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．傳感器能夠將感受到的物理量(力、熱、光、聲等)轉換成便于測量的量(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 Ω.將熱敏電阻和溫度計插入帶塞的保溫杯中，杯內有一定量的冷水，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(3 V、內阻可忽略)、直流電流表(內阻約1 Ω)、直流電壓表(內阻約5 kΩ)、滑動變阻器(0～20 Ω)、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 Ω)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：①往保溫杯里加一些熱水，待溫度計穩(wěn)定時讀出溫度計值；②調節(jié)滑動變阻器，快速測出幾組電壓表和電流表的值；③重復①和②，測量不同溫度下的數(shù)據(jù)；④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2 V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1.0 lx時啟動照明系統(tǒng)，在虛線框內完成電路原理圖．(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3 V，內阻不計)； 定值電阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ，R3＝40 kΩ(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?。?(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1.0 lx時啟動照明系統(tǒng)，此時光敏電阻阻值為20 kΩ，兩端電壓為2 V，電源電動勢為3 V，故應加上一個分壓電阻，分壓電阻阻值為10 kΩ，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量，找到一個力電轉換器，該轉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，測量時先調節(jié)輸入端的電壓，使轉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量成正比的輸出電壓U.現(xiàn)有下列器材：力電轉換器、質量為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(可置于力電轉換器的受壓面上)． (1)設計一個電路，要求力電轉換器的輸入電壓可調，并且使電壓的調節(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．“測量時先調節(jié)輸入端的電壓，使轉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量成正比的輸出電壓U”“該轉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“力電轉換器的輸入電壓可調，并且使電壓的調節(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： ①調節(jié)滑動變阻器，使轉換器的輸出電壓為零； ②將質量為m0的砝碼放在轉換器的受壓面上，記下輸出電壓U0； ③將待測物體放在轉換器的受壓面上，記下輸出電壓U1；,解析,答案,考點三 創(chuàng)新實驗設計,