實驗十二傳感器的簡單使用 一 研究熱敏電阻的熱敏特性 二 研究光敏電阻的光敏特性 注意事項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 并通過蓋上小孔改變射到光敏電阻上的光的多少 3 歐姆表每次換擋后都要重新調(diào)零 熱點一教材原型實驗 例1 利用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻制作的熱傳感器 一般體積很小 可以用來測量很小范圍內(nèi)的溫度變化 反應(yīng)快 而且精確度高 1 如果將負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻與電源 電流表和其他元件串聯(lián)成一個電路 其他因素不變 只要熱敏電阻所處區(qū)域的溫度降低 電路中電流將變 填 大 或 小 2 上述電路中 我們將電流表中的電流刻度換成相應(yīng)的溫度刻度 就能直接顯示出熱敏電阻附近的溫度 如果刻度盤正中的溫度為20 如圖1甲所示 則25 的刻度應(yīng)在20 的刻度的 填 左 或 右 側(cè) 3 為了將熱敏電阻放置在某蔬菜大棚內(nèi)檢測大棚內(nèi)溫度變化 請用圖乙中的器材 可增加元器件 設(shè)計一個電路 圖1 解析 1 因為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻溫度降低時 電阻增大 故電路中電流會減小 2 由 1 的分析知 溫度越高 電流越大 25 的刻度應(yīng)對應(yīng)較大電流 故在20 的刻度的右側(cè) 3 如圖所示 答案 1 小 2 右 3 見解析 變式訓(xùn)練1 為了研究光敏電阻在室內(nèi)正常光照射和室外強光照射時電阻的大小關(guān)系 某同學(xué)用如圖2甲所示的電路進行實驗 得出兩種U I圖線 如圖乙所示 圖2 1 根據(jù)U I圖線可知正常光照射時光敏電阻的阻值為 強光照射時電阻為 2 若實驗中所用電壓表的內(nèi)阻約為5k 毫安表的內(nèi)阻約為100 考慮到電表內(nèi)阻對實驗結(jié)果的影響 此實驗中 選填 正常光照射時 或 強光照射時 測得的電阻誤差較大 若測量這種光照下的電阻 則需將實物圖中毫安表的連接方式采用 選填 內(nèi)接 或 外接 法進行實驗 實驗結(jié)果較為準(zhǔn)確 2 實驗電路采用的是毫安表內(nèi)接法 測得的結(jié)果比真實值偏大 當(dāng)待測電阻遠(yuǎn)大于毫安表電阻時實驗誤差較小 所以強光照射時誤差較大 強光照射時采用毫安表外接法實驗結(jié)果較為準(zhǔn)確 答案 1 3000200 2 強光照射時外接 熱點二實驗拓展創(chuàng)新 例2 2016 全國卷 23 現(xiàn)要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng) 要求當(dāng)熱敏電阻的溫度達到或超過60 時 系統(tǒng)報警 提供的器材有 熱敏電阻 報警器 內(nèi)阻很小 流過的電流超過Ic時就會報警 電阻箱 最大阻值為999 9 直流電源 輸出電壓為U 內(nèi)阻不計 滑動變阻器R1 最大阻值為1000 滑動變阻器R2 最大阻值為2000 單刀雙擲開關(guān)一個 導(dǎo)線若干 在室溫下對系統(tǒng)進行調(diào)節(jié) 已知U約為18V Ic約為10mA 流過報警器的電流超過20mA時 報警器可能損壞 該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小 在60 時阻值為650 0 1 在圖3中完成待調(diào)節(jié)的報警系統(tǒng)原理電路圖的連線 2 電路中應(yīng)選用滑動變阻器 填 R1 或 R2 3 按照下列步驟調(diào)節(jié)此報警系統(tǒng) 電路接通前 需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值 根據(jù)實驗要求 這一阻值為 滑動變阻器的滑片應(yīng)置于 填 a 或 b 端附近 不能置于另一端的原因是 圖3 將開關(guān)向 填 c 或 d 端閉合 緩慢移動滑動變阻器的滑片 直至 4 保持滑動變阻器滑片的位置不變 將開關(guān)向另一端閉合 報警系統(tǒng)即可正常使用 解析 1 電路圖如答案圖 3 熱敏電阻為650 0 時 報警器開始報警 電阻箱的阻值也應(yīng)為650 0 實驗調(diào)試時 將開關(guān)置于c端 緩慢調(diào)節(jié)滑動變阻器 直到報警器開始報警 為防止通過報警器電流過大 造成報警器燒壞 應(yīng)使滑動變阻器的滑片置于b端 答案 1 如圖所示 2 R2 3 650 0b接通電源后 流過報警器的電流會超過20mA 報警器可能損壞 c報警器開始報警 變式訓(xùn)練2 2017 江蘇單科 11 某同學(xué)通過實驗制作一個簡易的溫控裝置 實驗原理電路圖如圖4甲所示 繼電器與熱敏電阻Rt 滑動變阻器R串聯(lián)接在電源E兩端 當(dāng)繼電器的電流超過15mA時 銜鐵被吸合 加熱器停止加熱 實現(xiàn)溫控 繼電器的電阻約20 熱敏電阻的阻值Rt與溫度t的關(guān)系如下表所示 1 提供的實驗器材有 電源E1 3V 內(nèi)阻不計 電源E2 6V 內(nèi)阻不計 滑動變阻器R1 0 200 滑動變阻器R2 0 500 熱敏電阻Rt 繼電器 電阻箱 0 999 9 開關(guān)S 導(dǎo)線若干 為使該裝置實現(xiàn)對30 80 之間任一溫度的控制 電源E應(yīng)選用 選填 E1 或 E2 滑動變阻器R應(yīng)選用 選填 R1 或 R2 2 實驗發(fā)現(xiàn)電路不工作 某同學(xué)為排查電路故障 用多用電表測量各接點間的電壓 則應(yīng)將如圖乙所示的選擇開關(guān)旋至 選填 A B C 或 D 圖4 3 合上開關(guān)S 用調(diào)節(jié)好的多用電表進行排查 在圖甲中 若只有b c間斷路 則應(yīng)發(fā)現(xiàn)表筆接入a b時指針 選填 偏轉(zhuǎn) 或 不偏轉(zhuǎn) 接入a c時指針 選填 偏轉(zhuǎn) 或 不偏轉(zhuǎn) 4 排除故障后 欲使銜鐵在熱敏電阻為50 時被吸合 下列操作步驟的正確順序是 填寫各步驟前的序號 將熱敏電阻接入電路 觀察到繼電器的銜鐵被吸合 斷開開關(guān) 將電阻箱從電路中移除 合上開關(guān) 調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值 斷開開關(guān) 用電阻箱替換熱敏電阻 將阻值調(diào)至108 1 2 因電路中有電源 排查電路故障應(yīng)選用多用電表的直流電壓擋 故選C 3 只有b c間斷路 表筆接入a b間時 電表與電源之間形不成閉合電路 則電表指針不偏轉(zhuǎn) 表筆接入a c間時 能形成閉合電路 電表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 4 欲使銜鐵在50 被吸合 由表中數(shù)據(jù)可知 此時熱敏電阻的阻值為108 1 操作步驟應(yīng)是先斷開開關(guān) 用電阻箱替換熱敏電阻 將阻值調(diào)至108 1 閉合開關(guān) 調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值 觀察繼電器的銜鐵被吸合 然后斷開開關(guān) 將電阻箱從電路中移除 再將熱敏電阻接入電路原位置 故步驟順序應(yīng)為 答案 1 E2R2 2 C 3 不偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn) 4 1 2018 平頂山模擬 傳感器是一種采集信息的重要器件 如圖5所示是一種測定壓力的電容式傳感器 A為固定電極 B為可動電極 組成一個電容大小可變的電容器 可動電極兩端固定 當(dāng)待測壓力施加在可動電極上時 可動電極發(fā)生形變 從而改變了電容器的電容 現(xiàn)將此電容式傳感器與零刻線在中央的靈敏電流表和電源串聯(lián) 組成閉合電路 已知電流從電流表正接線柱流入時指針向右偏轉(zhuǎn) 當(dāng)待測壓力增大時 A 電容器的電容將減小B 靈敏電流表指針在正中央零刻線處C 靈敏電流表指針向左偏轉(zhuǎn)D 靈敏電流表指針向右偏轉(zhuǎn) 圖5 答案D 2 如圖6所示為某一熱敏電阻 電阻值隨溫度的改變而改變 且對溫度很敏感 的I U關(guān)系曲線圖 1 為了通過測量得到如圖6所示I U關(guān)系的完整曲線 如圖7所示的a和b兩個電路中應(yīng)選擇的是圖 簡要說明理由 電源電動勢為9V 內(nèi)阻不計 滑動變阻器的阻值為0 100 圖6 2 在圖c所示的電路中 電源電壓恒為9V 電流表讀數(shù)為70mA 定值電阻R1 250 則熱敏電阻兩端的電壓為 V 電阻R2的阻值為 圖7 解析由于圖中要求測量多組數(shù)據(jù) 所需電壓調(diào)節(jié)范圍較大 且從零開始變化 所以應(yīng)選用分壓電路 即圖a 根據(jù)歐姆定律可以先求出R1的電流I1 36mA 所以熱敏電阻和R2電流為I2 I I1 34mA 由圖可讀出熱敏電阻在34mA時的電壓為5 2V 則R2兩端電壓為3 8V 即可求出R2 111 8 答案 1 a電壓可從0V調(diào)到所需電壓 調(diào)節(jié)范圍較大 2 5 2111 8 111 6 112 0均可