高考物理大一輪復習第十章實驗十一傳感器的簡單使用課件第一頁，共二十三頁，2022年，8月28日[實驗目的]1.探究熱敏電阻、光敏電阻的特性,了解傳感器的工作原理。知識梳理2.了解傳感器在技術上的應用。[實驗原理]1.傳感器的作用傳感器能夠將感受到的物理量(力、熱、光、聲等)轉換成便于測量的量

(一般是電學量)。第二頁，共二十三頁，2022年，8月28日2.傳感器的工作過程通過對某一物理量敏感的元件將感受到的信號按一定規律轉換成便于測

量的信號。例如,光電傳感器是利用光敏電阻將光信號轉換成電信號。熱

電傳感器是利用熱敏電阻或金屬熱電阻將溫度信號轉換成電信號,轉換后

的信號經過電子電路的處理就可達到方便檢測、自動控制、遙控等各種

目的。傳感器工作的原理可用下圖表示:第三頁，共二十三頁，2022年，8月28日[實驗器材]熱敏電阻、光敏電阻、多用電表、鐵架臺、燒杯、冷水、熱水、小電

珠、學生電源、光電計數器、滑動變阻器、開關、導線、光源等。[實驗步驟]第四頁，共二十三頁，2022年，8月28日1.研究熱敏電阻的熱敏特性(1)將熱敏電阻與多用電表接成電路,如圖所示。(2)把多用電表置于“歐姆”擋,并選擇適當的量程測出燒杯中沒有熱水時

熱敏電阻的阻值,并記下溫度計的示數。(3)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

和多用電表測量的熱敏電阻的阻值。(4)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。第五頁，共二十三頁，2022年，8月28日(1)將光敏電阻、多用電表、小電珠、滑動變阻器、開關、學生電源按如

圖所示電路連接好,其中多用電表置于“×100”擋。(2)先測出室內自然光的照射下光敏電阻的阻值,并記錄數據。(3)打開電源,讓小電珠發光,調節小電珠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。(4)測出用手掌(或黑紙)遮光時電阻的阻值,并記錄。2.研究光敏電阻的光敏特性第六頁，共二十三頁，2022年，8月28日[數據處理]1.研究熱敏電阻的熱敏特性(1)根據記錄數據,把測量到的溫度、電阻值填入表中,分析熱敏電阻的特性。次數待測量

溫度/℃

電阻/Ω

第七頁，共二十三頁，2022年，8月28日(2)在如圖所示坐標系中,粗略畫出熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖象。(3)根據實驗數據和R-t圖線,得出結論: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。第八頁，共二十三頁，2022年，8月28日2.研究光敏電阻的光敏特性(1)把記錄的結果填入表中:(2)根據記錄的數據分析光敏電阻的特性,得出結論:光敏電阻被光照射時

其阻值發生變化,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/Ω

[注意事項]1.在做熱敏電阻實驗時,加熱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.在做光敏電阻實驗時,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光照強度。3.歐姆表每次換擋后都要重新調零。第九頁，共二十三頁，2022年，8月28日1.(多選)計算機光驅的主要部分是激光頭,它可以發射脈沖激光信號,激光

掃描光盤時,激光頭利用光敏電阻自動計數器將反射回來的脈沖信號傳輸

給信號處理系統,再通過計算機顯示出相應信息,光敏電阻自動計數器的示

意圖如圖所示,其中R1為光敏電阻,R2為定值電阻,此光電計數器的基本工作

原理是

(

)

第十頁，共二十三頁，2022年，8月28日A.當有光照射R1時,處理系統獲得高電壓B.當有光照射R1時,處理系統獲得低電壓C.信號處理系統每獲得一次低電壓就計數一次D.信號處理系統每獲得一次高電壓就計數一次

答案

AD

R1、R2和電源組成一個閉合電路,只有R2兩端獲得高電壓時,處理系統才能進行信號處理,當激光照到光敏電阻R1時,R1的阻值變小,總電

流變大,則R2兩端獲得高電壓,因此選A、D。第十一頁，共二十三頁，2022年，8月28日2.溫度傳感器廣泛應用于室內空調、電冰箱等家用電器中,它是利用熱敏

電阻的阻值隨溫度變化的特性工作的。如圖甲所示,電源的電動勢E=9.0V,內電阻不計;G為靈敏電流計,內阻Rg保持不變;R為熱敏電阻,其電阻值與

溫度的變化關系如圖乙所示。閉合開關S,當R的溫度等于20℃時,電流表

示數I1=2mA;當電流表的示數I2=3.6mA時,熱敏電阻的溫度是

℃。第十二頁，共二十三頁，2022年，8月28日得:Rg=

-R=

kΩ-4kΩ=0.5kΩ當I2=3.6mA時,設熱敏電阻的阻值為R',則R'=

-Rg=

kΩ-0.5kΩ=2kΩ從圖乙查得此時對應的溫度t2=120℃。

答案

120

解析從圖乙查得t=20℃時,R的阻值為4kΩ由E=I1(R+Rg)第十三頁，共二十三頁，2022年，8月28日3.傳感器是把非電學量(如速度、溫度、壓力等)的變化轉換成電學量的變

化的一種元件,在自動控制中有著相當廣泛的應用。有一種測量人的體重

的電子秤,其測量部分的原理圖如圖虛線框中所示,它主要由壓力傳感器R

(電阻值會隨所受壓力大小發生變化的可變電阻),顯示體重大小的儀表A

(實質是理想的電流表)組成。壓力傳感器表面能承受的最大壓強為1×107

Pa,且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關系如表所示。設踏板和壓

桿的質量可以忽略不計,接通電源后,壓力傳感器兩端的電壓恒為4.8V,取g

=10m/s2。請回答:第十四頁，共二十三頁，2022年，8月28日(1)該秤零起點(即踏板空載時)的刻線應標在電流表刻度盤

A處。(2)如果某人站在該秤的踏板上,電流表刻度盤的示數為20mA,這個人的質

量是

kg。

答案

(1)1.6×10-2

(2)50

解析本題是傳感器的應用問題,考查學生的實驗與探究能力。(1)由圖表知,踏板空載時,壓力傳感器的電阻R=300Ω,此時電流表中電流I=

=

A=1.6×10-2A。(2)當電流I=20mA=20×10-3A時,壓力傳感器的電阻R=

=

Ω=240Ω,對應表格中F=500N,所以這個人的質量為50kg。壓力F/N0250500750100012501500…電阻R/Ω300270240210180150120…第十五頁，共二十三頁，2022年，8月28日4.一熱敏電阻阻值隨溫度變化的圖象如圖甲所示,請應用這一熱敏電阻自

行設計一控制電路,當溫度高于某一值時紅色指示燈亮,而溫度低于這一值

時綠色指示燈亮,并且說明滑動變阻器的作用。

給你的器材有:如圖乙所示的繼電器一只(a、b為常閉觸點,c、d為常開觸點)、熱敏電阻一只、滑動變阻器一只、紅綠指示燈各一個、兩個獨立的

電池組、開關一個、導線若干等。第十六頁，共二十三頁，2022年，8月28日

答案見解析

解析設計的電路如圖所示

此方案中滑動變阻器的作用:主要是通過調節滑動變阻器滿足對熱敏電阻的要求。第十七頁，共二十三頁，2022年，8月28日典例1如圖所示,圖甲為熱敏電阻的R-t圖象,圖乙為此熱敏電阻R和繼電

器組成的一個簡單恒溫箱溫控電路,繼電器線圈電阻為100Ω。當線圈電

流大于或等于10mA時,繼電器的銜鐵被吸合。為繼電器線圈供電的電池

的電動勢E=6V,內阻不計。圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源。

一、熱敏電阻的特性及其應用重難突破第十八頁，共二十三頁，2022年，8月28日(1)應該把恒溫箱內的加熱器接在

兩端(填“A、B”或“C、D”);(2)如果要使恒溫箱內的溫度保持50℃,可變電阻R‘的阻值應調節為

Ω;(3)如果要使恒溫箱內的溫度保持100℃,可變電阻R‘的阻值應調節為

Ω;(4)若可變電阻R'可在380Ω到470Ω范圍內調節,則此恒溫箱可控制的恒溫

范圍是

℃。第十九頁，共二十三頁，2022年，8月28日器應接A、B兩端。(2)恒溫箱的溫度保持50℃,由甲圖可知熱敏電阻在此溫度時的阻值為100

Ω,由閉合電路歐姆定律可知E=I(100+R'+100),得R'=400Ω,所以可變電阻R'

的值應調為400Ω。

解析

(1)溫度低于要求時,電路加熱設備應工作,此時熱敏電阻的阻值大,由閉合電路的歐姆定律可知,電路中電流小,彈簧將銜鐵向上拉起,故加熱第二十頁，共二十三頁，2022年，8月28日恒溫范圍是40~150℃。

答案

(1)A、B

(2)400

(3)450

(4)40~150(3)恒溫箱內的溫度保持100℃,由甲圖可知熱敏電阻在此溫度時的阻值為5

0Ω,由閉合電路歐姆定律可知E=I(100+R'+50),得R'=450Ω,所以可變電阻R'

的值應調為450Ω。(4)可變電阻R'可在380Ω到470Ω范圍內調節,由閉合電路歐姆定律可知E=

I(100+R1+380)和E=I(100+R2+470),解得熱敏電阻的阻值分別為R1=120Ω,R2

=30Ω,由甲圖可知對應的溫度分別是t1=40℃,t2=150℃,此恒溫箱可控制的第二十一頁，共二十三頁，2022年，8月28日典例2如圖所示,R1、R2為定值電阻,L為小燈泡,R3為光敏電阻,當照射光強

度增大時

(

)A.電壓表的示數增大B.R2中電流減小C.小燈泡的功率增大二、光敏電阻的特性及其應用D.電路的路端電壓增大第二十二頁，共二十三頁，2022年，8月28日

解析當光強