高考物理一輪復習 第十章交變電流 傳感器第3講 實驗十一 傳感器的簡單應用課件 教科版選修32

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1、1認識熱敏電阻、光敏電阻等傳感器的特性認識熱敏電阻、光敏電阻等傳感器的特性2了解傳感器在技術上的簡單應用了解傳感器在技術上的簡單應用實驗目的實驗目的第第3講實驗十一講實驗十一 傳感器的簡單應用傳感器的簡單應用2013屆高考一輪物理復習課件選修屆高考一輪物理復習課件選修3-2第十章交變電流第十章交變電流 傳感器（教科版）傳感器（教科版）熱敏電阻、光敏電阻、多用電表、鐵架臺、燒杯、冷水、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、熱水、小燈泡、學生電源、繼電器、滑動變阻器、開關、導線等導線等實驗器材實驗器材一、研究熱敏電阻的熱敏特性一、研究熱

2、敏電阻的熱敏特性實驗過程實驗過程二、研究光敏電阻的光敏特性二、研究光敏電阻的光敏特性在做熱敏實驗時，加開水后要等一會兒再測其阻值，以在做熱敏實驗時，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，并同時讀出水溫使電阻溫度與水的溫度相同，并同時讀出水溫光敏實驗中，如果效果不明顯，可將電阻部分電路放入光敏實驗中，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射到光敏電阻上的帶蓋的紙盒中，并通過蓋上小孔改變射到光敏電阻上的光的多少光的多少歐姆表每次換擋后都要重新調零歐姆表每次換擋后都要重新調零注意事項注意事項123【例例1】 熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件，現(xiàn)用伏

3、熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件，現(xiàn)用伏安法研究電阻在不同溫度下的伏安特性曲線，要求特性曲安法研究電阻在不同溫度下的伏安特性曲線，要求特性曲線盡可能完整已知常溫下待測熱敏電阻的阻值約線盡可能完整已知常溫下待測熱敏電阻的阻值約45 .將熱敏電阻和溫度計插入帶塞的保溫杯中，杯內有一定量將熱敏電阻和溫度計插入帶塞的保溫杯中，杯內有一定量的冷水，其他備用的儀表和器具有：盛有熱水的熱水瓶的冷水，其他備用的儀表和器具有：盛有熱水的熱水瓶(圖圖中未畫出中未畫出)、電源、電源(3 V、內阻可忽略、內阻可忽略)、直流電流表、直流電流表(內阻內阻約約1 )、直流電壓表、直流電壓表(內阻約內阻約5 k)、滑動變阻

4、器、滑動變阻器(020 )、開關、導線若干、開關、導線若干熱敏電阻傳感器熱敏電阻傳感器圖圖10-3-2(1)在圖在圖1032(a)中畫出實驗電路中畫出實驗電路圖圖(2)根據電路圖，在圖根據電路圖，在圖1032(b)所示所示的實物圖上連線的實物圖上連線(3)簡要寫出完成接線后的主要實驗步簡要寫出完成接線后的主要實驗步驟驟解析解析常溫下待測熱敏電阻的阻值常溫下待測熱敏電阻的阻值(約約45 )較小，應該選用安培表外接法熱較小，應該選用安培表外接法熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，熱敏敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，熱敏電阻兩端的電壓由零逐漸增大，滑動變阻電阻兩端的電壓由零逐漸增大，滑動變阻器選用分壓

5、式器選用分壓式(1)實驗電路如圖甲所示實驗電路如圖甲所示(2)根據電路圖，連接實物圖如圖乙所根據電路圖，連接實物圖如圖乙所示示 圖甲圖甲(3)完成接線后的主要實驗步驟：往保溫杯里加一些熱完成接線后的主要實驗步驟：往保溫杯里加一些熱水，待溫度計穩(wěn)定時讀出溫度計值；調節(jié)滑動變阻器，水，待溫度計穩(wěn)定時讀出溫度計值；調節(jié)滑動變阻器，快速測出幾組電壓表和電流表的值；重復和，測量快速測出幾組電壓表和電流表的值；重復和，測量不同溫度下的數(shù)據；繪出各測量溫度下的熱敏電阻的伏不同溫度下的數(shù)據；繪出各測量溫度下的熱敏電阻的伏安特性曲線安特性曲線答案答案見解析見解析圖乙圖乙【例例2】 為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場所使

6、用光控開關為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場所使用光控開關控制照明系統(tǒng)光控開關可采用光敏電阻來控制，光敏電控制照明系統(tǒng)光控開關可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照度可以反映照度可以反映光的強弱，光越強照度越大，照度單位為光的強弱，光越強照度越大，照度單位為lx)某光敏電某光敏電阻阻RP在不同照度下的阻值如下表：在不同照度下的阻值如下表：(1)根據表中數(shù)據，請在圖根據表中數(shù)據，請在圖1033給定的坐標系中描給定的坐標系中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并說明阻值隨照度變化的特繪出阻值隨照度變化的曲線，并說明阻值隨照度變化的特點點光敏電阻傳感

7、器光敏電阻傳感器照度照度/lx0.20.40.60.81.01.2電阻電阻/k754028232018圖圖10-3-3(2)如圖如圖1034所示，當所示，當1、2兩端兩端所加電壓上升至所加電壓上升至2 V時，控制開關自動時，控制開關自動啟動照明系統(tǒng)，請利用下列器材設計一啟動照明系統(tǒng)，請利用下列器材設計一個簡單電路給個簡單電路給1、2兩端提供電壓，兩端提供電壓，要求當天色漸暗照度降低至要求當天色漸暗照度降低至1.0 lx時時啟動照明系統(tǒng)，在虛線框內完成電路原啟動照明系統(tǒng)，在虛線框內完成電路原理圖理圖(不考慮控制開關對所設計電路的影響不考慮控制開關對所設計電路的影響)提供的器材如下：提供的器材如下

8、：光敏電阻光敏電阻RP(符號符號 ，阻值，阻值見上表見上表)直流電源直流電源E(電動勢電動勢3 V，內阻不計，內阻不計)；定值電阻：定值電阻：R110 k，R220 k，圖圖10-3-4R340 k(限選其中之一并在圖中標出限選其中之一并在圖中標出)；開關；開關S及導線若及導線若干干解析解析(1)根據圖表中的數(shù)據，在坐標紙上描點連線，得根據圖表中的數(shù)據，在坐標紙上描點連線，得到如圖所示的變化曲線到如圖所示的變化曲線阻值隨照度變化的特點：光敏電阻的阻值隨光照度的增大阻值隨照度變化的特點：光敏電阻的阻值隨光照度的增大非線性減小非線性減小(2)因天色漸暗照度降低至因天色漸暗照度降低至1.0 lx時啟

9、動照明系統(tǒng)，此時啟動照明系統(tǒng)，此時光敏電阻阻值為時光敏電阻阻值為20 k，兩端電壓為，兩端電壓為2 V，電源電動勢，電源電動勢為為3 V，故應加上一個分壓電阻，分壓電阻阻值為，故應加上一個分壓電阻，分壓電阻阻值為10 k，即選用即選用R1；此電路的原理圖如圖所示；此電路的原理圖如圖所示答案答案(1)光敏電阻的阻值隨光照變化的曲線見解析光敏電阻的阻值隨光照變化的曲線見解析光敏電阻的阻值隨光照度的增大非線性減小光敏電阻的阻值隨光照度的增大非線性減小(2)電路原理圖見解析圖電路原理圖見解析圖【例例3】 一中學生為發(fā)射的一中學生為發(fā)射的“神舟七號神舟七號”載人載人飛船設計了一個可測定豎直方向加速度的裝

10、飛船設計了一個可測定豎直方向加速度的裝置，其原理可簡化為如圖置，其原理可簡化為如圖1035所示連所示連接在豎直彈簧上的重物與滑動變阻器的滑動接在豎直彈簧上的重物與滑動變阻器的滑動觸頭連接，該裝置在地面上靜止時其電壓表觸頭連接，該裝置在地面上靜止時其電壓表的指針指在表盤中央的零刻度處，在零刻度的指針指在表盤中央的零刻度處，在零刻度的兩側分別標上對應的正、負加速度值關的兩側分別標上對應的正、負加速度值關于這個裝置在于這個裝置在“神舟七號神舟七號”載人飛船發(fā)射、運載人飛船發(fā)射、運行和回收過程中示數(shù)的判斷正確的是行和回收過程中示數(shù)的判斷正確的是 ()圖圖10-3-5A飛船在豎直加速升空的過程中，如果電

11、壓表的示數(shù)為正，則飛船在豎直加速升空的過程中，如果電壓表的示數(shù)為正，則 飛船在豎直減速返回地面的過程中，電壓表的示數(shù)仍為飛船在豎直減速返回地面的過程中，電壓表的示數(shù)仍為正正B飛船在豎直加速升空的過程中，如果電壓表的示數(shù)為正，則飛船在豎直加速升空的過程中，如果電壓表的示數(shù)為正，則 飛船在豎直減速返回地面的過程中，電壓表的示數(shù)為飛船在豎直減速返回地面的過程中，電壓表的示數(shù)為負負C飛船在圓軌道上運行時，電壓表的示數(shù)為零飛船在圓軌道上運行時，電壓表的示數(shù)為零D飛船在圓軌道上運行時，電壓表示數(shù)所對應的加速度大小應飛船在圓軌道上運行時，電壓表示數(shù)所對應的加速度大小應 約為約為9.8 m/s2解析解析該裝置

12、在地面上靜止時，該裝置在地面上靜止時，kxmg，指針指在表盤中央的零，指針指在表盤中央的零刻度處；飛船在加速上升的過程中，刻度處；飛船在加速上升的過程中，kxmg，滑動頭下移，此時，滑動頭下移，此時，電壓表的示數(shù)為正；飛船在豎直減速返回地面的過程中，加速度電壓表的示數(shù)為正；飛船在豎直減速返回地面的過程中，加速度方向向上，此時電壓表示數(shù)仍為正，故方向向上，此時電壓表示數(shù)仍為正，故A對、對、B錯；飛船在圓軌道錯；飛船在圓軌道上運行時，飛船中的物體處于完全失重狀態(tài)，上運行時，飛船中的物體處于完全失重狀態(tài)，ag，彈簧恢復原，彈簧恢復原長，電壓表示數(shù)不為零，故長，電壓表示數(shù)不為零，故C錯、錯、D對對答案

13、答案AD【例例4】 如圖如圖1036所示，電容式觸摸屏的構造主要是在玻所示，電容式觸摸屏的構造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜導體層，再在導體層外加上一塊保璃屏幕上鍍一層透明的薄膜導體層，再在導體層外加上一塊保護玻璃，電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長的電極，在導護玻璃，電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長的電極，在導體層內形成一個低電壓交流電場在觸摸屏幕時，由于人體是體層內形成一個低電壓交流電場在觸摸屏幕時，由于人體是導體，手指與內部導體層間會形成一個特殊電容導體，手指與內部導體層間會形成一個特殊電容(耦合電容耦合電容)，四邊電極發(fā)出的電流會流向觸點，而電流強弱與手指到電極的四邊電極發(fā)出的電

14、流會流向觸點，而電流強弱與手指到電極的距離成正比，位于觸摸屏后的控制器便會計算電流的比例及強距離成正比，位于觸摸屏后的控制器便會計算電流的比例及強弱，準確算出觸摸點的位置由以上信息可知弱，準確算出觸摸點的位置由以上信息可知() 圖圖10-3-6A電容式觸摸屏的兩極板分別是導體層和手指電容式觸摸屏的兩極板分別是導體層和手指B當用手觸摸屏幕時，手指與屏的接觸面積越大，電容越大當用手觸摸屏幕時，手指與屏的接觸面積越大，電容越大C當用手觸摸屏幕時，手指與屏的接觸面積越大，電容越小當用手觸摸屏幕時，手指與屏的接觸面積越大，電容越小D如果用帶了手套的手觸摸屏幕，照樣能引起觸摸屏動作如果用帶了手套的手觸摸屏幕，照樣能引起觸摸屏動作解析解析電容觸摸屏在原理上把人體當做一個電容器元件的一電容觸摸屏在原理上把人體當做一個電容器元件的一個極板，把導體層當做另一個極板，故個極板，把導體層當做另一個極板，故A正確；手指與屏的接正確；手指與屏的接觸面積越大，即兩個極板的正對面積越大，故電容越大，觸面積越大，即兩個極板的正對面積越大，故電容越大，B正正確，確，C錯誤；如果帶了手套或手持不導電的物體觸摸時沒有反錯誤；如果帶了手套或手持不導電的物體觸摸時沒有反應，這是因為手與導體層距離較大，不能引起導體層電場的變應，這是因為手與導體層距離較大，不能引起導體層電場的變化，化，D錯誤錯誤答案答案AB