高考物理大一轮复习 实验十一 传感器的简单使用课件 新人教版.ppt

考点一热敏电阻的实际应用 考点二光敏电阻的实际应用 考点三创新实验设计 考点 高三物理一轮复习 实验十一传感器的简单使用 实验目的1 了解传感器的工作过程 探究敏感元件的特性 2 学会传感器的简单使用 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 其工作过程如下图所示 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 实验步骤1 研究热敏电阻的热敏特性 1 将热敏电阻放入烧杯中的水中 测量水温和热敏电阻的阻值 如图甲所示 2 准备好记录电阻与温度关系的表格 如下表 3 改变水的温度 多次测量水的温度和热敏电阻的阻值 记录在表格中 把记录的数据画在R T图中 得图线如图乙所示 待测量 2 研究光敏电阻的光敏特性 1 将光电传感器 多用电表 灯泡 滑动变阻器按右图所示电路连接好 其中多用电表置于 100 挡 2 先测出在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 用手掌 或黑纸 遮光时电阻值又是多少 并记录 把记录的结果填入下表中 根据记录数据分析光敏电阻的特性 光照强度结论 光敏电阻的阻值被光照射时发生变化 光照增强电阻变小 光照减弱电阻变大 误差分析本实验误差主要来源于温度计和欧姆表的读数 注意事项1 在做热敏实验时 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 2 光敏实验中 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射到光敏电阻上的光的多少 3 欧姆表每次换挡后都要重新调零 例1 热敏电阻是传感电路中常用的电子元件 现用伏安法研究电阻在不同温度下的伏安特性曲线 要求特性曲线尽可能完整 已知常温下待测热敏电阻的阻值约4 5 将热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中 杯内有一定量的冷水 其他备用的仪表和器具有 盛有热水的热水瓶 图中未画出 电源 3V 内阻可忽略 直流电流表 内阻约1 直流电压表 内阻约5k 滑动变阻器 0 20 开关 导线若干 1 画出实验电路图 2 根据电路图 在如图所示的实物图上连线 3 简要写出完成接线后的主要实验步骤 常温下待测热敏电阻的阻值 约4 5 较小 应该选用电流表外接法 热敏电阻的阻值随温度的升高而减小 热敏电阻两端的电压由零逐渐增大 滑动变阻器选用分压式 1 实验电路如下图所示 考点一热敏电阻的实际应用 解析 图片显 隐 2 根据电路图 连接实物图如下图所示 3 完成接线后的主要实验步骤 往保温杯里加一些热水 待温度计稳定时读出温度计值 调节滑动变阻器 快速测出几组电压表和电流表的值 重复 和 测量不同温度下的数据 绘出各测量温度下的热敏电阻的伏安特性曲线 见解析 解析 答案 考点一热敏电阻的实际应用 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RP在不同照度下的阻值如下表 1 根据表中数据 请在图甲给定所示的坐标系中描绘出光敏电阻值随照度变化的曲线 并说明阻值随照度变化的特点 考点二光敏电阻的实际应用 图片显 隐 2 如图乙所示 当1 2两端所加电压上升至2V时 控制开关自动启动照明系统 请利用下列器材设计一个简单电路 给1 2两端提供电压 要求当天色渐暗照度降低至1 0lx时启动照明系统 在虚线框内完成电路原理图 不考虑控制开关对所设计电路的影响 提供的器材如下 光敏电阻RP 符号 阻值见上表 直流电源E 电动势3V 内阻不计 定值电阻 R1 10k R2 20k R3 40k 限选其中之一并在图中标出 开关S及导线若干 解析 考点二光敏电阻的实际应用 1 根据表中的数据 在坐标纸上描点连线 得到如图所示的变化曲线 阻值随照度变化的特点 光敏电阻的阻值随光的照度的增大非线性减小 1 光敏电阻的阻值随光照变化的曲线见解析光敏电阻的阻值随光的照度的增大非线性减小 2 电路原理图见解析图 2 因天色渐暗照度降低至1 0lx时启动照明系统 此时光敏电阻阻值为20k 两端电压为2V 电源电动势为3V 故应加上一个分压电阻 分压电阻阻值为10k 即选用R1 此电路的原理图如图所示 解析 答案 考点二光敏电阻的实际应用 例3 某学生为了测量一物体的质量 找到一个力电转换器 该转换器的输出电压正比于受压面的压力 比例系数为k 如图所示 测量时先调节输入端的电压 使转换器空载时的输出电压为0 而后在其受压面上放一物体 即可测得与物体的质量成正比的输出电压U 现有下列器材 力电转换器 质量为m0的砝码 电压表 滑动变阻器 干电池各一个 开关及导线若干 待测物体 可置于力电转换器的受压面上 1 设计一个电路 要求力电转换器的输入电压可调 并且使电压的调节范围尽可能大 画出完整的测量电路图 2 简要说明测量步骤 求出比例系数k 并测出待测物体的质量m 本题是传感器的应用问题 考查实验与探究能力 完成简单的实验设计 力电转换器虽然是一个全新的仪器 但它与其他所有的测量仪器一样 要有一个 调零 的过程 仔细审题 题目中有很多重要的暗示 挖掘这些信息即是我们解决问题的关键 测量时先调节输入端的电压 使转换器空载时的输出电压为0 而后在其受压面上放一物体 即可测得与物体的质量成正比的输出电压U 该转换器的输出电压正比于受压面的压力 比例系数为k 所以输出电压U kmg 题目要求 力电转换器的输入电压可调 并且使电压的调节范围尽可能大 这就暗示我们滑动变阻器必须使用分压式 有了设计电路才可以进行测量步骤 考点三创新实验设计 解析 图片显 隐 见解析 1 设计电路如图所示 2 测量步骤如下 调节滑动变阻器 使转换器的输出电压为零 将质量为m0的砝码放在转换器的受压面上 记下输出电压U0 将待测物体放在转换器的受压面上 记下输出电压U1 解析 答案 考点三创新实验设计