實(shí)驗(yàn)：傳感器的簡(jiǎn)單使用

實(shí)驗(yàn)十二傳感器的簡(jiǎn)單使用一、研究熱敏電阻的特性1.實(shí)驗(yàn)原理閉合電路歐姆定律，用歐姆表進(jìn)行測(cè)量和觀察.2.實(shí)驗(yàn)器材半導(dǎo)體熱敏電阻、多用電表、溫度計(jì)、鐵架臺(tái)、燒杯、涼水和熱水.3.實(shí)驗(yàn)步驟(1)按圖1連接好電路，將熱敏電阻絕緣處理；圖1(2)把多用電表置于歐姆擋，并選擇適當(dāng)?shù)牧砍虦y(cè)出燒杯中沒有水時(shí)熱敏電阻的阻值，并記下溫度計(jì)的示數(shù)；(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(jì)的示數(shù)和多用電表測(cè)量的熱敏電阻的阻值；(4)將熱水分幾次注入燒杯中，測(cè)出不同溫度下熱敏電阻的阻值，并記錄.4.數(shù)據(jù)處理在圖2坐標(biāo)系中，粗略畫出熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖線.圖25.實(shí)驗(yàn)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.6.注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，加熱水后要等一會(huì)兒再測(cè)熱敏電阻阻值，以使電阻溫度與水的溫度相同，并同時(shí)讀出水溫.二、研究光敏電阻的光敏特性1.實(shí)驗(yàn)原理閉合電路歐姆定律，用歐姆表進(jìn)行測(cè)量和觀察.2.實(shí)驗(yàn)器材光敏電阻、多用電表、小燈泡、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線、電源.3.實(shí)驗(yàn)步驟(1)將光敏電阻、多用電表、燈泡、滑動(dòng)變阻器按圖3所示電路連接好，其中多用電表置于“×100”擋；圖3(2)先測(cè)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)；(3)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，觀察多用電表表盤指針顯示光敏電阻阻值的情況，并記錄；(4)用手掌(或黑紙)遮光時(shí)，觀察多用電表表盤指針顯示光敏電阻阻值的情況，并記錄.4.數(shù)據(jù)處理根據(jù)記錄數(shù)據(jù)分析光敏電阻的特性.5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論(1)光敏電阻在暗環(huán)境下電阻值很大，強(qiáng)光照射下電阻值很小；(2)光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量.6.注意事項(xiàng)(1)實(shí)驗(yàn)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照射到光敏電阻上的光的多少來達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?2)歐姆表每次換擋后都要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零.命題點(diǎn)一溫度傳感器的應(yīng)用例1(2016·全國(guó)卷Ⅰ·23)現(xiàn)要組裝一個(gè)由熱敏電阻控制的報(bào)警系統(tǒng)，要求當(dāng)熱敏電阻的溫度達(dá)到或超過60℃時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警.提供的器材有：熱敏電阻，報(bào)警器(內(nèi)阻很小，流過的電流超過Ic時(shí)就會(huì)報(bào)警)，電阻箱(最大阻值為999.9Ω)，直流電源(輸出電壓為U，內(nèi)阻不計(jì))，滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為1000Ω)，滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值為2000Ω)，單刀雙擲開關(guān)一個(gè)，圖7(1)設(shè)計(jì)一個(gè)可以測(cè)量處于壓力中的該壓敏電阻阻值的電路，在圖乙的虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖(壓敏電阻及所給壓力已給出，待測(cè)壓力大小約為0.4×102N～0.8×102N，不考慮壓力對(duì)電路其他部分的影響)，要求誤差較小，提供的器材如下：A.壓敏電阻，無壓力時(shí)阻值R0＝6000ΩB.滑動(dòng)變阻器R，全電阻阻值約200ΩC.電流表A，量程2.5mA，內(nèi)阻約30ΩD.電壓表V，量程3V，內(nèi)阻約3kΩE.直流電源E，電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻很小F.開關(guān)S，導(dǎo)線若干(2)正確接線后，將壓敏電阻置于待測(cè)壓力下，通過壓敏電阻的電流是1.33mA，電壓表的示數(shù)如圖丙所示，則電壓表的讀數(shù)為________V.(3)此時(shí)壓敏電阻的阻值為________Ω；結(jié)合圖甲可知待測(cè)壓力的大小F＝________N.(計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)答案(1)見解析圖(2)2.00(3)1.5×10360解析(1)根據(jù)題述對(duì)實(shí)驗(yàn)電路的要求，應(yīng)該采用分壓式接法、電流表內(nèi)接的電路，原理圖如圖所示.(2)根據(jù)電壓表讀數(shù)規(guī)則，電壓表讀數(shù)為2.00V.(3)由歐姆定律，此時(shí)壓敏電阻的阻值為RF＝eq\f(U,I)－RA≈1.5×103Ω，eq\f(R0,RF)＝4，由題圖甲可知，對(duì)應(yīng)的待測(cè)壓力F＝60N.變式2某些固體材料受到外力后除了產(chǎn)生形變，其電阻率也要發(fā)生變化，這種由于外力的作用而使材料電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為“壓阻效應(yīng)”.現(xiàn)用如圖8所示的電路研究某長(zhǎng)薄板電阻Rx的壓阻效應(yīng)，已知Rx的阻值變化范圍為幾歐到幾十歐，實(shí)驗(yàn)室中有下列器材：圖8A.電源E(電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻約為1Ω)B.電流表A1(0～0.6A，內(nèi)阻r1＝5Ω)C.電流表A2(0～0.6A，內(nèi)阻r2≈1Ω)D.開關(guān)S，定值電阻R0＝5Ω(1)為了比較準(zhǔn)確地測(cè)量電阻Rx的阻值，請(qǐng)完成虛線框內(nèi)電路圖的設(shè)計(jì).(2)在電阻Rx上加一個(gè)豎直向下的力F(設(shè)豎直向下為正方向)，閉合開關(guān)S，記下電表讀數(shù)，A1的讀數(shù)為I1，A2的讀數(shù)為I2，得Rx＝________.(用字母表示)(3)改變力的大小，得到不同的Rx值，然后讓力反向從下向上擠壓電阻，并改變力的大小，得到不同的Rx值.最后繪成的圖象如圖9所示，除觀察到電阻Rx的阻值隨壓力F的增大而均勻減小外，還可以得到的結(jié)論是________________________.當(dāng)F豎直向下時(shí)，可得Fx與所受壓力F的數(shù)值關(guān)系是Rx＝________.圖9答案(1)見解析圖(2)eq\f(I1r1,I2－I1)(3)壓力反向，阻值不變17－2F解析(1)利用伏安法測(cè)量電阻阻值，但所給器材缺少電壓表，可以用內(nèi)阻已知的電流表A1代替，另一個(gè)電流表A2測(cè)量電流.電路圖如圖所示.(2)電阻Rx兩端電壓為Ux＝I1r1，流經(jīng)的電流為Ix＝I2－I1，電阻Rx＝eq\f(I1r