（通用版）2021版高考物理大一轮复习第11章交变电流传感器实验12传感器的简单使用教学案.doc

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1、实验十二　传感器的简单使用1．实验目的(1)了解常见传感器元件的作用。(2)探究热敏电阻、光敏电阻的特性。2．实验原理传感器将感受到的非电学量(力、热、光、声等)，转换成便于测量的电学量。3．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。4．实验过程(1)研究热敏电阻的特性①按如图所示连接好实物。②将热水分几次注入烧杯中，测量每次水的温度、热敏电阻的阻值。③总结：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)研究光敏电阻的特性①将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动

2、变阻器按如图所示正确连接，多用电表置于“×100”挡。②先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值。③打开电源，让小灯泡发光，调节灯泡的亮度使之逐渐变亮，观察光敏电阻的变化情况。④用黑纸遮光时，观察光敏电阻的变化情况。⑤总结：光照增强光敏电阻阻值变小，光照减弱光敏电阻阻值变大。11热敏电阻的特性与应用1．热敏电阻的特性热敏电阻的阻值随温度升高而减小，随温度降低而增大。2．热敏电阻的作用将温度这个热学量转换为电阻这个电学量。[题组训练]1．利用负温度系数热敏电阻(温度越高，电阻越小)制作的热传感器，一般体积很小，可以用来测量很小范围内的温度变化，

3、反应快，而且精确度高。(1)如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路，其他因素不变，只要热敏电阻所处区域的温度降低，电路中电流将变________(选填“大”或“小”)。(2)上述电路中，我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度。如果刻度盘正中的温度为20℃(如图甲所示)，则25℃的刻度应在20℃的刻度的________(选填“左”或“右”)侧。甲　　　　　　　　乙(3)为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度变化，请用图乙中的器材(可增加元器件)设计一个电路。[解析]　(1)因

4、为温度降低时，负温度系数热敏电阻的阻值增大，故电路中电流会减小。(2)由(1)的分析知，温度越高，电流越大，25℃的刻度应对应较大电流，故在20℃的刻度的右侧。(3)电路如图所示[答案]　(1)小　(2)右　(3)见解析2．如图所示，一热敏电阻RT放在控温容器M内；为毫安表，量程为6mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值为999.9Ω；S为开关。已知RT在95℃时的阻值为150Ω，在20℃时的阻值约为550Ω。现要求在降温过程中测量在20～95℃之间的多个温度下RT的阻值。11(1)在图中画出连线，

5、完成实验原理电路图。(2)完成下列实验步骤中的填空：a．依照实验原理电路图连线。b．调节控温容器M内的温度，使得RT的温度为95℃。c．将电阻箱调到适当的阻值，以保证仪器安全。d．闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录________。e．将RT的温度降为T1(20℃

6、骤e、f。[解析]　(1)电阻箱的最大阻值与热敏电阻的最大阻值相差不大，因此电阻箱应与热敏电阻串联，电路图如图所示。(2)本实验原理是电路对应不同状态时，通过调节电阻箱，使电路中的电流相等，外电路的总电阻相等。RT的温度为95℃和降为T1时对应的电路的电阻相等，有150Ω＋R0＝RT1＋R1，即RT1＝R0－R1＋150Ω。[答案]　(1)见解析图　(2)d.电阻箱的读数R0　e．仍为I0　电阻箱的读数R1　f．R0－R1＋150Ω3．(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

7、。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．11(2)电路中应选用滑动变阻器________(填“R1”或“R2”)。(3

8、)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”