与名师对话·高三课标版物理10–3传感器的简单应用.pptVIP

(对应学生用书P212) 一、实验目的 1．认识热敏电阻、光敏电阻等传感器的特性． 2．了解传感器的简单应用．;二、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：;三、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．;四、实验过程 1．研究热敏电阻的热敏特性 (1)实验步骤 ①按右图所示连接好电路，将热敏电阻绝缘处理； ②把多用电表置于“欧姆”挡，并选择适当的量程测出烧杯中没有热水时热敏电阻的阻值，并记下温度计的示数；;③向烧杯中注入少量的冷水，使热敏电阻浸没在冷水中，记下温度计的示数和多用电表测量的热敏电阻的阻值； ④将热水分几次注入烧杯中，测出不同温度下热敏电阻的阻值，并记录． (2)数据处理 ①根据记录数据，把测量到的温度、电阻值填入下表中，分析热敏电阻的特性.;②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． ③根据实验数据和R－t图线，得出结论：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．;2．研究光敏电阻的光敏特性 (1)实验步骤 ①将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按如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接通电源，让小灯泡发光，调节滑动变阻器使小灯泡的亮度逐渐变亮，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)遮住光，观察光敏电阻的阻值又是多少，并记录．;(2)数据处理 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. 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． ;五、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．;六、实验改进 对于热敏电阻的特性，可用以下实验进行：如右图所示，将多用电表的选择开关置于“欧姆”挡，再将多用电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻RT的两端相连，这时表针指在某一刻度，观察下述操作过程中指针的偏转情况： 操作一：往RT上擦一些酒精． 操作二：用吹风机将热风吹向电阻． 根据指针偏转方向判定热敏电阻的特性．;实验分析： 1．操作一中指针左偏，说明RT的阻值增大；酒精蒸发吸热，温度降低，所以热敏电阻的阻值随温度的降低而增大． 2．操作二中指针右偏，RT的阻值减小，而电阻RT温度升高，故热敏电阻的阻值随温度的升高而减小． 优点：改进后的实验简单易操作，同学们能很快得出结论．;某同学将RT和两个适当的固定电阻R1、R2连成图(甲)虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻RL的阻值随RT所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围．为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下RL的阻值，测量电路如图(甲)所示，图中的电压表内阻很大．RL的测量结果如表所示．;回答下列问题： (1)根据图(甲)所示的电路，在图(乙)所示的实物图上连线．;(2)为了验证RL与t之间近似为线性关系，在图(丙)的坐标纸上作RL－t关系图线．;(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图(丁)、(戊)所示．电流表的读数为________，电压表的读数为_______．此时等效电阻RL的阻值为________；热敏电阻所处环境的温度约为________．;[思路启迪]　看清题中所给电路的构成；仔细分析表中的数据；按仪表的读数规则读数． [尝试解答]　(1)根据电路图连接实物图．;(2)根据数据描出点，作出直线．;[答案] (1)见尝试解答图　(2)见尝试解答图　(3)115.0 mA　5.0 V　43.5 Ω　64.0 ℃;本实验主要考查伏安法测电阻整体电路的连线、根据数据画图线及基本仪器的读数，主要难点在于精确画出RL－t图线，考查了学生动手能力以及运用图线处理数据的能力.;光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为，照射光较强(如白天)时电阻几乎为0；照射光线较弱(如黑天)时电阻接近于无穷大．利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打开．电磁开关的内部结构如右图所示.;1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接．当励磁线圈中电流大于50 mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于50 mA时，3、4接通．励磁线圈中允许通过的最大电流为100 mA. ;(2)回答下列问题： ①如果励磁线圈的电阻为200 Ω，励磁线圈