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1、2018《世纪金榜》PPT课件实验12-传感器的使用【实验目的】1.认识热敏电阻、光敏电阻等传感器中的敏感元件。2.了解传感器在技术上的简单应用。【实验原理】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:2.数据处理:(1)根据记录数据,把测量到的温度值和电阻值填入表中,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)根据R-t图线,得出结论(热敏电阻的阻值随温度的升高而减小)。
2、二、研究光敏电阻的光敏特性1.实验步骤:(1)将光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器按如图所示电路连接好,并将多用电表置于“×100”挡。(2)先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值,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,观察表盘指针显示电阻阻值的情况,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
3、化,光照增强电阻变小,光照减弱电阻变大。【注意事项】1.在做热敏电阻实验时,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,并同时读出水温和电压、电流值。2.光敏电阻实验中,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。热点一 热敏电阻的原理及应用【典例1】热敏电阻是传感电路中常用的电子元件,现用伏安法研究电阻在不同温度下的伏安特性曲线,要求特性曲线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的阻值为4～5Ω。将热
4、敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中,杯内有一定量的冷水,其他备用的仪表和器具有:盛有热水的热水瓶(图中未画出)、电源(3V、内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1Ω)、直流电压表(内阻约5kΩ)、滑动变阻器(0～20Ω)、开关、导线若干。世纪金榜导学号42722247(1)在图甲中画出实验电路图。(2)根据电路图,在图乙所示的实物图上连线。(3)简要写出完成接线后的主要实验步骤。【解题指导】(1)命题立意:该题利用伏安法来探究热敏电阻与温度的关系,考查了伏安法测电阻的方法和热敏电阻的特点。(2)解题关键
5、:电路设计时要注意两个细节:①电流表是内接还是外接;②滑动变阻器是采用分压式还是限流式接法。【解析】常温下待测热敏电阻的阻值(4～5Ω)较小,应该选用电流表外接法。热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,热敏电阻两端的电压由零逐渐增大,滑动变阻器选用分压式。(1)实验电路如图甲所示。(2)根据电路图,连接实物图如图乙所示。(3)完成接线后的主要实验步骤:①往保温杯里加一些热水,待温度稳定时读出温度计值;②调节滑动变阻器,快速测出几组电压表和电流表的值;③重复步骤①和②,测量不同温度下的数据;④绘出各测量
6、温度下的热敏电阻的伏安特性曲线。答案:见解析【强化训练】1.(多选)如图所示的电路中,当半导体材料做成的热敏电阻浸泡到热水中时,电流表示数增大,则说明( )A.热敏电阻在温度越高时,电阻越大B.热敏电阻在温度越高时,电阻越小C.半导体材料温度升高时,导电性能变差D.半导体材料温度升高时,导电性能变好【解析】选B、D。半导体材料做成的热敏电阻的导电性能与温度有关,温度越高时,导电性能越好,电阻越小,故A、C错,B、D对。2.(2017·德州模拟)温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中,它
7、是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性工作的。如图甲所示,电源的电动势E=9.0V,内电阻不计;G为灵敏电流计,内阻Rg保持不变;R为热敏电阻,其电阻值与温度的变化关系如图乙所示。闭合开关S,当R的温度等于20℃时,电流表示数I1=2mA;当电流表的示数I2=3.6mA时,热敏电阻的温度__________℃。【解析】从图乙查得t=20℃时,R的阻值为4kΩ由E=I1(R+Rg)得:当I2=3.6mA时,设热敏电阻的阻值为R′,则从图乙查得此时对应的温度t2=120℃答案:120【反思归纳】热敏电阻
8、的特点和应用(1)热敏电阻特点:正温度系数的热敏电阻,温度越高,电阻越大;负温度系数的热敏电阻,温度越高,电阻越小。(2)热敏电阻的应用:应用热敏电阻时,一般是利用温度控制电阻,利用电阻控制电流、电压,所以可以根据电压或电流计算电阻,根据电阻分析温度。热点二 光敏电阻传感器的应用【典例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R
