率40 W，額定電壓，額定電壓36 V，符號，符號 維護電阻維護電阻R2，符號，符號 電磁開關，符號電磁開關，符號 蓄電池蓄電池E，電壓，電壓36 V，內(nèi)阻很小；開關，內(nèi)阻很??；開關S，導線假設干。，導線假設干。圖圖10-3-4 (2)回答以下問題：回答以下問題： 假設勵磁線圈的電阻為假設勵磁線圈的電阻為200 ，勵磁線圈允許加的最大電壓為，勵磁線圈允許加的最大電壓為 _V，維護電阻

10、，維護電阻R2的阻值范圍為的阻值范圍為_ 。 在有些運用電磁開關的場所，為了平安，往往需求在電磁鐵吸在有些運用電磁開關的場所，為了平安，往往需求在電磁鐵吸 合鐵片時，接線柱合鐵片時，接線柱3、4之間從斷開變?yōu)榻油?。為此，電磁開關之間從斷開變?yōu)榻油?。為此，電磁開關 內(nèi)部構造應如何改造？請結合此題中電磁開關內(nèi)部構造圖闡明。內(nèi)部構造應如何改造？請結合此題中電磁開關內(nèi)部構造圖闡明。 答：答：_。 恣意舉出一個其它的電磁鐵運用的例子。恣意舉出一個其它的電磁鐵運用的例子。 答：答：_。 (1)電路原理如下圖電路原理如下圖 (2)20 160520 把觸點從彈簧片把觸點從彈簧片右側移到彈簧片左側，保證當電磁

11、鐵吸合鐵右側移到彈簧片左側，保證當電磁鐵吸合鐵片時，片時，3、4之間接通；不吸合時，之間接通；不吸合時，3、4之間之間斷開斷開 電磁起重機電磁起重機1.在電腦的溫度傳感器資料中有一種特殊的熱敏電阻在電腦的溫度傳感器資料中有一種特殊的熱敏電阻,這種熱敏電阻會這種熱敏電阻會在特定的溫度下電阻阻值發(fā)生急劇變化在特定的溫度下電阻阻值發(fā)生急劇變化,關于這種熱敏電阻關于這種熱敏電阻,以下說法正以下說法正確的選項是確的選項是( ) A.這種電阻在溫度到達特定數(shù)值時使得電路中的電流急劇變大這種電阻在溫度到達特定數(shù)值時使得電路中的電流急劇變大B.這種電阻會在溫度到達特定數(shù)值時使得電路中的電流急劇變小這種電阻會在

12、溫度到達特定數(shù)值時使得電路中的電流急劇變小C.這種電阻可以用于特定溫度的檢測這種電阻可以用于特定溫度的檢測D.這種電阻可以用于限定較小的溫度范圍這種電阻可以用于限定較小的溫度范圍BC 不知道這種熱敏電阻的阻值在特定溫度下是變不知道這種熱敏電阻的阻值在特定溫度下是變大還是變小大還是變小,所以也就無法知道電路中的電流變大還是所以也就無法知道電路中的電流變大還是變小變小,A、B錯誤；根據(jù)這類熱敏電阻的特性錯誤；根據(jù)這類熱敏電阻的特性,可知可知C、D正確。正確。2.美國科學家美國科學家Willard S.Boyle與與GeorgeE Snith因電荷耦合器件因電荷耦合器件(CCD)的的重要發(fā)明榮獲重要

13、發(fā)明榮獲2021年度諾貝爾物理學獎。年度諾貝爾物理學獎。CCD是將光學量轉變成電學是將光學量轉變成電學量的傳感器。以下器件可作為傳感器的有量的傳感器。以下器件可作為傳感器的有( )A.發(fā)光二極管發(fā)光二極管B.熱敏電阻熱敏電阻C.霍爾元件霍爾元件D.干電池干電池BC 發(fā)光二極管是將電轉化為光發(fā)光二極管是將電轉化為光,干電池是把其他能轉干電池是把其他能轉化為電能化為電能,不能作為傳感器。不能作為傳感器。3.當前傳感器被廣泛運用于各種電器、電子產(chǎn)品之中當前傳感器被廣泛運用于各種電器、電子產(chǎn)品之中,下述關于常用的下述關于常用的幾種家用電子器件所采用傳感器的說法中幾種家用電子器件所采用傳感器的說法中,正

14、確的選項是正確的選項是( )A.電視機對無線遙控信號的接納主要是采用了光電傳感器電視機對無線遙控信號的接納主要是采用了光電傳感器B.電子體溫計中主要是采用了溫度傳感器電子體溫計中主要是采用了溫度傳感器C.電腦所用的光電鼠標主要是采用聲波傳感器電腦所用的光電鼠標主要是采用聲波傳感器 D.電子秤中主要是采用了力電傳感器電子秤中主要是采用了力電傳感器ABD 電視機對無線遙控信號的接納主要是接納紅外線光電視機對無線遙控信號的接納主要是接納紅外線光,紅外線屬于電磁波也屬于光紅外線屬于電磁波也屬于光,A正確正確;電腦所用的光電鼠標主電腦所用的光電鼠標主要是采用光電傳感器要是采用光電傳感器,C錯誤；電子體溫

15、計最中心的元件就錯誤；電子體溫計最中心的元件就是感知溫度的是感知溫度的NTC溫度傳感器溫度傳感器,電子體溫計是利用溫度傳感電子體溫計是利用溫度傳感器輸出電信號器輸出電信號,再將電流信號轉換成液晶數(shù)字顯示溫度再將電流信號轉換成液晶數(shù)字顯示溫度,同樣同樣能堅持被測溫度的最高值能堅持被測溫度的最高值,B正確；電子秤中主要是采用了正確；電子秤中主要是采用了應變片應變片,屬于力電傳感器。屬于力電傳感器。4.傳感器是一種采集信息的重要器件，如圖傳感器是一種采集信息的重要器件，如圖10-3-5所示是一所示是一 種測定壓力的電容式傳感器，當待測壓力種測定壓力的電容式傳感器，當待測壓力F作用于可動膜作用于可動膜

16、 片電極時，可使膜片發(fā)生形變，引起電容的變化。將電容片電極時，可使膜片發(fā)生形變，引起電容的變化。將電容 器、靈敏電流計和電源串聯(lián)成閉合電路，那么器、靈敏電流計和電源串聯(lián)成閉合電路，那么( ) A.當當F向上壓膜片電極時，電容將減小向上壓膜片電極時，電容將減小 B.當當F向上壓膜片電極時，電容將增大向上壓膜片電極時，電容將增大 C.假設電流計有示數(shù)，那么壓力假設電流計有示數(shù)，那么壓力F發(fā)生變化發(fā)生變化 D.假設電流計有示數(shù)，那么壓力假設電流計有示數(shù)，那么壓力F不發(fā)生變化不發(fā)生變化BC圖圖10-3-5 當待測壓力作用于可動膜片電極上時，可使膜片發(fā)生形變，從當待測壓力作用于可動膜片電極上時，可使膜片

17、發(fā)生形變，從而引起電容的變化，當向上壓膜片電極時，相當于兩極間間隔減小，而引起電容的變化，當向上壓膜片電極時，相當于兩極間間隔減小，由由CrS/4kd可知電容器電容變大；將電容器與靈敏電流計、電源串可知電容器電容變大；將電容器與靈敏電流計、電源串聯(lián)組成閉合電路，假設有恒力的作用，電容變大，電容器充溢電之聯(lián)組成閉合電路，假設有恒力的作用，電容變大，電容器充溢電之后，電流計中無示數(shù)，假設力發(fā)生變化，電容器的電容不斷變化，后，電流計中無示數(shù)，假設力發(fā)生變化，電容器的電容不斷變化，電源不斷給電容器充電、放電，使電流計有示數(shù)，闡明壓力發(fā)生變電源不斷給電容器充電、放電，使電流計有示數(shù)，闡明壓力發(fā)生變化?；?/p>

18、。5.2019年度諾貝爾物理學獎授予了法國和德國的兩位科學家，以表揚他們發(fā)現(xiàn)年度諾貝爾物理學獎授予了法國和德國的兩位科學家，以表揚他們發(fā)現(xiàn)“巨磁電阻效應?；诰薮烹娮栊_發(fā)的用于讀取硬盤數(shù)據(jù)的技術巨磁電阻效應?；诰薮烹娮栊_發(fā)的用于讀取硬盤數(shù)據(jù)的技術, 被以為是被以為是納米技術的第一次真正運用。在以下有關其他電阻運用的說法中。錯誤的選項是納米技術的第一次真正運用。在以下有關其他電阻運用的說法中。錯誤的選項是( ) A.熱敏電阻可運用于溫度測控安裝中熱敏電阻可運用于溫度測控安裝中 B.光敏電阻是一種光電傳感器光敏電阻是一種光電傳感器 C.電阻絲可運用于電熱設備中電阻絲可運用于電熱設備中 D

19、.電阻在電路中主要起到經(jīng)過直流、妨礙交流的作用電阻在電路中主要起到經(jīng)過直流、妨礙交流的作用D 調(diào)查根本物理常識。熱敏電阻的原理是經(jīng)過知某調(diào)查根本物理常識。熱敏電阻的原理是經(jīng)過知某電阻的電阻值與溫度的函數(shù)關系，測得該熱敏電阻的值即可電阻的電阻值與溫度的函數(shù)關系，測得該熱敏電阻的值即可獲取溫度，從而運用于溫度測控安裝中，獲取溫度，從而運用于溫度測控安裝中，A正確；光敏電阻正確；光敏電阻是將光信號與電信號進展轉換的傳感器，是將光信號與電信號進展轉換的傳感器，B正確；電阻絲經(jīng)正確；電阻絲經(jīng)過電流會產(chǎn)生熱效應，可運用于電熱設備中，過電流會產(chǎn)生熱效應，可運用于電熱設備中，C正確；電阻正確；電阻對直流和交流

20、均起到妨礙的作用，對直流和交流均起到妨礙的作用，D錯誤。錯誤。6. 圖圖10-3-6是利用激光測轉速的原理表示圖，圖中圓盤可繞是利用激光測轉速的原理表示圖，圖中圓盤可繞 固定軸轉動，盤邊緣側面上有一小段涂有很薄的反光資料。固定軸轉動，盤邊緣側面上有一小段涂有很薄的反光資料。 當盤轉到某一位置時，接納器可以接納到反光涂層所反射當盤轉到某一位置時，接納器可以接納到反光涂層所反射 的激光束，并將所收到的光信號轉變的激光束，并將所收到的光信號轉變 成電信號，在示波器顯示屏上顯示出成電信號，在示波器顯示屏上顯示出 來來(如圖如圖10-3-7所示所示)。 (1)假設圖假設圖10-3-7中示波器顯示屏橫向中

21、示波器顯示屏橫向 的每一大格的每一大格(5小格小格)對應的時間為對應的時間為 5.0010-2 s，那么圓盤的轉速為，那么圓盤的轉速為_轉轉/s。(保管三位保管三位有效有效 數(shù)字數(shù)字) (2)假設測得圓盤直徑為假設測得圓盤直徑為10.20 cm，那么，那么 可求得圓盤側面反光涂層的長度可求得圓盤側面反光涂層的長度 為為_cm。(保管三位有效數(shù)字保管三位有效數(shù)字)圖圖10-3-6圖圖10-3-74.551.467.如圖如圖10-3-8所示，一熱敏電阻所示，一熱敏電阻RT放在控溫容器放在控溫容器M內(nèi)：內(nèi)： 為毫安表，量程為毫安表，量程 6 mA，內(nèi)阻為數(shù)十歐姆；，內(nèi)阻為數(shù)十歐姆；E為直流電源，電動

22、勢約為為直流電源，電動勢約為3 V，內(nèi)阻很小，內(nèi)阻很小，R 為電阻箱，最大阻值為為電阻箱，最大阻值為999.9 ,S為開關。知為開關。知RT在在95 時的阻值為時的阻值為150 , 在在20 時的阻值約為時的阻值約為550 。現(xiàn)要求在降溫過程中?，F(xiàn)要求在降溫過程中 丈量在丈量在95 20 之間的多個溫度下之間的多個溫度下RT的阻值。的阻值。 (1)在圖中畫出連線，完成實驗原理電路圖。在圖中畫出連線，完成實驗原理電路圖。 (2)完成以下實驗步驟中的填空：完成以下實驗步驟中的填空： 按照實驗原理電路圖連線。按照實驗原理電路圖連線。 調(diào)理控溫容器調(diào)理控溫容器M內(nèi)的溫度，使得內(nèi)的溫度，使得RT的溫度為的溫度為95 。 將電阻箱調(diào)到適當?shù)某踔?，以保證儀器平安。將電阻箱調(diào)到適當?shù)某踔?，以保證儀器平安。 閉合開關，調(diào)理電阻箱，記錄電流表的示數(shù)閉合開關，調(diào)理電阻箱，記錄電流表的示數(shù)I0，并記錄，并記錄_ _。 將將RT的溫度