《备考指南一轮 物理 》课件-实验13

交变电流传感器第十一章实验十三传感器的简单使用栏目导航01知识梳理回顾02要点各个击破知识梳理回顾1一、实验目的1．认识光敏电阻、热敏电阻等传感器的特性．2．了解传感器在技术上的简单应用．二、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．其工作过程如下．三、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．四、实验过程1．研究热敏电阻的特性(1)实验步骤：①按如图所示装置图连接好电路．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，并记录数据．(2)数据处理：①记录数据，把测量到的温度、电阻值填入表格，分析热敏电阻的特性．②在如图所示的坐标系中粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图像．③根据实验数据和R－t图像得出结论．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．五、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．2．在光敏电阻实验中，如果效果不明显，可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中，并通过改变盖上小孔的数量改变照射到光敏电阻上的光照强度．3．欧姆表每次换挡后都要重新调零．【对点小练】1．(2019届广州名校期中)图甲为热敏电阻的R－t图像．图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为10Ω.当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈供电的电池电动势E＝9.0V，内阻可以不计．图乙中的“电源”是恒温箱加热器的电源．问：(1)如果要使恒温箱内的温度保持50℃，可变电阻R′的值应调节为________Ω.(2)应该把恒温箱内的加热器接在________(填“A、B端”或“C、D端”)．【答案】(1)350

(2)A、B端要点各个击破2要点1热电传感器(温度传感器)热电传感器是利用热敏电阻的阻值会随温度的变化而变化的原理制成的．它能把温度这个热学量转换为电压等电学量．热电传感器广泛应用于各种家用电器(空调、冰箱、热水器、饮水机等)、火警报警器、恒温箱等．例1

(2019年宜昌模拟)如图甲所示，现有热敏电阻R、电炉丝R1、电源E、电磁继电器、滑动变阻器R2、开关S和导线若干．图乙为热敏电阻的R－t图像，电磁继电器的电阻为100Ω.当线圈的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈和低压电炉丝供电的电池电动势E＝9.0V，内阻不计．(1)请用笔画线代替导线，将图甲中简单恒温箱温控电路图补充完整．要求温度低于某一温度时，电炉丝自动通电供热，超过某一温度时，又可以自动断电．(2)如果要使恒温箱内的温度保持50℃不变，可变电阻R2的阻值应调节为________Ω.若要使恒温箱内的温度稍微升高些，应使可变电阻R2的阻值稍微________(填“增大”或“减小”) (1)分析电路结构及应实现的功能，即可得出对应的电路图；(2)要使恒温箱内的温度保持100℃，当温度达到100℃时，电路就要断开，即电路中电流要达到20mA．根据闭合电路欧姆定律即可求得电阻的大小．根据闭合电路欧姆定律，可确定可变电阻的阻值如何变化才能实现温度保持在更高的数值．【答案】(1)见解析(2)260增大【解析】(1)温度较低的时候，热敏电阻的电阻较大，电路中的电流较小，此时K是闭合的，而此时要求加热，因此只需要将电炉丝与K相连即可，如图所示．练1

如图是一火警报警器的部分电路示意图．其中R2为用半导体热敏材料(其阻值随温度的升高而迅速减小)制成的传感器，电流表A为值班室的显示器，a、b之间接报警器．当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是(

)A．I变大，U变大B．I变小，U变小C．I变小，U变大D．I变大，U变小【答案】B【解析】半导体热敏电阻随温度升高而减小．当传感器R2所在处出现火情时，R2变小，这样外电阻变小，外电压U减小，总电流增大，R1上的电压增大，这样并联电路部分的电压就减小，所以I变小．要点2光电传感器光电传感器的主要部件是光敏电阻或光电管．光敏电阻的材料是一种半导体，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好．光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小．光敏电阻能够把光照强度这个光学量转换为电阻这个电学量．路灯的控制、鼠标器、光电计数器、烟雾报警器等都是利用光电传感器的原理设计的．例2某同学利用“非”门电路设计了一个路灯自动控制门电路．天黑了，让路灯自动接通；天亮了，让路灯自动熄灭．图中RG是一个光敏电阻．当有光线照射时，光敏电阻的阻值会显著减小．R是可调电阻，起分压作用．虚线框内为“非”门电路，它能将输入的高压信号转变为低压信号，或将低压信号转变为高压信号．J为路灯总开关控制继电器，它在获得高电压时才动作(图中未画路灯电路)．(1)在图中虚线框内画出“非”门符号；(2)当天黑时，RG变________，非门电路获得________电压，J得到________电压(填“大”“小”或“高”“低”)；(3)如果路灯开关自动接通时天色还比较亮，现要调节自动控制装置使得它在天色较黑时才自动接通开关，应将R调________(填“大”或“小”)一些．【答案】(1)见解析(2)大低高(3)大练2

(2019年内蒙古名校月考)PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它以钛酸钡为主，渗入多种物质后加工而成．目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料做成的．PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小；高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大．我们把这个设定的温度叫“居里点温度”，用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能，应用十分广泛．(1)家用固体电热灭蚊器就是使用PTC陶瓷电热组件，图甲为其电阻随温度变化的图像，由图可知，该PTC材料的居里点温度为________℃.(2)家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165℃左右．若它的温度高于165℃，电阻________，功率________，使其温度________(以上均填变化情况)；反之，也能自动调节．因此用PTC材料制成的电热器具有自动调节功能．(3)某同学利用PTC