福建省長泰一中高三物理 第十章 實驗十一 傳感器的簡單使用復習課件 新人教版選修32

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1、實驗十一 傳感器的簡單使用1.1.認識熱敏電阻、光敏電阻等傳感器中的敏感元件認識熱敏電阻、光敏電阻等傳感器中的敏感元件. .2.2.了解傳感器在技術(shù)上的簡單應用了解傳感器在技術(shù)上的簡單應用. .1.1.傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹總鞲衅髂軌驅(qū)⒏惺艿降奈锢砹? (力、熱、光、聲等力、熱、光、聲等) )轉(zhuǎn)換成便轉(zhuǎn)換成便于測量的量于測量的量( (一般是電學量一般是電學量).).2.2.工作過程如圖：工作過程如圖：熱敏電阻、光敏電阻、多用電表、鐵架臺、燒杯、冷水、熱水、熱敏電阻、光敏電阻、多用電表、鐵架臺、燒杯、冷水、熱水、小燈泡、學生電源、繼電器、滑動變阻器、開關(guān)、導線等小燈泡、學生電源、繼電器、滑動

2、變阻器、開關(guān)、導線等. .一、研究熱敏電阻的熱敏特性一、研究熱敏電阻的熱敏特性1.1.實驗步驟實驗步驟(1)(1)按如圖所示連接好電路，將熱敏電按如圖所示連接好電路，將熱敏電阻絕緣處理；阻絕緣處理；(2)(2)把多用電表置于把多用電表置于“歐姆歐姆”擋，并選擇擋，并選擇適當?shù)牧砍虦y出燒杯中沒有水時熱敏電阻適當?shù)牧砍虦y出燒杯中沒有水時熱敏電阻的阻值，并記下溫度計的示數(shù)；的阻值，并記下溫度計的示數(shù)；(3)(3)向燒杯中注入少量的冷水，使熱敏電阻浸沒在冷水中，記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；下溫度計的示數(shù)和多用電表測量的熱敏電阻的阻值

3、；(4)(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，并記錄值，并記錄. .2.2.數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理(1)(1)根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，把測量到的溫度、電阻值填入表中，分析根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，把測量到的溫度、電阻值填入表中，分析熱敏電阻的特性熱敏電阻的特性. . 次數(shù)次數(shù)待測量待測量溫度溫度()()電阻電阻()()(2)(2)在坐標系中，粗略畫出熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖線在坐標系中，粗略畫出熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖線. .(3)(3)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和R -tR -t圖線，得出結(jié)論：熱敏電阻的阻值隨圖線，得出結(jié)論：熱敏電阻的阻值

4、隨溫度的升高而減小，隨溫度的降低而增大溫度的升高而減小，隨溫度的降低而增大. . 二、研究光敏電阻的光敏特性二、研究光敏電阻的光敏特性1.1.實驗步驟實驗步驟(1)(1)將光敏電阻、多用電表、小燈泡、滑動變阻器按如圖所示將光敏電阻、多用電表、小燈泡、滑動變阻器按如圖所示電路連接好，其中多用電表置于電路連接好，其中多用電表置于“100”100”擋；擋；(2)(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)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)；據(jù)；(3)(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

5、顯示電阻阻值的情況，并記錄；亮，觀察表盤指針顯示電阻阻值的情況，并記錄；(4)(4)用手掌用手掌( (或黑紙或黑紙) )遮光時電阻值又是多少，并記錄遮光時電阻值又是多少，并記錄. . 2.2.數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理把記錄的結(jié)果填入表中，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)分析光敏電阻的特性把記錄的結(jié)果填入表中，根據(jù)記錄數(shù)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，光照減弱電阻變大變小，光照減弱電阻變大. .光照強度光照強度 弱弱中中強強無光照射無光照射阻值阻值()()1.1.溫度計讀數(shù)帶來的誤差，可以選用精度高的溫度計在較長時溫度計

6、讀數(shù)帶來的誤差，可以選用精度高的溫度計在較長時間內(nèi)讀數(shù)三次取平均值間內(nèi)讀數(shù)三次取平均值. .2.2.歐姆表的讀數(shù)帶來的誤差，可以對同一溫度，同一光照強度歐姆表的讀數(shù)帶來的誤差，可以對同一溫度，同一光照強度下的電阻讀數(shù)三次取平均值下的電阻讀數(shù)三次取平均值. .1.1.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，并同時讀出水溫使電阻溫度與水的溫度相同，并同時讀出水溫. .2.2.光敏電阻實驗中，如果效果不明顯，可將電阻部分電路放入光敏電阻實驗中，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

7、照射到光敏電阻上的光的帶蓋的紙盒中，并通過蓋上小孔改變照射到光敏電阻上的光的強度強度. .3.3.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. .對于熱敏電阻的特性，可用以下實驗進行：對于熱敏電阻的特性，可用以下實驗進行：如圖所示，將多用電表的選擇開關(guān)置于如圖所示，將多用電表的選擇開關(guān)置于“歐姆歐姆”擋，再將電表擋，再將電表的兩支表筆與負溫度系數(shù)的熱敏電阻的兩支表筆與負溫度系數(shù)的熱敏電阻R RT T的兩端相連，這時表針的兩端相連，這時表針指在某一刻度，觀察下述操作下的指針偏轉(zhuǎn)情況：指在某一刻度，觀察下述操作下的指針偏轉(zhuǎn)情況： 1.1.往往R RT T上擦一些酒精上擦一些酒精. .

8、2.2.用吹風機將熱風吹向電阻用吹風機將熱風吹向電阻R RT T. .根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)方向判定熱敏電阻的特性根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)方向判定熱敏電阻的特性. .實驗分析：實驗分析：1 1中指針左偏，說明中指針左偏，說明R RT T的阻值增大；酒精蒸發(fā)吸熱，溫度降低，的阻值增大；酒精蒸發(fā)吸熱，溫度降低，所以熱敏電阻的阻值隨溫度的降低而增大所以熱敏電阻的阻值隨溫度的降低而增大. .2 2中指針右偏，說明中指針右偏，說明R RT T的阻值減小的阻值減小; ;電阻電阻R RT T溫度升高，故熱敏電溫度升高，故熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小阻的阻值隨溫度的升高而減小. .優(yōu)點：改進后的實驗簡單易操作，同學們能很快得出

9、結(jié)論優(yōu)點：改進后的實驗簡單易操作，同學們能很快得出結(jié)論. .熱點熱點 一一 熱敏電阻的原理及應用熱敏電阻的原理及應用【例證【例證1 1】利用負溫度系數(shù)熱敏電阻制作的熱傳感器，一般體利用負溫度系數(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，而且精確度高精確度高. .(1)(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，電路中電流將變降低，

10、電路中電流將變_(_(填填“大大”或或“小小”).).(2)(2)上述電路中，我們將電流表中的電流刻度換成相應的溫度上述電路中，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. .如果刻度盤正中如果刻度盤正中的溫度為的溫度為20(20(如圖甲如圖甲) )，則，則2525的刻度應在的刻度應在2020的刻度的的刻度的 _(_(填填“左左”或或“右右”) )側(cè)側(cè). . (3)(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，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，請用圖乙中的器材請用圖乙中的器材( (可增加元器件

11、可增加元器件) )設計一個電路設計一個電路. .【規(guī)范解答】【規(guī)范解答】(1)(1)因為負溫度系數(shù)熱敏電阻溫度降低時，電阻增因為負溫度系數(shù)熱敏電阻溫度降低時，電阻增大大. .故電路中電流會減小故電路中電流會減小. .(2)(2)由由(1)(1)的分析知，溫度越高，電流越大，的分析知，溫度越高，電流越大，2525的刻度應對應的刻度應對應較大電流，故在較大電流，故在2020的刻度的右側(cè)的刻度的右側(cè). .(3)(3)如圖所示如圖所示. .答案：答案：(1)(1)小小(2)(2)右右(3)(3)見規(guī)范解答見規(guī)范解答熱點熱點 二二 光敏電阻的應用光敏電阻的應用【例證【例證2 2】利用光敏電阻制作的光傳感

12、器，記錄了傳送帶上工件利用光敏電阻制作的光傳感器，記錄了傳送帶上工件的輸送情況，如圖甲所示為某工廠成品包裝車間的光傳感記錄的輸送情況，如圖甲所示為某工廠成品包裝車間的光傳感記錄器，光傳感器器，光傳感器B B能接收到發(fā)光元件能接收到發(fā)光元件A A發(fā)出的光，每當工件擋住發(fā)出的光，每當工件擋住A A發(fā)發(fā)出的光時，光傳感器就輸出一個電信號，并在屏幕上顯示出電出的光時，光傳感器就輸出一個電信號，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，每兩若傳送帶始終勻速運動，每兩個工件間的距離為個工件間的距離為0.2 m0.2 m，則下列說法正確的是，則下列

13、說法正確的是( )( )A.A.傳送帶運動的速度是傳送帶運動的速度是0.1 m/s0.1 m/sB.B.傳送帶運動的速度是傳送帶運動的速度是0.2 m/s0.2 m/sC.C.該傳送帶每小時輸送該傳送帶每小時輸送3 6003 600個工件個工件D.D.該傳送帶每小時輸送該傳送帶每小時輸送7 2007 200個工件個工件【規(guī)范解答】【規(guī)范解答】選選B B、C.C.從乙圖可以知道：每間隔從乙圖可以知道：每間隔1 1秒的時間光傳秒的時間光傳感器就輸出一個電信號，而在這一段時間內(nèi)傳送帶運動了兩個感器就輸出一個電信號，而在這一段時間內(nèi)傳送帶運動了兩個工件之間的距離，所以傳送帶運動的速度是工件之間的距離，

14、所以傳送帶運動的速度是v= m/s=0.2 m/s.v= m/s=0.2 m/s.故故A A錯誤錯誤B B正確；傳送帶每小時傳送的距離為：正確；傳送帶每小時傳送的距離為：s=vt=0.2s=vt=0.23 600 m3 600 m，工件個數(shù)為：，工件個數(shù)為：n= =3 600n= =3 600個個.C.C正確正確D D錯誤錯誤. . 0.2 1sL1.“1.“嫦娥二號嫦娥二號”衛(wèi)星上攜帶衛(wèi)星上攜帶7 7件探測儀器，其中可能有件探測儀器，其中可能有( )( )A.A.味覺傳感器味覺傳感器 B.B.氣體傳感器氣體傳感器C.C.聽覺傳感器聽覺傳感器 D.D.視覺傳感器視覺傳感器【解析】【解析】選選D

15、.“D.“嫦娥二號嫦娥二號”衛(wèi)星是為探測月球而發(fā)射的在軌衛(wèi)星是為探測月球而發(fā)射的在軌衛(wèi)星，而月球上無氣體，所以不需要氣體傳感器和聽覺傳感衛(wèi)星，而月球上無氣體，所以不需要氣體傳感器和聽覺傳感器，當然也用不到味覺傳感器，但需要的是為月球器，當然也用不到味覺傳感器，但需要的是為月球“照相照相”的視覺傳感器的視覺傳感器CCDCCD立體相機立體相機. .2.(20132.(2013廈門模擬廈門模擬) )如圖所示，如圖所示，R R1 1為定值電阻，為定值電阻，R R2 2為負溫度系為負溫度系數(shù)的熱敏電阻數(shù)的熱敏電阻( (負溫度系數(shù)熱敏電阻是指阻值隨溫度的升高而負溫度系數(shù)熱敏電阻是指阻值隨溫度的升高而減小的

16、熱敏電阻減小的熱敏電阻) )，L L為小燈泡，當溫度降低時為小燈泡，當溫度降低時( )( )A.RA.R1 1兩端的電壓增大兩端的電壓增大B.B.電流表的示數(shù)增大電流表的示數(shù)增大C.C.小燈泡的亮度變強小燈泡的亮度變強D.D.小燈泡的亮度變?nèi)跣襞莸牧炼茸內(nèi)酢窘馕觥俊窘馕觥窟x選C.C.溫度降低時，溫度降低時，R R2 2的阻值增大，干路電流減小，的阻值增大，干路電流減小，R R1 1兩端電壓、電流表示數(shù)都減小，小燈泡兩端電壓變大，小燈兩端電壓、電流表示數(shù)都減小，小燈泡兩端電壓變大，小燈泡亮度變強泡亮度變強. .只有只有C C項正確項正確. .3.(20133.(2013龍巖模擬龍巖模擬)200

17、7)2007年度諾貝爾物理學獎授予了法國和德年度諾貝爾物理學獎授予了法國和德國的兩位科學家，以表彰他們發(fā)現(xiàn)國的兩位科學家，以表彰他們發(fā)現(xiàn)“巨磁電阻效應巨磁電阻效應”. .基于巨基于巨磁電阻效應開發(fā)的用于讀取硬盤數(shù)據(jù)的技術(shù)，被認為是納米技磁電阻效應開發(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)的第一次真正應用，在下列有關(guān)其他電阻應用的說法中，錯術(shù)的第一次真正應用，在下列有關(guān)其他電阻應用的說法中，錯誤的是誤的是( )( )A.A.熱敏電阻可應用于溫度測控裝置中熱敏電阻可應用于溫度測控裝置中B.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.C.電阻絲可應用于電熱設備中電阻絲可應用于電熱設備

18、中D.D.電阻在電路中主要起到通過直流、阻礙交流的作用電阻在電路中主要起到通過直流、阻礙交流的作用【解析】【解析】選選D.D.熱敏電阻用于溫控，光敏電阻用于光電傳感器，熱敏電阻用于溫控，光敏電阻用于光電傳感器，電阻絲主要是熱效應，故電阻絲主要是熱效應，故A A、B B、C C說法正確，而電阻對交、直說法正確，而電阻對交、直流作用等效，故流作用等效，故D D說法錯誤說法錯誤. .4.(20124.(2012浙江高考改編浙江高考改編) )為了測量儲罐為了測量儲罐中不導電液體的高度，將與儲罐外殼絕中不導電液體的高度，將與儲罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容器緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容器C C置置

19、于儲罐中，電容器可通過開關(guān)于儲罐中，電容器可通過開關(guān)S S與線圈與線圈L L或電源相連，如圖所示或電源相連，如圖所示. .當開關(guān)從當開關(guān)從a a撥撥到到b b時，由時，由L L與與C C構(gòu)成的回路中產(chǎn)生周期構(gòu)成的回路中產(chǎn)生周期 的振蕩電流的振蕩電流. .當罐中的液面當罐中的液面上升時上升時( )( )T2LC A.A.電容器的電容減小電容器的電容減小B.B.電容器的電容增大電容器的電容增大C.LCC.LC回路的振蕩周期減小回路的振蕩周期減小D.LCD.LC回路的振蕩頻率增大回路的振蕩頻率增大【解析】【解析】選選B.B.液面上升時，兩板間的電介質(zhì)變多，根據(jù)電容液面上升時，兩板間的電介質(zhì)變多，根據(jù)

20、電容的決定式的決定式 知，電容器的電容知，電容器的電容C C增大，選項增大，選項B B正確、正確、A A錯錯誤；根據(jù)振蕩電流的周期誤；根據(jù)振蕩電流的周期 可知，周期變大，由可知，周期變大，由 可知，頻率變小，選項可知，頻率變小，選項C C、D D錯誤錯誤. .rSC4 kdT2LC 1fT5.(20105.(2010大綱版全國卷大綱版全國卷) )如圖所示，一如圖所示，一熱敏電阻熱敏電阻R RT T放在控溫容器放在控溫容器M M內(nèi)；內(nèi)； 為毫為毫安表，量程安表，量程6 mA6 mA，內(nèi)阻為數(shù)十歐姆；，內(nèi)阻為數(shù)十歐姆；E E為直流電源，電動勢約為為直流電源，電動勢約為3 V3 V，內(nèi)，內(nèi)阻很??；阻

21、很?。籖 R為電阻箱，最大阻值為為電阻箱，最大阻值為999.9 999.9 ；S S為開關(guān)為開關(guān). .已知已知R RT T在在95 95 時的阻值為時的阻值為150 150 ，在，在20 20 時的阻值約為時的阻值約為550 550 ，現(xiàn)要求在降溫過程中測量在現(xiàn)要求在降溫過程中測量在95 95 20 20 之間的多個溫度下之間的多個溫度下R RT T的阻值的阻值. .(1)(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)(2)完成下列實驗步驟中的填空：完成下列實驗步驟中的填空：a a依照實驗原理電路圖連線依照實驗原理電路圖連線. .b b調(diào)節(jié)控溫容器調(diào)節(jié)控

22、溫容器M M內(nèi)的溫度，使得內(nèi)的溫度，使得R RT T的溫度為的溫度為95 .95 .c c把電阻箱調(diào)到適當?shù)某踔?，以保證儀器安全把電阻箱調(diào)到適當?shù)某踔?，以保證儀器安全. .d d閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，記錄電流表的示數(shù)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，記錄電流表的示數(shù)I I0 0，并記錄，并記錄_._.e e將將R RT T的溫度降為的溫度降為T T1 1(20 T(20 T1 195 )95 )；調(diào)節(jié)電阻箱，使得電；調(diào)節(jié)電阻箱，使得電流表的讀數(shù)流表的讀數(shù)_，記錄，記錄_._.f f溫度為溫度為T T1 1時熱敏電阻的電阻值時熱敏電阻的電阻值R RT1T1_._.g g逐步降低逐步降低T T1 1的數(shù)值，直

23、至的數(shù)值，直至20 20 為止；在每一溫度下重復步為止；在每一溫度下重復步驟驟e e、f.f. 【解析】【解析】(1)(1)電阻箱的最大阻值與熱敏電阻的最大阻值相差不電阻箱的最大阻值與熱敏電阻的最大阻值相差不大，因此電阻箱應與熱敏電阻串聯(lián)大，因此電阻箱應與熱敏電阻串聯(lián). .(2)(2)本實驗原理是當電路的電流相等時，外電路的總電阻相等，本實驗原理是當電路的電流相等時，外電路的總電阻相等，所以所以95 95 和和T T1 1時電路的總電阻相等，有時電路的總電阻相等，有150 150 R R0 0R RT1T1R R1 1，即即R RT1T1R R0 0R R1 1150 .150 .答案：答案：(1)(1)實驗原理電路圖如圖所示實驗原理電路圖如圖所示(2)d.(2)d.電阻箱的讀數(shù)電阻箱的讀數(shù)R R0 0 e e仍為仍為I I0 0 電阻箱的讀數(shù)電阻箱的讀數(shù)R R1 1 f fR R0 0R R1 1150 150