2014年高考物理一轮复习 实验十一 传感器的简单使用理论指导 新人教版

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1、【创新方案】2014年高考物理一轮复习实验十一传感器的简单使用(1)了解传感器的工作原理，知道热敏电阻、光敏电阻等敏感元件的特性。(2)了解传感器在技术上的简单应用。(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)工作过程如图：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。1．研究热敏电阻的热敏特性图实－11－1(1)实验步骤：①按如图实－11－1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

2、烧杯中没有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、电阻值填入表中，分析热敏电阻的特性。次数待测量　　温度(℃)电阻(Ω)②在坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线。③图实－11－2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

3、阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器按如图实－11－3所示电路连接好，其中多用电表置于“×100”挡；图实－11－3②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用手掌(或黑纸)遮光时的电阻值又是多少，并记录。(2)数据处理：把记录的结果填入表中，根据记录数据分析光敏电阻的特性。光照强度弱中强无光照射阻值(Ω)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。(1)在做热敏实验时，加开水后要等一会儿再测其阻值

4、，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照射到光敏电阻上的光的强度。(3)欧姆表每次换挡后都要重新调零。实验原理与操作[例1]　如图实－11－4所示，图甲为热敏电阻的R－t图象，图乙为此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈电阻为100Ω。当线圈电流大于或等于10mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势E＝6V，内阻不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。图实－11－4(1)应该把恒温箱内的加热器接在___

5、_____(填“A、B”或“C、D”)两端；(2)如果要使恒温箱内的温度保持50℃，可变电阻R′的值应调节为________Ω；(3)如果要使恒温箱内的温度保持100℃，可变电阻R′的值应调节为________Ω；(4)若可变电阻R′可在380Ω到470Ω范围内调节，则此恒温箱可控制的恒温范围是________℃。[解析]　(1)温度低于要求时，电路加热设备应工作，此时热敏电阻的阻值大，由闭合电路的欧姆定律可知，电路中电流小，弹簧将衔铁向上拉起，故恒温箱加热器应接A、B两端。(2)恒温箱内的温度保持50℃，由甲图可知热敏电阻此温度的阻值

6、为100Ω，由闭合电路欧姆定律可知E＝I(100＋R′＋100)，得R′＝400Ω，所以可变电阻R′的值应调为400Ω。(3)恒温箱内的温度保持100℃，由甲图可知热敏电阻此温度的阻值为50Ω，由闭合电路欧姆定律可知E＝I(100＋R′＋50)，得R′＝450Ω，所以可变电阻R′的值应调为450Ω。(4)可变电阻R′可在380Ω到470Ω范围内调节，由闭合电路欧姆定律可知E＝I(100＋R1＋380)和E＝I(100＋R2＋470)，解得热敏电阻的阻值分别为R1＝120Ω，R2＝30Ω，由甲图可知对应的温度分别是t1＝40℃，t2＝16

7、0℃，此恒温箱可控制的恒温范围是40～160℃。[答案]　(1)A、B　(2)400　(3)450　(4)40～160℃数据处理与误差分析[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，请在给定的坐标系(图实－11－5)中描绘出阻值随照度变化的曲线，并

8、说明阻值随照度变化的特点。图实－11－5(2)如图实－11－6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