【实验优化演练优化方案】2016届高三物理大一轮复习课件：实验十一传感器的简单使用

第十章交变电流传感器实验十一传感器的简单使用第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器一、实验目的1．了解传感器的工作过程，探究敏感元件的特性．2．学会传感器的简单使用．二、实验原理闭合电路欧姆定律，用欧姆表进行测量和观察．三、实验器材热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、温度计、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．第十章交变电流传感器四、实验步骤1．研究热敏电阻的热敏特性(1)将热敏电阻放入烧杯中的水中，测量水温和热敏电阻的阻值(如实验原理图甲所示)．(2)改变水的温度，多次测量水的温度和热敏电阻的阻值，记录在表格中．第十章交变电流传感器2．研究光敏电阻的光敏特性(1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器连接好(如实验原理图乙所示)，其中多用电表置于“×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)遮光时，观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录．第十章交变电流传感器一、数据处理1．热敏电阻的热敏特性(1)画图象在右图坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线．(2)得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．第十章交变电流传感器2．光敏电阻的光敏特性(1)探规律根据记录数据定性分析光敏电阻的阻值与光照强度的关系．(2)得结论①光敏电阻在暗环境下电阻值很大，强光照射下电阻值很小；②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．第十章交变电流传感器二、误差分析本实验误差主要来源于温度计和欧姆表的读数．三、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．2．光敏实验中，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调零．第十章交变电流传感器考点一热敏电阻的实际应用考点二光敏电阻的特性和应用第十章交变电流传感器考点一热敏电阻的实际应用如图，一热敏电阻RT放在控温容器M内；A为毫安表，量程6mA，内阻RA为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3V，内阻不计；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95～20℃之间的多个温度下RT的阻值．第十章交变电流传感器(1)在图中画出连线，完成实验原理电路图．[答案]第十章交变电流传感器(2)完成下列实验步骤中的填空．①依照实验原理电路图连线．②调节控温容器M内的温度，使得RT的温度为95℃.③将电阻箱调到适当的阻值，以保证仪器安全．④闭合开关．调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录________________．⑤将RT的温度降为T1(20℃T195℃)；调节电阻箱，使得电流表的读数__________，记录_________________．⑥温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1＝________________.⑦逐步降低T1的数值，直至20℃为止；在每一温度下重复步骤⑤⑥.电阻箱的读数R0仍为I0电阻箱的读数为R1R0－R1＋150Ω第十章交变电流传感器[审题点睛]题中只给一个毫安表，如何测RT的值？[解析](1)根据所给器材，要测量在不同温度下RT的阻值，只能将电阻箱、热敏电阻、毫安表与电源串联形成测量电路，如图所示．(2)依照实验原理电路图连线；调节控温容器M内的温度，使得RT温度为95℃，此时RT阻值为150Ω，将电阻箱调到适当的阻值，以保证仪器安全；闭合开关，调节电阻箱，第十章交变电流传感器记录毫安表的示数I0，并记录电阻箱的读数R0，根据欧姆定律有：I0＝ER0＋150Ω＋RA；将RT的温度降为T1(20℃T195℃)；调节电阻箱，使得毫安表的读数仍为I0，记录电阻箱的读数为R1，根据欧姆定律：I0＝ER1＋RT1＋RA，则：ER0＋150Ω＋RA＝ER1＋RT1＋RA，解得：RT1＝R0－R1＋150Ω.第十章交变电流传感器为了节能和环保，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RP在不同照度下的阻值如下表：考点二光敏电阻的特性和应用照度(lx)0.20.40.60.81.01.2电阻(kΩ)754028232018第十章交变电流传感器(1)根据表中数据，请在给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点．第十章交变电流传感器(2)如图所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统．请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0lx时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图．(不考虑控制开关对所设计电路的影响)提供的器材如下：光敏电阻RP(符号，阻值见上表)直流电源E(电动势3V，内阻不计)；定值电阻：R1＝10kΩ，R2＝20kΩ，R3＝40kΩ(限选其中之一并在图中标出)；开关S及导线若干．第十章交变电流传感器[解析](1)光敏电阻的阻值随光照度变化的曲线如图甲所示．特点：光敏电阻的阻值随光照度的增大非线性减小．甲乙(2)控制开关自动启动照明系统，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0lx时启动照明系统，即此时光敏电阻阻值为20kΩ，两端电压为2V，电源电动势为3V，所以应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10kΩ，即选用R1，电路原理图如图乙所示．[答案]见解析