高考物理一輪復(fù)習(xí) 11.3 實(shí)驗(yàn)：傳感器的簡單應(yīng)用同步課件

1、第3講 實(shí)驗(yàn)：傳感器的簡單應(yīng)用 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?認(rèn)識熱敏電阻、光敏電阻等傳感器的特性2了解傳感器在技術(shù)上的簡單應(yīng)用二、實(shí)驗(yàn)原理 傳感器能將它感受到的物理量(如力、熱、光、聲等)轉(zhuǎn)換成便于測量的量(一般是電學(xué)量)其工作過程是通過對某一物理量敏感的元件將感受到的信號按一定規(guī)律轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換成電信號，轉(zhuǎn)換后的信號經(jīng)過電子電路的處理就可達(dá)到方便檢測、自動(dòng)控制、遙控等各種目的傳感器工作的原理可用下面框圖表示：三、實(shí)驗(yàn)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

2、器、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線等四、研究熱敏電阻的熱敏特性1實(shí)驗(yàn)步驟 (1)按圖10 31所示連接好電路， 將熱敏電阻絕緣處理 (2)把多用電表置于“歐姆檔”， 并選擇適當(dāng)?shù)牧砍虦y出燒杯 中沒有熱水時(shí)熱敏電阻的阻值， 并記下溫度計(jì)的示數(shù)；圖10 31(3)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(jì)的示數(shù)和多用電表測量的熱敏電阻的阻值；(4)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(1)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.次數(shù)待測量溫度()電阻()(2)在圖10 32所示的坐標(biāo)系中，粗略地畫出熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖

3、線(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)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圖10 32五、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)變阻器如圖 10 33 所示電路連接好，其中多用電表置于歐姆 “100”檔； (2)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)； (3)打開電源，讓小燈泡發(fā)光，調(diào)節(jié)小 燈泡的亮度使之逐漸變亮，觀察表 盤指針顯示電阻阻值的情況，并記錄；圖10 33 (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.光照強(qiáng)度弱中強(qiáng)無光照射阻值結(jié)論：光敏

4、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，光照減弱電阻變大六、注意事項(xiàng)1在熱敏實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(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歐姆表每次換檔后都要重新調(diào)零七、誤差分析 此實(shí)驗(yàn)的誤差主要來源于溫度計(jì)和歐姆表的讀數(shù)八、實(shí)驗(yàn)改進(jìn) 對于熱敏電阻的特性，可用以下實(shí)驗(yàn)進(jìn)行：如圖1034所示，將多用電表的選擇開關(guān)置于“歐姆”檔，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)表針指在某一刻度，觀察下述操作下的指針偏轉(zhuǎn)情況：圖1034 (1)往Rt

5、上擦一些酒精； (2)用吹風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)吹向電阻 實(shí)驗(yàn)分析：(1)中指針左偏，說明Rt的阻值增大；酒精蒸發(fā)吸熱，熱敏電阻的溫度降低，所以熱敏電阻的阻值隨溫度的降低而增大 (3)中指針右偏，說明Rt的阻值減小，而熱敏電阻Rt的溫度升高，故熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小 優(yōu)點(diǎn)：改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)簡單易操作，學(xué)生很快得出結(jié)論 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4 5 .將熱敏電阻和溫度計(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)、

6、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(020 )、開關(guān)、導(dǎo)線若干圖1035(1)在圖1035(a)中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖(2)根據(jù)電路圖，在圖1035 (b)所示的實(shí)物圖上連線(3)簡要寫出完成接線后的主要實(shí)驗(yàn)步驟 解題指導(dǎo)常溫下待測熱敏電阻的阻值(約4 5 )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(dòng)變阻器選用分壓式 (1)實(shí)驗(yàn)電路如圖10 36所示圖10 36(2)根據(jù)電路圖，連接實(shí)物圖如圖1037所示圖1037 (3)完成接線后的主要實(shí)驗(yàn)步驟：往保溫杯里加一些熱水，待溫度計(jì)穩(wěn)定時(shí)讀出溫度計(jì)值；調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，快速

7、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題指導(dǎo) 如圖1038所示的裝置可以測量汽車在水平路面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度該裝置是在矩形箱子的前、后壁上各安裝一個(gè)由力敏電阻組成的壓力傳感器用兩根相同的輕彈簧夾著一個(gè)質(zhì)量為2.0 kg的滑塊，滑塊可無摩擦滑動(dòng)，兩彈簧的另一端分別壓在傳感器a、b上，其壓力大小圖1038可直接從傳感器的液晶顯示屏上讀出現(xiàn)將該裝置沿運(yùn)動(dòng)方向固定在汽車上，傳感器b在前，傳感器a在后，汽車靜止時(shí)，傳感器a、b的示數(shù)均為10 N(g取10 m/s2) (1)若傳感器a的示數(shù)為14 N、b的示數(shù)為6.0 N，求此時(shí)

8、汽車的加速度大小和方向 (2)當(dāng)汽車以怎樣的加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳感器a的示數(shù)恰好為零 解題指導(dǎo)(1)對滑塊進(jìn)行受力分析如圖1039所示，依題意： 左側(cè)彈簧對滑塊的向右的推力 F114 N 右側(cè)彈簧對滑塊的向左的推力 F26.0 N 滑塊所受合力產(chǎn)生加速度a1，根據(jù)牛頓第二定律有： F1F2ma1 解得：a1 4.0 m/s2 a1與F1同方向，即向前(向右)圖1039(2)傳感器a的讀數(shù)恰為零，即左側(cè)彈簧的彈力F10.因兩彈簧相同，左彈簧伸長多少，右彈簧就縮短多少，所以右彈簧的彈力變?yōu)镕220 N.滑塊所受合力產(chǎn)生加速度a2，由牛頓第二定律得F合F2ma2解得：a2 10 m/s2，負(fù)號表示方向向

9、后(向左)答案(1)4.0 m/s2，方向向右(2)10 m/s2，方向向左 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(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：照度(lx)0.20.40.60.81.01.2電阻(k)754028232018 (1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請?jiān)趫D10310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(diǎn)圖10310 (2)如圖10311所示，當(dāng)1、2兩端所加電壓上升至2 V時(shí)，控制開關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng)請利用下列器材

10、設(shè)計(jì)一個(gè)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(shí)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖(不考慮控制開關(guān)對所設(shè)計(jì)電路的影響)圖10311提供的器材如下：光敏電阻RP(符號 ，阻值見上表)；直流電源E(電動(dòng)勢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)；開關(guān)S及導(dǎo)線若干解析(1)描繪圖象應(yīng)注意：各點(diǎn)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(diǎn)的連線光敏電阻的阻值隨光照度變化的曲線如圖10312所示，電阻的阻值隨光照度的增大而減小圖10312 (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

11、lx時(shí)，其電壓升至2 V，由圖線知，此時(shí)光敏電阻RP20 k，URP2 V，串聯(lián)電阻分壓UR1 V，由 2得：R 10 k，故選定值電阻R1，電路原理圖如圖10 313所示圖10 313答案見解題指導(dǎo)9、靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、雨中黃葉樹，燈下白頭人。2022/10/162022/10/162022/10/1610/16/2022 2:05:01 AM11、以我獨(dú)沈久，愧君相見頻。2022/10/162022/10/162022/10/16Oct-2216-Oct-2212、故人江海別，幾度隔山川。2

12、022/10/162022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202213、乍見翻疑夢，相悲各問年。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202214、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。16 十月 20222022/10/162022/10/162022/10/1615、比不了得就不比，得不到的就不要。十月 222022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202216、行動(dòng)出成果，工作出財(cái)富。2022/10/162022/10/1616 October 202217、做前，能夠環(huán)視四周；

13、做時(shí)，你只能或者最好沿著以腳為起點(diǎn)的射線向前。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/169、沒有失敗，只有暫時(shí)停止成功！。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。2022/10/162022/10/162022/10/1610/16/2022 2:05:01 AM11、成功就是日復(fù)一日那一點(diǎn)點(diǎn)小小努力的積累。2022/10/162022/10/162022/10/16Oct-2216-Oct-2212、世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完

14、美。2022/10/162022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202213、不知香積寺，數(shù)里入云峰。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202214、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。16 十月 20222022/10/162022/10/162022/10/1615、楚塞三湘接，荊門九派通。十月 222022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202216、少年十五二十時(shí)，步行奪得胡馬騎。2022/10/162022/10/1616 October 20

15、2217、空山新雨后，天氣晚來秋。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/169、楊柳散和風(fēng)，青山澹吾慮。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。2022/10/162022/10/162022/10/1610/16/2022 2:05:01 AM11、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。2022/10/162022/10/162022/10/16Oct-2216-Oct-2212、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯(cuò)兒。2022/10/162022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202213、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202214、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。16 十月 20222022/10/162022/10/162022/10/1615、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。十月 222022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202216、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022/10/162022/10/1616 Octobe