高考物理大一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)十一 傳感器的簡(jiǎn)單使用課件 新人教版.ppt

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考點(diǎn)一熱敏電阻的實(shí)際應(yīng)用 考點(diǎn)二光敏電阻的實(shí)際應(yīng)用 考點(diǎn)三創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 考點(diǎn) 高三物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)十一傳感器的簡(jiǎn)單使用 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解傳感器的工作過(guò)程 探究敏感元件的特性 2 學(xué)會(huì)傳感器的簡(jiǎn)單使用 實(shí)驗(yàn)原理1 傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹?力 熱 光 聲等 轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量的量 一般是電學(xué)量 2 其工作過(guò)程如下圖所示 實(shí)驗(yàn)器材熱敏電阻 光敏電阻 多用電表 鐵架臺(tái) 燒杯 冷水 熱水 小燈泡 學(xué)生電源 繼電器 滑動(dòng)變阻器 開關(guān) 導(dǎo)線等 實(shí)驗(yàn)步驟1 研究熱敏電阻的熱敏特性 1 將熱敏電阻放入燒杯中的水中 測(cè)量水溫和熱敏電阻的阻值 如圖甲所示 2 準(zhǔn)備好記錄電阻與溫度關(guān)系的表格 如下表 3 改變水的溫度 多次測(cè)量水的溫度和熱敏電阻的阻值 記錄在表格中 把記錄的數(shù)據(jù)畫在R T圖中 得圖線如圖乙所示 待測(cè)量 2 研究光敏電阻的光敏特性 1 將光電傳感器 多用電表 燈泡 滑動(dòng)變阻器按右圖所示電路連接好 其中多用電表置于 100 擋 2 先測(cè)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 4 用手掌 或黑紙 遮光時(shí)電阻值又是多少 并記錄 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)度結(jié)論 光敏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 誤差分析本實(shí)驗(yàn)誤差主要來(lái)源于溫度計(jì)和歐姆表的讀數(shù) 注意事項(xiàng)1 在做熱敏實(shí)驗(yàn)時(shí) 加開水后要等一會(huì)兒再測(cè)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 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(guò)蓋上小孔改變射到光敏電阻上的光的多少 3 歐姆表每次換擋后都要重新調(diào)零 例1 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(cè)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 3V 內(nèi)阻可忽略 直流電流表 內(nèi)阻約1 直流電壓表 內(nèi)阻約5k 滑動(dòng)變阻器 0 20 開關(guān) 導(dǎo)線若干 1 畫出實(shí)驗(yàn)電路圖 2 根據(jù)電路圖 在如圖所示的實(shí)物圖上連線 3 簡(jiǎn)要寫出完成接線后的主要實(shí)驗(yàn)步驟 常溫下待測(cè)熱敏電阻的阻值 約4 5 較小 應(yīng)該選用電流表外接法 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)電路如下圖所示 考點(diǎn)一熱敏電阻的實(shí)際應(yīng)用 解析 圖片顯 隱 2 根據(jù)電路圖 連接實(shí)物圖如下圖所示 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 快速測(cè)出幾組電壓表和電流表的值 重復(fù) 和 測(cè)量不同溫度下的數(shù)據(jù) 繪出各測(cè)量溫度下的熱敏電阻的伏安特性曲線 見解析 解析 答案 考點(diǎn)一熱敏電阻的實(shí)際應(yīng)用 例2 為了節(jié)能和環(huán)保 一些公共場(chǎng)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(lái)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 1 根據(jù)表中數(shù)據(jù) 請(qǐng)?jiān)趫D甲給定所示的坐標(biāo)系中描繪出光敏電阻值隨照度變化的曲線 并說(shuō)明阻值隨照度變化的特點(diǎn) 考點(diǎn)二光敏電阻的實(shí)際應(yīng)用 圖片顯 隱 2 如圖乙所示 當(dāng)1 2兩端所加電壓上升至2V時(shí) 控制開關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng) 請(qǐng)利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)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 0lx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(duì)所設(shè)計(jì)電路的影響 提供的器材如下 光敏電阻RP 符號(hào) 阻值見上表 直流電源E 電動(dòng)勢(shì)3V 內(nèi)阻不計(jì) 定值電阻 R1 10k R2 20k R3 40k 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 考點(diǎn)二光敏電阻的實(shí)際應(yīng)用 1 根據(jù)表中的數(shù)據(jù) 在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)連線 得到如圖所示的變化曲線 阻值隨照度變化的特點(diǎn) 光敏電阻的阻值隨光的照度的增大非線性減小 1 光敏電阻的阻值隨光照變化的曲線見解析光敏電阻的阻值隨光的照度的增大非線性減小 2 電路原理圖見解析圖 2 因天色漸暗照度降低至1 0lx時(shí)啟動(dòng)照明系統(tǒng) 此時(shí)光敏電阻阻值為20k 兩端電壓為2V 電源電動(dòng)勢(shì)為3V 故應(yīng)加上一個(gè)分壓電阻 分壓電阻阻值為10k 即選用R1 此電路的原理圖如圖所示 解析 答案 考點(diǎn)二光敏電阻的實(shí)際應(yīng)用 例3 某學(xué)生為了測(cè)量一物體的質(zhì)量 找到一個(gè)力電轉(zhuǎn)換器 該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力 比例系數(shù)為k 如圖所示 測(cè)量時(shí)先調(diào)節(jié)輸入端的電壓 使轉(zhuǎn)換器空載時(shí)的輸出電壓為0 而后在其受壓面上放一物體 即可測(cè)得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓U 現(xiàn)有下列器材 力電轉(zhuǎn)換器 質(zhì)量為m0的砝碼 電壓表 滑動(dòng)變阻器 干電池各一個(gè) 開關(guān)及導(dǎo)線若干 待測(cè)物體 可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上 1 設(shè)計(jì)一個(gè)電路 要求力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào) 并且使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能大 畫出完整的測(cè)量電路圖 2 簡(jiǎn)要說(shuō)明測(cè)量步驟 求出比例系數(shù)k 并測(cè)出待測(cè)物體的質(zhì)量m 本題是傳感器的應(yīng)用問題 考查實(shí)驗(yàn)與探究能力 完成簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 力電轉(zhuǎn)換器雖然是一個(gè)全新的儀器 但它與其他所有的測(cè)量?jī)x器一樣 要有一個(gè) 調(diào)零 的過(guò)程 仔細(xì)審題 題目中有很多重要的暗示 挖掘這些信息即是我們解決問題的關(guān)鍵 測(cè)量時(shí)先調(diào)節(jié)輸入端的電壓 使轉(zhuǎn)換器空載時(shí)的輸出電壓為0 而后在其受壓面上放一物體 即可測(cè)得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓U 該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力 比例系數(shù)為k 所以輸出電壓U kmg 題目要求 力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào) 并且使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能大 這就暗示我們滑動(dòng)變阻器必須使用分壓式 有了設(shè)計(jì)電路才可以進(jìn)行測(cè)量步驟 考點(diǎn)三創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 解析 圖片顯 隱 見解析 1 設(shè)計(jì)電路如圖所示 2 測(cè)量步驟如下 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器 使轉(zhuǎn)換器的輸出電壓為零 將質(zhì)量為m0的砝碼放在轉(zhuǎn)換器的受壓面上 記下輸出電壓U0 將待測(cè)物體放在轉(zhuǎn)換器的受壓面上 記下輸出電壓U1 解析 答案 考點(diǎn)三創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)