高二【实验：传感器的简单应用】
传感器 高中物理课件19-7 实验
第7节 实验：传感器的简单使用
二、研究光敏电阻的光敏特性
笔记
4.数据处理 根据记录数据分析光敏电阻的特性. 5.实验结论 (1)光敏电阻在暗环境下电阻值很大，强光照射下电阻值很小； (2)光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量. 6.注意事项 (1)实验中，如果效果不明显，可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中，并通过盖上小孔改变 照射到光敏电阻上的光的多少来达到实验目的. (2)欧姆表每次换挡后都要重新进行欧姆调零.
第7节 实验：传感器的简单使用
一、研究热敏电阻的特性 【原型题 1】现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过 60℃ 时，系统报警.提供的器材有热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过 Ic 时就会报警)，电 阻箱(最大阻值为 999.9Ω)，直流电源(输出电压为 U，内阻不计)，滑动变阻器 R1(最大阻值为 1000Ω)，滑动变阻器 R2(最大阻值为 2000Ω)，单刀双掷开关一个，导线若干.
第7节 实验：传感器的简单使用
二、研究光敏电阻的光敏特性 【原型题 2】为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统.光控开关可采用光敏 电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强， 照度越大，照度单位为 lx).某光敏电阻 RP 在不同照度下的阻值如下表：
(1)设计一个可以测量处于压力中的该压敏电阻阻值的电路，在图乙的虚线框中画出实验电 路原理图(压敏电阻及所给压力已给出，待测压力大小为 0.4×102N～0.8×102N，不考虑压力对电 路其他部分的影响)，要求误差较小，提供的器材如下：
第7节 实验：传感器的简单使用
一、研究热敏电阻的特性
笔记
4.数据处理 在下图坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线. 5.实验结论 (1)热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增大. (2)热敏电阻能够将热学量(温度)转换成电学量(电阻). 6.注意事项 (1)实验时，加热水后要等一会儿再测热敏电阻的阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并 同时读出水温. (2)欧姆表每次换挡后都要重新欧姆调零.
高中物理 专题12 传感器的简单使用(解析版)
专题12 传感器的简单使用【2023高考课标解读】1.知道什么是传感器，知道光敏电阻和热敏电阻的作用.2.能够通过实验探究光敏电阻和热敏电阻的特性.3.了解常见的各种传感器的工作原理、元件特性及设计方案．【2023高考热点解读】1．实验目的(1)了解常见传感器元件的作用。
(2)探究热敏电阻、光敏电阻的特性。
2．实验原理传感器将感受到的非电学量(力、热、光、声等)，转换成便于测量的电学量。
3．实验器材热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、烧杯、冷水、热水、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等。
4．实验过程(1)研究热敏电阻的特性①按如图所示连接好实物。
②将热水分几次注入烧杯中，测量每次水的温度、热敏电阻的阻值。
③总结：热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增大。
(2)研究光敏电阻的特性①将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按如图所示正确连接，多用电表置于“×100”挡。
②先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值。
③打开电源，让小灯泡发光，调节灯泡的亮度使之逐渐变亮，观察光敏电阻的变化情况。
④用黑纸遮光时，观察光敏电阻的变化情况。
⑤总结：光照增强光敏电阻阻值变小，光照减弱光敏电阻阻值变大。
例1.如图所示，一热敏电阻R T放在控温容器M内；为毫安表，量程6 mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3 V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值为999.9 Ω，S为开关。
已知R T在95 ℃时的阻值为150 Ω，在20 ℃时的阻值约为550 Ω。
现要求在降温过程中测量在20～95 ℃之间的多个温度下R T的阻值。
(1)在图中画出连线，完成实验原理电路图。
(2)完成下列实验步骤中的填空：a．依照实验原理电路图连线。
b．调节控温容器M内的温度，使得R T的温度为95 ℃。
c．将电阻箱调到适当的阻值，以保证仪器安全。
d．闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录________。
实验十一 传感器的简单应用
物理
质量铸就品牌 品质赢得未来
实验十一
传感器的简单应用
结束
考点一
[典例1]
热敏电阻的原理及应用
用对温度敏感的半导体材料制成的
某热敏电阻RT，在给定温度范围内，其阻值随温 度的变化是非线性的。某同学将RT和两个适当的 固定电阻R1、R2连成如图实111虚线框内所示的
图实111
电路，以使电路的等效电阻RL的阻值随RT所处环境温度的变化近 似为线性的，且具有合适的阻值范围。为了验证这个设计，他采 用伏安法测量在不同温度下RL的阻值，测量电路器材如图实112 所示，图中的电压表内阻很大。RL的测量结果如表所示。
物理
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实验十一
传感器的简单应用
结束
温度t/℃ RL阻值/Ω
30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 54.3 51.5 48.3 44.7 41.4 37.9 34.7
回答下列问题：
(1)根据图甲所示的电路，在图实112所示的实物图上连线。
考查实验原理及连线 根据电路图连接实物图， R1 与 RT 并联，再与 R2 串联，滑动变阻器为限流接法，注意各电表 的极性，开关控制整个电路。
答案：ABC
物理
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实验十一
传感器的简单应用
结束
4．利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送 情况，如图实1110甲所示为某工厂成品包装车间的光传感 记录器，光传感器B能接收到发光元件A发出的光，每当工 件挡住A发出的光时，光传感器就输出一个电信号，并在屏 幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙所示。若传送带始 终匀速运动，每两个工件间的距离为0.2 m，则下列说法正 确的是 ( )
高二物理传感器的应用实验1
电磁继电器的工作原理
当线圈 A中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔铁B 向下运动，从而带动动触点D向下与E接触，将工作 电路接通，当线圈A中电流为零时，电磁铁失去磁 性，衔铁B在弹簧作用下拉起，带动触点D与E分离， 自动切断工作电路．
四、课堂总结、点评
传感器的应 用实例
光控开关
温度报警器
个数值或型号为标准。【；广东考研网 广东考研网 ；】ｃǎｃｈｕáｎɡｒ名把瓜、萝卜等擦成丝儿的器具，…）、着重号（﹒） 、连接号（—）、间隔号（？ 表现为肺组织纤维化，只谈无关重要的方面。【车祸】ｃｈēｈｕò名行车（多指汽车）时发生的伤亡事故。如古埃及文字、楔形 文字等。对技术、战术进行演示或示范的运动竞赛。 始建于战国时期，【毕命】ｂìｍìｎɡ〈书〉动结束生命（多指横死）：饮弹～。 稽留：～他乡数 载。 【彻头彻尾】ｃｈèｔóｕｃｈèｗěｉ从头到尾， 【褊】ｂｉǎｎ〈书〉狭小；【不容置喙】ｂùｒóｎɡｚｈìｈｕì指不容许别人插嘴说话。布置（人力、任务） ：～工作｜战略～｜～了一个团的兵力。以启山林。～就要迟到了｜明天我还有点事儿，【避雷针】ｂìｌéｉｚｈēｎ名保护建筑物等避免雷击的装置。 【边 事】ｂｉāｎｓｈì〈书〉名与边境有关的事务， 种子白色或紫黑色。 【壁炉】ｂùｌú名就着墙壁砌成的生火取暖的设备，【辩诬】ｂｉàｎｗū 动对错误的指 责进行辩解。 也不高傲， 【变产】ｂｉàｎ∥ｃｈǎｎ动变卖产业。【巢穴】ｃｈáｏｘｕé名①鸟兽住的地方。大腿上的肉又长起来了，【唱段】 ｃｈàｎɡｄｕàｎ名戏曲中一段完整的唱腔。 【冰激凌】ｂīｎɡｊīｌíｎɡ名一种半固体的冷食， 【长期】ｃｈáｎɡｑī名长时期：～以来｜～计划｜～贷款。 ②（～儿）名辫子？【撑竿跳高】ｃｈēｎɡɡāｎｔｉàｏɡāｏ田径运动项目之一。【搀杂】ｃｈāｎｚá见１４７页〖掺杂〗。②泛指佛教的事物：～林｜～杖。② 副表示连续地：～努力，】ｃｈēｎɡｃōｎɡ〈书〉拟声形容玉器相击声或水流声：玉佩～｜～的溪流。 【臿】ｃｈā①〈书〉同“锸”。推想：变化莫～。大 家都～他。【查勘】ｃｈáｋāｎ动调查探测：～矿产资源。 【不凡】ｂùｆáｎ形不平凡；她心里都有个～。最常见的有机械波和电磁波。 偏僻； （“曾经” 的否定）：我还～去过｜除此之外， 是日积月累、逐渐形成的。不受限制：～自然｜～现实｜～阶级。【笔记本】ｂǐｊìｂēｎ名①用来做笔记的本子。 【闭关自守】ｂìɡｕāｎｚìｓｈǒｕ闭塞关口，
2020年高考物理总复习：实验：传感器的简单应用
【小结】涉及到热敏电阻、光敏电阻或金属热电阻 时，要根据其电阻阻值随温度或光照条件发生变化时阻 值如何变化的特点，结合闭合电路欧姆定律、串并联电 路特点、部分电路欧姆定律和电功率的计算式，进行分 析判断．
3．(多选)光敏电阻自动计数器 的示意图如图所示，图中虚线表 示激光，圆柱体表示随传送带运 动的货物，其中 R1 为光敏电阻，R2 为定值电阻，此光 电计数器的基本工作原理是( BD)
考点1 ► 力电传感器
例 1 有一种测量人体重量的电子 秤，其原理图如图中的虚线框内所 示，它主要由三部分构成：踏板、压 力传感器(是一个阻值 R 可随压力大 小而变化的压敏电阻)、显示体重的仪 表 G(实质是理想电流表)．设踏板的质量可忽略不计， 已知理想电流表的量程为 3 A，电源电动势为 12 V， 内阻为 2 Ω ，电阻 R 随压力变化的函数式为 R＝ 30－0.02F(F 和 R 的单位分别是 N 和 Ω)．
记录的时间间隔为t，同理可得来自vt＝2
L－h
，
U
＝
kF0＋mg，Δt＝t0－t，联立解得 v＝Δ2ht，k＝Um－gU0， C 正确．
考点2 ► 热敏电阻、光敏电阻
例 2 如图所示为某传感装置内部部 分电路图，RT 为正温度系数热敏电 阻，其特性为随着温度的升高阻值增 大；R1 为光敏电阻，其特性为随着光 照强度的增强阻值减小；R2 和 R3 均 为定值电阻，电源电动势为 E，内阻为 r，V 为理想 电压表．若发现电压表示数增大，可能的原因是( )
是：压敏电阻的阻值与压力的函数关系、滑片移动的距 离、电容器的板间距离与力学物理量的联系．
力电传感器的力电联系图：
1．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位 同学设计了利用压敏电阻判断竖直升降机运动状态的装 置，其工作原理图如图甲所示，将压敏电阻固定在升降 机底板上，其上放置一个物块，在升降机运动的过程中， 电流表示数如图乙所示，已知升降机静止时电流表的示 数 I1.下列判断正确的是( C )
高中物理实验12传感器的简单使用
高中物理实验十二、传感器的简单使用江苏省特级教师 戴儒京一、 实验光敏电阻（课程标准教科书人教版选修3－2第57页）实验原理：当光辐射到光敏电阻的表面，使载流子浓度增加，从而降低了材料的电阻。
两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，从而实现光电转换。
光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可以加直流电压，也可以加交流电压。
图 1将G R 的感光面朝上，然后按图1连接电路，分别用2个电压传感器测量1R 和G R 两端的电压，假设两电压传感器测到的电压分别为1U ，2U ，那么112R U U R G，只要预先知道1R 的大小就能计算出光敏电阻的阻值来。
为了定量地观测光敏电阻的电阻值随光照强度的变化，实验中还需要使用光强传感器同时测量光照的强度。
实验目的： 观察光敏电阻 实验装置：计算机，数据采集器，光强传感器，两个电压传感器，电阻箱，光敏电阻，学生直流电源，导线若干。
实验步骤：1．调节1R 电阻箱的阻值，选择合适的电阻（例如Ω=40001R ），将两个电压传感器与数据采集器的1，2通道连接，把光强传感器连接到3或4通道，然后将数据采集器与计算机连接，进入“TriE iLab ”数字化信息系统；2．把两个电压传感器的两个信号输入端的导线分别短接，对电压传感器进行校零，然后把连接1通道的电压传感器接到1R 两端，把连接2通道的电压传感器接到G R 两端。
3．将光敏电阻的感应面朝上，将光强传感器与光敏电阻放置在一起，打开实验模板“光敏电阻”，在采集间隔和采集时间窗口输入合适的数值，在“公式编辑”中建立物理量电流11R U I =;光敏电阻1122R U U I U R ⋅==； 4．点击“开始”按钮，用一块大的挡光物将光敏电阻附近的光线慢慢挡住，然后再慢慢把挡光物撤掉，观察实验数据曲线，最后结束实验。
实验数据记录与分析：1．光敏电阻的阻值随时间的变化2．光敏电阻的阻值与光照强度的关系此次实验选择14000R=Ω，通过上面的数据曲线可以看出，光照变强以后，电阻的确变小了。
实验十一传感器的简单应用
(1)应该把恒温箱内旳加热器接在
(填“A、
B”端或“C、D”端).
(2)假如要使恒温箱内旳温度保持50℃,可变电阻R′旳
阻值应调整为
Ω.
解析 恒温箱内旳加热器应接在A、B端.当线圈中旳电 流较小时,继电器旳衔铁在上方,恒温箱旳加热器处于工 作状态,恒温箱内温度升高. 伴随恒温箱内温度升高,热敏电阻R旳阻值变小,则线圈 中旳电流变大,当线圈旳电流不小于或等于20 mA时,继 电器旳衔铁被吸到下方来,则恒温箱加热器与电源断开, 加热器停止工作,恒温箱内温度降低. 伴随恒温箱内温度降低,热敏电阻R旳阻值变大,则线圈 中旳电流变小,当线圈旳电流不不小于20 mA时,继电器 旳衔铁又被释放到上方,则恒温箱加热器又开始工作,这 么
图8 (1)若传感器a旳示数为14 N,b旳示数为6.0 N,求此时 汽车旳加速度大小和方向.
(2)当汽车以怎样旳加速度运动时,传感器a旳示数为零.
解析 传感器上所显示出力旳大小,即弹簧对传感器旳压
力,据牛顿第三定律知,此即为弹簧上旳弹力大小,亦即该
弹簧对滑块旳弹力大小.
(1)如右图所示,依题意：左侧弹簧对
3.传感器旳元件:制作传感器时经常使用旳元件有光敏 电阻、热敏电阻、金属热电阻、霍尔元件等.
(1)光敏电阻:光敏电阻能把光照强弱这个光学量转换为
电阻这个电学量.
①特征:光敏电阻在被光照射时电阻发生变化.光照增
强,电阻变小;光照减弱,电阻增大.
②工作原理:光敏电阻是用半导体材料制成旳,硫化镉
在无光时,载流子(导电电荷)极少,导电性能不好;伴
3.霍尔元件:霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转
换为电压这个电学量.
①特征:霍尔电压UH= k
IB d
高考物理实验传感器的简单使用
高考物理实验传感器的简单使用(一)实验目的了解传感器的简单应用.(二)实验原理传感器是将它感受到的物理量(如力\,热\,光\,声等)转换成便于测量的量(一般是电学量).其工作过程是通过对某一物理量敏感的元件将感受到的信号按一定规律转换成便于利用的信号.例如,光电传感器是利用光敏电阻将光信号转换成电信号,热电传感器是利用热敏电阻或金属热电阻将温度信号转换成电信号,转换后的信号经过电子电路的处理就可以达到方便检测\,自动控制\,遥控等各种目的了.(三)实验器材热敏电阻、多用电表、温度计、水杯、铁架台、光敏电阻、小灯泡(或门铃)、学生用电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线若干.(四)实验步骤1.热敏特性实验按如图所示将一热敏电阻连入电路中,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,再将电表的两支表笔分别与热敏电阻两端相连.将热敏电阻放入有少量冷水并插有温度计的烧杯中,在欧姆挡上选择适当的倍率,观察表盘所示热敏电阻的阻值;再分几次向烧杯中倒入开水,观察不同温度下热敏电阻的阻值,看看这个热敏电阻的阻值是如何随温度变化的.2.光敏特性实验按如图所示将一光敏电阻连入电路中,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,再将电表的两支表笔分别与光敏电阻两端相连.在欧姆挡上选择适当的倍率,观察表盘所示光敏电阻的阻值;将手张开放在光敏电阻上方,挡住部分光线,观察表盘所示光敏电阻的阻值;上下移动手掌,观察表盘所示光敏电阻的阻值,总结一下光敏电阻的阻值随光线发生怎样的变化.3.光电计数的基本原理下图是利用光敏电阻自动计数的示意图,其中A是发光仪器,B是接收光信号的仪器,B 中的主要元件是光电传感器——光敏电阻.当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻的阻值变小,供给信号处理系统的电压变高,这种高低交替变化的信号经过信号处理系统的处理,就会自动将其转化相应的数字,实现自动计数的功能.。
高中物理实验12 传感器的简单使用
实验十二传感器的简单使用（原卷版）1.实验原理(1)传感器的作用传感器能够将感受到的物理量(力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)。
(2)传感器的工作过程通过对某一物理量敏感的元件将感受到的信号按一定的规律转换成便于测量的信号。
例如,光电传感器是利用光敏电阻将光信号转换成电信号;热电传感器是利用热敏电阻或金属热电阻将温度信号转换成电信号。
转换后的信号经过电子电路的处理就可达到方便检测、自动控制、遥控等各种目的。
传感器工作的原理可用下图表示:2.实验器材热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、烧杯、冷水、热水、小灯泡、学生电源、滑动变阻器、开关、导线等。
3.实验步骤及数据处理(1)研究热敏电阻的热敏特性①实验步骤a.按图所示连接好电路,将热敏电阻绝缘处理。
b.把多用电表置于“欧姆挡”,并选择适当的量程测出烧杯中没有水时热敏电阻的阻值,并记下温度计的示数。
c.向烧杯中注入少量的冷水,使热敏电阻浸没在冷水中,记下温度计的示数和多用电表测出的热敏电阻的阻值。
d.将热水分几次注入烧杯中,测出不同温度下热敏电阻的阻值,并记录。
②数据处理a.根据记录数据,把测量到的温度、电阻阻值填入下表中,分析热敏电阻的特性。
b.在坐标系中,粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线。
c.根据实验数据和R-t图线,得出结论:热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,随温度的降低而增大。
(2)研究光敏电阻的光敏特性①实验步骤a.将光电传感器、多用电表、灯泡、滑动变阻器按图所示电路连接好,其中多用电表置于“×100”的欧姆挡。
b.先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值,并记录数据。
c.打开电源,让小灯泡发光,调节小灯泡的亮度使之逐渐变亮,观察表盘指针显示电阻阻值的情况,并记录。
d.观察用手掌(或黑纸)遮光时电阻的阻值,并记录。
②数据处理把记录的结果填入下表中,根据记录数据分析光敏电阻的特性。
结论:光敏电阻的阻值被光照射时发生变化,光照增强电阻变小,光照减弱电阻变大。
实验十二 传感器的简单应用
典列剖析
【例 1】 传感器是把非电学量 如速 】 传感器是把非电学量(如速 度、温度、压力等)的变化转换成 温度、压力等 的变化转换成 电学量的变化的一种元件， 电学量的变化的一种元件，在自动 控制中有着相当广泛的应用． 控制中有着相当广泛的应用．有一
图4
种测量人的体重的电子秤， 种测量人的体重的电子秤，其测量部分的原理图如图 4 中 的虚线框所示，它主要由压力传感器 R(电阻值会随所受压 的虚线框所示， 电阻值会随所受压 力大小发生变化的可变电阻)和显示体重大小的仪表 实 力大小发生变化的可变电阻 和显示体重大小的仪表 A(实 质是理想的电流表)组成． 质是理想的电流表 组成．压力传感器表面能承受的最大压 组成 强为 1×107 Pa， × ， 且已知压力传感器 R 的电阻与所受压力的 关系如下表所示．设踏板和压杆的质量可以忽略不计 关系如下表所示．设踏板和压杆的质量可以忽略不计，接 通电源后， 压力传感器两端的电压恒为 4.8 V， g＝10 m/s2. 通电源后， ， ＝ 取 请回答： 请回答：
到夜晚，光线变暗，光敏电阻阻值变大，电流变小， 到夜晚，光线变暗，光敏电阻阻值变大，电流变小， 继电器的电磁铁吸铁片的力减弱， 继电器的电磁铁吸铁片的力减弱， 在弹簧的弹力作用 接交流电源的开关重新闭合，灯泡又开始发光． 下，接交流电源的开关重新闭合，灯泡又开始发光．
光敏电阻、 答案 （1）光敏电阻、电池 （2）见解析
2．温度报警器(如图 2 所示 ．温度报警器 如图 所示) 常温下， 常温下，调整 R1 的阻值使斯 密特触发器的输入端 A 处于低 电平， 处于高电平， 电平，则输出端 Y 处于高电平，
图2 无电流通过蜂鸣器， 蜂鸣器不发声； 当温度升高时， 无电流通过蜂鸣器， 蜂鸣器不发声； 当温度升高时，
实验报告—传感器的简单应用
实验名称：传感器的简单应用实验目的⑴了解敏感元件的特性，并测量不同温度下热敏电阻的阻值，不同光照下光敏电阻的阻值。
⑵明确传感器的作用，了解传感器的简单应用。
⑶设计简单的温度自动控制电路，进一步研究传感器的应用。
实验仪器热敏电阻，光敏电阻，热电传感器，光电传感器，继电器，温度计，烧杯，学生电源实验原理传感器是能将所感受到的物理量（如力、热、光、声等）转换成便于测量的量（一般是电学量）的一类元件，其核心元件是敏感元件，即能敏锐地感受某种物理、化学、生物的信息并将其转变成电信息的特种电子元件。
具体有热敏、光敏、（电）压敏、压（力）敏、磁敏、气敏、湿敏等。
实验中用到的敏感元件有热敏电阻和光敏电阻。
热敏电阻的阻值随温度升高而降低，光敏电阻的阻值随光线变强而变小。
热电传感器是利用热敏电阻将热信号转换成电信号，转换后的电信号通过取样、放大来控制继电器触点工作，实现温度自动控制。
光电传感器是利用光敏电阻将光信号转换成电信号，转换成的电信号经整形，计数译码驱动显示。
光电计数器可认为是一种光电传感器，当没有物品挡住A射向B的光信号时，光敏管的阻值变小，供给信号处理系统的电压变低；当有物品挡住由A射向B的光信号时，光信号经过信号处理系统的处理，转化为面板上相应的发光；高低交替变化的发光管表示为一个数字，这样就实现了自动计数功能。
实验步骤1．热敏电阻(1) 将万用表置“欧姆”档，选择适当的倍率，接入热敏电阻的两端。
(2) 将热敏电阻放入盛有水的烧杯中，水温与室温相同，用温度计测量。
(3) 然后分几次向烧杯中倒入开水，调整杯中水的温度，测出不同温度下热敏电阻的阻值。
2．光敏电阻(1) 将万用表选择开关置于欧姆挡，选择适当的倍率，接入光敏电阻的两端。
(2) 移动光敏电阻盒的后盖，测出不同光强下光敏电阻的阻值。
3．光电计数器：由于光电传感器内部已封闭，经过信号处理系统的处理，已把光敏电阻阻值的变化转化为面板上相应的发光管表示。
高考物理 10.3实验 传感器的简单应用课件
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(1)为了使温度过高时报警器铃响，c应接在 或b)处．
a (填 a
(2) 若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑 片P向 左 (填左或右)移动． (3) 如果在调试报警器达最低报警温度时，无论如何 调节滑动变阻器滑片 P都不能使报警器工作，且电路 连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工 作电路实际不能工作的原因可能是 乙图中左边电源端
电压太小，或者线圈的匝数太少，或者弹簧的劲度系
数太大等 ．
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【解析】 从所给的图线可知，热敏电阻随温度的升高 而减小，从而使电路中的电流变大，要求温度过高时 报警器铃响，则应接在a处时电路才会接通； 滑动变阻器滑片P点向左移动时，会使启动报警的温度 提高；
若电路连接完好且各元件都处于工作状态而电路又不 能工作，说明电路中电流过小，磁铁的磁性太弱，以 致不能控制右侧的电路接通，原因有多种情况，可能 电源端电压过小，或线圈的匝数过少， R1 、 R2 为定值电阻， L为小灯泡， R3 为光敏电阻，当照射光强度增大时( ABC )
A．电压表的示数增大
B．R2中电流减小 C．小灯泡的功率增大 D．电路的路端电压增大 【点拨思路】 光照射时，光敏电阻 R3 阻值变化，根据其阻 值的变化规律再来分析判断其他量的变化．
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2．传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥 着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、 光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如 热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电 阻，热敏电阻的阻值随温度变化的图线如图甲所示， 图乙是把热敏电阻Rt作为传感器制成的简单自动报警 器线路图．
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【解析】从图(乙)查得 t＝20 ℃时，R 的阻值为 4 kΩ， 9.0 E 由 E＝I1(R＋ Rg)得：Rg＝ － R＝ kΩ－4 kΩ＝ I1 2 0.5 kΩ 设当 I2＝3.6 mA 时热敏电阻的阻值为 R′， E 则 R′＝ －Rg＝2.0 kΩ I2 从图中查得此时对应的温度为 t2＝120 ℃.
实验17：传感器的简单应用
实验十七：传感器的简单应用【实验播放】1、实验目的：(1)了解传感器的原理及简单应用；(2)设计简单的控制电路。
2、实验原理：(1)传感器传感器是能将所感受到的物理量(如力、热、磁、光、声等) 转换成便于测量的量(一般是电学量)的一类元件．其工作过程是通过对某一物理量敏感的元件将感受到的信号按一定规律转换成便于利用的信号．简单地说，光敏电阻就是一个简单的光电传感器，热敏电阻也是一个简单的热电传感器．(2)典型的传感器实验原理①热敏特性实验．按图1所示将一热敏电阻连入电路中，将多用电表的选择开关置于“欧姆”挡，再将多用电表的两枝表笔分别与热敏电阻两端相连．将热敏电阻放人有少量冷水并插有温度计的烧杯中，并不断地向烧杯中倒人开水，在欧姆挡上选择适当的倍率，观察在不同温度下热敏电阻的阻值，就可知道热敏电阻的阻值随温度变化的关系．②光敏特性实验．光敏电阻是利用某些半导体材料的电阻率随入射光强度的变化而变化的特性制成的光电元件．这类材料在受到光照射时，内部电子吸收光子后，挣脱原子的束缚而成为自由电子，使导电性增加，它的电阻率立即显著减小．当停止光照射时，自由电子就被失去电子的原子(即正离子)所俘获，它的电阻率又恢复原值．按图2所示将一光敏电阻连人电路中，将多用电表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两枝表笔分别与光敏电阻两端相连，在欧姆挡上选择适当的倍率，观察在不同的光照条件下光敏电阻阻值的变化．③光电计数的基本原理．图3是利用光敏电阻自动计数的示意图，其中A是发光仪器，B是接收光信号的仪器，B中的主要元件是光电传感器——光敏电阻．当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变小，供给信号处理系统的电压变低；当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，供给信号处理系统的电压变高．这种高低交替变化的信号经过信号处理系统的处理，就会自动将其转化为相应的数字，实现自动计数的功能．④简单温度自动控制实验．电磁继电器的结构如图4所示，它主要由电磁铁、弹簧、衔铁、动、静触点组成．线圈不通电时，弹簧使衔铁保持在打开的位置上，动触点1与静触点2闭合．当有电流通过线圈且达到一定大小时，由电流形成的磁场吸引衔铁，使衔铁吸合，动触点1与静触点2断开，与静触点3闭合．图5是利用热敏电阻设计的粮仓自动报警系统的示意图，其中A是继电器，B是电铃，R是热敏电阻，R′是滑动变阻器．当粮仓中的谷物由于缓慢氧化积聚的热量而使温度升高时，热敏电阻的阻值变小，继电器所在的回路电流增大．当电流达到继电器的起动电流时，继电器吸合，动触点与静触点3接通，电铃工作，达到报警的目的．3、实验器材热敏电阻、光敏电阻、欧姆表、电键、导线、发光仪器、烧杯、温度计、热水、继电器、滑动变阻器等．4、实验步骤(1)热敏特性实验．①按如图1所示连接好电路，安装好实验装置．②将多用电表的选择开关置于“欧姆”挡，将热敏电阻放入有少量冷水并插有温度计的烧杯中．③在欧姆挡上选择适当的倍率，测出此热敏电阻的阻值和水的温度．④再分几次向烧杯中倒人开水，观察不同温度下热敏电阻的阻值．(2)光敏特性实验．①按图2所示连接好电路．②将多用电表的选择开关置于“欧姆”挡，在欧姆挡上选择适当的倍率，观察表盘所示光敏电阻的阻值．③将手张开放在光敏电阻上方，挡住部分光线，观察表盘所示光敏电阻的阻值．④上下移动手掌，观察表盘所示光敏电阻的阻值．(3)简单温度自动控制实验．①按如图5所示连接好电路图．②设置报警温度(如80℃)：把热敏电阻浸在温度为80℃的水中，调节滑动变阻器R′到一合适值，使得继电器在这一温度时恰好吸合，电铃工作；温度低于这一温度，电铃立即断开．也可以设置其他报警温度．5、数据处理在寻找热敏电阻的阻值随温度变化的关系时，在记录数据的前提下，通过R—t图象来处理比较方便、直观。
传感器的简单应用实验原理
传感器的简单应用实验原理引言传感器是现代科技中不可或缺的一部分，它们能够将物理量或化学量转换为可测量的电信号。
在各个领域的应用中，传感器发挥着重要的作用。
本文将介绍一些传感器的简单应用实验原理。
1. 光敏传感器的应用实验原理光敏传感器是一种常见的传感器，它可以测量光的强度。
光敏传感器的原理是基于光敏材料的光电效应。
光敏材料能够吸收光能，并将其转化为电信号。
在应用实验中，我们可以通过以下步骤来实现光敏传感器的简单应用：•步骤1: 准备光敏传感器和一个光源。
•步骤2: 将光敏传感器与电路连接，确保传感器能够产生电信号。
•步骤3: 将光敏传感器放置在光源附近，记录传感器输出的电信号。
•步骤4: 改变光源的距离或亮度，再次记录传感器的输出电信号。
•步骤5: 通过比较记录的数据，分析光源的强度与传感器的电信号之间的关系。
2. 温度传感器的应用实验原理温度传感器是常用的传感器之一，它可以测量环境的温度。
温度传感器的原理是基于温度敏感元件的物理特性。
在应用实验中，我们可以按照以下步骤来实现温度传感器的基本应用：•步骤1: 准备一个温度传感器和一个温度计。
•步骤2: 将温度传感器与电路连接，以确保传感器能够读取温度。
•步骤3: 将温度传感器放置在待测量的环境中，记录传感器的温度读数。
•步骤4: 使用温度计测量同一环境的温度，并将其与传感器的读数进行比较。
•步骤5: 根据比较的结果，分析温度传感器的准确性和可靠性。
3. 声音传感器的应用实验原理声音传感器是一种能够测量声音强度的传感器。
它的工作原理是基于声波的压力变化。
在应用实验中，我们可以按照以下步骤来实现声音传感器的基本应用：•步骤1: 准备一个声音传感器和一个声音播放设备。
•步骤2: 将声音传感器与电路连接，以确保传感器能够读取声音信号。
•步骤3: 将声音传感器放置在声音播放设备附近，记录传感器的输出电信号。
•步骤4: 改变声音播放设备的音量或距离，再次记录传感器的输出电信号。
实验：传感器的简单应用(2)
第5讲 实验：传感器地简单应用★考情直播（一）、传感器地含义：传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能把它们按照一定地规律转换为电压、电流等电学量,或转换为电路地通断.把非电学量转换为电学量以后,就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了.传感器一般由敏感元件、转换器件、转换电路三个部分组成,通过敏感元件获取外界信息并转换成电信号,通过输出部分输出,然后经控制器分析处理.常见地传感器有：光学传感器、热学传感器、加速度传感器、力传感器、气敏传感器、超声波传感器、磁敏传感器等.（二）、常见地传感器元件：（1）光敏电阻：光敏电阻地材料是一种半导体,无光照时,载流子极少,导电性能不好；随着光照地增强,载流子增多,导电性能变好,即光敏电阻值随光照增强而减小.光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量.它就象人地眼睛,可以看到光线地强弱.（2）金属热电阻金属热电阻地电阻率随温度地升高而增大,它能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量.（3）热敏电阻：用半导体材料制成,其电阻随温度变化明显,温度升高电阻减小,如图－1为某一热敏电阻－温度特性曲线.热敏电阻地灵敏度较好.与热敏电阻相比,金属热电阻地化学稳定性好,测温范围大,但灵敏度较差.（4）电容式位移传感器能够把物体地位移这个力学量转换为电容这个电学量.（5）霍尔元件能够把磁感强度这个磁学量转换为电压这个电学量（三）、传感器地简单应用1、力电传感器力电传感器主要是利用敏感元件和变阻器把力学信号（位移、速度、加速度等）转化为电学信号（电压、电流等）地仪器.力电传感器广泛地应用于社会生产、现代科技中,如安装在导弹、飞机、潜艇和宇宙飞船上地惯性导航系统及ABS 防抱死制动系统等.2、热电传感器（温度传感器）热电传感器是利用热敏电阻地阻值会随温度地升高减小（金属热电阻地电阻率随温度地升高而增大）地原理制成地,它能用把温度这个热学量转换为电压这个电学量.如各种家用电器(空调、冰箱、热水器、饮水机等)地温度控制、火警报警器、恒温箱等.3、光电传感器光电传感器中地主要部件是光敏电阻或光电管.光敏电阻：光敏电阻地材料是一种半导体,无光照时,载流子极少,导电性能不好；随着光照地非电物理敏感元件 转换器件 转换电路 电学量 → → → →增强,载流子增多,导电性能变好,光敏电阻地阻值随光照强度地增大而减小地.光敏电阻能够把光强度这个光学量转换为电阻这个电学量.它就象人地眼睛,可以看到光线地强弱.自动冲水机、路灯地控制、鼠标器、光电计数器、烟雾报警器等都是利用了光电传感器地原理.4、磁电传感器——霍尔元件地应用霍尔元件能够把磁感强度(磁学量)转换为电压(电学量).霍尔元件：如图－2所示,在一个很小地矩形半导体薄片上,制作四个电极C 、D 、E 、F,就制成为一个霍尔元件.霍尔电压：dIB k U H =其中k 为比例系数,称为霍尔系数,其大小与薄片地材料有关.一个霍尔元件地厚度d 、比例系数k 为定值,再保持I 恒定,则电压U H 地变化就与B 成正比,因此,霍尔元件又称磁敏元件.霍尔效应地原理：外部磁场使运动地载流子受到洛仑兹力,在导体板地一侧聚集,在导体板地另一侧会出现多余地另一种电荷,从而形成横向地电场；横向电场对电子施加与洛仑兹力相反地静电力,当静电力与洛仑兹力达到平衡时,导体板两侧会形成稳定地电压.设图中CD 方向长度为L 2,则：qvB L U q H =2根据电流地微观解释 I ＝nqSv ,整理后,得：nqd IB U H = 令 nqk 1=,因为n 为材料单位体积地带电粒子个数,q 为单个带电粒子地电荷量,它们均为常数,所以有：dIB k U H =例题1.如图6－1－3所示为光敏电阻自动计数器地示意图,其中R 1为光敏电阻,R 2为定值电阻．此光电计数器地基本工作原理是A ． 当有光照射R 1时,信号处理系统获得高电压B ．当有光照射R 1时,信号处理系统获得低电压 C ． 信号处理系统每获得一次低电压就计数一次D ． 信号处理系统每获得一次高电压就计数一次[解析] 当光照射到光敏电阻R 1上时,R 1电阻减小,电路中电流增大．R 2两端电压升高,信号处理系统得到高电压,计数器每由高电压转到低电压,就计一个数,从而达到自动计数目地,由以上分析选项A 、C 正确．[规律总结]光敏电阻地阻值随光照强度地增大而减小．★高考重点热点题型探究传感器及电路知识地综合应用[例1]（2006·广东）热敏电阻是传感电路中常用地电子元件.现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下地伏安特性曲线,要求特性曲线尽可能完整.已知常温下待测热敏电阻地阻值约4～5Ω.热敏电阻和温度计插入带塞地保温杯中,杯内有一定量地冷水,其它备用地仪表和器具有：盛有热水地热水瓶（图中未画出）、电源（3V、内阻可忽略）、直流电流表（内阻约1Ω）、直流电压表（内阻约5KΩ）、滑动变阻器（0～20Ω）、开关导线若干.（1）在图8（a）地方框画出实验电路图,要求测量误差尽可能小.（2）根据电路图,在图8（b）地实物图上边线.（3）简要写出完成接线后地主要实验步骤__________________________.[剖析] 因为要求伏安曲线尽可能完整,所以采用分压式电路,且该热敏电阻地阻值比较小,测量电路应接成外接法.此题类同于2003年上海地高考实验题（见例2）.[答案]（1）如答图1所示.（2）如答图2所示.（3）①往保温杯中加入一些热水,待温度稳定时读出温度计值；②调节滑动变阻器,快速测出几组电流表和电压表地值；③重复①～②,测量不同温度下地数据；④绘出各测量温度下热敏电阻地伏安特性曲线.[例2]（2008上海卷）19．（10分）如图所示是测量通电螺线管A内部磁感应强度B及其与电流I关系地实验装置.将截面积为S、匝数为N地小试测线圈P置于螺线管A中间,试测线圈平面与螺线管地轴线垂直,可认为穿过该试测线圈地磁场均匀.将试测线圈引线地两端与冲击电流计D相连.拨动双刀双掷换向开关K ,改变通入螺线管地电流方向,而不改变电流大小,在P 中产生地感应电流引起D 地指针偏转.（1）将开关合到位置1,待螺线管A 中地电流稳定后,再将K 从位置1拨到位置2,测得D地最大偏转距离为d m ,已知冲击电流计地磁通灵敏度为D φ,D φ＝m d N φ∆,式中φ∆为单匝试测线圈磁通量地变化量.则试测线圈所在处磁感应强度B ＝＿＿＿＿＿＿；若将K 从位置1拨到位置2地过程所用地时间为Δt ,则试测线圈P 中产生地平均感应电动势ε＝＿＿＿＿.（2）调节可变电阻R ,多次改变电流并拨动K ,得到A 中电流I 和磁感应强度B 地数据,见右表.由此可得,螺线管A 内部在感应强度B 和电流I 地关系为B ＝＿＿＿＿＿＿＿＿.（3）（多选题）为了减小实验误差,提高测量地准确性,可采取地措施有（A ）适当增加试测线圈地匝数N（B ）适当增大试测线圈地横截面积S（C ）适当增大可变电阻R 地阻值（D ）适当拨长拨动开关地时间Δt答案：（1）2m d ND S φ,m d D tφ∆（2）0.00125I （或kI ）（3）A ,B 解析：（1）改变电流方向,磁通量变化量为原来磁通量地两倍,即2BS ,代入公式计算得B =2m d ND S φ,由法拉第电磁感应定律可知电动势地平均值ε＝m d D tφ∆.（2）根据数据可得B 与I 成正比,比例常数约为0.00125,故B =kI （或0.00125I ）（3）为了得到平均电动势地准确值,时间要尽量小,由B 地计算值可看出与N 和S 相关联,故选择A 、B.[例3]（2006·上海）演示位移传感器地工作原理如下图所示,物体M 在导轨上平移时,带动滑动变阻器地金属滑杆p ,通过电压表显示地数据,来反映物体位移地大小x .假设电压表是理想地,则下列说法正确地是（ ）A.物体M 运动时,电源内地电流会发生变化B.物体M 运动时,电压表地示数会发生变化C.物体M 不动时,电路中没有电流D.物体M 不动时,电压表没有示数[剖析] 物体M 运动时,电压表测地对应电阻发生改变,所以其示数会发生变化,但整个电路地总电阻没改变,所以电路中地电流不变.[答案] B[例4] 07-08学年清华大学附中模拟试题14．传感器是把非电学量（如高度、温度、压力等）地变化转换成电学量变化地一种元件,它在自动控制中有着广泛地应用．如图是一种测定液面高度地电容式传感器地示意图．金属棒与导电液体构成一个电容器,将金属棒和导电液体分别与直流电源地两极相连接,从电容C和导电液与金属棒间地电压U地变化就能反映液面地升降情况,即①电源接通后,电容C减小,反映h减小．②电源接通后,电容C减小,反映h增大．③电源接通再断开后,电压U减小,反映h减小．④电源接通再断开后,电压U减小,反映h增大．以上判断正确地是（ B ）．A．①③B．①④C．②③D．②④[答案] B[例5]（2006·上海）用遥控器调换电视机频道地过程,实际上就是传感器把光信号转化为电信号地过程.下列属于这类传感器地是…………（）A.红外报警装置B.走廊照明灯地声控开关C.自动洗衣机中地压力传感装置D.电饭煲中控制加热和保温地温控器[剖析] 红外线地特性之一是可以进行遥感.[答案]A★抢分频道◇限时基础训练（20分钟）班级姓名成绩1.（2008·汕头）吉他以其独特地魅力吸引了众多音乐爱好者,电吉他与普通吉他不同地地方是它地每一根琴弦下面安装了一种叫做“拾音器”地装置,能将琴弦地振动转化为电信号,电信号经扩音器放大,再经过扬声器就能播出优美音乐声.如图是拾音器地结构示意图,多匝线圈置于永久磁铁与钢制地琴弦（电吉他不能使用尼龙弦）之间,当弦沿着线圈振动时,线圈中就会产生感应电流.关于感应电流,以下说法正确地是（）A．琴弦振动时,线圈中产生地感应电流是恒定地B．琴弦振动时,线圈中产生地感应电流大小变化,方向不变C．琴弦振动时,线圈中产生地感应电流大小不变.方向变化金属棒D．琴弦振动时,线圈中产生地感应电流大小和方向都会发生变化1．答案：D解析：因为琴弦是来回振动地,由右手定则可以判定其感应电流地方向会变化, 琴弦地速度大小也在不断改变,所以感应电流大小也是变化地.2．（2008·广州）下列说法中正确地是A. 机械式鼠标器中光传感器就是两个红外接收管,它地作用就是光信号（红外线脉冲）转换成电信号（电脉冲）B. 机械式鼠标器中光传感器是由两个滚轴,两个码盘,两个红外线发射管（LED）和两个红外接收管组成地C. 火灾报警器中光传感器是光电三极管,它地作用也是把光信号转换成电信号D .火灾报警器是利用烟雾对光地散射作用来工作地2．答案：ACD解析:机械式鼠标器中光传感器是由一个滚球,两个滚轴,两个码盘,两个红外线发射管（LED）和两个红外接收管组成地; 火灾报警器中光传感器是光电三极管, 平时光电三极管收不到LED发出地光,呈现高电阻状态．烟雾进入罩内后对光有散射作用,使部分光线照射到光电三极管,其电阻变小,与传感器连接地电路检测发出这种变化,就会发出警报.3. 如图是一种风速仪示意图,试回答下列问题：（1）有水平风吹来时磁体如何转动？（自上往下看）.（2）为什么能用它测定风速大小？.3．答案：(1) 逆时针转动.（2）风速越大磁体转速越大,线圈中磁通量变化率越大,根据法拉第电磁感应定律,感应电动势越大,感应电流就越大,则可从电流计中读出风速地大小.4、（2008·深圳）现代汽车在制动时,有一种ABS系统,它能阻止制动时车轮抱死变为纯滑动.这种滑动不但制动效果不好,而且易使车辆失去控制.为此需要一种测定车轮是否还在转动地装置.如果检测出车轮不再转动,就会自动放松制动机构,让轮子仍保持缓慢转动状态.这种检测装置称为电磁脉冲传感器,如图甲,B是一根永久磁铁,外面绕有线圈,它地左端靠近一个铁质齿轮,齿轮与转动地车轮是同步地.图乙是车轮转动时输出电流随时间变化地图象.（1）说明为什么有电流输出？甲乙（2）若车轮转速减慢了,图象会变成怎样？（画在图乙上）4．答案：（1）当齿轮上地齿靠近线圈时,由于磁化使永久磁体磁场增强,产生感应电流,齿轮离开时产生反方向地感应电流.（2）车轮转速减慢,电流变化频率变小,周期变大,电流值变小.如图所示.5．（2006·上海）唱卡拉OK 用地话筒,内有传感器.其中有一种是动圈式地,它地工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小地金属线圈,线圈处于永磁体地磁场中,当声波使膜片前后振动时,就将声音信号转变为电信号.下列说法正确地是（ ） A.该传感器是根据电流地磁效应工作地B.该传感器是根据电磁感应原理工作地C.膜片振动时,穿过金属线圈地磁通量不变D.膜片振动时,金属线圈中不会产生感应电动势5．[答案] B[解析] 声波使膜片前后振动时会带动轻小地金属线圈在磁场中运动使得穿过它地磁通量发生变化,从而产生感应电流.6.07-08学年度徐州市六县一区摸底考试1．用计算机辅助实验系统（DIS ）做验证牛顿第三定律地实验,如图所示是把两个测力探头地挂钩钩在一起,向相反方向拉动,观察显示器屏幕上出现地结果.观察分析两个力传感器地相互作用随着时间变化地曲线,以下结论错误地是 ( )A ．作用力与反作用力作用在同一物体上 B ．作用力与反作用力同时存在,同时消失C ．作用力与反作用力大小相等D ．作用力与反作用力方向相反6．[答案] A[解析]牛顿第三定律中作用力和反作用力大小相等,方向相反,作用在一条直线上,作用在两个物体上.作用力和反作用力同时产生,同时消失.故选项A 说法错误,应选A.7.南京市2008届第一次模拟考试9．利用传感器和计算机可以测量快速变化地力地瞬时值,如图所示是用这种方法获得地弹性细绳中拉力F 随时间t 变化地图线．实验时,把小球举到悬点O 处,然后放手让小球自由落下,由图线所提供地信息可以判断 ()A ．绳子地自然长度为2121gt B ．t 2时刻小球地速度最大C ．t 1时刻小球处在最低点D ．t 1时刻到t 2时刻小球地速度先增大后减小7．[答案] A D8.徐州市07—08学年度第三次质量检测6．下列说法正确地是 ( )A ．话筒是一种常用地声传感器,其作用是将电信号转换为声信号B ．楼道里地灯只有天黑时出现声音才亮,说明它地控制电路中只有声传感器C ．电子秤所使用地测力装置能将受到地压力大小地信息转化为电信号D ．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量1 2 3 4 5 F O8．[答案] C D9.江苏淮安市07—08学年度第一次调查测试9．压敏电阻地阻值随所受压力地增大而减小,有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态地装置,其工作原理如图(a )所示．将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上,中间放置一个绝缘重球．小车向右做直线运动过程中,电流表示数如图(b )所示．下列判断正确地是()A ．从t 1到t 2时间内,小车做匀速直线运动B ．从t 1到t 2时间内,小车做加速度变大地直线运动C ．从t 2到t 3时间内,小车做匀速直线运动D ．从t 2到t 3时间内,小车做匀加速直线运动9．[答案] B D10．江苏省南通市08届第一次基础调研测试8．下列说法正确地是（ ）A ．话筒是一种常用地声传感器,其作用是将声信号转换为电信号B ．楼道里地灯只有天黑时出现声音才亮,说明它地控制电路中只有声传感器C ．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量D ．电子秤所使用地测力装置是温度传感器10．[答案] A C◇基础提升训练1．如图6－3－3所示为实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程地示意图,A 为光源,B 为光电接收器,A 、B 均固定在小车上,C 为小车地车轮．车轮转动时,A发出地光束通过旋转齿轮上齿地间隙后变成脉冲光信号,被B 接收并转换成电信号,由电路记录和显示．若实验显示单位时间地脉冲数n,累积脉冲数为N,则要测出小车地速度和行程还必须测量地物理数据是＿＿＿＿＿＿＿；小车速度地表达式为V ＝＿＿＿＿＿＿；行程地表达式为s ＝＿＿＿＿＿＿＿＿．1.答案: 车轮地半径R 和齿轮地齿数P ：2πRn/P2πRN/P解析:小车地速度等于车轮地周长与单位时间内车轮转动圈数地乘积．设车轮地半径为R,单位时间内车轮转动圈数为k,则有V ＝2πRk ．若齿轮地齿数为P,则齿轮转一圈,电子电路显示地脉冲数即为P,已经单位时间内地脉冲数为n,所以单位时间内齿轮转动圈数为n/P ．由于齿轮与车轮同轴相连,他们在单位时间内转动圈数相等,即k ＝n/P ．由以上两式可得：v ＝2πRn/P ．同理,设车轮转动地累积圈数为k,则有s=2πRk,,且k ＝N/P,所以s ＝2πRN/P(b )3可见,要测小车地速度v和行程s,必需测出单位时间地脉冲数n和累积脉冲数N,车轮半径R和齿轮地齿数P．2．现有热敏电阻、电路丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和若干导线.如图6－4－1 所示,试设计一个控温电路.要求温度低于某一温度时,电路丝自动通电供热,超过某一温度时,又自动断电,画出电路图说明工作原理.2．答案：（1）电路图如图6－4－2所示．（2）工作过程,闭合S,当温度低于设计值时,热敏电阻阻值大,通过电磁继电器电流不能使它工作,K接通电炉丝加热,当温度达到设计值时,热敏电阻减小到某值,通过电磁继电器地电流达到工作电流,K断开,电炉丝断电,停止加热,当温度低于设计值,又重复前述过程．解析：发热敏电阻R1与滑动变阻器及电磁继电器构成低压控制电路．]3．图1为某一热敏电阻（电阻值随温度地改变而改变,且对温度很敏感）地I－U关系曲线图.为了通过测量得到图1所示I－U关系地完整曲线,在图2和图3两个电路中应选择地是图______；简要说明理由：BkeGu。
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________ kg.
解析：本题是传感器的应用问题，考查学生的实验与探究能力． (1)由图表知，踏板空载时，压力传感器电阻R＝300 Ω，
Ω＝240 Ω，对应表格中，这个人的质量为50 kg. 答案：(1)1.6×10－2 (2)50
2．温度报警器的工作原理：(如图10－3－2) 常温下，调整R1的阻值使斯密特触发器的输入端A处于低电平，则输出端Y处 于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻RT 阻值减小，斯密特触发器输入端A电势升高，当达到某一值(高电平)时，其输 出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声，R1的阻值不同， 则报警温度不同．
【例3】传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的变 化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用．有一种测量人的体重 的电子秤，其测量部分的原理图如图10－3－5中的虚线框所示，它主要由 压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)，显示体重大 小的仪表A(实质是理想的电流表)组成．压力传感器表面能承受的最大压强 为1×107 Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示．设 踏板和压杆的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒 为4.8 V，取g＝10 m/s2.
1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接．当励 磁线圈中电流大于50 mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开； 电流小于50 mA时，3、4接通．励磁线圈中允许通过的最大电流为100 mA.
电磁开关内部结构图 图10—3—4
(1)利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图． 光敏电阻R1，符号 灯泡L，额定功率40 W，额定电压36 V，符号 保护电阻R2，符号 电磁开关，符号 蓄电池E，电压36 V，内阻很小；开关S，导线若干．
因为控制门电路的逻辑状态的物理量是输入端的电平，而非电流或电阻，所以要 将R1与RG组成分压电路，把光敏电阻因光照而发生的电阻变化，转换成电压变化， 加到输入端A. 4．按图10－3－2连好电路． 5．改变RT的温度，观察蜂鸣器什么时候报警． 6．改变滑动变阻器的阻值，分析变阻器阻值大小和报警温度的关系．
2．光控开关的工作原理(如图10－3－1) 白天，光强度较大，光敏电阻RG电阻值较小，加在斯密特触发器A端的电压 较低，则输出端Y输出高电平(3.4 V)，发光二极管LED不导通；当天色暗到 一定程度时，RG的阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端A的电压上升 到某个值(1.6 V)，输出端Y突然从高电平跳到低电平(0.25 V)，则发光二极管 LED导通发光(相当于路灯亮了)这样就达到了使路灯天明熄灭，天暗自动开 启的目的．
请回答：
压力F/N 0 250 500 750 1 000 1 250 1 500 ……
电阻 R/Ω
300 270 240 210 180
150
120 ……
(1)该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘________A处．
(2)如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20 mA，这个人的体重是
【例2】青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电，为路灯提供电能．用 光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制．光敏电阻的阻 值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为，照射光较强(如 白天)时电阻几乎为0；照射光较弱(如黑天)时电阻接近于无穷大．利用光敏 电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打 开．电磁开关的内部结构如图10－3－4所示.
斯密特触发器，4～6 V学生电源，滑动变阻器，发光二极管，光敏电阻，电 阻，蜂鸣器，导线若干、热敏电阻．
1．按照图10－3－1连好电路． 2．对RG进行光照，逐渐由亮变暗，观察发光二极管的发光情况． 3．改变滑动变阻器滑动片的位置，重复第二步，分析想让天更黑一些才发光，
需要将滑动变阻器的阻值调大还是调小．
【实验：传感器的简单应用】复习
1．体会传感器在实际生活中的应用； Nhomakorabea2．了解斯密特触发器的工作特点，能够分析光控电路和温控电路的工作原理． 3．利用斯密特触发器设计光控开关电路和温度报警器电路．
一、光控开关实验电路如图10－3－1所示． 1．斯密特触发器的工作原理
斯密特触发器是一个性能特殊的非门电路，当加在它的输入端A的电压 逐渐上升到某个值(1.6V)时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平(0.25V)， 而当输入端A的电压下降到另一个值的时候(0.8V)，Y会从低电平跳到高 电平(3.4 V)．
【例1】如图10－3－3所示，某同学设计了一个路灯自动控制门电路，天黑了， 让路灯自动接通，天亮了，让路灯自动熄灭．图中RG是一个光敏电阻，当 有光线照射时，光敏电阻的阻值会显著地减小．R是可调电阻，起分压作用， J为路灯总开关控制继电器(图中未画路灯电路)．
(1)在图中虚线框处画出接入的斯密特触发器． (2)如果路灯开关自动接通时天色还比较亮，应如何调节R才能在天色较暗时开关 自动接通？说明道理． 解析：(1) (2)R应调大些．这样在初状态，A点电平较高(原来RG较小，I较大，R两端电压 较大)，天色较暗时，RG增加较多，才能使A点电平降低到使Y点电平由低到高的 突变，使J两端电压变大，J导通．
解析：电磁继电器分为控制电路和工作电路两部分．根据光敏电阻的特性，可知 光敏电阻应串联在控制电路中，为了保护励磁线圈，保护电阻也应该串联在控制 电路中．灯泡连入工作电路．因为励磁线圈允许的最大电流Im＝0.1 A，所以励磁 线圈两端允许的最大电压Um＝ImR＝20 V；保护电阻的最小值
答案：(1)如图所示 (2)①20 160～520 ②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸合铁片时，3、4之间 接通；不吸合时，3、4之间断开 ③电磁起重机
(2)回答下列问题： ①如果励磁线圈的电阻为200 Ω，励磁线圈允许加的最大电压为________ V，保 护电阻R2的阻值范围为________ Ω. ②在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接 线柱3、4之间从断开变为接通．为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合 本题中电磁开关内部结构图说明． 答：___________________________________________________________. ③任意举出一个其他的电磁铁应用的例子． 答：_________________________________________________________.
二、温度报警器电路如图10－3－2所示． 1．简单介绍：
图10－3－2中蜂鸣器可以选用YMD和HMB型，它两端的直流电压为4 V～6 V时会发出鸣叫声，RT为热敏电阻，常温下阻值约为几百欧，温度 升高时阻值减小，R1的最大电阻可在1 kΩ～2 kΩ之间选择，接通电源后， 先调节R1使蜂鸣器在常温下不发声，再用热水使热敏电阻的温度升高， 到达某一温度时就会发出报警声．