2019届高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器第3讲实验：传感器的简单应用学案.docVIP

第3讲　实验：传感器的简单应用 微知识1 实验目的 1．了解传感器的工作过程，掌握敏感元件的特性。 2．学会传感器的简单使用。 微知识2 实验原理 传感器是将它感受的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)，其工作过程是通过对某一物理量敏感的元件将感受到的信号按一定规律转换成便于利用的信号。例如，光电传感器是利用光敏电阻将光信号转换成电信号，热电传感器是利用热敏电阻或金属热电阻将温度信号转换成电信号，转换后的信号经过电子电路的处理就可以达到自动控制、遥控等各种目的了。 微知识3 实验器材 热敏电阻，光敏电阻，烧杯，温度计，热水，多用电表，小灯泡，学生电源，开关与导线，滑动变阻器，铁架台，光电计数器。 微知识4 实验步骤 1．研究热敏电阻的热敏特性 (1)按图所示连接好电路，将热敏电阻绝缘处理，多用电表的选择开关置于“×100”挡。(2)先用多用电表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。 (5)根据记录数据，分析热敏电阻的特性。 2．研究光敏电阻的光敏特性 (1)将光电传感器、多用电表、灯泡、滑动变阻器按图所示电路连接好，其中多用电表置于“×1 k”挡。 (2)先测出小灯泡不发光时光敏电阻的阻值，并记录数据。 (3)打开电源，让小灯泡发光，调节小灯泡的亮度，使之逐渐变亮，观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录。 (4)根据记录数据，分析光敏电阻的特性。 3．将手掌或一个厚纸板插入光源和光电计数器之间，观察、分析光电计数器的工作原理。 微知识5 数据处理 根据上面记录的数据，完成以下表格内容。 1．研究热敏电阻的热敏特性2.研究光敏电阻的光敏特性微知识6 注意事项 1．热敏电阻、烧杯、温度计容易破损，实验中注意轻拿轻放。 2．光电计数器、小灯泡的额定电压比较小(不超过6 V)，实验中切忌超过其额定电压损坏器材。3．烧杯中加水时，要等热敏电阻温度稳定后再测量其阻值。一、思维辨析(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。) 1．热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。(√) 2．金属热电阻的阻值随温度的升高而减小。(×) 3．光敏电阻的阻值随光照强度的增大而增大。(×) 二、对点微练 1．(传感器的原理)(多选)关于传感器的作用，下列说法正确的有(　　) A．通常的传感器可以直接用来进行自动控制 B．传感器可以用来采集信息 C．传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量 D．传感器可以将所有感受到的信号都转换为电学量 解析　传感器是将感受到的非电学量转化为电学量的仪器，不同的传感器感受不同的信号，B、C项对。 答案　BC　 2．(热敏电阻)如图所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻(负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻)，L为小灯泡，当温度降低时(　　)A．R1两端的电压增大 B．电流表的示数增大 C．小灯泡的亮度变强 D．小灯泡的亮度变弱 解析　温度降低时R2增加，干路电流减小，R1两端电压、电流表示数都减小，灯泡两端电压变大、亮度变强。 答案　C　 3．(光敏电阻)街旁的路灯、江海里的航标都要求在夜晚亮，白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的(　　) A．压敏性　　　　　B．光敏性 C．热敏性 D．三种特性都利用 解析　街旁的路灯和江海里的航标，都是利用了半导体的光敏性，夜晚电阻大，白天电阻小，控制了电路的通断。 答案　B　见学生用书P178 微考点　1　热敏电阻的原理及应用　　　　　　　　　　　 核|心|微|讲 金属热电阻和热敏电阻 金属的电阻率随温度的升高而增大，用金属丝可以制作温度传感器，称为热电阻。与金属不同的是有些半导体的导电能力随温度的升高而增强，故可以用半导体材料制成热敏电阻。与热敏电阻相比，金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大，但灵敏度较差。 典|例|微|探 【例1】　某同学尝试把一个灵敏电流表改装成温度表，他所选用的器材有： 灵敏电流表(待改装)，学生电源(电动势为E，内阻不计)，滑动变阻器，单刀双掷开关，导线若干，导热性能良好的防水材料，标准温度计，PTC热敏电阻Rt(PTC线性热敏电阻的阻值与摄氏温度t的关系为Rt＝a＋kt，a0，k0)。 设计电路图如图所示，并按如下步骤进行操作。 (1)按电路图连接好实验器材。 (2)将滑动变阻器滑片P滑到________(填“a”或“b”)端，单刀双掷开关S掷于________(填“c”或“d”)端，调节滑片P使电流表________，并在以后的操作中保持滑片P位置不动，设此时电路总电阻