實驗十一傳感器的簡單使用 1 認識熱敏電阻 光敏電阻等傳感器中的敏感元件 2 了解傳感器在技術上的簡單應用 1 傳感器能夠將感受到的物理量 力 熱 光 聲等 轉換成便于測量的量 一般是電學量 2 工作過程如圖 熱敏電阻 光敏電阻 多用電表 鐵架臺 燒杯 冷水 熱水 小燈泡 學生電源 繼電器 滑動變阻器 開關 導線等 一 研究熱敏電阻的熱敏特性1 實驗步驟 1 按如圖所示連接好電路 將熱敏電阻絕緣處理 2 把多用電表置于 歐姆 擋 并選擇適當的量程測出燒杯中沒有水時熱敏電阻的阻值 并記下溫度計的示數 3 向燒杯中注入少量的冷水 使熱敏電阻浸沒在冷水中 記下溫度計的示數和多用電表測量的熱敏電阻的阻值 4 將熱水分幾次注入燒杯中 測出不同溫度下熱敏電阻的阻值 并記錄 2 數據處理 1 根據記錄數據 把測量到的溫度 電阻值填入表中 分析熱敏電阻的特性 2 在坐標系中 粗略畫出熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖線 3 根據實驗數據和r t圖線 得出結論 熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小 隨溫度的降低而增大 二 研究光敏電阻的光敏特性1 實驗步驟 1 將光敏電阻 多用電表 小燈泡 滑動變阻器按如圖所示電路連接好 其中多用電表置于 100 擋 2 先測出在室內自然光的照射下光敏電阻的阻值 并記錄數據 3 打開電源 讓小燈泡發光 調節小燈泡的亮度使之逐漸變亮 觀察表盤指針顯示電阻阻值的情況 并記錄 4 用手掌 或黑紙 遮光時電阻值又是多少 并記錄 2 數據處理把記錄的結果填入表中 根據記錄數據分析光敏電阻的特性 結論 光敏電阻的阻值被光照射時發生變化 光照增強電阻變小 光照減弱電阻變大 1 溫度計讀數帶來的誤差 可以選用精度高的溫度計在較長時間內讀數三次取平均值 2 歐姆表的讀數帶來的誤差 可以對同一溫度 同一光照強度下的電阻讀數三次取平均值 1 在做熱敏電阻實驗時 加開水后要等一會兒再測其阻值 以使電阻溫度與水的溫度相同 并同時讀出水溫 2 光敏電阻實驗中 如果效果不明顯 可將電阻部分電路放入帶蓋的紙盒中 并通過蓋上小孔改變照射到光敏電阻上的光的強度 3 歐姆表每次換擋后都要重新調零 對于熱敏電阻的特性 可用以下實驗進行 如圖所示 將多用電表的選擇開關置于 歐姆 擋 再將電表的兩支表筆與負溫度系數的熱敏電阻rt的兩端相連 這時表針指在某一刻度 觀察下述操作下的指針偏轉情況 1 往rt上擦一些酒精 2 用吹風機將熱風吹向電阻rt 根據指針偏轉方向判定熱敏電阻的特性 實驗分析 1中指針左偏 說明rt的阻值增大 酒精蒸發吸熱 溫度降低 所以熱敏電阻的阻值隨溫度的降低而增大 2中指針右偏 說明rt的阻值減小 電阻rt溫度升高 故熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小 優點 改進后的實驗簡單易操作 同學們能很快得出結論 熱點一熱敏電阻的原理及應用 例證1 利用負溫度系數熱敏電阻制作的熱傳感器 一般體積很小 可以用來測量很小范圍內的溫度變化 反應快 而且精確度高 1 如果將負溫度系數熱敏電阻與電源 電流表和其他元件串聯成一個電路 其他因素不變 只要熱敏電阻所處區域的溫度降低 電路中電流將變 填 大 或 小 2 上述電路中 我們將電流表中的電流刻度換成相應的溫度刻度 就能直接顯示出熱敏電阻附近的溫度 如果刻度盤正中的溫度為20 如圖甲 則25 的刻度應在20 的刻度的 填 左 或 右 側 3 為了將熱敏電阻放置在某蔬菜大棚內檢測大棚內溫度變化 請用圖乙中的器材 可增加元器件 設計一個電路 規范解答 1 因為負溫度系數熱敏電阻溫度降低時 電阻增大 故電路中電流會減小 2 由 1 的分析知 溫度越高 電流越大 25 的刻度應對應較大電流 故在20 的刻度的右側 3 如圖所示 答案 1 小 2 右 3 見規范解答 熱點二光敏電阻的應用 例證2 利用光敏電阻制作的光傳感器 記錄了傳送帶上工件的輸送情況 如圖甲所示為某工廠成品包裝車間的光傳感記錄器 光傳感器b能接收到發光元件a發出的光 每當工件擋住a發出的光時 光傳感器就輸出一個電信號 并在屏幕上顯示出電信號與時間的關系 如圖乙所示 若傳送帶始終勻速運動 每兩個工件間的距離為0 2m 則下列說法正確的是 a 傳送帶運動的速度是0 1m sb 傳送帶運動的速度是0 2m sc 該傳送帶每小時輸送3600個工件d 該傳送帶每小時輸送7200個工件 規范解答 選b c 從乙圖可以知道 每間隔1秒的時間光傳感器就輸出一個電信號 而在這一段時間內傳送帶運動了兩個工件之間的距離 所以傳送帶運動的速度是v m s 0 2m s 故a錯誤b正確 傳送帶每小時傳送的距離為 s vt 0 2 3600m 工件個數為 n 3600個 c正確d錯誤 1 嫦娥二號 衛星上攜帶7件探測儀器 其中可能有 a 味覺傳感器b 氣體傳感器c 聽覺傳感器d 視覺傳感器 解析 選d 嫦娥二號 衛星是為探測月球而發射的在軌衛星 而月球上無氣體 所以不需要氣體傳感器和聽覺傳感器 當然也用不到味覺傳感器 但需要的是為月球 照相 的視覺傳感器 ccd立體相機 2 2013 廈門模擬 如圖所示 r1為定值電阻 r2為負溫度系數的熱敏電阻 負溫度系數熱敏電阻是指阻值隨溫度的升高而減小的熱敏電阻 l為小燈泡 當溫度降低時 a r1兩端的電壓增大b 電流表的示數增大c 小燈泡的亮度變強d 小燈泡的亮度變弱 解析 選c 溫度降低時 r2的阻值增大 干路電流減小 r1兩端電壓 電流表示數都減小 小燈泡兩端電壓變大 小燈泡亮度變強 只有c項正確 3 2013 龍巖模擬 2007年度諾貝爾物理學獎授予了法國和德國的兩位科學家 以表彰他們發現 巨磁電阻效應 基于巨磁電阻效應開發的用于讀取硬盤數據的技術 被認為是納米技術的第一次真正應用 在下列有關其他電阻應用的說法中 錯誤的是 a 熱敏電阻可應用于溫度測控裝置中b 光敏電阻是一種光電傳感器c 電阻絲可應用于電熱設備中d 電阻在電路中主要起到通過直流 阻礙交流的作用 解析 選d 熱敏電阻用于溫控 光敏電阻用于光電傳感器 電阻絲主要是熱效應 故a b c說法正確 而電阻對交 直流作用等效 故d說法錯誤 4 2012 浙江高考改編 為了測量儲罐中不導電液體的高度 將與儲罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構成的電容器c置于儲罐中 電容器可通過開關s與線圈l或電源相連 如圖所示 當開關從a撥到b時 由l與c構成的回路中產生周期的振蕩電流 當罐中的液面上升時 a 電容器的電容減小b 電容器的電容增大c lc回路的振蕩周期減小d lc回路的振蕩頻率增大 解析 選b 液面上升時 兩板間的電介質變多 根據電容的決定式知 電容器的電容c增大 選項b正確 a錯誤 根據振蕩電流的周期可知 周期變大 由可知 頻率變小 選項c d錯誤 5 2010 大綱版全國卷 如圖所示 一熱敏電阻rt放在控溫容器m內 為毫安表 量程6ma 內阻為數十歐姆 e為直流電源 電動勢約為3v 內阻很小 r為電阻箱 最大阻值為999 9 s為開關 已知rt在95 時的阻值為150 在20 時的阻值約為550 現要求在降溫過程中測量在95 20 之間的多個溫度下rt的阻值 1 在圖中畫出連線 完成實驗原理電路圖 2 完成下列實驗步驟中的填空 a 依照實驗原理電路圖連線 b 調節控溫容器m內的溫度 使得rt的溫度為95 c 把電阻箱調到適當的初值 以保證儀器安全 d 閉合開關 調節電阻箱 記錄電流表的示數i0 并記錄 e 將rt的溫度降為t1 20 t1 95 調節電阻箱 使得電流表的讀數 記錄 f 溫度為t1時熱敏電阻的電阻值rt1 g 逐步降低t1的數值 直至20 為止 在每一溫度下重復步驟e f 解析 1