實驗十一 傳感器的簡單應用

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1、 考情案例導析實驗十一傳感器的簡單應用實驗理論指導知能演練提升 返回 返回(1)了解傳感器的工作原理，知道熱敏電阻、光敏電阻等 敏感元件的特性。(2)了解傳感器在技術(shù)上的簡單應用。 返回(1)傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹?力、熱、光、聲等)轉(zhuǎn)換 成便于測量的量(一般是電學量)。(2)工作過程如圖： 返回 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(guān)、導線等。 返回1研究熱敏電阻的熱敏特性(1)實驗步驟： 按如圖實111所示連接好電路， 將熱敏電阻絕緣處理； 把多用電表置于“歐姆”擋，并選擇 圖實111 適當?shù)牧砍虦y出燒杯中沒有水時熱敏電阻的阻

2、值，并記 下溫度計的示數(shù)； 返回向燒杯中注入少量的冷水，使熱敏電阻浸沒在冷水中，記下溫度計的示數(shù)和多用電表測量的熱敏電阻的阻值；將熱水分幾次注入燒杯中，測出不同溫度下熱敏電阻的阻值，并記錄。(2)數(shù)據(jù)處理：根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，把測量到的溫度、電阻值填入表中，分析熱敏電阻的特性。 返回次數(shù)待測量溫度()電阻() 返回在坐標系中，粗略畫出熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖線。 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和Rt圖線，得出結(jié)論：熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，隨溫度的降低而增大。 圖實112 返回2研究光敏電阻的光敏特性(1)實驗步驟： 將光敏電阻、多用電表、小燈泡、 滑動變阻器按如圖實113所示電 圖實113 路連接好，其

3、中多用電表置于“100”擋； 返回先測出在室內(nèi)自然光的照射下光敏電阻的阻值，并記錄數(shù)據(jù)；打開電源，讓小燈泡發(fā)光，調(diào)節(jié)小燈泡的亮度使之逐漸變亮，觀察表盤指針顯示電阻阻值的情況，并記錄；用手掌(或黑紙)遮光時的電阻值又是多少，并記錄。 返回(2)數(shù)據(jù)處理：把記錄的結(jié)果填入表中，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)分析 光敏電阻的特性。 結(jié)論：光敏電阻的阻值被光照射時發(fā)生變化，光照增強 電阻變小，光照減弱電阻變大。光照強度弱中強無光照射阻值() 返回(1)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。(2)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

4、上小孔改變照射到光敏電 阻上的光的強度。(3)歐姆表每次換擋后都要重新調(diào)零。 返回 返回典例必研例1用對溫度敏感的半導體材料制成的某熱敏電阻RT，在給定溫度范圍內(nèi)，其阻值隨溫度的變化是非線性的。某同學將RT和兩個適當?shù)墓潭娮鑂1、R2連成圖實114虛線框內(nèi)所示的電路，以使該電路的等效電阻RL的阻值隨RT所處環(huán)境溫度的變化近似為線性的，且具有合適的阻值范圍。為了驗證這個設(shè)計，他采用伏安法測量在不同溫度下RL的阻值，測量電路如圖所示，圖中的電壓表內(nèi)阻很大。RL的測量結(jié)果如表格所示。 返回圖實114溫度t() 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0RL阻值() 54.

5、3 51.5 48.3 44.7 41.4 37.9 34.7 返回回答下列問題：(1)根據(jù)圖實114所示的電路，在圖實115所示的實物圖上連線。圖實115 返回(2)為了檢驗RL與溫度t之間近似為線性關(guān)系，在圖實116坐標紙上作出RLt關(guān)系圖線。圖實116 返回(3)在某一溫度下，電路中的電流表、電壓表的示數(shù)如圖實117甲、乙所示。電流表的讀數(shù)為_，電壓表的讀數(shù)為_。此時等效電阻RL的阻值為_。熱敏電阻所處環(huán)境的溫度約為_。圖實117 返回 返回答案(1)連線如圖所示 返回(2)RLt關(guān)系曲線如圖所示(3)115 mA5.00 V43.5 64.0 返回例2為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場所使用光

6、控開關(guān)控制照明系統(tǒng)。光控開關(guān)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(照度可以反映光的強弱，光越強照度越大，照度單位為lx)。某光敏電阻RP在不同照度下的阻值如下表：照度(lx) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2電阻(k) 75 40 28 23 20 18 返回(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請在給定的坐標系(圖實118)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點。圖實118 返回(2)如圖實119所示，當1、2兩端所加電壓上升至2 V時，控制開關(guān)自動啟動照明系統(tǒng)。請利用下列器材設(shè)計一個簡單電路，給1、2兩端提供電壓，要求當天色漸暗照度降低至1.0(l

7、x)時啟動照明系統(tǒng)，在虛線框 圖實119內(nèi)完成電路原理圖。(不考慮控制開關(guān)對所設(shè)計電路的影響) 返回提供的器材如下：光敏電阻RP(符號 ，阻值見上表)直流電源E(電動勢3 V，內(nèi)阻不計)；定值電阻：R110 k，R220 k，R340 k(限選其中之一并在圖實1111中標出)；開關(guān)S及導線若干。 返回解析(1)光敏電阻的阻值隨光照度變化的曲線如圖實所示。特點：光敏電阻的阻值隨光照度的增大非線性減小。 返回(2)當控制開關(guān)自動啟動照明系統(tǒng)，給1、2兩端提供電壓，要求當天色漸暗照度降低至1.0 (lx)時啟動照明系統(tǒng)，即此時光敏電阻阻值為20 k，兩端電壓為2 V，電源電動勢為3 V，所以應加上一

8、個分壓電阻，分壓電阻阻值為10 k，即選用R1，電路原理圖如圖所示。答案見解析 返回例3某賽場采用風力發(fā)電給蓄電池充電，為路燈提供電能。用光敏電阻作為傳感器控制路燈電路的開關(guān)，實現(xiàn)自動控制。光敏電阻的阻值隨照射光的強弱而變化，作為簡化模型，可以近似認為，照射光較強(如白天)時電阻幾乎為0；照射光較弱(如黑天)時電阻接近于無窮大。利用光敏電阻作為 返回傳感器，借助電磁開關(guān)，可以實現(xiàn)路燈自動在白天關(guān)閉，黑天打開。電磁開關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖實1110所示。1、2兩接線柱之間是勵磁線圈，3、4兩接線柱分別與彈簧片和觸點連接。當勵磁線圈中電流大于50 mA時，電磁鐵吸合鐵片，彈簧片和觸點分離，3、4斷開；電

9、流小于50 mA時，3、4接通。勵磁線圈中允許通過的最大電流為100 mA。 返回(1)利用以下器材設(shè)計一個自動控制路燈的電路，畫出電路原理圖。光敏電阻R1，符號燈泡L，額定功率40 W，額定電壓36 V，符號保護電阻R2，符號電磁開頭，符號蓄電池E，電壓36 V，內(nèi)阻很小；開關(guān)S，導線若干。 返回蓄電池E，電壓36 V，內(nèi)阻很??；開關(guān)S，導線若干。(2)回答下列問題：如果勵磁線圈的電阻為200 ，勵磁線圈允許加的最大電壓為_ V，保護電阻R2的阻值范圍是_ 。在有些應用電磁開關(guān)的場合，為了安全，往往需要在電磁鐵吸合鐵片時，接線柱3、4之間從斷開變?yōu)榻油ā榇?，電磁開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)應如何改造？請結(jié)合本題中電磁開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖說明。 返回答：_。任意舉出一個其他的電磁鐵應用的例子。答： _。 返回解 析 (1)解析過程略。(2)UmImR100103200 V20 V；EI(R2R)其中50 mAI100 mA，故R2在160520 之間。 返回答 案 (1)電路原理如圖所示。(2)20160520把觸點從彈簧片右側(cè)移到彈簧片左側(cè)，保證當磁鐵吸合鐵片時，3、4之間接通；不吸合時，3、4之間斷開電磁起重機 返回點擊此圖片進入“知能演練提升”