【物理】2019届一轮复习人教版传感器的简单使用学案 5页

第46讲 传感器的简单使用 ‎ ‎【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)传感器是将它感受到的信号(如力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)。‎ ‎(2)其工作过程如图所示：‎ ‎【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。‎ ‎【实验过程】‎ 一、研究热敏电阻的热敏特性 ‎1．实验步骤 ‎(1)按图所示连接好电路，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。‎ ‎2．数据处理 ‎(1)根据记录数据，把测量到的温度、电阻值填入下表中，分析热敏电阻的特性。‎ 次数 待测量 温度(℃)‎ 电阻(Ω)‎ ‎(2)在图所示坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线。‎ ‎(3)根据实验数据和R－t图线，得出结论：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。‎ 二、研究光敏电阻的光敏特性 ‎1．实验步骤 ‎(1)将光电传感器、多用电表、灯泡、滑动变阻器按图所示电路连接好，其中多用电表置于欧姆“×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，观察多用电表表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录。‎ ‎(4)用手掌(或黑纸)遮光时电阻值又是多少？并记录。‎ ‎2．数据处理 把记录的结果填入下表中，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．在做热敏实验时，加开水后要等一会再测其阻值，以使电阻温度与水温相同，并同时读出水温。‎ ‎2．在光敏实验中，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。‎ ‎【实验改进】‎ 对于热敏电阻的特性，可用以下实验进行：如图所示，将多用电表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻RT的两端相连，这时表针指在某一刻度，观察下述操作下的指针偏转情况：‎ ‎1．往RT上擦一些酒精。‎ ‎2．用吹风机将热风吹向电阻RT。‎ 根据指针偏转方向判定热敏电阻的特性。‎ ‎【实验分析】‎ ‎1．1中指针左偏，说明RT的阻值增大。酒精蒸发吸热，温度降低，所以热敏电阻的阻值随温度的降低而增大。‎ ‎2．2中指针右偏，说明RT的阻值减小。电阻RT温度升高，故热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。‎ 优点：改进后的实验简单易操作，能很快得出结论。‎ 过关检测 ‎1．以下家用电器中不是利用温度传感器的是（　 ）‎ Ａ．空调机 Ｂ．自动门 Ｃ．电冰箱 Ｄ．电饭煲 ‎2． （多选）有关传感器，下列说法正确的是（　）‎ A．光敏电阻能把温度这个热学量转为电阻这个电学量 B．金属热电阻的化学稳定性好，但灵敏度差 C．热敏电阻能把光照强弱这个电学量转为电阻这个电学量 D．霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量 ‎3． （多选）电荷耦合器件的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖；CCD是将光学量转化成为电学量的传感器；下列器件可作为传感器的有 A.发光二极管 B.热敏电阻 C.干电池 D.霍尔元件 ‎4．某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电传感器，该传感器的输出电压正比于受压面的 压力（比例系数为k），如图所示．测量时先调节输入端的电压，使传感器空载时的输出电压 为 0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体质量成正比的输出电压．现有下列器材：‎ 力电传感器、质量为的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、电键及导线若干、待测物体（可置于力电传感器的受压面上）。请完成对该物体质量的测量：‎ ‎（l）设计一个电路，要求力电传感器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路图。‎ ‎（2）以下为简要的测量步骤，请将不完整处补充完整： ‎ A．调节滑动变阻器，使传感器的输出电压为零； ‎ B．将 放在传感器上，记下输出电压 U0； ‎ C．将待测物放在传感器上，记下输出电压 ‎（3）根据以上测量，可求出：比例系数 k = ，待测物体的质量 m = ．‎ ‎5．某兴趣小组为了研制一台“电子秤”，找到一个力电转换传感器，该传感器的输出电压正比于受压面的正压力，实验操作时，先调节传感器输入端的电压(要求从零开始调节)，使力电转换传感器在空载时的输出电压为零；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压。‎ ‎(1)如图所示，E为直流电源；S为开关；R为滑动变阻器；为电压表，在图中用笔画线代替导线连接成实验电路图。‎ ‎(2)若将质量为m0的砝码放在力电转换传感器的受压面上，电压表的示数为U0；然后取下砝码，再将待测质量为m的物体放在力电转换传感器的受压面上，电压表的示数为U，则待测物体的质量m＝________。‎ ‎6．如图所示为一种温度自动报警器的原理图．在水银温度计的顶端封入一段金属丝，当温度达到______℃时，报警灯______发光．（填 “L1”或“L2”） ‎ ‎7．利用光敏电阻制作的光传感器，可以记录传送带上工件的输送情况，如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光传感器B能接收到发光元件A发出的光，每当工件挡住A 发出的光时，光传感器就输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙所示．若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为0.2 m。则传送带运动的速度是 m/s，每小时能输送 个工件。‎ 参考答案 ‎1、B；2、BD；3、BD；‎ ‎4、【答案】（1）设计的电路图如图所示 ‎（2）砝码m0‎ ‎（3） 、；‎ ‎5、【答案】(1)如图所示　(2) ；‎ ‎6、【答案】80；L2；‎ ‎7、【答案】0.2 m/s. 3600；‎