1、1传感器的简单应用传感器的简单应用1 传感器的简单应用2过程分析导引过程分析导引实验典例精析实验典例精析知能优化演练知能优化演练实实验验十十一一传传感感器器的的简简单单应应用用知识要点归纳知识要点归纳2过程分析导引实验典例精析知能优化演练实验十一传感器的简3知识要点归纳知识要点归纳实验目的实验目的1了解传感器的工作过程，掌握敏感元件了解传感器的工作过程，掌握敏感元件的特性；的特性；2学会传感器的简单使用学会传感器的简单使用3 知识要点归纳实验目的4实验原理实验原理传感器是将它感受到的物理量传感器是将它感受到的物理量(如力、热、光、声如力、热、光、声等等)转换成便于测量的量转换成便于测量的量(一
2、般是电学量一般是电学量)其工作过其工作过程是通过对某一物理量敏感的元件将感受到的信号程是通过对某一物理量敏感的元件将感受到的信号按一定规律转换成便于利用的信号按一定规律转换成便于利用的信号4 实验原理5实验器材实验器材热敏电阻、光敏电阻、烧杯、温度计、热水、冷热敏电阻、光敏电阻、烧杯、温度计、热水、冷水、多用电表、小灯泡、学生电源、开关与导线、水、多用电表、小灯泡、学生电源、开关与导线、滑动变阻器、铁架台、光电计数器滑动变阻器、铁架台、光电计数器5 实验器材6过程分析导引过程分析导引一、实验步骤一、实验步骤 图图10311研究热敏电阻的热敏特性研究热敏电阻的热敏特性(1)按图按图1031所示连
3、接好电路，将热敏电阻绝所示连接好电路，将热敏电阻绝缘处理，多用电表的选择开关置于缘处理，多用电表的选择开关置于“100”欧姆挡；欧姆挡；6 过程分析导引一、实验步骤7(2)先用多用电表测出烧杯中没有热水时先用多用电表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；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；多用电表测量的热敏电阻的阻值；7(2)先用多用电表测出烧杯中没有热水时热敏电阻的阻值，并记8(4)将热水分几次注入烧杯中，测
4、出不同温度下热敏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；电阻的阻值，并记录；(5)根据记录数据，分析热敏电阻的特性根据记录数据，分析热敏电阻的特性 8(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92研究光敏电阻的光敏特性研究光敏电阻的光敏特性 图图10329 2 研究光敏电阻的光敏特性10(1)将光电传感器、多用电表、灯泡、滑将光电传感器、多用电表、灯泡、滑动变阻器按图动变阻器按图1032所示电路连接好，所示电路连接好，其中多用电表置于其中多用电表置于“1 k”欧姆挡；欧姆挡；(2)先测出小灯泡不发光时光敏电阻的阻先测出小灯泡不发光时光敏电阻的阻值，并记录数
5、据；值，并记录数据；1 0(1)将光电传感器、多用电表、灯泡、滑动变阻器按图1 0 11(3)打开电源，让小灯泡发光，调节小灯泡的亮度使打开电源，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；的情况，并记录；(4)根据记录数据，分析光敏电阻的特性根据记录数据，分析光敏电阻的特性3将手掌或一个厚纸板插入光源和光电计数器之间，将手掌或一个厚纸板插入光源和光电计数器之间，观察、分析光电计数器的工作过程观察、分析光电计数器的工作过程1 1(3)打开电源，让小灯泡发光，调节小灯泡的亮度使之逐渐变12二、数据处理二、
6、数据处理1热敏电阻的热敏特性数据处理热敏电阻的热敏特性数据处理(1)根据实验记录数据，分析热敏电阻的特性根据实验记录数据，分析热敏电阻的特性.123456温度温度()电阻电阻()次次数数待待测测量量1 2 二、数据处理1 2 3 4 5 6 温度()电阻()次数待测量13(2)在图在图1033坐标系中，粗略画出热敏电阻的坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线阻值随温度变化的图线 图图1033(3)根据实验数据和根据实验数据和Rt图线，得出结论：图线，得出结论：热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，随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温度的降低而增大1 3(2)在图1 0
7、 3 3 坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随142光敏电阻的光敏特性数据处理光敏电阻的光敏特性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电阻的特性.光照强度光照强度弱弱中中强强无光照射无光照射阻值阻值()结论：光敏电阻的阻值被光照射时发生变结论：光敏电阻的阻值被光照射时发生变化，光照增强电阻变小，光照减弱电阻变化，光照增强电阻变小，光照减弱电阻变大大1 4 2 光敏电阻的光敏特性数据处理光照强度弱中强无光照射阻值15三、注意事项三、注意事项1在做热敏实验时，加开水后要等一会儿再测其在做热敏实验时，加开水后要等一会儿再测其阻值，以使
8、电阻温度与水的温度相同，并同时读出阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温水温2光敏实验中，如果效果不明显，可将电阻部分光敏实验中，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欧姆表每次换挡后都要重新调零1 5 三、注意事项16四、实验创新四、实验创新对于热敏电阻的特性，可用以下实验进行：对于热敏电阻的特性，可用以下实验进行：图图10341 6 四、实验创新17如图如图1034所示，将多用电表的选择开关置于所示，将多用电表的选择开关置于“欧姆欧姆
9、”挡，再将电表的两支表笔与负温度系数的热挡，再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻敏电阻Rt的两端相连，这时表针指在某一刻度，观的两端相连，这时表针指在某一刻度，观察下述操作下的指针偏转情况：察下述操作下的指针偏转情况：1往往Rt上擦一些酒精上擦一些酒精2用吹风机将热风吹向电阻，根据指针偏转方向用吹风机将热风吹向电阻，根据指针偏转方向判定热敏电阻的特性判定热敏电阻的特性1 7 如图1 0 3 4 所示，将多用电表的选择开关置于“欧姆”挡18实验分析：实验分析：(1)中指针左偏，说明中指针左偏，说明Rt的阻值增大；酒的阻值增大；酒精蒸发吸热，温度降低，所以热敏电阻的阻值随温精蒸发吸热，温度降低
10、，所以热敏电阻的阻值随温度的降低而增大度的降低而增大(2)中指针右偏，中指针右偏，Rt的阻值减小，而电阻的阻值减小，而电阻Rt温度升高，温度升高，故热敏电阻的阻值随温度的升高而减小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，学生很快得出结优点：改进后的实验简单易操作，学生很快得出结论论1 8 实验分析：(1)中指针左偏，说明R t 的阻值增大；酒精蒸发19实验典例精析实验典例精析热敏电阻的应用热敏电阻的应用 (2010年高考课标全国卷年高考课标全国卷)用对温度敏感的半导体材料制成用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻的某热敏电阻RT，在给定温度，在给定温度范围内，其阻值随
11、温度的变化范围内，其阻值随温度的变化 图图1035是非线性的某同学将是非线性的某同学将RT和两个适当的固定电阻和两个适当的固定电阻R1、R2连成图连成图1035虚线框内所示的电路，以虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻使该电路的等效电阻RL的阻值随的阻值随RT所处环境温所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围围1 9 实验典例精析题型一热敏电阻的应用 (20为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下度下RL的阻值，测量电路如图的阻值，测量电路如图1035所示，图所示，图中的电压表内阻很大中的电
12、压表内阻很大RL的测量结果如下表所示的测量结果如下表所示.回答下列问题：回答下列问题：温度温度t()30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0RL阻值阻值()54.3 51.5 48.3 44.7 41.4 37.9 34.72 0 为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下R L 的阻值21(1)根据图根据图1035所示的电路，在图所示的电路，在图1036所示的实物图上连线所示的实物图上连线图图10362 1(1)根据图1 0 3 5 所示的电路，在图1 0 3 6 所示22(2)为了检验为了检验RL与与t之间近似为线性关系，在图之间近似为线性关系，在图1037
13、中的坐标纸上作中的坐标纸上作RLt关系图线关系图线图图10372 2(2)为了检验R L 与t 之间近似为线性关系，在图1 0 3 23(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图数如图1038甲、乙所示电流表的读数为甲、乙所示电流表的读数为_，电压表的读数为，电压表的读数为_此时等效电此时等效电阻阻RL的阻值为的阻值为_；热敏电阻所处环境的温度；热敏电阻所处环境的温度约为约为_ 图图10382 3(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图1 024【解析解析】(1)按照实验电路连接实物图如图按照实验电路连接实物图如图1039所示所示
14、图图10392 4【解析】(1)按照实验电路连接实物图如图1 0 3 9 所25(2)以温度值及对应电阻值作出以温度值及对应电阻值作出RLt关系曲线如图关系曲线如图10310所示所示 图图103102 5(2)以温度值及对应电阻值作出R L t 关系曲线如图1 0 26【答案答案】见解析见解析2 6【答案】见解析27 16届广州亚运会帆船赛场采用风力发电给届广州亚运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电，为路灯提供电能用光敏电阻作为传蓄电池充电，为路灯提供电能用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制光敏电感器控制路灯电路的开关，实现自动控制光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模
15、型，阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为：照射光较强可以近似认为：照射光较强(如白天如白天)时电阻几乎为时电阻几乎为0，照射光线较弱，照射光线较弱(如黑天如黑天)时电阻接近于无穷大时电阻接近于无穷大创新实验创新实验2 7 1 6 届广州亚运会帆船赛场采用风28利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打开电磁开关的内现路灯自动在白天关闭，黑天打开电磁开关的内部结构如图部结构如图10311所示所示.1、2两接线柱之间是励两接线柱之间是励磁线圈，磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连两接线柱分别与弹簧片
16、和触点连接当励磁线圈中电流大于接当励磁线圈中电流大于50 mA时，电磁铁吸合时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于断开；电流小于50 mA时，时，3、4接通励磁线圈中允许通过的最大电接通励磁线圈中允许通过的最大电流为流为100 mA.2 8 利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在29图图103112 9 图1 0 3 1 130(1)利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图光敏电阻画出电路原理图光敏电阻R1，符号，符号 ；灯泡灯泡L，额定功率，额定功率40 W，额定电压，额定电压
17、36 V，符号，符号 ；保护电阻保护电阻R2，符号，符号 ；电磁开关，；电磁开关，符号符号 ；蓄电池；蓄电池E，电压，电压36 V，内阻很小；，内阻很小；开关开关S；导线若干；导线若干3 0(1)利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原31(2)回答下列问题：回答下列问题：如果励磁线圈的电阻为如果励磁线圈的电阻为200，励磁线圈允许加的，励磁线圈允许加的最大电压为最大电压为_V，保护电阻，保护电阻R2的阻值范围为的阻值范围为_.在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱要在电磁铁吸合铁片时，接线柱3、4之间从断开变
18、之间从断开变为接通为此，电磁开关内部结构应如何改造？请为接通为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合本题中电磁开关内部结构图说明结合本题中电磁开关内部结构图说明答：答：_.任意举出一个其他的电磁铁应用的例子任意举出一个其他的电磁铁应用的例子答：答：_.3 1(2)回答下列问题：32【解析解析】(1)要使光敏电阻能够对电路进行控制，要使光敏电阻能够对电路进行控制，且有光照时路灯熄灭，光敏电阻应与且有光照时路灯熄灭，光敏电阻应与1、2串联，路串联，路灯与灯与3、4串联；则电路图如图串联；则电路图如图10312所示所示 图图103123 2【解析】(1)要使光敏电阻能够对电路进行控制，且有光照333 334【答案答案】(1)电路原理如图电路原理如图10312所示所示(2)20160320把触点从弹簧片右侧移到把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸合铁片时，弹簧片左侧，保证当电磁铁吸合铁片时，3、4之之间接通；不吸合时，间接通；不吸合时，3、4之间断开电磁起重之间断开电磁起重机机3 4【答案】(1)电路原理如图1 0 3 1 2 所示35本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此进入课件目点此进入课件目录录按按ESC键退出全屏播键退出全屏播放放谢谢使用谢谢使用3 5 本部分内容讲解结束点此进入课件目录按E S C 键退出全屏播放363 6
