（新课标）高考物理一轮总复习实验十二传感器的简单使用教案

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1、实验十二　传感器的简单使用[实验目的]1．探究热敏电阻、光敏电阻的特性，了解传感器的工作原理．2．了解传感器在技术上的应用．[实验原理]1．传感器的作用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．传感器的工作过程通过对某一物理量敏感的元件将感受到的信号按一定的规律转换成便于测量的信号．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达到方便检测、自动控制、遥控等各种目的．传感器工作的原理可用下图表示：[实验器材]热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、

2、烧杯、冷水、热水、小灯泡、学生电源、滑动变阻器、开关、导线等．[实验步骤及数据处理]一、研究热敏电阻的热敏特性1．实验步骤(1)按图所示连接好电路，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出的热敏电阻的阻值．(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.　　次数待测量　　123456温度/°C电阻/Ω(2)在坐标系中，粗

3、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．二、研究光敏电阻的光敏特性1．实验步骤(1)将光电传感器、多用电表、灯泡、滑动变阻器按如图所示电路连接好，其中多用电表置于“×100”的欧姆挡．(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)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)观察用手掌(或黑纸)遮光时电阻的阻值，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.光照强度弱中强无光照射阻值/Ω结论：

4、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．[注意事项]1．在做热敏实验时，加热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．在做光敏实验时，如果效果不明显，可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中，并通过盖上的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进行欧姆调零．[实验改进]对于热敏电阻的特性，可用以下实验进行：如图所示，将多用电表的选择开关置于“欧姆”挡，再将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，观察下述操作下的指针偏转情况：情况1：往RT上擦一些酒精．情况2：用吹风机将热风吹向电

5、阻RT.根据指针偏转方向判定热敏电阻的特性．实验分析：“情况1”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．“情况2”中指针右偏，说明RT的阻值减小．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，能很快得出结论．热点一　温度传感器的应用[典例1]　(2016·全国卷Ⅰ)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60℃时，系统报警．提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过Ic时就会报警)，电阻箱(最大阻值为999.9Ω)，直流电源(输出电压为U，内阻不计)，滑动

6、变阻器R1(最大阻值为1000Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值为2000Ω)，单刀双掷开关一个，导线若干．在室温下对系统进行调节．已知U约为18V，Ic约为10mA；流过报警器的电流超过20mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60℃时阻值为650.0Ω.(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线．(2)电路中应选用滑动变阻器(填“R1”或“R2”)．(3)按照下列步骤调节此报警系统：①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为Ω；滑动变阻器的滑片应置于(填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是.②将开关向(填“c”或“d”)端闭合，缓慢

7、移动滑动变阻器的滑片，直至．(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用．解析：(1)电路图连接如图所示．(2)报警器开始报警时，对整个回路有U＝Ic(R滑＋R热)代入数据可得R滑＝1150.0Ω，因此滑动变阻器应选择R2.(3)①在调节过程中，电阻箱起到等效替代热敏电阻的作用，电阻箱的阻值应为报警器报警时热敏电阻的阻值，即为650.0Ω.滑动变阻器在电路中为限流接法，滑片应置于b端附近，若置于另一端