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,第十一章,主干知识回顾,-,*,-,名师考点精讲,课堂限时检测,第,3,讲实验十一,:,传感器的简单使用,第十一章,主干知识回顾,-,*,-,名师考点精讲,课堂限时检测,第,3,讲实验十一,:,传感器的简单使用,第,3,讲,实验十一,:,传感器的简单使用,一、实验目的,1.,认识热敏电阻、光敏电阻等传感器中的敏感元件。,2.,了解传感器在技术上的简单应用。,二、实验原理,1.,传感器能够将感受到的物理量,(,力、热、光、声等,),转换成便于测量的量,(,一般是电学量,),。,2.,用闭合电路欧姆定律分析电学量的变化情况。,3.,工作过程如图：,三、实验器材,热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、烧杯、冷水、热水、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等。,四、实验步骤,1,.,研究热敏电阻的热敏特性,(1),将热敏电阻与多用电表接成电路,如图所示。,(2),把多用电表置于欧姆挡,并选择适当的量程测出烧杯中没有热水时,热敏电阻的阻值,并记下温度计的示数。,(3),向烧杯中注入少量的冷水,使热敏电阻浸没在冷水中,记下温度计的,示数和多用电表测量的热敏电阻的阻值。,(4),将热水分几次注入烧杯中,测出不同温度下热敏电阻的阻值,并记录。,2,.,研究光敏电阻的光敏特性,(1),将光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器、开关、学生电源按如图所示电路连接好,其中多用电表置于欧姆挡。,(2),先测出室内自然光的照射下光敏电阻的阻值,并记录数据。,(3),打开电源,让小灯泡发光,调节小灯泡的亮度使之逐渐变亮,观察表盘指针显示电阻阻值的情况,并记录。,(4),测出用手掌,(,或黑纸,),遮光时电阻的阻值,并记录。,五、数据处理,1,.,研究热敏电阻的热敏特性,(1),根据记录数据,把测量到的温度、电阻值填入表中,分析热敏电阻的特性。,(2),在如图所示坐标系中,粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图象。,(3),根据实验数据和,R-t,图线,得出结论,:,热敏电阻的阻值随温度的升高而减少,随温度的降低而增大。,2,.,研究光敏电阻的光敏特性,(1),把记录的结果填入表中,根据记录的数据分析光敏电阻的特性。,(2),得出结论,:,光敏电阻被光照射时其阻值发生变化,光照增强电阻变小,光照减弱电阻变大。,六、注意事项,1.,在做热敏电阻实验时,加开水后要等一会儿再测其阻值,以使电阻温度与水的温度相同,并同时读出水温和电压、电流值。,2.,光敏电阻实验中,如果效果不明显,可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中,并通过盖上小孔改变照射到光敏电阻上的光的强度。,3.,欧姆表每次换挡后都要重新调零。,考点二,考点一,考点一,热敏电阻的应用,典例,1,如图所示,一热敏电阻,R,T,放在控温容器,M,内,A,为毫安表,量程,6 mA,内阻为数十欧姆,;E,为直流电源,电动势约为,3 V,内阻很小,;R,为电阻箱,最大阻值为,999.9;S,为开关。已知,R,T,在,95,时的阻值为,150,在,20,时的阻值约为,550,。现要求在降温过程中测量在,9520,之间的多个温度下,R,T,的阻值。,(1),在图中画出连线,完成实验原理电路图。,考点二,考点一,(2),完成下列实验步骤中的填空。,依照实验原理电路图连线。,调节控温容器,M,内的温度,使得,R,T,温度为,95,。,将电阻箱调到适当的阻值,以保证仪器安全。,闭合开关,调节电阻箱,记录电流表的示数,I,0,并记录,。,将,R,T,的温度降为,T,1,(20,T,1,95,);,调节电阻箱,使得电流表的读数,记录,。,温度为,T,1,时热敏电阻的电阻值,R,T1,=,。,逐步降低,T,1,的数值,直至,20,为止,;,在每一温度下重复步骤,。,考点二,考点一,考点二,考点一,【参考答案】,(1),如图所示,(2),电阻箱的读数,R,0,仍为,I,0,电阻箱的读数为,R,1,R,0,-R,1,+150,考点二,考点一,如图所示,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻,R,T,的两端相连,这时表针恰好指在刻度盘的正中间。若往,R,T,上擦一些酒精,表针将向,左,(,填,“,左,”,或,“,右,”),移动,;,若用吹风机将热风吹向电阻,表针将向,右,(,填,“,左,”,或,“,右,”),移动。,【解析】,若往,R,T,上擦一些酒精,由于酒精蒸发吸热,热敏电阻,R,T,温度降低,电阻值增大,因欧姆表的最大值在左端,所以指针应该向左偏,;,用吹风机将热风吹向电阻,电阻,R,T,温度升高,电阻值减少,指针向右偏。,考点二,考点一,考点二,光敏电阻的应用,典例,2,为了节能和环保,一些公共场所使用光控开关控制照明系统,;,光控开关可采用光敏电阻来控制,光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件,(,照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为,lx),。某光敏电阻,R,P,在不同照度下的阻值如表所示,:,考点二,考点一,考点二,光敏电阻的应用,典例,2,为了节能和环保,一些公共场所使用光控开关控制照明系统,;,光控开关可采用光敏电阻来控制,光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件,(,照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为,lx),。某光敏电阻,R,P,在不同照度下的阻值如表所示,:,考点二,考点一,(1),根据表中数据,请在图甲给定的坐标系中描绘出光敏电阻阻值随照度变化的曲线,并说明阻值随照度变化的特点。,考点二,考点一,考点二,考点一,考点二,考点一,【参考答案】,(1),光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如图甲所示,特点,:,光敏电阻的阻值随光的照度的增大呈非线性减小。,考点二,考点一,(2),电路原理图如图乙所示,考点二,考点一,(2),电路原理图如图乙所示,考点二,考点一,一台臭氧发生器,P,的电阻为,10 k,当供电电压等于,24 V,时能正常工作,否则不产生臭氧。现要用这种臭氧发生器制成自动消毒装置,要求它在有光照时能产生臭氧,在黑暗时不产生臭氧,拟用一个光敏电阻,R,1,对它进行控制,R,1,的阻值在有光照时为,100,、黑暗时为,1000,、允许通过的最大电流为,3 mA;,电源,E,的电压为,36 V,、内阻不计,;,另有一个滑动变阻器,R,2,阻值为,0100,、允许通过的最大电流为,0.4 A;,一个开关,S,和导线若干。,臭氧发生器,P,和光敏电阻,R,1,的符号如图所示。,设计一个满足上述要求的电路图,图中各元件要标上字母代,号,其中滑动变阻器两固定接线柱端分别标上字母,A,、,B(,电路图画在虚线框内,),。,考点二,考点一,解,:,为了能控制臭氧发生器,应该使用滑动变阻器的分压式连接,如图所示。有光照时,P,能正常工作,无光照时,P,不工作。,1.,如图所示,将一光敏电阻连入多用电表两表笔上,将多用电表的选择开,关置于欧姆挡,用光照射光敏电阻时表针的偏角为,现用手掌挡住部分,光线,表针的偏角为,则可判断,(,B,),A.,=,B.,D.,不能确定,和,的关系,【解析】,光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小,开始时有光照射,光敏电阻的阻值较小,当用手掌挡住部分光线时,光敏电阻的阻值增大,因为欧姆表的零刻度在表盘的右侧,所以欧姆表测电阻时,阻值越大,指针张角越小,即,所以,B,项正确。,2.(2015,黄冈质检,),某学习小组的同学在用多用电表研究热敏电阻特性实验中,安装好如图所示的装置。向杯内加入冷水,温度计的示数为,20,多用电表选择适当的倍率,读出热敏电阻的阻值,R,1,。然后向杯内加入热水,温度计的示数为,60,发现多用电表的指针偏转角度较大,则下列说法正确的是,(,D,),A.,多用电表应选用电流挡,温度升高换用大量程测量,B.,多用电表应选用电流挡,温度升高换用小量程测量,C.,多用电表应选用欧姆挡,温度升高时换用倍率大的挡,D.,多用电表应选用欧姆挡,温度升高时换用倍率小的挡,【解析】,测电阻应选用欧姆挡。当温度升高时,热敏电阻受温度变化的影响,偏转角度增大,说明电阻阻值变小,所以应换用倍率小的挡,D,项正确。,3.(,多选,),如图所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置,R,1,为光敏电阻、,R,2,为定值电阻,A,、,B,接监控装置。则下列说法正确的是,(,BC,),A.,当有人通过而遮住光线时,A,、,B,之间电压升高,B.,当有人通过而遮住光线时,A,、,B,之间电压降低,C.,当仅增大,R,2,的阻值时,可增大,A,、,B,之间的电压,D.,当仅减小,R,2,的阻值时,可增大,A,、,B,之间的电压,【解析】,R,1,是光敏电阻,有光照射时,电阻变小,当有人通过而遮住光线时,R,1,的阻值变大,回路中的电流,I,减小,A,、,B,间的电压,U=IR,2,减小,故,A,项错误,B,项正确,;,由闭合电路欧姆定律得,U=E-I(R,1,+r),当仅增大,R,2,的阻值时,电路中的电流减小,A,、,B,间的电压,U,增大,故,C,项正确,;,当减小,R,2,的阻值时,电路中的电流增大,A,、,B,间的电压,U,减小,故,D,项错误。,4.,如图所示,:1,是弹簧,2,是衔铁,3,是触点,4,是电磁铁,5,是热敏电阻,6,是滑动变阻器,7,是电铃,它们组成一种温度自动报警电路。说明这种简单温度自动报警电路的工作原理。,解,:,当热敏电阻的温度升高时,电阻减小,电磁铁电路中电流增大,当电流达到一定值时电磁铁吸引衔铁使电铃电路闭合,电铃发声报警。当温度下降后,电阻增大,电流减小,电磁铁磁性减弱,衔铁被弹簧拉起,电铃电路断开,电铃不发声。,
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