新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用

1、 一、實驗?zāi)康?(1)認識熱敏電阻、光敏電阻等傳感器的特性。 (2)了解傳感器的簡單應(yīng)用。 二、實驗原理 (1)傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹?力、熱、光、聲等)轉(zhuǎn)換成便于測量的量(一般是電學(xué)量)。 (2)其工作過程如圖實111所示：新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用圖實111 三、實驗器材 熱敏電阻、光敏電阻、多用電表、鐵架臺、燒杯、冷水、熱水、小燈泡、學(xué)生電源、繼電器、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線等。新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用 四、實驗過程 1研究熱敏電阻的熱敏特性 (1)實驗步驟： 按圖實112所示連接好電路，將熱敏電阻絕緣處理；圖實112新

2、課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用 把多用電表置于“歐姆”擋，并選擇適當(dāng)?shù)牧砍虦y出燒杯中沒有熱水時熱敏電阻的阻值，并記下溫度計的示數(shù)； 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(shù)和多用電表測量的熱敏電阻的阻值； 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。 (2)數(shù)據(jù)處理： 根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，把測量到的溫度、電阻值填入下表中，分析熱敏電阻的特性。新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用電阻()溫度()次數(shù)待測量 在圖實113坐標(biāo)系中，粗略畫出熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖線。 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和Rt圖線，得出結(jié)論：熱敏電阻的

3、阻值隨溫度的升高而減小，隨溫度的降低而增大。圖實113新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用 2研究光敏電阻的光敏特性 (1)實驗步驟： 將光敏電阻、多用電表、燈泡、滑動變阻器按如圖實114所示電路連接好，其中多用電表置于“100”擋； 先測出在室內(nèi)自然光的照射下光敏電阻的阻值，并記錄數(shù)據(jù)； 接通電源，讓小燈泡發(fā)光，調(diào)節(jié)滑動變阻器使小燈泡的亮度逐漸變亮，觀察表盤指針顯示電阻阻值的情況，并記錄；圖實114新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用 用手掌(或黑紙)遮住光，觀察光敏電阻的阻值又是多少，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)

4、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發(fā)生變化，光照增強電阻變小，光照減弱電阻變大。阻值()無光照射強中弱光照強度新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用 五、注意事項 (1)在做熱敏電阻實驗時，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)在做光敏電阻實驗中，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。新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用實驗原理與操作 例1熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件，現(xiàn)用伏安法研究電阻在不

5、同溫度下的伏安特性曲線，要求特性曲線盡可能完整。已知常溫下待測熱敏電阻的阻值約45 。將熱敏電阻和溫度計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)、滑動變阻器(020 )、開關(guān)、導(dǎo)線若干。新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用圖實115(1)畫出實驗電路圖。(2)根據(jù)電路圖，在圖實115所示的實物圖上連線。(3)簡要寫出完成接線后的主要實驗步驟。新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用 解析常溫下待測熱敏電阻的阻值(約45

6、)較小，應(yīng)該選用安培表外接法。熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，熱敏電阻兩端的電壓由零逐漸增大，滑動變阻器選用分壓式。 (1)實驗電路如圖實116所示。圖實116新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用(2)根據(jù)電路圖，連接實物圖如圖實117所示。圖實117新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用 (3)完成接線后的主要實驗步驟：往保溫杯里加一些熱水，待溫度計穩(wěn)定時讀出溫度計值；調(diào)節(jié)滑動變阻器，快速測出幾組電壓表和電流表的值；重復(fù)和，測量不同溫度下的數(shù)據(jù)；繪出各測量溫度下的熱敏電阻的伏安特性曲線。 答案見解析新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的

7、簡單應(yīng)用題組演練1(2011江蘇高考)美國科學(xué)家 Willard S. Boyle與George E. Smith 因電荷耦合器件(CCD)的重要發(fā)明榮獲 2009 年度諾貝爾物理學(xué)獎。CCD 是將光學(xué)量轉(zhuǎn)變成電學(xué)量的傳感器。下列器件可作為傳感器的有()A發(fā)光二極管B熱敏電阻C霍爾元件 D干電池新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用解析：傳感器是指能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，并把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流等電學(xué)量的元件。發(fā)光二極管是電學(xué)元件，是電能轉(zhuǎn)換成光能的元件，不是傳感器，A錯誤；干電池是一種電源，不是傳感器，D錯誤；熱敏電阻受熱時，其電阻

8、會發(fā)生變化，能把熱學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量，是傳感器，B正確；霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強度這個非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電壓這個電學(xué)量，是傳感器，C正確。答案：BC新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用22007年度諾貝爾物理學(xué)獎授予了法國和德國的兩位科學(xué)家，以表彰他們發(fā)現(xiàn)“巨磁電阻效應(yīng)”。基于巨磁電阻效應(yīng)開發(fā)的用于讀取硬盤數(shù)據(jù)的技術(shù)，被認為是納米技術(shù)的第一次真正應(yīng)用。在下列有關(guān)其他電阻應(yīng)用的說法中，錯誤的是 ()A熱敏電阻可應(yīng)用于溫度測控裝置中B光敏電阻是一種光電傳感器C電阻絲可應(yīng)用于電熱設(shè)備中D電阻在電路中主要起到通過直流、阻礙交流的作用新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)

9、用解析：熱敏電阻對溫度很敏感，光敏電阻對光照很敏感，電阻絲可用于電加熱，這很常見，所以A、B、C三個說法均正確；交流電、直流電均可通過電阻，電阻對它們均可產(chǎn)生阻礙作用，所以D錯誤。答案：D新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用3.(2013聊城模擬)如圖實118所示，R1、R2為定值電阻，L為小燈泡，R3為光敏電阻，當(dāng)照射光強度增大時 () A電壓表的示數(shù)增大BR2中電流減小C小燈泡的功率增大D電路的路端電壓增大圖實118新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用解析：當(dāng)照射光強度增大時，R3阻值減小，外電路電阻隨R3的減小而減小，R1兩端電壓因干路電流增大

10、而增大，同時內(nèi)電壓增大，故電路路端電壓減小，電壓表的示數(shù)增大，A項正確，D項錯誤；由路端電壓減小，R1兩端電壓增大知，R2兩端電壓必減小，則R2中電流減小，故B項正確；結(jié)合干路電流增大知流過小燈泡的電流必增大，則小燈泡的功率增大，故C項正確。答案：ABC新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用數(shù)據(jù)處理與誤差分析 例2用對溫度敏感的半導(dǎo)體材料制成的某熱敏電阻RT，在給定溫度范圍內(nèi)，其阻值隨溫度的變化是非線性的。某同學(xué)將RT和兩個適當(dāng)?shù)墓潭娮鑂1、R2連成圖實119虛線框內(nèi)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

11、驗證這個設(shè)計，他采用伏安法測量在不同溫度下RL的阻值，測量電路如圖所示，圖中的電壓表內(nèi)阻很大。RL的測量結(jié)果如下表所示。 新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用圖實11934.737.941.444.748.351.554.3阻值RL()90.080.070.060.050.040.030.0溫度t()新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用 回答下列問題： (1)根據(jù)圖實119所示的電路，在圖實1110所示的實物圖上連線。圖實1110新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用 (2)為了驗證RL與t之間近似為線性關(guān)系，在圖實1111坐標(biāo)紙

12、上作RLt關(guān)系圖線。圖實1111新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用 (3)在某一溫度下，電路中的電流表、電壓表的示數(shù)如圖實1112所示。電流表的讀數(shù)為_，電壓表的讀數(shù)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_。圖實1112新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用解析(1)根據(jù)電路圖連接實物圖。圖實1113新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用(2)根據(jù)數(shù)據(jù)描出點，作出直線。圖實1114新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用 答案(1)見解析圖(2)見解析圖(3)115 mA500 V43.5

13、64.0 新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用題組演練4利用光敏電阻制作的光傳感器，記錄了傳送帶上工作的輸送情況，如圖實1115甲所示為某工廠成品包裝車間的光傳感記錄器，光傳感器B能接收到發(fā)光元件A發(fā)出的光，每當(dāng)工件擋住A發(fā)出的光時，光傳感器輸出一個電信號，并在屏幕上顯示出電信號與時間的關(guān)系，如圖乙所示，若傳送帶始終勻速運動，每兩個工件間的距離為0.2 m，則下述說法正確的是 ()新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用圖實1115A傳送帶運動的速度是0.1 m/sB傳送帶運動的速度是0.2 m/sC該傳送帶每小時輸送3600個工件D該傳送帶每小時輸送7

14、200個工件新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用答案：BC新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用5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。如圖實1116甲所示，電源的電動勢E9.0 V，內(nèi)電阻不計；G為靈敏電流計，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。閉合開關(guān)S，當(dāng)R的溫度等于20時，電流表示數(shù)I12 mA；當(dāng)電流表的示數(shù)I23.6 mA時，熱敏電阻的溫度是_。新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用圖實1116新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗

15、十一傳感器的簡單應(yīng)用答案：120新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用實驗的改進與創(chuàng)新 例3為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場所使用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng)。光控開關(guān)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(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RP在不同照度下的阻值如下表：182023284075電阻(k )1.21.00.80.60.40.2照度(lx)新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用 (1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請在圖實1117所示的坐標(biāo)系中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并說明阻值隨照度變化的特點。圖實1117新

16、課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用(2)如圖實1118所示，當(dāng)1、2兩端所加電壓上升至2 V時，控制開關(guān)自動啟動照明系統(tǒng)。請利用下列器材設(shè)計一個簡單電路，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時啟動照明系統(tǒng)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖。(不考慮控制開關(guān)對所設(shè)計電路的影響)提供的器材如下：光敏電阻RP(符號 ，阻值見上表)；新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用直流電源E(電動勢3 V，內(nèi)阻不計)；定值電阻：R110 k，R220 k，R340 k(限選其中之一并在圖中標(biāo)出)；開關(guān)S及導(dǎo)線若干。圖實1118新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第

17、十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用 解析(1)描繪圖象應(yīng)注意：各點均勻分布在圖線兩側(cè)，且圖線應(yīng)用平滑曲線，而不能成為各點的連線。光敏電阻的阻值隨光照度變化的曲線如圖實1119所示，電阻的阻值隨光照度的增大而減小。新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用 (2)根據(jù)串聯(lián)電阻的正比分壓關(guān)系，E3 V，當(dāng)照度降低至1.0 lx時，其電壓升至2 V，圖實1120新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用答案見解析新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用題組演練6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(yīng)快，而

18、且精確度高。(1)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”)。(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為20 (如圖實1121甲)，則25 的刻度應(yīng)在20 的刻度的_(填“左”或“右”)側(cè)。新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用圖實1121(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(shè)計一個電路。新課標(biāo)高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件第十章實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用解析：(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。(2)由(1)的分析知，溫度越高，電流越大，25 的刻度應(yīng)對應(yīng)較大電流，故在20 的刻度的右側(cè)。(3)如圖所示。答案：(1)小(2)右(3)見解析新課