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1、 一、实验实验 目的 (1)认识热认识热 敏电电阻、光敏电电阻等传传感器的特性。 (2)了解传传感器的简单应简单应 用。 二、实验实验 原理 (1)传传感器能够够将感受到的物理量(力、热热、光、声 等)转换转换 成便于测测量的量(一般是电电学量)。 (2)其工作过过程如图实图实 111所示： 图实图实 111 三、实验实验 器材 热热敏电电阻、光敏电电阻、多用电电表、铁铁架台、烧烧杯、 冷水、热热水、小灯泡、学生电电源、继电继电 器、滑动变动变 阻器 、开关、导线导线 等。 四、实验过实验过 程 1研究热热敏电电阻的热热敏特性 (1)实验实验 步骤骤： 按图实图实 112所示连连接好电电路，将
2、热热敏电电阻绝绝 缘处缘处 理； 图实图实 112 把多用电电表置于“欧姆”挡挡，并选择选择 适当的量程 测测出烧烧杯中没有热热水时热时热 敏电电阻的阻值值，并记记下温度 计计的示数； 向烧烧杯中注入少量的冷水，使热热敏电电阻浸没在冷 水中，记记下温度计计的示数和多用电电表测测量的热热敏电电阻 的阻值值； 将热热水分几次注入烧烧杯中，测测出不同温度下热热敏 电电阻的阻值值，并记录记录 。 (2)数据处处理： 根据记录记录 数据，把测测量到的温度、电电阻值值填入 下表中，分析热热敏电电阻的特性。 电电阻() 温度() 次数 待测测量 在图实图实 113坐标标系中，粗略画 出热热敏电电阻的阻值值随
3、温度变变化的图线图线 。 根据实验实验 数据和Rt图线图线 ，得出 结论结论 ：热热敏电电阻的阻值值随温度的升高而减小，随温度的 降低而增大。 图实图实 113 2研究光敏电电阻的光敏特性 (1)实验实验 步骤骤： 将光敏电电阻、多用电电表、灯泡、 滑动变动变 阻器按如图实图实 114所示电电路 连连接好，其中多用电电表置于“100”挡挡； 先测测出在室内自然光的照射下光敏电电阻的阻值值， 并记录记录 数据； 接通电电源，让让小灯泡发发光，调节调节 滑动变动变 阻器使 小灯泡的亮度逐渐变渐变 亮，观观察表盘盘指针显针显 示电电阻阻值值 的情况，并记录记录 ； 图实图实 114 用手掌(或黑纸纸
4、)遮住光，观观察光敏电电阻的阻值值又是 多少，并记录记录 。 (2)数据处处理： 把记录记录 的结结果填入下表中，根据记录记录 数据分析光敏 电电阻的特性。 结论结论 ：光敏电电阻的阻值值被光照射时发时发 生变变化，光照 增强电电阻变变小，光照减弱电电阻变变大。 阻值值() 无光照射强中弱光照强度 五、注意事项项 (1)在做热热敏电电阻实验时实验时 ，加开水后要等一会儿再 测测其阻值值，以使电电阻温度与水的温度相同，并同时读时读 出 水温。 (2)在做光敏电电阻实验实验 中，如果效果不明显显，可将电电 阻部分电电路放入带带盖的纸纸盒中，并通过过盖上小孔改变变射 到光敏电电阻上的光的多少。 (3
5、)欧姆表每次换挡换挡 后都要重新调调零。 实验实验 原理与操作 例1 热热敏电电阻是传传感电电路中常用的电电子元件， 现现用伏安法研究电电阻在不同温度下的伏安特性曲线线，要 求特性曲线线尽可能完整。已知常温下待测热测热 敏电电阻的阻 值约值约 45 。将热热敏电电阻和温度计计插入带带塞的保温杯 中，杯内有一定量的冷水，其他备备用的仪仪表和器具有： 盛有热热水的热热水瓶(图图中未画出)、电电源(3 V、内阻可忽 略)、直流电电流表(内阻约约1 )、直流电压电压 表(内阻约约5 k)、滑动变动变 阻器(020 )、开关、导线导线 若干。 图实图实 115 (1)画出实验电实验电 路图图。 (2)根
6、据电电路图图，在图实图实 115所示的实实物图图上连线连线 。 (3)简简要写出完成接线线后的主要实验实验 步骤骤。 解析 常温下待测热测热 敏电电阻的阻值值(约约45 )较较 小，应该选应该选 用安培表外接法。热热敏电电阻的阻值值随温度的 升高而减小，热热敏电电阻两端的电压电压 由零逐渐渐增大，滑动动 变变阻器选选用分压压式。 (1)实验电实验电 路如图实图实 116所示。 图实图实 116 (2)根据电电路图图，连连接实实物图图如图实图实 117所示 。 图实图实 117 (3)完成接线线后的主要实验实验 步骤骤：往保温杯里加 一些热热水，待温度计稳计稳 定时读时读 出温度计值计值 ；调节
7、调节 滑 动变动变 阻器，快速测测出几组电压组电压 表和电电流表的值值；重 复和，测测量不同温度下的数据；绘绘出各测测量温度 下的热热敏电电阻的伏安特性曲线线。 答案 见见解析 题组演练 1(2011江苏高考)美国科学家 Willard S. Boyle与 George E. Smith 因电电荷耦合器件(CCD)的重要发发明荣 获获 2009 年度诺贝诺贝 尔物理学奖奖。CCD 是将光学量转变转变 成电电学量的传传感器。下列器件可作为传为传 感器的有( ) A发发光二极管 B热热敏电电阻 C霍尔元件 D干电电池 解析：传传感器是指能够够感受诸诸如力、温度、光、声、化 学成分等非电电学量，并把
8、它们们按照一定的规规律转换为电转换为电 压压、电电流等电电学量的元件。发发光二极管是电电学元件，是 电电能转换转换 成光能的元件，不是传传感器，A错误错误 ；干电电池 是一种电电源，不是传传感器，D错误错误 ；热热敏电电阻受热时热时 ， 其电电阻会发发生变变化，能把热热学量转换转换 成电电学量，是传传感 器，B正确；霍尔元件能够够把磁感应应强度这这个非电电学量 转换转换 成电压这电压这 个电电学量，是传传感器，C正确。 答案：BC 22007年度诺贝诺贝 尔物理学奖奖授予了法国和德国的两位科 学家，以表彰他们发现们发现 “巨磁电电阻效应应”。基于巨磁电电 阻效应应开发发的用于读读取硬盘盘数据的
9、技术术，被认为认为 是纳纳 米技术术的第一次真正应应用。在下列有关其他电电阻应应用 的说说法中，错误错误 的是 ( ) A热热敏电电阻可应应用于温度测测控装置中 B光敏电电阻是一种光电传电传 感器 C电电阻丝丝可应应用于电热设备电热设备 中 D电电阻在电电路中主要起到通过过直流、阻碍交流的作 用 解析：热热敏电电阻对对温度很敏感，光敏电电阻对对光照很敏感 ，电电阻丝丝可用于电电加热热，这这很常见见，所以A、B、C三个 说说法均正确；交流电电、直流电电均可通过电过电 阻，电电阻对对它 们们均可产产生阻碍作用，所以D错误错误 。 答案：D 3.(2013聊城模拟)如图实图实 118所示，R1、 R
10、2为为定值电值电 阻，L为为小灯泡，R3为为光敏 电电阻，当照射光强度增大时时 ( ) A电压电压 表的示数增大 BR2中电电流减小 C小灯泡的功率增大 D电电路的路端电压电压 增大 图实图实 11 8 解析：当照射光强度增大时时，R3阻值值减小，外电电路电电阻 随R3的减小而减小，R1两端电压电压 因干路电电流增大而增大 ，同时时内电压电压 增大，故电电路路端电压电压 减小，电压电压 表的 示数增大，A项项正确，D项错误项错误 ；由路端电压电压 减小，R1 两端电压电压 增大知，R2两端电压电压 必减小，则则R2中电电流减 小，故B项项正确；结结合干路电电流增大知流过过小灯泡的电电 流必增大
11、，则则小灯泡的功率增大，故C项项正确。 答案：ABC 数据处处理与误误差分析 例2 用对对温度敏感的半导导体材料制成的某热热敏 电电阻RT，在给给定温度范围围内，其阻值值随温度的变变化是非 线线性的。某同学将RT和两个适当的固定电电阻R1、R2连连成 图实图实 119虚线线框内所示的电电路，以使该电该电 路的等效 电电阻RL的阻值值随RT所处环处环 境温度的变变化近似为线为线 性的 ，且具有合适的阻值值范围围。为为了验证这验证这 个设计设计 ，他采 用伏安法测测量在不同温度下RL的阻值值，测测量电电路如图图所 示，图图中的电压电压 表内阻很大。RL的测测量结结果如下表所示 。 图实图实 119
12、 34.737.941.444.748.351.554.3阻值值RL() 90.080.070.060.050.040.030.0温度t() 回答下列问题问题 ： (1)根据图实图实 119所示的电电路，在图实图实 1110 所示的实实物图图上连线连线 。 图实图实 1110 (2)为为了验证验证 RL与t之间间近似为线为线 性关系，在图实图实 1111坐标纸标纸 上作RLt关系图线图线 。 图实图实 1111 (3)在某一温度下，电电路中的电电流表、电压电压 表的示 数如图实图实 1112所示。电电流表的读读数为为_， 电压电压 表的读读数为为_。此时时等效电电阻RL的阻值为值为 _；热热敏
13、电电阻所处环处环 境的温度约为约为 _。 图实图实 1112 解析 (1)根据电电路图连图连 接实实物图图。 图实图实 1113 (2)根据数据描出点，作出直线线。 图实图实 1114 答案 (1)见见解析图图 (2)见见解析图图 (3)115 mA 500 V 43.5 64.0 题组演练 4利用光敏电电阻制作的光传传感器，记录记录 了传传送带带上工 作的输输送情况，如图实图实 1115甲所示为为某工厂成 品包装车间车间 的光传传感记录记录 器，光传传感器B能接收到 发发光元件A发发出的光，每当工件挡挡住A发发出的光时时， 光传传感器输输出一个电电信号，并在屏幕上显显示出电电信 号与时间时间
14、 的关系，如图图乙所示，若传传送带带始终终匀速 运动动，每两个工件间间的距离为为0.2 m，则则下述说说法正 确的是 ( ) 图实图实 1115 A传传送带带运动动的速度是0.1 m/s B传传送带带运动动的速度是0.2 m/s C该传该传 送带带每小时输时输 送3600个工件 D该传该传 送带带每小时输时输 送7200个工件 答案：BC 5温度传传感器广泛应应用于室内空调调、电电冰箱等家用电电 器 中，它是利用热热敏电电阻的阻值值随温度变变化的特性工作 的。如图实图实 1116甲所示，电电源的电动势电动势 E9.0 V，内电电阻不计计；G为为灵敏电电流计计，内阻Rg保持不变变 ；R为热为热
15、敏电电阻，其电电阻值值与温度的变变化关系如图图乙 所示。闭闭合开关S，当R的温度等于20时时，电电流表 示数I12 mA；当电电流表的示数I23.6 mA时时，热热敏 电电阻的温度是_。 图实图实 1116 答案：120 实验实验 的改进进与创创新 例3 为为了节节能和环环保，一些公共场场所使用光控开 关控制照明系统统。光控开关可采用光敏电电阻来控制，光 敏电电阻是阻值值随着光的照度而发发生变变化的元件(照度可以 反映光的强弱，光越强照度越大，照度单单位为为lx)。某光 敏电电阻RP在不同照度下的阻值值如下表： 182023284075 电电阻(k ) 1.21.00.80.60.40.2 照度(lx) (1)根据表中数据，请请在图实图实 1117所示的坐标标系 中描绘绘出阻值值随照度变变化的曲线线，并说说明阻值值随照度变变 化的特点。 图实图实 1117 (2)如图实图实 1118所示，当1、2两端所加电压电压 上升至2 V时时，控制开关自动动启动动照明系统统。请请利用下列器材设设 计计一个简单电简单电 路，给给1、2两端提供电压电压 ，要求当天色 渐渐暗照度降低至1.0 lx时时启动动照明系统统，在虚线线框内完 成电电路原理图图。(不考虑虑控制开关对对所
