高中物理第11章第三單元 第4課時(shí)課件

第三單元實(shí)驗(yàn)與探究

第4課時(shí)實(shí)驗(yàn)：傳感器的簡(jiǎn)單使用選修3－2

第十一章交變電流傳感器1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)知道傳感器的作用．(2)觀察熱敏電阻和光敏電阻的阻值是如何隨熱信號(hào)和光信號(hào)而變化的．2．實(shí)驗(yàn)原理傳感器是將它感受到的物理量(如力、熱、光、聲等)轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量的量(一般是電學(xué)量)的一類元件．例如：熱電傳感器是利用熱敏電阻將熱信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；光電傳感器是利用光敏電阻將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)．轉(zhuǎn)換后的信號(hào)經(jīng)過(guò)相應(yīng)的儀器進(jìn)行處理，就可達(dá)到自動(dòng)控制等各種目的．(1)熱敏電阻特性實(shí)驗(yàn)：如右圖所示．①在燒杯內(nèi)倒入少量冷水，放在鐵架臺(tái)上，將懸掛在鐵架臺(tái)上的溫度計(jì)放入水．②將多用電表的選擇開關(guān)置于“歐姆”檔，將兩支表筆短接，調(diào)零后再將兩支表筆分別與熱敏電阻的兩個(gè)輸出端相連．③將熱敏電阻放入燒杯內(nèi)的水中，在歐姆檔上選擇合適的倍率，再重新調(diào)零，把兩支表筆接到熱敏電阻兩輸出端，觀察表盤指示的熱敏電阻的阻值，填入表格內(nèi)．④分幾次向燒杯內(nèi)倒入開水，觀察不同溫度時(shí)熱敏電阻的阻值，記錄在表格內(nèi)．⑤通過(guò)比較這些測(cè)量的數(shù)據(jù)，看看熱敏電阻的阻值是怎樣隨溫度而變化的．⑥將多用電表的選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或“OFF”擋，拆開裝置，將器材按原樣整理好．實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456溫度/℃電阻/Ω(2)光敏電阻特性實(shí)驗(yàn)：如右圖所示．①將多用電表的選擇開關(guān)置于“歐姆”檔，選擇合適的倍率，將兩支表筆短接調(diào)零．②把多用電表的兩支表筆接到光敏電阻兩輸出端，觀察表盤指示的光敏電阻的阻值，填入設(shè)計(jì)好的表格內(nèi)．題型一伏安法描述熱敏電阻的伏安特性曲線熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件．現(xiàn)用伏安法研究熱敏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(cè)熱敏電阻的阻值約4～5Ω.熱敏電阻和溫度計(jì)插入帶塞的保溫杯中，杯內(nèi)有一定量的冷水，其它備用的儀表和器具有：盛有熱水的熱水杯(圖中未畫出)、電源(3V、內(nèi)阻可忽略)、直流電流表(內(nèi)阻約1Ω)、直流電壓表(內(nèi)阻約5kΩ)、滑動(dòng)變阻器(0～20Ω)、開關(guān)、導(dǎo)線若干．(1)在下圖(a)的方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，要求測(cè)量誤差盡可能?。?2)根據(jù)電路圖，在下圖(b)的實(shí)物圖上連線．(3)簡(jiǎn)要寫出完成接線后的主要實(shí)驗(yàn)步驟________．解析：(1)因熱敏電阻阻值較小，故測(cè)量電路必須采用電流表外接法；因描述伏安特性曲線要求測(cè)量的電壓(或電流)要從零開始，故滑動(dòng)變阻器必須采用分壓式接法．答案如右圖所示．解析：(3)①往保溫杯中加入一些熱水，待溫度穩(wěn)定時(shí)讀出溫度計(jì)值；②調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，快速測(cè)出電流表和電壓表的值；③重復(fù)①～②，測(cè)量不同溫度下的數(shù)據(jù)；④繪出各測(cè)量溫度下熱敏電阻的伏安特性曲線．答案：見解析點(diǎn)評(píng)：這種做法跟伏安法描繪小電珠的伏安特性曲線的方法一樣．要求流過(guò)熱敏電阻的電流要從零開始，故控制電路要采用分壓式．由于熱敏電阻的阻值約為4～5Ω，故測(cè)量電路要采用電流表外接法．實(shí)驗(yàn)的操作步驟跟伏安法描繪小電珠的伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)步驟一樣．題型訓(xùn)練1．如下圖甲所示，為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變，且對(duì)溫度很敏感)的I-U關(guān)系曲線圖．(1)為了通過(guò)測(cè)量得到如圖甲所示的I-U關(guān)系的完整曲線，在下圖乙和丙兩個(gè)電路中應(yīng)選擇的是圖________，簡(jiǎn)要說(shuō)明理由________________________________________________________________________．(電源電動(dòng)勢(shì)9V，內(nèi)阻不計(jì)，滑動(dòng)變阻器的阻值為0～100Ω)解析：(1)上圖乙中的滑動(dòng)變阻器為分壓接法，圖丙中的滑動(dòng)變阻器為限流接法，在分壓電路中，滑片移至最左端時(shí)熱敏電阻電壓為零，滑到最右端時(shí)電壓最大(電源內(nèi)阻很小，Umax＝E)，顯然電壓的調(diào)節(jié)范圍是0～E，完全滿足題目要求．而限流電路滑片移到最左端時(shí)，熱敏電阻兩端電壓最小為Umin＝·R，滑到最右端時(shí)電壓最大為Umax＝E，其電壓變化范圍為·R～E，很明顯限流電路的電壓變化范圍小，不能測(cè)出全部圖線所需數(shù)據(jù)，故實(shí)驗(yàn)電路圖應(yīng)選乙．(2)流過(guò)電阻R1的電流為所以流過(guò)熱敏電阻的電流為I＝I總－I1＝70－36＝34mA，在伏安特性曲線上可以看出，當(dāng)I＝34