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1、实验十二传感器的简单应用实验溯本求源│实验热点探究│课时巩固训练│教师备用习题一、实验目的1.认识热敏电阻、光敏电阻等传感器的特性.2.了解传感器的简单应用.二、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.三、实验原理1.闭合电路的欧姆定律.2.应用多用电表的“欧姆挡”进行测量和观察.实验溯本求源四、实验步骤(一)研究热敏电阻的热敏特性1.按图S12-1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烧杯中没有热水时热敏电阻的阻值,并记下温度计
2、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.实验溯本求源图S12-1(二)研究光敏电阻的光敏特性1.将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按图S12-2所示连接好电路,其中多用电表置于“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.打开光源,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)遮光时观察表盘指针显示的电阻值,并记录.实验溯本求源图S
3、12-2五、数据处理(一)研究热敏电阻的热敏特性在图S12-3的坐标系中粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线.实验结论: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,半导体热敏电阻也可以用作温度传感器.实验溯本求源图S12-3(二)研究光敏电阻的光敏特性根据记录数据分析光敏电阻的特性.实验结论:光敏电阻在暗环境下电阻值很大,强光照射下电阻值很小.光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量.实验溯本求源六、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,温度测量存在误差.2.光敏实
4、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,并通过盖上的小孔改变射到光敏电阻上的光强度,电阻值改变不明显易造成误差.3.欧姆表每次换挡后都要重新调零,测电阻时读数存在误差.实验溯本求源热点一热敏电阻的理解及应用实验热点探究例1[2018·全国卷Ⅰ]某实验小组利用如图S12-4甲所示的电路探究在25~80℃范围内某热敏电阻的温度特性.所用器材有:置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT,其标称值(25℃时的阻值)为900.0Ω;电源E(6V,内阻可忽略);电压表V(量程150mV):定值电阻R0(阻值20.0Ω),滑动变阻器R1(最大阻值为
5、1000Ω);电阻箱R2(阻值范围0~999.9Ω);单刀开关S1,单刀双掷开关S2.实验热点探究实验时,先按图甲连接好电路,再将温控室的温度t升至80.0℃,将S2与1端接通,闭合S1,调节R1的滑片位置,使电压表读数为某一值U0;保持R1的滑片位置不变,将R2置于最大值,将S2与2端接通,调节R2,使电压表读数仍为U0;断开S1,记下此时R2的读数.逐步降低温控室的温度t,得到相应温度下R2的阻值,直至温度降到25.0℃.实验得到的R2-t数据见下表.t/℃25.030.040.050.060.070.080.0R2/Ω900.0680.0500.
6、0390.0320.0270.0240.0实验热点探究回答下列问题:(1)在闭合S1前,图甲中R1的滑片应移动到(选填“a”或“b”)端;(2)在图乙的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并作出R2-t曲线;(3)由图乙可得到RT在25~80℃范围内的温度特性.当t=44.0℃时,可得RT=Ω;(4)将RT握于手心,手心温度下R2的相应读数如图丙所示,该读数为Ω,则手心温度为℃.实验热点探究图S12-4实验热点探究[答案](1)b(2)如图所示(3)450(4)620.033.0实验热点探究[解析](1)在闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器R1的滑片应处
7、在阻值最大位置,故应在b端.(2)将t=60℃和t=70℃对应的两组数据点画在坐标纸上,然后用平滑曲线过尽可能多的数据点画出R2-t图像.(3)由R2-t曲线可知,当t=44℃时,RT=450Ω.(4)图中电阻箱读数为(6×100+2×10+0×1+0×0.1)Ω=620.0Ω;根据R2-t曲线可知,当电阻为620.0Ω时,温度为33.0℃.实验热点探究变式题[2017·江苏卷]某同学通过实验制作一个简易的温控装置,实验原理电路图如图S12-5所示,继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源E两端,当继电器的电流超过15mA时,衔铁被吸合,加热器停
8、止加热,实现温控.继电器的电阻约20Ω,热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示.t/℃30
