第10章實(shí)驗(yàn)十一-傳感器的簡(jiǎn)單使用資料

1、第十章第十章 交變電流交變電流 傳感器傳感器實(shí)驗(yàn)十一傳感器的簡(jiǎn)單使用考綱解讀知道什么是傳感器，知道光敏電阻和熱敏電阻的作用知道什么是傳感器，知道光敏電阻和熱敏電阻的作用.能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究光敏電阻和熱敏電阻的特性能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究光敏電阻和熱敏電阻的特性.了解常見(jiàn)的各種傳感器的工作原理、元件特性及設(shè)計(jì)方案了解常見(jiàn)的各種傳感器的工作原理、元件特性及設(shè)計(jì)方案.知識(shí)梳理知識(shí)梳理考點(diǎn)一考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)三 知識(shí)梳理研究熱敏電阻的特性1.實(shí)驗(yàn)原理閉合電路歐姆定律，用 表進(jìn)行測(cè)量和觀察. 2.實(shí)驗(yàn)器材半導(dǎo)體熱敏電阻、多用電表、 、鐵架臺(tái)、燒杯、涼水和熱水.3.實(shí)驗(yàn)步驟(1)按實(shí)驗(yàn)原理圖甲連接好電路，

2、將熱敏電阻絕緣處理；(2)把多用電表置于 擋，并選擇適當(dāng)?shù)牧砍虦y(cè)出燒杯中沒(méi)有水時(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 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.溫度計(jì)歐姆歐姆溫度計(jì)的示數(shù)【基本實(shí)驗(yàn)要求】答案實(shí)驗(yàn)原理圖 知識(shí)梳理4.數(shù)據(jù)處理在圖坐標(biāo)系中，粗略畫出熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖線.5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而 ，隨溫度的降低而 .6.注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，加熱水后要等一會(huì)兒再測(cè)熱敏電阻阻值，以使電阻溫度與水的溫度相同，并同時(shí)讀出水溫.減小增大答案 知識(shí)梳理研究光敏

3、電阻的光敏特性1.實(shí)驗(yàn)原理閉合電路歐姆定律，用 表進(jìn)行測(cè)量和觀察.2.實(shí)驗(yàn)器材光敏電阻、多用電表、 、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線、電源.3.實(shí)驗(yàn)步驟(1)將光敏電阻、多用電表、燈泡、滑動(dòng)變阻器如實(shí)驗(yàn)原理圖乙所示電路連接好，其中多用電表置于“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)，觀察多用電表表盤指針顯示電阻阻值的情況，并記錄.歐姆小燈泡【基本實(shí)驗(yàn)要求】答案 知識(shí)梳理4.數(shù)據(jù)處理根據(jù)記錄數(shù)據(jù)分析光敏電阻的特性.5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論(1)光敏電阻在

4、暗環(huán)境下電阻值很大，強(qiáng)光照射下電阻值 ；(2)光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為 這個(gè)電學(xué)量.6.注意事項(xiàng)(1)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來(lái)達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?2)歐姆表每次換擋后都要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零.很小電阻返回答案 考點(diǎn)一 溫度傳感器的應(yīng)用1.溫度傳感器廣泛應(yīng)用于室內(nèi)空調(diào)、電冰箱等家用電器中，它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性工作的.如圖2甲所示，電源的電動(dòng)勢(shì)E9.0 V，內(nèi)阻不計(jì)；G為靈敏電流計(jì)，內(nèi)阻Rg保持不變；R為熱敏電阻，其電阻值與溫度的變化關(guān)系如圖乙所示，閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)R的溫度等于20 時(shí)，電流表示數(shù)I

5、12 mA；電流表的示數(shù)I23.6 mA時(shí)，熱敏電阻的溫度是_ .EI(RRg)代入I12 mA得Rg0.5 k代入I23.6 mA得R2 k讀圖可得溫度為120 .120 解析答案2134 考點(diǎn)一 溫度傳感器的應(yīng)用2.利用負(fù)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(lái)測(cè)量很小范圍內(nèi)的溫度變化，反應(yīng)快，而且精確度高.(1)如果將負(fù)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(gè)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_(選填“大”或“小”).(2)上述電路中，我們將電流表中的電流刻度換成相應(yīng)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

6、為20 (如圖甲所示)，則25 的刻度應(yīng)在20 的刻度的_(選填“左”或“右”)側(cè).R增加，I減小小解析(2)由(1)的分析知，溫度越高，電流越大，25 的刻度應(yīng)對(duì)應(yīng)較大電流，故在20 的刻度的右側(cè).右解析答案2134 考點(diǎn)一 溫度傳感器的應(yīng)用(3)為了將熱敏電阻放置在某蔬菜大棚內(nèi)檢測(cè)大棚內(nèi)溫度變化，請(qǐng)用圖乙中的器材(可增加元器件)設(shè)計(jì)一個(gè)電路.答案2134 考點(diǎn)一 溫度傳感器的應(yīng)用3.如圖，一熱敏電阻Rt放在控溫容器M內(nèi)； 為毫安表，量程6 mA，內(nèi)阻為數(shù)十歐姆；E為直流電源，電動(dòng)勢(shì)約為3 V，內(nèi)阻很小；R為電阻箱，最大阻值為999.9 ；S為開(kāi)關(guān).已知Rt在95 時(shí)的阻值為150 ，在20

7、 時(shí)的阻值約為550 .現(xiàn)要求在降溫過(guò)程中測(cè)量在9520 之間的多個(gè)溫度下Rt的阻值.(1)在圖中畫出連線，完成實(shí)驗(yàn)原理電路圖.A答案2134 考點(diǎn)一 溫度傳感器的應(yīng)用(2)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空.依照實(shí)驗(yàn)原理電路圖連線.調(diào)節(jié)控溫容器M內(nèi)的溫度，使得Rt溫度為95 .將電阻箱調(diào)到適當(dāng)?shù)淖柚?，以保證儀器安全.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_.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_.溫度為t1時(shí)熱敏電阻的電阻值Rt1_.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.電阻箱的讀數(shù)R0仍為I0電阻箱的讀數(shù)為R1R0R1150

8、Rt=150 解析 E=I0(R0+150+RA)E=I0(R1+Rt1+RA)解得Rt1R0R1150 解析答案2134 考點(diǎn)一 溫度傳感器的應(yīng)用4.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4050 .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，其他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)變阻器(010 )、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干.(1)圖中，a、b、c三條圖線能反映出熱敏電阻的伏安特性曲線的

9、是_.c解析答案2134 考點(diǎn)一 溫度傳感器的應(yīng)用(2)在虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，要求測(cè)量誤差盡可能小.(3)根據(jù)電路圖，在圖中的實(shí)物圖上連線.返回答案2134 考點(diǎn)二 光電傳感器的應(yīng)用5.(多選)如圖所示為光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)器的示意圖，圖中虛線表示激光，圓柱體表示隨傳送帶運(yùn)動(dòng)的貨物，其中R1為光敏電阻，R2為定值電阻，此光電計(jì)數(shù)器的基本工作原理是()A.當(dāng)光照射R1時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得高電壓B.當(dāng)光照射R1時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得低電壓C.信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計(jì)數(shù)一次D.信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計(jì)數(shù)一次解析激光是照在光敏電阻R1上，信號(hào)處理系統(tǒng)與R1并聯(lián)，其電壓就是R1上的電壓，當(dāng)

10、貨物擋光時(shí)R1阻值大，電壓高，貨物擋光一次，就計(jì)數(shù)(貨物的個(gè)數(shù))一次，故B、D正確.BD解析答案657 考點(diǎn)二 光電傳感器的應(yīng)用6.一臺(tái)臭氧發(fā)生器P的電阻為10 k，當(dāng)供電電壓等于24 V時(shí)能正常工作，否則不產(chǎn)生臭氧.現(xiàn)要用這種臭氧發(fā)生器制成自動(dòng)消毒裝置，要求它在有光照時(shí)能產(chǎn)生臭氧，在黑暗時(shí)不產(chǎn)生臭氧，擬用一個(gè)光敏電阻R1對(duì)它進(jìn)行控制，R1的阻值在有光照時(shí)為100 ，黑暗時(shí)為1 000 、允許通過(guò)的最大電流為3 mA；電源E的電壓為36 V、內(nèi)阻不計(jì)；另有一個(gè)滑動(dòng)變阻器R2，阻值為0100 、允許通過(guò)的最大電流為0.4 A；一個(gè)開(kāi)關(guān)S和導(dǎo)線若干.臭氧發(fā)生器P和光敏電阻R1的符號(hào)如圖所示.設(shè)計(jì)一

11、個(gè)滿足上述要求的電路圖，圖中各元件要標(biāo)上字母代號(hào)，其中滑動(dòng)變阻器兩固定接線柱端分別標(biāo)上字母A、B(電路圖畫在虛線框內(nèi)).答案657 考點(diǎn)二 光電傳感器的應(yīng)用7.為了節(jié)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ROS在不同照度下的阻值如表所示：(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)趫D給定的坐標(biāo)系中描繪出光敏電阻阻值隨照度變化的曲線，并說(shuō)明光敏電阻阻值隨照度變化的特點(diǎn).照度/lx0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2電阻/k754028232018解析(1)特

12、點(diǎn)：光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大非線性減小.解析答案657 考點(diǎn)二 光電傳感器的應(yīng)用(2)如圖所示，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)電路的影響)提供的器材如下：光敏電阻ROS(符號(hào) ，阻值見(jiàn)上面表格)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.返回解析答案657 考點(diǎn)三 傳感器在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用8.傳感器是把非電學(xué)量(如

13、速度、溫度、壓力等)的變化轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的變化的一種元件，在自動(dòng)控制中有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用.有一種測(cè)量人的體重的電子秤，其測(cè)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R(電阻值會(huì)隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻)和顯示體重大小的儀表 (實(shí)質(zhì)是理想電流表)組成.壓力傳感器表面能承受的最大壓強(qiáng)為1107 Pa，且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關(guān)系如表所示.設(shè)踏板和壓桿的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，接通電源后，壓力傳感器兩端的電壓恒為4.8 V，取g10 m/s2.請(qǐng)作答：A壓力F/N02505007501 0001 2501 500電壓R/3002702402101801501209810 考點(diǎn)三

14、 傳感器在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用壓力F/N02505007501 0001 2501 500電壓R/300270240210180150120(1)該秤零點(diǎn)(即踏板空載時(shí))的刻度線應(yīng)標(biāo)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(shù)為20 mA，這個(gè)人的質(zhì)量是_kg.1.610250解析答案9810 考點(diǎn)三 傳感器在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用9.利用傳感器可以探測(cè)、感受外界的信號(hào)、物理?xiàng)l件等.圖甲所示為某同學(xué)用傳感器做實(shí)驗(yàn)得到的小燈泡的UI關(guān)系圖線.(1)實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：電流傳感器、電壓傳感器、滑動(dòng)變阻器A(阻值范圍010 )、滑動(dòng)變阻器B(阻值范圍0100 )、電動(dòng)勢(shì)為6 V的電源(不計(jì)內(nèi)

15、阻)、小燈泡、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干.該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器選用的是_(選填“A”或“B”)；請(qǐng)?jiān)趫D乙的方框中畫出該實(shí)驗(yàn)的電路圖.A完整的UI關(guān)系圖線分壓電路選小阻值滑動(dòng)變阻器解析答案9810 考點(diǎn)三 傳感器在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用(2)如果將該小燈泡接入圖丙所示的電路中，已知電流傳感器的示數(shù)為0.3 A，電源電動(dòng)勢(shì)為3 V.則此時(shí)小燈泡的電功率為_(kāi) W，電源的內(nèi)阻為_(kāi) .0.692.33解析答案9810 考點(diǎn)三 傳感器在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用10.如圖所示裝置可以用來(lái)測(cè)量硬彈簧(即勁度系數(shù)較大的彈簧)的勁度系數(shù)k.電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻可忽略不計(jì)；滑動(dòng)變阻器全長(zhǎng)為L(zhǎng)，重力加速度為g. 為理想電壓表.當(dāng)木板上沒(méi)有放重物時(shí)，滑動(dòng)變阻器的觸頭位于圖中a點(diǎn)，此時(shí)電壓表示數(shù)為零.在木板上放置質(zhì)量為m的重物，滑動(dòng)變阻器的觸頭隨木板一起下移.由電壓表的示數(shù)U及其他給定條件，可計(jì)算出彈簧的勁度系數(shù)k.(1)寫出m