【非凡物理】高考物理实验特训(精品教案)：【非凡物理】高考物理实验特训11：传感器的简单应用方案.docx

实验十一：传感器的简单应用一、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。三、实验步骤1.热敏特性实验按如图所示将一热敏电阻连入电路中,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,再将电表的两支表笔分别与热敏电阻两端相连.将热敏电阻放入有少量冷水并插有温度计的烧杯中,在欧姆挡上选择适当的倍率,观察表盘所示热敏电阻的阻值;再分几次向烧杯中倒入开水,观察不同温度下热敏电阻的阻值,看看这个热敏电阻的阻值是如何随温度变化的.2.光敏特性实验按如图所示将一光敏电阻连入电路中,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,再将电表的两支表笔分别与光敏电阻两端相连.在欧姆挡上选择适当的倍率,观察表盘所示光敏电阻的阻值;将手张开放在光敏电阻上方,挡住部分光线,观察表盘所示光敏电阻的阻值;上下移动手掌,观察表盘所示光敏电阻的阻值,总结一下光敏电阻的阻值随光线发生怎样的变化.3.光电计数的基本原理下图是利用光敏电阻自动计数的示意图,其中A是发光仪器,B是接收光信号的仪器,B中的主要元件是光电传感器——光敏电阻.当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻的阻值变小,供给信号处理系统的电压变高,这种高低交替变化的信号经过信号处理系统的处理,就会自动将其转化相应的数字,实现自动计数的功能.考点一　热敏电阻的原理及应用[典例1]　用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻RT，在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线性的。某同学将RT和两个适当的固定电阻R1、R2连成如图实-11-1虚线框内所示的电路，以使电路的等效电阻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，测量电路器材如图实-11-2所示，图中的电压表内阻很大。RL的测量结果如表所示。图实-11-1　　温度t/℃30.040.050.060.070.080.090.0RL阻值/Ω54.351.548.344.741.437.934.7回答下列问题：(1)根据图实-11-1所示的电路，在图实-11-2所示的实物图上连线。图实-11-2(2)为了检验RL与t之间近似为线性关系，在坐标纸上作RL-t关系图线。图实-11-3(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图实-11-4甲、乙所示。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________。图实-11-4[答案]　(1)连线如图所示(2)RL-t关系图线如图所示(3)115mA　5.00V　43.5Ω　64.0℃(62～66℃均正确)[考点总结·要点谨记]1.实验原理及连线[对应第?1?题]根据电路图连接实物图，R1与RT并联，再与R2串联，滑动变阻器为限流接法，注意各电表的极性，开关控制整个电路。3.电表的读数及数据的处理方法[对应第(3)题](1)电流表、电压表读数时应注意有效数字的位数。(2)根据RL＝计算RL的阻值。(3)再由RL-t关系图线找出RL对应的温度。考点二　光敏电阻传感器的应用[典例2]　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)0.20.40.60.81.01.2电阻(kΩ)754028232018(1)根据表中数据，请在图实-11-7所示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。图实-11-7(2)如图实-11-8所示，当1、2两端所加电压上升至2V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1.0lx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3V，内阻不计)；定值电阻：R1＝10kΩ，R2＝20kΩ，R3＝40kΩ(限选其中之一并在图中标出)；开关S及导线若干。图实-11-8[答案]　(1)如图(a)所示　由图可知阻值随照度变化的特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小。(2)如图(b)所示　　　　　　　(a)　　　　　　　　　　　　　　(b)　　[考点总结·要点谨记]1.考查描点作图的方法及分析图像的能力[对应第(1)题](1)描绘图像时，各点应均匀分布在图线两侧，且图线应是平滑的曲线，而不应成为连接各点的折线。(2)根据