高考物理一輪總復(fù)習(xí)：第十章實驗十一ppt課件

1、實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用實驗十一傳感器的簡單應(yīng)用第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器知 識 要 點 歸 納知 識 要 點 歸 納實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?.認(rèn)識熱敏電阻、光敏電阻等傳感器的認(rèn)識熱敏電阻、光敏電阻等傳感器的特性特性.2.了解傳感器在技術(shù)上的簡單應(yīng)用了解傳感器在技術(shù)上的簡單應(yīng)用.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器實驗原理實驗原理傳感器是將它感受到的非電學(xué)量傳感器是將它感受到的非電學(xué)量(如力如力、熱、光、聲等、熱、光、聲等)轉(zhuǎn)換成便于測量的量轉(zhuǎn)換成便于測量的量(一般是電學(xué)量的儀器一般是電學(xué)量的儀器).其工作過程是通其工作過

2、程是通過對某一物理量敏感的元件將感受到的過對某一物理量敏感的元件將感受到的信號按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于利用的信信號按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于利用的信號號.例如例如,光電傳感器是利用光敏電阻將光電傳感器是利用光敏電阻將光信號轉(zhuǎn)換成電信號光信號轉(zhuǎn)換成電信號,欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器熱電傳感器是利用熱敏電阻或金屬熱電熱電傳感器是利用熱敏電阻或金屬熱電阻將溫度信號轉(zhuǎn)換成電信號阻將溫度信號轉(zhuǎn)換成電信號,轉(zhuǎn)換后的轉(zhuǎn)換后的信號經(jīng)過電子電路的處理就可達(dá)到方便信號經(jīng)過電子電路的處理就可達(dá)到方便檢測、自動控制、遙控等各種目的檢測、自動控制、遙控等各種目的.傳感器的工作原理可用圖傳感器的工作原理可

3、用圖1031表示表示：圖圖1031欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器實驗器材實驗器材熱敏電阻、光敏電阻、多用電表、鐵架熱敏電阻、光敏電阻、多用電表、鐵架臺、燒杯、冷水、熱水、小燈泡、學(xué)生臺、燒杯、冷水、熱水、小燈泡、學(xué)生電源、繼電器、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)電源、繼電器、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線等線等.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器過 程 分 析 導(dǎo) 引過 程 分 析 導(dǎo) 引實驗步驟實驗步驟1.研究熱敏電阻的熱敏特性研究熱敏電阻的熱敏特性圖圖1032欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器(1)按圖按圖1032所示連接好電路所示連接好電路,將熱將熱

4、敏電阻絕緣處理敏電阻絕緣處理,多用電表的選擇開關(guān)多用電表的選擇開關(guān)置于置于“100歐姆擋歐姆擋;(2)先用多用電表測出燒杯中沒有熱水先用多用電表測出燒杯中沒有熱水時熱敏電阻的阻值時熱敏電阻的阻值,并記下溫度計的示并記下溫度計的示數(shù)數(shù);欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器(3)向燒杯中注入少量的冷水向燒杯中注入少量的冷水,使熱敏電使熱敏電阻浸沒在冷水中阻浸沒在冷水中,記下溫度計的示數(shù)和記下溫度計的示數(shù)和多用電表測量的熱敏電阻的阻值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將熱水分幾次注入燒杯中,測出不同測出不同溫度下熱敏電阻的阻值溫度下熱敏電阻的阻值,并記錄并記錄

5、;(5)根據(jù)記錄數(shù)據(jù)根據(jù)記錄數(shù)據(jù),分析熱敏電阻的特性分析熱敏電阻的特性.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器2.研究光敏電阻的光敏特性研究光敏電阻的光敏特性圖圖1033(1)將光電傳感器、多用電表、燈泡、將光電傳感器、多用電表、燈泡、滑動變阻器按圖滑動變阻器按圖1033所示電路連接所示電路連接好好,其中多用電表置于其中多用電表置于“1 k歐姆擋歐姆擋;欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器(2)先測出小燈泡不發(fā)光時光敏電阻的先測出小燈泡不發(fā)光時光敏電阻的阻值阻值,并記錄數(shù)據(jù)并記錄數(shù)據(jù);(3)打開電源打開電源,讓小燈泡發(fā)光讓小燈泡發(fā)光,調(diào)節(jié)小燈泡調(diào)節(jié)小燈泡的亮度使之

6、逐漸變亮的亮度使之逐漸變亮,觀察多用電表表觀察多用電表表盤指針顯示電阻阻值的情況盤指針顯示電阻阻值的情況,并記錄并記錄;(4)根據(jù)記錄數(shù)據(jù)根據(jù)記錄數(shù)據(jù),分析光敏電阻的特性分析光敏電阻的特性.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器3.將手掌或一個厚紙板插入光源和光電將手掌或一個厚紙板插入光源和光電計數(shù)器之間計數(shù)器之間,察看、分析光電計數(shù)器的察看、分析光電計數(shù)器的工作過程工作過程.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理根據(jù)上面記錄的數(shù)據(jù)根據(jù)上面記錄的數(shù)據(jù),完成以下表格內(nèi)完成以下表格內(nèi)容：容：1.研究熱敏電阻的熱敏特性研究熱敏電阻的熱敏特性熱敏電熱敏電阻的

7、環(huán)阻的環(huán)境境冷水冷水中中常溫常溫下下加少加少量熱量熱水水繼續(xù)繼續(xù)加熱加熱水水水溫水溫很高很高實驗實驗結(jié)論結(jié)論對應(yīng)電對應(yīng)電阻阻(102 )欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器2.研究光敏電阻的光敏特性研究光敏電阻的光敏特性光敏光敏電阻電阻的環(huán)的環(huán)境境燈泡燈泡不發(fā)不發(fā)光光燈泡燈泡剛發(fā)剛發(fā)光光亮度亮度增加增加亮度亮度增加增加亮度亮度增加增加實驗實驗結(jié)論結(jié)論對應(yīng)對應(yīng)電阻電阻(1 k)欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器本卷須知本卷須知1.在做熱敏實驗時在做熱敏實驗時,加開水后要等一會兒加開水后要等一會兒再測其阻值再測其阻值,以使電阻溫度與水的溫度相以使電阻溫度與水的溫度

8、相同同,并同時讀出水溫并同時讀出水溫.2.光敏實驗中光敏實驗中,如果效果不明顯如果效果不明顯,可將電阻可將電阻部分電路放入帶蓋的紙盒中部分電路放入帶蓋的紙盒中,并通過蓋上并通過蓋上小孔改變射到光敏電阻上的光的多少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)零歐姆表每次換擋后都要重新調(diào)零.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器物理轉(zhuǎn)換思想的應(yīng)用物理轉(zhuǎn)換思想的應(yīng)用1.轉(zhuǎn)換法解讀轉(zhuǎn)換法解讀(1)轉(zhuǎn)換法轉(zhuǎn)換法所謂實驗思維轉(zhuǎn)換方法所謂實驗思維轉(zhuǎn)換方法,就是當(dāng)某些物就是當(dāng)某些物理量不易直接測量理量不易直接測量,而另外一些物理量而另外一些物理量易測量易測量,且兩者之間可以用

9、物理原理聯(lián)且兩者之間可以用物理原理聯(lián)系起來系起來,于是于是,采用采用“嫁接的方法嫁接的方法,通過通過轉(zhuǎn)移實驗手段轉(zhuǎn)移實驗手段,達(dá)到化不易為易達(dá)到化不易為易,欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器化不能為能化不能為能,這種實驗方法稱為轉(zhuǎn)換法這種實驗方法稱為轉(zhuǎn)換法.間接測量某些物理量間接測量某些物理量,一般都用到轉(zhuǎn)換一般都用到轉(zhuǎn)換法法.(2)轉(zhuǎn)換法的主要方式轉(zhuǎn)換法的主要方式時間量與空間量的轉(zhuǎn)換時間量與空間量的轉(zhuǎn)換,如伽利略在如伽利略在研究自由落體運動時研究自由落體運動時,利用滴漏法來測利用滴漏法來測時間時間,將時間測量轉(zhuǎn)換為水的體積的測將時間測量轉(zhuǎn)換為水的體積的測量量.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)

10、引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器抽象量與直觀量的轉(zhuǎn)換抽象量與直觀量的轉(zhuǎn)換,如卡文迪許如卡文迪許“扭秤實驗中扭秤實驗中,石英絲扭轉(zhuǎn)角度的測量石英絲扭轉(zhuǎn)角度的測量轉(zhuǎn)換為平面鏡反射光在刻度尺上移動距轉(zhuǎn)換為平面鏡反射光在刻度尺上移動距離的測量離的測量.微觀量與宏觀量的轉(zhuǎn)換微觀量與宏觀量的轉(zhuǎn)換.非電學(xué)量與電學(xué)量的轉(zhuǎn)換非電學(xué)量與電學(xué)量的轉(zhuǎn)換.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器2.轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用(1)勻變速直線運動的加速度勻變速直線運動的加速度.是一個不是一個不易直接測量的物理量易直接測量的物理量,但通過轉(zhuǎn)換為測但通過轉(zhuǎn)換為測位移和時間位移和時間,根據(jù)任意兩個連續(xù)相等的根據(jù)

11、任意兩個連續(xù)相等的時間里的位移之差可測得加速度時間里的位移之差可測得加速度.(2)在在“傳感器的簡單應(yīng)用實驗中傳感器的簡單應(yīng)用實驗中,將非將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量進(jìn)行測量電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量進(jìn)行測量.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器實 驗 典 例 探 究實 驗 典 例 探 究題型題型1溫度傳感器的應(yīng)用溫度傳感器的應(yīng)用 熱敏電阻是傳感電路中常用的電熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件子元件.現(xiàn)用伏安法研究熱敏電阻在不現(xiàn)用伏安法研究熱敏電阻在不同溫度下的伏安特性曲線同溫度下的伏安特性曲線,要求特性曲要求特性曲線盡可能完整線盡可能完整.已知常溫下待測熱敏電已知常溫下待測熱敏電阻的阻值約

12、阻的阻值約45 .例例1欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器熱敏電阻和溫度計插入帶塞的保溫杯熱敏電阻和溫度計插入帶塞的保溫杯中中,杯內(nèi)有一定量的冷水杯內(nèi)有一定量的冷水,其他備用的儀其他備用的儀表和器具有：盛有熱水的熱水瓶表和器具有：盛有熱水的熱水瓶(圖中圖中未畫出未畫出)、電源、電源(3 V、內(nèi)阻可忽略、內(nèi)阻可忽略)、直、直流電流表流電流表(內(nèi)阻約內(nèi)阻約1 )、直流電壓表、直流電壓表(內(nèi)內(nèi)阻約阻約5 k)、滑動變阻器、滑動變阻器(020 )、開、開關(guān)、導(dǎo)線若干關(guān)、導(dǎo)線若干.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器(1)在下面的虛線框中畫出實驗電路圖在下面的虛線框中畫

13、出實驗電路圖,要求測量誤差盡可能小要求測量誤差盡可能小.(2)根據(jù)電路圖根據(jù)電路圖,在實物圖上連線在實物圖上連線.圖圖1034欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器(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_.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器【解析】【解析】(1)為獲得更多的數(shù)據(jù)為獲得更多的數(shù)據(jù),應(yīng)使應(yīng)使電壓從零開始電壓從零開始,故應(yīng)采用分壓電路故應(yīng)采用分壓電路.由于由于待測熱敏電阻阻值約待測熱敏電阻阻值約45 ,故應(yīng)采用故應(yīng)采用電流表外接法電流表外接法,電路圖如圖電路圖如圖1035所所示示.圖圖1035欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電

14、傳感器第十章交流電傳感器(2)按電路圖連接實物圖如圖按電路圖連接實物圖如圖1036所示所示.圖圖1036欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器(3)往保溫杯中加入一些熱水往保溫杯中加入一些熱水,待溫度待溫度穩(wěn)定時讀出溫度計示數(shù)穩(wěn)定時讀出溫度計示數(shù);調(diào)節(jié)滑動變調(diào)節(jié)滑動變阻器阻器,快速測出幾組電流表和電壓表的快速測出幾組電流表和電壓表的值值;反復(fù)反復(fù),測量不同溫度下的數(shù)測量不同溫度下的數(shù)據(jù)據(jù);繪出各測量溫度下熱敏電阻的伏繪出各測量溫度下熱敏電阻的伏安特性曲線安特性曲線.【答案】見解析【答案】見解析欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器【規(guī)律總結(jié)】該實驗主要考查電阻的【規(guī)

15、律總結(jié)】該實驗主要考查電阻的測量方法測量方法,與普通電阻測量實驗的主要與普通電阻測量實驗的主要區(qū)別是需要通過改變溫度來改變待測電區(qū)別是需要通過改變溫度來改變待測電阻的阻值阻的阻值.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器題型題型2光電傳感器的應(yīng)用光電傳感器的應(yīng)用 為了節(jié)能和環(huán)保為了節(jié)能和環(huán)保,一些公共場所一些公共場所使用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng)使用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng).光控開關(guān)光控開關(guān)可采用光敏電阻來控制可采用光敏電阻來控制,光敏電阻是阻光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照照度可以反映光的強(qiáng)弱度可以反映光的強(qiáng)弱,光越強(qiáng)照度越大光越強(qiáng)照度越大,照度

16、單位為照度單位為lx).某光敏電阻某光敏電阻RP在不同照在不同照度下的阻值如下表：度下的阻值如下表：例例2欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)根據(jù)表中數(shù)據(jù),請在給定的坐標(biāo)系如請在給定的坐標(biāo)系如圖圖1037中描繪出阻值隨照度變化的中描繪出阻值隨照度變化的曲線曲線,并說明阻值隨照度變化的特點并說明阻值隨照度變化的特點.照度照度(lx)0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2電阻電阻(k) 754028232018欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器圖圖1037欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器(2)如圖如圖1038所示所示,

17、當(dāng)當(dāng)1、2兩端所加兩端所加電壓上升至電壓上升至2 V時時,控制開關(guān)自動起動照控制開關(guān)自動起動照明系統(tǒng)明系統(tǒng),請利用下列器材設(shè)計一個簡單請利用下列器材設(shè)計一個簡單電路電路.給給1、2兩端提供電壓兩端提供電壓,要求當(dāng)天色要求當(dāng)天色漸暗照度降低至漸暗照度降低至1.0(lx)時起動照明系統(tǒng)時起動照明系統(tǒng),在虛線框內(nèi)完成電路原理圖在虛線框內(nèi)完成電路原理圖.(不考慮控制開關(guān)對所設(shè)計電路的影響不考慮控制開關(guān)對所設(shè)計電路的影響)欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器圖圖1038欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器提供的器材如下：提供的器材如下：光敏電阻光敏電阻RP(符號符號 ,阻

18、值見上表阻值見上表);直流電源直流電源E(電動勢電動勢3V,內(nèi)阻不計內(nèi)阻不計);定值電阻：定值電阻：R110 k,R220 k,R340 k(限選其中之一并在圖中標(biāo)出限選其中之一并在圖中標(biāo)出)開關(guān)開關(guān)S及導(dǎo)線若干及導(dǎo)線若干.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器【解析】【解析】(1)描繪圖象應(yīng)注意各點分描繪圖象應(yīng)注意各點分布在圖線兩側(cè)布在圖線兩側(cè),且圖線應(yīng)用平滑曲線且圖線應(yīng)用平滑曲線,而而不能成為各點的連線不能成為各點的連線.圖線為曲線時為圖線為曲線時為非線性變化非線性變化.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器【

19、答案】【答案】(1)光敏電阻的阻值隨光照光敏電阻的阻值隨光照度變化的曲線如圖度變化的曲線如圖1039所示所示.特點：光敏電阻的阻值隨光照度的增大特點：光敏電阻的阻值隨光照度的增大非線性減小非線性減小.圖圖1039欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器(2) 電路圖如圖電路圖如圖10310所示所示.圖圖10310欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器【規(guī)律總結(jié)】常見的光傳感器有：光【規(guī)律總結(jié)】常見的光傳感器有：光敏電阻、光電管、光電二極管、光電三敏電阻、光電管、光電二極管、光電三極管等極管等.光敏電阻在被光照射時電阻發(fā)光敏電阻在被光照射時電阻發(fā)生變化生變化,其原因是做

20、光敏電阻的材料硫其原因是做光敏電阻的材料硫化鎘是一種半導(dǎo)體材料化鎘是一種半導(dǎo)體材料,無光照時無光照時,載流載流子極少子極少,導(dǎo)電性能不好導(dǎo)電性能不好,隨著光照的增強(qiáng)隨著光照的增強(qiáng),載流子增多載流子增多,導(dǎo)電性變好導(dǎo)電性變好.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器題型題型3力電傳感器力電傳感器 如圖如圖10311所示為某種電子所示為某種電子秤的原理示意圖秤的原理示意圖,AB為一均勻的滑動變?yōu)橐痪鶆虻幕瑒幼冏杵髯杵?阻值為阻值為R,長度為長度為L,兩邊分別有兩邊分別有P1、P2兩個滑動頭兩個滑動頭,與與P1相連的金屬細(xì)桿相連的金屬細(xì)桿可在被固定的豎直光滑絕緣桿可在被固定的豎直光滑絕緣

21、桿MN上保上保持水平狀態(tài)持水平狀態(tài),金屬細(xì)桿與托盤相連金屬細(xì)桿與托盤相連.金屬金屬細(xì)桿所受重力忽略不計細(xì)桿所受重力忽略不計,例例3欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感器第十章交流電傳感器彈簧處于原長時彈簧處于原長時P1剛好指向剛好指向A端端,若若P1、P2間出現(xiàn)電壓時間出現(xiàn)電壓時,該電壓經(jīng)過放大通該電壓經(jīng)過放大通過信號轉(zhuǎn)換后在顯示屏上顯示出質(zhì)量的過信號轉(zhuǎn)換后在顯示屏上顯示出質(zhì)量的大小大小.已知彈簧的勁度系數(shù)為已知彈簧的勁度系數(shù)為k,托盤自身托盤自身質(zhì)量為質(zhì)量為m0,電源的電動勢為電源的電動勢為E,電源的內(nèi)電源的內(nèi)阻忽略不計阻忽略不計,信號放大器、信號轉(zhuǎn)換器信號放大器、信號轉(zhuǎn)換器和顯示器的分流作用忽略不計和顯示器的分流作用忽略不計.求：求：欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交流電傳感