高考物理 第3讲 实验十一　传感器的简单使用考点知识总复习教案41

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1、第3讲　实验十一　传感器的简单使用实验目的1．认识热敏电阻、光敏电阻等传感器的特性．2．了解传感器在技术上的简单应用．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．实验过程一、研究热敏电阻的热敏特性二、研究光敏电阻的光敏特性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

2、上的光的多少．3．欧姆表每次换挡后都要重新调零.热敏电阻传感器【例1】热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，现用伏安法研究电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整．已知常温下待测热敏电阻的阻值约4～5Ω.将热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其他备用的仪表和器具有：盛有热水的热水瓶(图中未画出)、电源(3V、内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1Ω)、直流电压表(内阻约5kΩ)、滑动变阻器(0～20Ω)、开关、导线若干．图10－3－1(1)在图10－3－1(a)中画出

3、实验电路图．(2)根据电路图，在图10－3－1(b)所示的实物图上连线．(3)简要写出完成接线后的主要实验步骤．解析　图甲常温下待测热敏电阻的阻值(约4～5Ω)较小，应该选用安培表外接法．热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，热敏电阻两端的电压由零逐渐增大，滑动变阻器选用分压式．(1)实验电路如图甲所示．(2)根据电路图，连接实物图如图乙所示．图乙(3)完成接线后的主要实验步骤：①往保温杯里加一些热水，待温度计稳定时读出温度计值；②调节滑动变阻器，快速测出几组电压表和电流表的值；③重复①和②，测量不

4、同温度下的数据；④绘出各测量温度下的热敏电阻的伏安特性曲线．答案　见解析光敏电阻传感器【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/lx0.20.40.60.81.01.2电阻/kΩ754028232018(1)根据表中数据，请在图10－3－2给定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

5、特点．图10－3－2图10－3－3(2)如图10－3－3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．解析　(1)根据图表中的

6、数据，在坐标纸上描点连线，得到如图所示的变化曲线．阻值随照度变化的特点：光敏电阻的阻值随光照度的增大非线性减小．(2)因天色渐暗照度降低至1.0lx时启动照明系统，此时光敏电阻阻值为20kΩ，两端电压为2V，电源电动势为3V，故应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10kΩ，即选用R1；此电路的原理图如图所示．答案　(1)光敏电阻的阻值随光照变化的曲线见解析光敏电阻的阻值随光照度的增大非线性减小(2)电路原理图见解析图图10－3－4【例3】一中学生为发射的“神舟七号”载人飞船设计了一个可测定竖直方向

7、加速度的装置，其原理可简化为如图10－3－4所示．连接在竖直弹簧上的重物与滑动变阻器的滑动触头连接，该装置在地面上静止时其电压表的指针指在表盘中央的零刻度处，在零刻度的两侧分别标上对应的正、负加速度值．关于这个装置在“神舟七号”载人飞船发射、运行和回收过程中示数的判断正确的是(　　)．A．飞船在竖直加速升空的过程中，如果电压表的示数为正，则飞船在竖直减速返回地面的过程中，电压表的示数为负B．飞船在竖直加速升空的过程中，如果电压表的示数为正，则飞船在竖直减速返回地面的过程中，电压表的示数为负C．飞

8、船在圆轨道上运行时，电压表的示数为零D．飞船在圆轨道上运行时，电压表示数所对应的加速度大小应约为9.8m/s2解析　该装置在地面上静止时，kx＝mg，指针指在表盘中央的零刻度处；飞船在加速上升的过程中，kx>mg，滑动头下移，此时，电压表的示数为正；飞船在竖直减速返回地面的过程中，加速度方向向上，此时电压表示数仍为正，故A、B错；飞船在圆轨道上运行时，飞船中的物体处于完全失重状态，a＝g，弹簧恢复原长，电压表示数不为零，故C错、D对．答案　D【例4】如图10－3－5所示，电容式触摸屏的构造主要是