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【实验优化演练优化方案】2016届高三物理大一轮复习课件:实验十一传感器的简单使用


第十章

交变电流

传感器

实验十一

传感器的简单使用

第十章

交变电流

传感器

第十章

交变电流

传感器

一、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. 二、实验原理 闭合电路欧姆定律,用欧姆表进行测量和观察. 三、实验器材 热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、温度计、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.

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四、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(如实验原理图甲所示). (2)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.

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2.研究光敏电阻的光敏特性

(1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器连接好(如实
验原理图乙所示),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,观察表盘指针显示电阻阻值的情 况,并记录.

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一、数据处理 1.热敏电阻的热敏特性 (1)画图象 在右图坐标系中,粗略画出热敏电阻的阻值随温度变 化的图线. (2)得结论 热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,随温度的降低 而增大.

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2.光敏电阻的光敏特性 (1)探规律 根据记录数据定性分析光敏电阻的阻值与光照强度的关系. (2)得结论 ①光敏电阻在暗环境下电阻值很大,强光照射下电阻 值很小;

②光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这
个电学量.

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二、误差分析 本实验误差主要来源于温度计和欧姆表的读数. 三、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.

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考点一

热敏电阻的实际应用

考点二

光敏电阻的特性和应用

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考点一 热敏电阻的实际应用 如图,一热敏电阻RT放在控温容器M内;A为毫安表, 量程6 mA,内阻RA为数十欧姆;E为直流电源,电动势 约为3 V,内 阻不计;R为 电阻 箱,最大阻值为 999.9 Ω;S 为开 关.已知RT在95 ℃时的阻值为150 Ω,在20 ℃时 的阻值约为

550 Ω.现要求在降温过程中测量在95~20 ℃之间的 多个温
度下RT的阻值.

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(1)在图中画出连线,完成实验原理电路图.

[答案]

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(2)完成下列实验步骤中的填空. ①依照实验原理电路图连线. ②调节控温容器M内的温度,使得RT的温度为95 ℃. ③将电阻箱调到适当的阻值,以保证仪器安全. ④ 闭合开关.调节电阻箱,记录电流表的示数 I0 ,并记录 电阻箱的读数R0 . ________________ ⑤将RT的温度降为T1(20 ℃<T1<95 ℃);调节电阻箱,使得电 电阻箱的读数为R1 . 流表的读数__________ ,记录_________________ 仍为I0 R0-R1+150 Ω ⑥温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1=________________. ⑦逐步降低T1的数值,直至20 ℃为止;在每一温度下重复步 骤⑤⑥.

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[审题点睛] 题中只给一个毫安表,如何测RT的值? [解析] (1)根据所给器材,要测 量在不同温度下RT的阻值,只能

将电阻箱、热敏电阻、毫安表与
电源串联形成测量电路,如图所示. (2)依照实验原理电路图连线;调节控温容器M内的温 度,使得RT温度为95 ℃,此时RT阻值为150 Ω,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,

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记录毫安表的示数 I0,并记录电阻箱的读数 R0,根据欧 E 姆 定 律 有 : I0 = ; 将 RT 的 温 度 降 为 R0+ 150 Ω+ RA T1(20 ℃ <T1<95 ℃ );调节电阻箱,使得毫安表的读数仍 为 I0,记录电阻箱的读数为 R1 ,根据欧姆定律: I0 = E E E ,则: = ,解 R1+ RT1+ RA R0+ 150 Ω+ RA R1+ RT1+ RA 得: RT1= R0- R1+150 Ω.

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考点二 光敏电阻的特性和应用 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:
照度(lx) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

电阻(kΩ)

75

40

28

23

20

18

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(1)根据表中数据,请在给定的坐标系中描绘出阻值随照度变 化的曲线,并说明阻值随照度变化的特点.

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(2) 如图所示,当1、2两端所加电压上升至 2 V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1.0 lx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 3 V,内阻不计); 定值电阻: R1=10 kΩ, R2= 20 kΩ, R3= 40 kΩ(限选其 中之一并在图中标出 );开关 S 及导线若干.

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[ 解析 ] (1) 光敏电阻的阻值随光照度变化的曲线如图甲所 示.特点:光敏电阻的阻值随光照度的增大非线性减小.

甲 乙 (2)控制开关自动启动照明系统,给1、2两端提供电压,要求 当天色渐暗照度降低至1.0 lx时启动照明系统,即此时光敏电 阻阻值为20 kΩ,两端电压为2 V,电源电动势为3 V,所以应 加上一个分压电阻,分压电阻阻值为10 kΩ,即选用R1,电路 原理图如图乙所示. [答案] 见解析


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