高考物理 实验十一传感器的简单应用复习课件 沪科.ppt

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1、实验十一传感器的简单应用实验十一传感器的简单应用2021/8/11 星期三1 过程分析导引过程分析导引实验典例精析实验典例精析知能优化演练知能优化演练实实验验十十一一传传感感器器的的简简单单应应用用知识要点归纳知识要点归纳2021/8/11 星期三2知识要点归纳知识要点归纳实验实验目的目的1了解传感器的工作过程，掌握敏感元件的了解传感器的工作过程，掌握敏感元件的特性；特性；2学会传感器的简单使用学会传感器的简单使用2021/8/11 星期三3实验实验原理原理传传感器是将它感受到的物理量感器是将它感受到的物理量(如力、如力、热热、光、声、光、声等等)转换转换成便于成便于测测量的量量的量(一般是一

2、般是电电学量学量)其工作其工作过过程是通程是通过对过对某一物理量敏感的元件将感受到的某一物理量敏感的元件将感受到的信号按一定信号按一定规规律律转换转换成便于利用的信号成便于利用的信号2021/8/11 星期三4实验实验器材器材热热敏敏电电阻、光敏阻、光敏电电阻、阻、烧烧杯、温度杯、温度计计、热热水、冷水、冷水、多用水、多用电电表、小灯泡、学生表、小灯泡、学生电电源、开关与源、开关与导线导线、滑滑动变动变阻器、阻器、铁铁架台、光架台、光电计电计数器数器2021/8/11 星期三5过程分析导引过程分析导引一、一、实验实验步步骤骤 图图10311研究研究热热敏敏电电阻的阻的热热敏特性敏特性(1)按按

3、图图1031所示所示连连接好接好电电路，将路，将热热敏敏电电阻阻绝缘处绝缘处理，多用理，多用电电表的表的选择选择开关置于开关置于“100”欧欧姆姆挡挡；2021/8/11 星期三6(2)先先用用多多用用电电表表测测出出烧烧杯杯中中没没有有热热水水时时热热敏电阻的阻值，并记下温度计的示数；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；用电表测量的热敏电阻的阻值；2021/8/11 星期三7(4)将将热热水分几次注入水分几次注入烧烧杯中，杯中

4、，测测出不同温度下出不同温度下热热敏敏电电阻的阻阻的阻值值，并，并记录记录；(5)根据根据记录记录数据，分析数据，分析热热敏敏电电阻的特性阻的特性 2021/8/11 星期三82研究光敏研究光敏电电阻的光敏特性阻的光敏特性 图图10322021/8/11 星期三9(1)将光电传感器、多用电表、灯泡、滑动将光电传感器、多用电表、灯泡、滑动变阻器按图变阻器按图1032所示电路连接好，其所示电路连接好，其中多用电表置于中多用电表置于“1 k”欧姆挡；欧姆挡；(2)先测出小灯泡不发光时光敏电阻的阻值，先测出小灯泡不发光时光敏电阻的阻值，并记录数据；并记录数据；2021/8/11 星期三10(3)打开打

5、开电电源，源，让让小灯泡小灯泡发发光，光，调节调节小灯泡的亮度使小灯泡的亮度使之逐之逐渐变渐变亮，亮，观观察多用察多用电电表表表表盘盘指指针显针显示示电电阻阻阻阻值值的情况，并的情况，并记录记录；(4)根据根据记录记录数据，分析光敏数据，分析光敏电电阻的特性阻的特性3将手掌或一个厚将手掌或一个厚纸纸板插入光源和光板插入光源和光电计电计数器之数器之间间，观观察、分析光察、分析光电计电计数器的工作数器的工作过过程程2021/8/11 星期三11二、数据二、数据处处理理1热热敏敏电电阻的阻的热热敏特性数据敏特性数据处处理理(1)根据根据实验记录实验记录数据，分析数据，分析热热敏敏电电阻的特性阻的特性

6、.123456温度温度()电阻电阻()次次数数待待测测量量2021/8/11 星期三12(2)在在图图1033坐坐标标系中，粗略画出系中，粗略画出热热敏敏电电阻的阻的阻阻值值随温度随温度变变化的化的图线图线 图图1033(3)根根据据实实验验数数据据和和Rt图图线线，得得出出结结论论：热热敏敏电电阻阻的的阻阻值值随随温温度度的的升升高高而而减减小小，随随温度的降低而增大温度的降低而增大2021/8/11 星期三132光敏光敏电电阻的光敏特性数据阻的光敏特性数据处处理理把把记录记录的的结结果填入下表中，根据果填入下表中，根据记录记录数据分析光数据分析光敏敏电电阻的特性阻的特性.光照强度光照强度弱

7、弱中中强强无光照射无光照射阻值阻值()结结论论：光光敏敏电电阻阻的的阻阻值值被被光光照照射射时时发发生生变变化化，光光照照增增强强电电阻阻变变小小，光光照照减减弱弱电电阻阻变变大大2021/8/11 星期三14三、注意事三、注意事项项1在做在做热热敏敏实验时实验时，加开水后要等一会儿再，加开水后要等一会儿再测测其其阻阻值值，以使，以使电电阻温度与水的温度相同，并同阻温度与水的温度相同，并同时读时读出水温出水温2光敏光敏实验实验中，如果效果不明中，如果效果不明显显，可将，可将电电阻部分阻部分电电路放入路放入带带盖的盖的纸纸盒中，并通盒中，并通过过盖上小孔改盖上小孔改变变射射到光敏到光敏电电阻上的

8、光的多少阻上的光的多少3欧姆表每次欧姆表每次换挡换挡后都要重新后都要重新调调零零2021/8/11 星期三15四、四、实验创实验创新新对对于于热热敏敏电电阻的特性，可用以下阻的特性，可用以下实验进实验进行：行：图图10342021/8/11 星期三16如如图图1034所示，将多用所示，将多用电电表的表的选择选择开关置于开关置于“欧姆欧姆”挡挡，再将，再将电电表的两支表笔与表的两支表笔与负负温度系数的温度系数的热热敏敏电电阻阻Rt的两端相的两端相连连，这时这时表表针针指在某一刻度，指在某一刻度，观观察下述操作下的指察下述操作下的指针针偏偏转转情况：情况：1往往Rt上擦一些酒精上擦一些酒精2用吹用

9、吹风风机将机将热风热风吹向吹向电电阻，根据指阻，根据指针针偏偏转转方向方向判定判定热热敏敏电电阻的特性阻的特性2021/8/11 星期三17实验实验分析：分析：(1)中指中指针针左偏，左偏，说说明明Rt的阻的阻值值增大；增大；酒精蒸酒精蒸发发吸吸热热，温度降低，所以，温度降低，所以热热敏敏电电阻的阻阻的阻值值随温度的降低而增大随温度的降低而增大(2)中指中指针针右偏，右偏，Rt的阻的阻值值减小，而减小，而电电阻阻Rt温度升温度升高，故高，故热热敏敏电电阻的阻阻的阻值值随温度的升高而减小随温度的升高而减小优优点：改点：改进进后的后的实验简单实验简单易操作，学生很快得出易操作，学生很快得出结论结论

10、2021/8/11 星期三18实验典例精析实验典例精析题型一题型一热敏电阻的应用热敏电阻的应用 (2010年高考课标全国卷年高考课标全国卷)用对温度敏感的半导体材料制成用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻的某热敏电阻RT，在给定温度，在给定温度范围内，其阻值随温度的变化范围内，其阻值随温度的变化 图图1035是是非非线线性性的的某某同同学学将将RT和和两两个个适适当当的的固固定定电电阻阻R1、R2连连成成图图1035虚虚线线框框内内所所示示的的电电路路，以以使使该该电电路路的的等等效效电电阻阻RL的的阻阻值值随随RT所所处处环环境境温温度度的的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围变化近似

11、为线性的，且具有合适的阻值范围例例例例1 12021/8/11 星期三19为为了了验证这验证这个个设计设计，他采用伏安法，他采用伏安法测测量在不同温量在不同温度下度下RL的阻的阻值值，测测量量电电路如路如图图1035所示，所示，图图中的中的电压电压表内阻很大表内阻很大RL的的测测量量结结果如下表所示果如下表所示.回答下列回答下列问题问题：温度温度t()30.040.050.060.070.080.090.0RL阻阻值值()54.351.548.344.741.437.934.72021/8/11 星期三20(1)根根据据图图1035所所示示的的电电路路，在在图图1036所示的实物图上连线所示的

12、实物图上连线图图10362021/8/11 星期三21(2)为为了了检验检验RL与与t之之间间近似近似为线为线性关系，在性关系，在图图1037中的坐中的坐标纸标纸上作上作RLt关系关系图线图线图图10372021/8/11 星期三22(3)在某一温度下，在某一温度下，电电路中的路中的电电流表、流表、电压电压表的示表的示数如数如图图1038甲、乙所示甲、乙所示电电流表的流表的读读数数为为_，电压电压表的表的读读数数为为_此此时时等效等效电电阻阻RL的阻的阻值为值为_；热热敏敏电电阻所阻所处环处环境的境的温度温度约为约为_ 图图10382021/8/11 星期三23【解析解析】(1)按照按照实验电

13、实验电路路连连接接实实物物图图如如图图1039所示所示 图图10392021/8/11 星期三24(2)以温度以温度值值及及对应电对应电阻阻值值作出作出RLt关系曲关系曲线线如如图图10310所示所示 图图103102021/8/11 星期三25【答案答案】见解析见解析2021/8/11 星期三26 16届广州届广州亚亚运会帆船运会帆船赛场赛场采用采用风风力力发电给发电给蓄蓄电电池充池充电电，为为路灯提供路灯提供电电能用光敏能用光敏电电阻作阻作为为传传感器控制路灯感器控制路灯电电路的开关，路的开关，实现实现自自动动控制光控制光敏敏电电阻的阻阻的阻值值随照射光的随照射光的强强弱而弱而变变化，作化

14、，作为简为简化化模型，可以近似模型，可以近似认为认为：照射光：照射光较较强强(如白天如白天)时电时电阻几乎阻几乎为为0，照射光，照射光线较线较弱弱(如黑天如黑天)时电时电阻接近于阻接近于无无穷穷大大题型二题型二创新实验创新实验例例例例2 22021/8/11 星期三27利用光敏利用光敏电电阻作阻作为传为传感器，借助感器，借助电电磁开关，可以磁开关，可以实现实现路灯自路灯自动动在白天关在白天关闭闭，黑天打开，黑天打开电电磁开关磁开关的内部的内部结结构如构如图图10311所示所示.1、2两接两接线线柱之柱之间间是励磁是励磁线线圈，圈，3、4两接两接线线柱分柱分别别与与弹弹簧片和触簧片和触点点连连接

15、当励磁接当励磁线线圈中圈中电电流大于流大于50 mA时时，电电磁磁铁铁吸合吸合铁铁片，片，弹弹簧片和触点分离，簧片和触点分离，3、4断开；断开；电电流小于流小于50 mA时时，3、4接通励磁接通励磁线线圈中允圈中允许许通通过过的最大的最大电电流流为为100 mA.2021/8/11 星期三28图图103112021/8/11 星期三29(1)利用以下器材利用以下器材设计设计一个自一个自动动控制路灯的控制路灯的电电路，路，画出画出电电路原理路原理图图光敏光敏电电阻阻R1，符号，符号 ；灯泡；灯泡L，额额定功率定功率40 W，额额定定电压电压36 V，符号，符号 ；保保护电护电阻阻R2，符号，符号

16、 ；电电磁开磁开关，符号关，符号 ；蓄；蓄电电池池E，电压电压36 V，内阻，内阻很小；开关很小；开关S；导线导线若干若干2021/8/11 星期三30(2)回答下列回答下列问题问题：如果励磁如果励磁线线圈的圈的电电阻阻为为200，励磁，励磁线线圈允圈允许许加加的最大的最大电压为电压为_V，保，保护电护电阻阻R2的阻的阻值值范范围围为为_.在有些在有些应应用用电电磁开关的磁开关的场场合，合，为为了安全，往往需了安全，往往需要在要在电电磁磁铁铁吸合吸合铁铁片片时时，接，接线线柱柱3、4之之间间从断开从断开变变为为接通接通为为此，此，电电磁开关内部磁开关内部结结构构应应如何改造？如何改造？请请结结

17、合本合本题题中中电电磁开关内部磁开关内部结结构构图说图说明明答：答：_.任意任意举举出一个其他的出一个其他的电电磁磁铁应铁应用的例子用的例子答：答：_.2021/8/11 星期三31【解析解析】(1)要使光敏要使光敏电电阻能阻能够对电够对电路路进进行控制，行控制，且有光照且有光照时时路灯熄路灯熄灭灭，光敏，光敏电电阻阻应应与与1、2串串联联，路，路灯与灯与3、4串串联联；则电则电路路图图如如图图10312所示所示 图图103122021/8/11 星期三322021/8/11 星期三33【答案答案】(1)电电路原理如路原理如图图10312所示所示(2)20160320把触点从把触点从弹弹簧片右簧片右侧侧移到移到弹弹簧片左簧片左侧侧，保，保证证当当电电磁磁铁铁吸合吸合铁铁片片时时，3、4之之间间接通；不吸合接通；不吸合时时，3、4之之间间断开断开电电磁起重磁起重机机2021/8/11 星期三342021/8/11 星期三35