高考物理大一輪復習 實驗十一 傳感器的簡單使用課件 新人教版.ppt

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考點一熱敏電阻的實際應用 考點二光敏電阻的實際應用 考點三創(chuàng)新實驗設計 考點 高三物理一輪復習 實驗十一傳感器的簡單使用 實驗目的1 了解傳感器的工作過程 探究敏感元件的特性 2 學會傳感器的簡單使用 實驗原理1 傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹?力 熱 光 聲等 轉(zhuǎn)換成便于測量的量 一般是電學量 2 其工作過程如下圖所示 實驗器材熱敏電阻 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 導線等 實驗步驟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 測量水溫和熱敏電阻的阻值 如圖甲所示 2 準備好記錄電阻與溫度關系的表格 如下表 3 改變水的溫度 多次測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 光照強度結(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 誤差分析本實驗誤差主要來源于溫度計和歐姆表的讀數(shù) 注意事項1 在做熱敏實驗時 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 2 光敏實驗中 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 已知常溫下待測熱敏電阻的阻值約4 5 將熱敏電阻和溫度計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 滑動變阻器 0 20 開關 導線若干 1 畫出實驗電路圖 2 根據(jù)電路圖 在如圖所示的實物圖上連線 3 簡要寫出完成接線后的主要實驗步驟 常溫下待測熱敏電阻的阻值 約4 5 較小 應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 滑動變阻器選用分壓式 1 實驗電路如下圖所示 考點一熱敏電阻的實際應用 解析 圖片顯 隱 2 根據(jù)電路圖 連接實物圖如下圖所示 3 完成接線后的主要實驗步驟 往保溫杯里加一些熱水 待溫度計穩(wěn)定時讀出溫度計值 調(diào)節(jié)滑動變阻器 快速測出幾組電壓表和電流表的值 重復 和 測量不同溫度下的數(shù)據(jù) 繪出各測量溫度下的熱敏電阻的伏安特性曲線 見解析 解析 答案 考點一熱敏電阻的實際應用 例2 為了節(jié)能和環(huán)保 一些公共場所使用光控開關控制照明系統(tǒng) 光控開關可采用光敏電阻來控制 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弱 光越強照度越大 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) 請在圖甲給定所示的坐標系中描繪出光敏電阻值隨照度變化的曲線 并說明阻值隨照度變化的特點 考點二光敏電阻的實際應用 圖片顯 隱 2 如圖乙所示 當1 2兩端所加電壓上升至2V時 控制開關自動啟動照明系統(tǒng) 請利用下列器材設計一個簡單電路 給1 2兩端提供電壓 要求當天色漸暗照度降低至1 0lx時啟動照明系統(tǒng) 在虛線框內(nèi)完成電路原理圖 不考慮控制開關對所設計電路的影響 提供的器材如下 光敏電阻RP 符號 阻值見上表 直流電源E 電動勢3V 內(nèi)阻不計 定值電阻 R1 10k R2 20k R3 40k 限選其中之一并在圖中標出 開關S及導線若干 解析 考點二光敏電阻的實際應用 1 根據(jù)表中的數(shù)據(jù) 在坐標紙上描點連線 得到如圖所示的變化曲線 阻值隨照度變化的特點 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時啟動照明系統(tǒng) 此時光敏電阻阻值為20k 兩端電壓為2V 電源電動勢為3V 故應加上一個分壓電阻 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 考點二光敏電阻的實際應用 例3 某學生為了測量一物體的質(zhì)量 找到一個力電轉(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 測量時先調(diào)節(jié)輸入端的電壓 使轉(zhuǎn)換器空載時的輸出電壓為0 而后在其受壓面上放一物體 即可測得與物體的質(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 滑動變阻器 干電池各一個 開關及導線若干 待測物體 可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上 1 設計一個電路 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 畫出完整的測量電路圖 2 簡要說明測量步驟 求出比例系數(shù)k 并測出待測物體的質(zhì)量m 本題是傳感器的應用問題 考查實驗與探究能力 完成簡單的實驗設計 力電轉(zhuǎn)換器雖然是一個全新的儀器 但它與其他所有的測量儀器一樣 要有一個 調(diào)零 的過程 仔細審題 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鍵 測量時先調(diào)節(jié)輸入端的電壓 使轉(zhuǎn)換器空載時的輸出電壓為0 而后在其受壓面上放一物體 即可測得與物體的質(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 這就暗示我們滑動變阻器必須使用分壓式 有了設計電路才可以進行測量步驟 考點三創(chuàng)新實驗設計 解析 圖片顯 隱 見解析 1 設計電路如圖所示 2 測量步驟如下 調(diào)節(jié)滑動變阻器 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 考點三創(chuàng)新實驗設計