高中物理实验传感器的简单使用

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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.

【原创】高考物理总复习实验十二传感器的简单使用

实验十二　传感器的简单使用实验基础核心探究实验基础解读实验·萃取精华一、研究热敏电阻的热敏特性二、研究光敏电阻的光敏特性●注意事项1.在做热敏实验时,加热水后要等一会儿再测其阻值,以使电阻温度与水的温度相同,并同时读出水温.2.在光敏实验中,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强度.3.欧姆表每次换挡后都要重新调零.核心探究通法悟道·拓宽思路探究点一　基础性实验【典例1】某同学尝试把一个灵敏电流表改装成温度表,他所选用的器材有:灵敏电流表(待改装),学生电源(电动势为E,内阻不计),滑动变阻器,单刀双掷(PTC线性开关,导线若干,导热性能良好的防水材料,标准温度计,PTC热敏电阻Rt热敏电阻的阻值与摄氏温度t的关系为R=a+kt,a>0,k>0).t设计电路图如图所示,并按如下步骤进行操作(1)按电路图连接好实验器材.(2)将滑动变阻器滑片P滑到 (选填“a”或“b”)端,单刀双掷开关S掷于 (选填“c”或“d”)端,调节滑片P使电流表 ,并在以后的操作中保持滑片P位置不动,设此时电路总电阻为R,断开电路.解析:(2)分析电路可知滑动变阻器为限流式接法,所以闭合开关前,使它的阻值处于最大值状态,即将滑片P滑到a端.为了设计表盘刻度,应使开关掷于c处,调节滑片,使电流表满偏.答案:(2)a　c　满偏(3)容器中倒入适量开水,观察标准温度计,每当标准温度计示数下降5 ℃,就将开关S置于d端,并记录此时的温度t和对应的电流表的示数I,然后断开开关.请根据温度表的设计原理和电路图,写出电流与温度的关系式(用题目中给定的符号)I= .(4)根据对应温度记录的电流表示数,重新刻制电流表的表盘,改装成温度表.根据改装原理,此温度表表盘刻度线的特点是:低温刻度在 (选填“左”或“右”)侧,刻度线分布是否均匀? (选填“是”或“否”).解析:(4)因为R t=a+kt(且a>0,k>0),所以温度越低,电阻越小,回路中I越大,所以低温刻度在右侧,由(3)中关系式可知电流与温度不是线性关系,所以刻度线分布不均匀.答案:(4)右　否方法技巧热敏电阻的阻值发生变化而引起电流变化是本实验的核心,此类题目要抓住以下两点:(1)电路结构及热敏电阻在电路中的位置;(2)热敏电阻阻值随温度的变化关系及电流表读数与热敏电阻阻值的函数关系.【典例2】 (2018·河南郑州模拟)为了节能环保,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). (1)某光敏电阻R在不同照度下的阻值如下表,根据表中已知数据,在图(甲)的坐标系中描绘出了其阻值随照度变化的曲线.由图像可求出照度为1.0 lx时的电阻约为 kΩ.照度/lx0.20.40.60.8 1.0 1.2电阻/kΩ 5.8 3.7 2.8 2.3 1.8解析:(1)根据图像直接读出照度为1.0 lx时对应的电阻约为2.0 kΩ.答案:(1)2.0　(2)如图(乙)所示是街道路灯自动控制模拟电路,利用直流电源为电磁铁供电,利用照明电源为路灯供电.为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果,路灯应接在 (填“AB”或“BC”)之间,请用笔画线代替导线,正确连接电路元件.v解析:(2)光敏电阻的电阻值随光照强度的增大而减小,所以白天时光敏电阻的电阻值小,电路中的电流值大,衔铁将被吸住,动触点与C接通;晚上时的光线暗,光敏电阻的电阻值大,电路中的电流值小,所以动触点与A接通.要达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果,则路灯应接在AB之间.电路图如图.答案:(2)AB　电路图见解析方法技巧光敏电阻实验电路的设计光敏电阻在电路中往往作为控制器来使用,在这种情况下,一定要把控制要求分析清楚,结合光敏电阻的特性,确定光敏电阻与被控制元件之间是串联还是并联关系.题组冲关1.温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中,它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性工作的.如图(甲)所示,电源的电动势E=9.0 V,内阻不保持不变;R为热敏电阻,其电阻值与温度的变化关系计;G为灵敏电流计,内阻Rg=2 mA;电流表如图(乙)所示,闭合开关S,当R的温度等于20 ℃时,电流表示数I1的示数I=3.6 mA时,热敏电阻的温度是 ℃.2解析:E=I(R+R g),代入I1=2 mA得R=0.5 kΩg=3.6 mA得R=2 kΩ代入I2读图可得温度为120 ℃.答案:1202.为了研究光敏电阻在室内正常光照射和室外强光照射时电阻的大小关系,某同学用图(甲)所示电路进行实验,得出两种U-I图线如图(乙)所示.(1)根据U-I图线可知正常光照射时光敏电阻阻值为 Ω,强光源照射时电阻为 Ω.(2)若实验中所用电压表的内阻约为5 kΩ,毫安表的内阻约为100 Ω,考虑到电表内阻对实验结果的影响,此实验中 (选填“正常光照射时”或“强光照射时”)测得的电阻误差较大.若测量这种光照下的电阻,则需将实物图中毫安表的连接方式采用 .　(选填“内接”或“外接”)法进行实验,实验结果较为准确.解析:(1)U-I图像中某点与原点连线的斜率对应元件的阻值,所以两次测得的阻值分别为3 000 Ω,200 Ω.(2)实验采用了电流表内接法,当待测电阻较小时,测得的电阻误差较大,强光照射时电阻较小,所以强光照射时,误差较大,应采用外接法进行实验.答案:(1)3 000　200　(2)强光照射时　外接探究点二　创新性实验【典例3】 (2016·全国Ⅰ卷,23)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I c 时就会报警),电阻箱(最大阻值为999.9 Ω),直流电源(输出电压为U,内阻不计),滑动变阻器R 1(最大阻值为1 000 Ω),滑动变阻器R 2(最大阻值为2 000 Ω),单刀双掷开关一个,导线若干.在室温下对系统进行调节,已知U约为18 V,I c 约为10 mA;流过报警器的电流超过20 mA时,报警器可能损坏;该热敏电阻的阻值随温度升高而减小,在60 ℃时阻值为650.0 Ω.(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线.高考创新实验例析解析:(1)报警系统电路连线如图所示.答案:(1)见解析(2)电路中应选用滑动变阻器 (填“R1”或“R2”).答案:(2)R2　(3)按照下列步骤调节此报警系统:①电路接通前,需将电阻箱调到一固定的阻值,根据实验要求,这一阻值为 . Ω;滑动变阻器的滑片应置于 (填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是 .②将开关向 (填“c”或“d”)端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直至 .(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变,将开关向另一端闭合,报警系统即可正常使用.解析:(3)①电路接通前,电阻箱电阻应与热敏电阻的临界阻值一致,即为650.0 Ω,滑动变阻器滑片应置于b端附近,若滑片置于a端,电路接通后电流会超过20 mA,报警器可能损坏.②将开关向c端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,使报警器开始报警.答案:(3)①650.0　b　接通电源后,流过报警器的电流会超过20 mA,报警器可能损坏②c　报警器开始报警【创新/改进点分析】1.实验方案改进:利用热敏电阻来控制电路,使之成为温度报警系统.2.数据处理改进:在设置报警温度时,借助于电阻箱进行电阻设置,使之达到报警的温度.3.设问方式创新:根据热敏电阻阻值随温度变化的特点,实现自动报警.【典例4】 (2017·江苏卷,11)某同学通过实验制作一个简易的温控装置,实验原理电路图如图(甲)所示,继电器与热敏电阻R、滑动变阻器R串联接在电源Et两端,当继电器的电流超过15 mA时,衔铁被吸合,加热器停止加热,实现温控.与温度t的关系如下表所示继电器的电阻约为20 Ω,热敏电阻的阻值Rtt/℃30.040.050.060.070.080.0 /Ω199.5145.4108.181.862.949.1 Rt(1)提供的实验器材有:电源E1(3 V,内阻不计)、电源E2(6 V,内阻不计)、滑动变阻器R1(0～200 Ω)、滑动变阻器R2(0～500 Ω)、热敏电阻Rt、继电器、电阻箱(0～999.9 Ω)、开关S、导线若干.为使该装置实现对30～80 ℃之间任一温度的控制,电源E应选用 (选填“E1”或“E2”),滑动变阻器R应选用 (选填“R1”或“R2”).答案:(1)E2　R2　(2)实验发现电路不工作.某同学为排查电路故障,用多用电表测量各接点间的电压,则应将如图(乙)所示的选择开关旋至 (选填“A”“B”“C”或“D”).(3)合上开关S,用调节好的多用电表进行排查,在图(甲)中,若只有b,c间断路,则应发现表笔接入a,b时指针 (选填“偏转”或“不偏转”),接入a,c时指针 (选填“偏转”或“不偏转”).解析:(2)要用多用电表的直流电压挡检测故障,应将选择开关旋至C.(3)如果只有b,c间断路,说明b点与电源的负极间没有形成通路,a,b间的电压为零,电表接在a,b 间时,指针不偏转;c点与电源的负极间形成通路,a与电源的正极相通,a,c间有电压,因此两表接入a,c间时指针发生偏转.答案:(2)C (3)不偏转　偏转(4)排除故障后,欲使衔铁在热敏电阻为50 ℃时被吸合,下列操作步骤正确顺序是 .(填写各步骤前的序号)①将热敏电阻接入电路②观察到继电器的衔铁被吸合③断开开关,将电阻箱从电路中移除④合上开关,调节滑动变阻器的阻值⑤断开开关,用电阻箱替换热敏电阻,将阻值调至108.1 Ω解析:(4)排除故障后,欲使衔铁在热敏电阻为 50 ℃ 时被吸合,应先断开开关,用电阻箱替换热敏电阻,并将阻值调至108.1 Ω,合上开关,调节滑动变阻器的阻值,直至观察到继电器的衔铁被吸合,这时断开开关,将电阻箱从电路中移除,将热敏电阻接入电路.因此操作步骤的正确顺序是⑤④②③①.答案:(4)⑤④②③①【创新/改进点分析】1.考查方式的创新:不再研究热敏电阻的特性,而是利用热敏电阻的特性将热敏电阻与继电器组成温度控制装置,来考查传感器的原理、多用电表的使用等.2.设问方式的创新:利用多用电表的电压挡,进行电路的故障排查.模拟创新实验冲关1.(2018·湖北七市联合调研)材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”,利用这种效应可以测量压力大小,若图(甲)为某压敏电阻在室温下的电阻—压力特性曲线,其中RF ,R分别表示有、无压力时压敏电阻的阻值,为了测量压力F,需先测量压敏电阻处于压力中的电阻值RF.请按要求完成下列实验.(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)的虚线框内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0.4×102～0.8×102 N,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:=6 000 Ω;A.压敏电阻,无压力时阻值RB.滑动变阻器R,全电阻约200 Ω;C.电流表A,量程2.5 mA,内阻约30 Ω;D.电压表V,量程3 V,内阻约3 kΩ;E.直流电源E,电动势3 V,内阻很小;F.开关S,导线若干.答案:(1)见解析解析:(1)如图所示.(2)正确接线后,将压敏电阻置于待测压力下,通过压敏电阻的电流是1.33 mA,电压表的示数如图(丙)所示,则电压表的读数为 V.(3)此时压敏电阻的阻值为 Ω;结合图(甲)可知待测压力的大小F= N.(计算结果均保留两位有效数字)解析: (2)电压表分度值为0.1 V,读数为2.00 V.答案:(2)2.00　(3)1.5×103　0.60×102【创新/改进点分析】1.实验方案的改进:压敏电阻与电路相结合,将测压力转换为测电流,以便简化操作.2.(2017·上海黄浦区一模)如图,一热敏电阻R放在控温容器M内; 为毫安表,t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,在95 ℃时的阻值为150 Ω,在20 ℃时的阻最大阻值999.9 Ω;S为开关.已知Rt值约为550 Ω.现要求在降温过程中测量在95 ℃～20 ℃之间的多个温度下Rt的阻值.(1)在图中画出连线,完成实验原理电路图.答案:(1)见解析解析:(1)根据所给器材,要测量在不同温度下R t 的阻值,只能将电阻箱、热敏电阻、毫安表与电源串联形成测量电路,如图所示.(2)完成下列实验步骤中的填空.①依照实验原理电路图连线.②调节控温容器M内的温度,使得Rt温度为95 ℃.③将电阻箱调到适当的阻值,以保证仪器安全.④闭合开关,调节电阻箱,记录电流表的示数I,并记录 .⑤将Rt 的温度降为t1(20 ℃<t1<95 ℃);调节电阻箱,使得电流表的读数　,记录 .⑥温度为t1时热敏电阻的电阻值Rt1= .⑦逐步降低t1的数值,直至20 ℃为止;在每一温度下重复步骤⑤⑥.答案:(2)④电阻箱的读数R0　⑤仍为I0　电阻箱的读数为R1　⑥R0-R1+150Ω【创新/改进点分析】1.实验方案的改进:利用电流表和直流电路将测定值电阻改为测随温度变化的可变电阻的阻值.的阻值,结合电阻箱, 2.数据处理的创新:利用温控器内温度的变化调整Rt根据闭合电路欧姆定律并利用等效法测电阻值.点击进入综合检测。

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________。

2021届高考物理必考实验十二：传感器的简单使用【含答案】

2021届高考物理必考实验十二：传感器的简单使用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。

次数123456待测量温度/℃电阻/Ωb.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。

高三物理一轮复习精品课件6：实验十一传感器的简单使用

第十章交变电流传感器
实验十一传感器的简单使用
基础知识梳理整合
一、传感器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，并能将它们按照一定的规律转换为电压、电流等，或转换为电路的通断 . 二、制作传感器需要的元件 1.光敏电阻：光敏电阻在被光照射时电阻发生变化，光照增强电阻减小，光照减弱电阻增大 .
感器等
传感器以被测物理量命名
按工作原理分类
应变式、电容式、电感式、热电式、电压式
传感器以工作原理命名
按输出信模拟式传感器输出分别为模
3
号分类数字式传感器拟信号、数字信号
四、传感器应用的一般模例1如图所示为某种电子秤的原理示意图，AB 为一均匀的滑线电阻，阻值为 R，长度为 L，两边分别有 P1、P2 两个滑动头， P1 可在竖直绝缘光滑的固定杆 MN 上保持水平状态而上下自由滑动，弹簧处于原长时，P1 刚好指着 A 端，P1 与托盘固定相连，若 P1、P2 间出现电压时，该电压经过放大，通过信号转换后在显示屏上将显示物体重力的大小.已知弹簧的劲度系数为 k，托盘自身质量为 m0，电源电动势为 E，内阻不计，当地的重力加速度为 g. 求：
由部分电路欧姆定律可得：U＝IR 串. 由于RR串＝Lx，其中 x 为 P1、P2 间的距离，则 x＝x2－x1＝mkg.联立解得：m＝gkELU.
【方法与知识感悟】力电传感器电路中的关键元件是滑
动变阻器、电容器、弹簧等，解答这类问题的关键是：滑片移动的距离、电容器的板间距离与力学物理量的联系.
随堂检测
一、选择题：1、2 题为单选，3 题为多选. 1.如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的
传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压 U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在电路中的其他量发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是电容器两板间的( A )

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。

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。

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。

高考物理传感器的简单使用

(3)学习小组的同学根据甲同学的实验,建议他在测量较高温度下热敏电阻的阻值时重新设计电路,更换器材。请你在如图所示的虚线框内完成测量温度80 ℃时热敏电阻阻值的实验电路图。
考点突破
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答案 (1)B (2)增大 (3)图见解析解析 (1)因电路中热敏电阻两端的电压不大于3 V,所以电压表选用量程 0~3 V的V2,电路中的电流一般不大于0.6 A,则电流表选用量程0~0.6 A的A2,则应选用B组器材; (2)热敏电阻的温度升高到80 ℃时,电流表、电压表的示数几乎都不随滑动变阻器R2的阻值的变化而改变,是由于热敏电阻的阻值远大于滑动变阻器
电压表V1:量程0~6 V,内阻rV=1.5 kΩ;
考点突破
栏目索引
电压表V2:量程0~3 V,内阻约为1 kΩ; 标准电阻:阻值R1=100 Ω;
滑动变阻器R2:阻值范围0~5 Ω;
电源E:电动势3 V,内阻不计; 开关及导线若干。 (1)甲同学利用如图所示的电路测量室温下热敏电阻的阻值。要使测量效果最好,应选下列 (选填“A”“B”或“C”)组器材。
及滑动变阻器对电路电流的控制。
考点突破
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变式1 热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。如图为某种热
敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图。由图可知,这种热敏电阻在温度上升时导电能力 (选填“增强”或“减弱”);相 (选填“敏
对金属热电阻而言,热敏电阻对温度变化的响应更感”或“不敏感”)。
考点突破
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答案增强敏感解析由R-t图像可知,热敏电阻的阻值在温度上升时减小,则其导电能力增强。相对金属热电阻而言,热敏电阻在相同的温度变化情况下电阻变化大,则热敏电阻对温度变化的响应更敏感。

高考物理总复习课件时实验传感器的简单使用

高考物理总复习课件时实验传感器的简单使用
汇报人：XX
20XX-01-25
CONTENTS
• 实验传感器概述 • 力学量传感器 • 热学量传感器 • 光学量传感器 • 电学量传感器 • 传感器实验设计与操作
01
实验传感器概述
传感器定义与分类
传感器定义
能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。
在工业生产中，温度传感器被广泛应用于各种加热炉、热处理设备、空调等设备的温度控制系统中。同时，在医疗、环保等领域也有广泛应用，如体温计、室内温度计等。
热量传感器在能源计量、热力学研究等领域有广泛应用。例如，利用热量传感器可以测量燃料的热值、计算热力学效率等。
热流传感器应用举例
热流传感器在建筑节能、航空航天等领域有广泛应用。例如，在建筑节能中，可以利用热流传感器测量建筑物外墙的热流密度，进而评估建筑物的保温性能。在航空航天领域，热流传感器可用于测量飞行器表面的热流密度分布，为飞行器的热设计提供依据。
利用压电加速度传感器等来测量加速度，应用于汽车、航空
航天等领域。
06
传感器实验设计与操作
实验目的与要求
掌握传感器的基本原理和工作方式了解传感器在物理实验中的应用
学会使用传感器进行简单的实验测量和数据采集
实验器材准备与检查
传感器（如光电传感器、温度传感器等）
01
02
数据采集器或计算机
实验装置和测量对象
04
光学量传感器
光学量传感器类型
01
02
03
光电传感器
利用光电效应原理，将光信号转换为电信号进行测量。
光纤传感器
以光纤为传输介质，通过测量光纤中传输的光信号变化来感知和测量各种物理量。

高中物理实验传感器的简单使用

高中物理实验传感器的简单使用1．实验目的(1)了解传感器的工作过程，探究敏感元件的特性．(2)学会传感器的简单使用．2．实验原理闭合电路欧姆定律，用欧姆表进行测量和观察．3．实验器材热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、温度计、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．实验步骤(1)研究热敏电阻的热敏特性①将热敏电阻放入烧杯中的水中，测量水温和热敏电阻的阻值(如实验原理图甲所示)．②改变水的温度，多次测量水的温度和热敏电阻的阻值，记录在表格中．(2)研究光敏电阻的光敏特性①将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器连接好(如实验原理图乙所示)，其中多用电表置于“×100”挡．②先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值，并记录数据．③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．④用手掌(或黑纸)遮光时，观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录．1．数据处理(1)热敏电阻的热敏特性①画图象在如图坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线．②得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)光敏电阻的光敏特性①探规律根据记录数据定性分析光敏电阻的阻值与光照强度的关系．②得结论光敏电阻在暗环境下电阻值很大，强光照射下电阻值很小；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．2．误差分析本实验误差主要来源于温度计和欧姆表的读数．3．注意事项(1)在做热敏实验时，加开水后要等一会儿再测其阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温．(2)光敏实验中，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射到光敏电阻上的光的多少．(3)欧姆表每次换挡后都要重新调零．热敏电阻的特性和应用用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻R T，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R T和两个适当的固定电阻R1、R2连成如图甲虚线框内所示的电路，以使电路的等效电阻R L的阻值随R T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R L的阻值，测量电路如图乙所示，图中的电压表内阻很大．R L 的测量结果如下表所示.回答下列问题：(1)根据图甲所示的电路，在图乙所示的实物图上连线．(2)为了检验R L与t之间近似为线性关系，在坐标纸上作出R L－t关系图线．(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图丙、丁所示．电流表的读数为________，电压表的读数为________．此时等效电阻R L的阻值为________；热敏电阻所处环境的温度约为____________．[解析](1)根据电路图连接实物图，R1与R T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．(2)根据表中数据，在R L－t图象中描点，作出R L－t图象为一条直线．(3)读出电压U＝5.00 V，电流I＝115 mA.R L＝UI＝43.5 Ω，再由R L－t关系图线找出R L＝43.5 Ω对应的温度t ＝64.0 ℃.[答案](1)连线如图所示(2)作出R L—t图象为一条直线(3)115 mA 5.00 V43.5 Ω64.0 ℃(62～66 ℃均正确)1．(2016·吉林长春模拟)温度传感器广泛应用于家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的，如图甲所示为某装置中的传感器工作原理图，已知电源的电动势E＝9.0 V，内阻不计；G为灵敏电流表，其内阻R g保持不变；R为热敏电阻，其阻值随温度的变化关系如图乙所示，闭合开关S，当R的温度等于20 ℃时，电流表示数I1＝2 mA；当电流表的示数I2＝3.6 mA时，热敏电阻的温度是()A．60 ℃B．80 ℃C．100 ℃D．120 ℃解析：选D.由题图乙知，温度为20 ℃时，R的阻值R1＝4 kΩ.由欧姆定律知E＝I1(R1＋R g)，E＝I2(R2＋R g)，两式联立解得R2＝2 kΩ，由图乙中查得此时温度为120 ℃，D正确．2．(2016·山东淄博调研)暑假开学之后流感在各地爆发，山东半岛也出现病例．为了做好防范，需要购买大量的体温表，市场体温表出现供货不足的情况，某同学想到自己制作一个金属温度计，为此该同学从实验室找到一个热敏电阻，并通过查资料获得该热敏电阻的阻值R随温度t变化的图线，如图甲所示．该同学进行了如下设计：将一电动势E＝1.5 V(内阻不计)的电源、量程0～5 mA(内阻R g＝100 Ω)的电流表、电阻箱R′及用作测温探头的电阻R，串联成如图乙所示的电路，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”．(1)电流刻度较小处对应的温度刻度________(选填“较高”或“较低”)；(2)若电阻箱阻值R′＝70 Ω，图丙中5 mA刻度处对应的温度数值为________℃.解析：电流刻度较小时，电阻较大，温度较高；R′＝70 Ω时，5 mA电流对应的热敏电阻值为1.5100＋70＋R＝5×10－3 A，得R＝130 Ω，题图甲的函数方程为R＝100＋t，可知当热敏电阻为130 Ω时，温度为30 ℃.答案：(1)较高(2)303．如图，一热敏电阻R T放在控温容器M内；A为毫安表，量程6 mA，内阻R A为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3 V，内阻不计；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95～20 ℃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．①依照实验原理电路图连线．②调节控温容器M内的温度，使得R T的温度为95 ℃.③将电阻箱调到适当的阻值，以保证仪器安全．④闭合开关．调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录________________．⑤将R T的温度降为T1(20 ℃<T1<95 ℃)；调节电阻箱，使得电流表的读数__________，记录__________．⑥温度为T1时热敏电阻的电阻值R T1＝__________．⑦逐步降低T1的数值，直至20 ℃为止；在每一温度下重复步骤⑤⑥.解析：(1)根据所给器材，要测量在不同温度下R T的阻值，只能将电阻箱、热敏电阻、毫安表与电源串联形成测量电路，如图所示．(2)依照实验原理电路图连线；调节控温容器M内的温度，使得R T温度为95 ℃，此时R T阻值为150 Ω，将电阻箱调到适当的阻值，以保证仪器安全；闭合开关，调节电阻箱，记录毫安表的示数I0，并记录电阻箱的读数R0，根据欧姆定律有：I0＝ER0＋150 Ω＋R A；将R T的温度降为T1(20 ℃<T1<95 ℃)；调节电阻箱，使得毫安表的读数仍为I0，记录电阻箱的读数为R1，根据欧姆定律：I0＝ER1＋R T1＋R A ，则：ER0＋150 Ω＋R A＝ER1＋R T1＋R A，解得：R T1＝R0－R1＋150 Ω.答案：(1)见解析(2)④电阻箱的读数R0⑤仍为I0电阻箱的读数为R1⑥R0－R1＋150 Ω光敏电阻的特性和应用为了节能和环保，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R(1)根据表中数据，请在给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点．(2)如图所示，当1、2两端所加电压上升至2 V时，控制开关自动启动照明系统．请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0 lx 时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图．(不考虑控制开关对所设计电路的影响)提供的器材如下：光敏电阻R P(符号，阻值见上表)直流电源E(电动势3 V，内阻不计)；定值电阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ，R3＝40 kΩ(限选其中之一并在图中标出)；开关S及导线若干．[解析](1)光敏电阻的阻值随光照度变化的曲线如图甲所示．特点：光敏电阻的阻值随光照度的增大非线性减小．(2)控制开关自动启动照明系统，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0 lx时启动照明系统，即此时光敏电阻阻值为20 kΩ，两端电压为2 V，电源电动势为3 V，所以应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10 kΩ，即选用R1，电路原理图如图乙所示．[答案]见解析4．(多选)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( )A ．传送带运动的速度是0.1 m/sB ．传送带运动的速度是0.2 m/sC ．该传送带每小时输送3 600个工件D ．该传送带每小时输送7 200个工件解析：选BC.从乙图可以知道：每间隔1秒的时间光传感器就输出一个电信号，而在这一段时间内传送带运动了两个工件之间的距离，所以传送带运动的速度是v ＝0.21 m/s ＝0.2 m/s ，故A 错误、B 正确；传送带每小时运动的距离为s ＝v t ＝0.2×3 600 m ，工件个数为n ＝sL＝3 600个，C正确、D 错误． 5.A 、B 两块正对的金属板竖直放置，在金属板A 的内侧表面系一绝缘细线，细线下端系一带电小球，两块金属板接在如图所示的电路中，电路中的R 1为光敏电阻，R 2为滑动变阻器，R 3为定值电阻．当R 2的滑动触头P 在a 端时闭合开关S.此时电流表A 和电压表V 的示数分别为I 和U ，带电小球静止时绝缘细线与金属板A 的夹角为θ，电源电动势E 和内阻r 一定．则以下说法正确的是( )A ．若将R 2的滑动触头P 向b 端移动，则I 不变，U 增大B ．保持滑动触头P 不动，用更强的光线照射R 1，则I 增大，U 增大C ．保持滑动触头P 不动，用更强的光照射R 1，则小球重新达到稳定后θ变大D ．保持滑动触头P 不动，用更强的光照射R 1，则U 的变化量的绝对值与I 的变化量的绝对值的比值不变解析：选D.由题中电路图看出，电压表V 测量的是路端电压大小，电路稳定时R 2支路中无电流，R 2两端电压为零，将R 2的滑动触头向b 端移动不会影响电压表V 和电流表A 的读数，故选项A 错误；两极板A 、B 之间的电压等于光敏电阻R 1两端的电压，用更强的光照射R 1，R 1的阻值变小，电路电流I 变大，路端电压U 变小，R 3两端电压变大，R 1两端电压变小，则小球重新达到稳定后θ变小，故选项B 、C 均错误；设强光照射R 1前电压表V 和电流表A 的示数分别为U 1、I 1，强光照射R 1后电压表V 和电流表A 的示数分别为U 2、I 2，则E ＝U 1＋I 1r ，E ＝U 2＋I 2r ，解得r ＝U 2－U 1I 1－I 2＝ΔUΔI ，可见，选项D 正确． 6．图甲为一测量硫化镉光敏电阻特性的实验电路，电源电压恒定，电流表内阻不计，开关闭合后，调节滑动变阻器滑片，使小灯泡发光逐渐增强，测得流过电阻的电流和光强的关系曲线如图所示，试根据这一特性，由图丙中给定的器材设计一个自动光控电路．解析：由光敏电阻的特性曲线可以看出，当入射光增强时，流过光敏电阻的电流增大，光敏电阻的阻值减小．根据题意设计一个自动光控电路，如图所示．控制过程是：当有光照时，放大器输出一个较大的电流，驱动电磁继电器吸引衔铁使两个触点断开；当无光照时，放大器输出电流减小，电磁继电器释放衔铁，使两个触点闭合，工作电路接通，电灯开始工作．答案：见解析力传感器的应用某些固体材料受到外力后除了产生形变，其电阻率也要发生变化，这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”．现用如图所示的电路研究某长薄板电阻R x的压阻效应，已知R x的阻值变化范围为几欧到几十欧，实验室中有下列器材：A．电源E(3 V，内阻约为1 Ω)B．电流表A1(0～0.6 A，内阻r1＝5 Ω)C．电流表A2(0～0.6 A，内阻r2约为1 Ω)D．开关S，定值电阻R0＝5 Ω(1)为了比较准确地测量电阻R x的阻值，请完成虚线框内电路图的设计．(2)在电阻R x上加一个竖直向下的力F(设竖直向下为正方向)，闭合开关S，记下电表读数，A1的读数为I1，A2的读数为I2，得R x＝________(用字母表示)．(3)改变力的大小，得到不同的R x值，然后让力反向从下向上挤压电阻，并改变力的大小，得到不同的R x值．最后绘成的图象如图所示，除观察到电阻R x的阻值随压力F的增大而均匀减小外，还可以得到的结论是________________________________________________________________________．当F 竖直向下时，可得R x 与所受压力F 的数值关系是R x ＝________________．[解析] (1)利用伏安法测量电阻阻值，但所给器材缺少电压表，可以用内阻已知的电流表A 1代替，另一个电流表A 2测量电流．(2)电阻两端电压为U x ＝I 1r 1，流经的电流为I x ＝I 2－I 1，电阻R x ＝I 1r 1I 2－I 1； (3)由题图可知，图象是一次函数图线，即R x ＝kF ＋b ， k ＝－ΔR x ΔF ＝－94.5＝－2，b ＝17，则有R x ＝17－2F . [答案] (1)如图所示(2)I 1r 1I 2－I 1(3)压力反向，阻值不变 17－2F7．如图所示为某种电子秤的原理示意图，AB 为一均匀的滑动变阻器，阻值为R ，长度为L ，两边分别有P 1、P 2两个滑动头，与P 1相连的金属细杆可在被固定的竖直光滑绝缘杆MN 上保持水平状态，金属细杆与托盘相连．金属细杆所受重力忽略不计，弹簧处于原长时P 1刚好指向A 端．若P 1、P 2间出现电压时，该电压经过放大通过信号转换器后在显示屏上显示出质量的大小．已知弹簧的劲度系数为k ，托盘自身质量为m 0，电源的电动势为E ，电源的内阻忽略不计，信号放大器、信号转换器和显示器的分流作用忽略不计．求：(1)托盘上未放物体时在托盘的自身重力作用下P 1距A 端的距离x 1；(2)在托盘上放有质量为m 的物体时P 1距A 端的距离x 2；(3)在托盘上未放物体时通常先校准零点，其方法是调节P 2，从而使P 1、P 2间的电压为零，校准零点后将被称物体放在托盘上．试推导出被称物体的质量m 与P 1、P 2间电压U 的函数关系式．解析：(1)由力的平衡知识知m 0g ＝kx 1，x 1＝m 0gk .(2)放上重物重新平衡后m 0g ＋mg ＝kx 2，x 2＝(m ＋m 0)gk.(3)设电路中的电流为I ，则E ＝IR ，设P 1、P 2间的电阻为R x ，距离为x ，则 U ＝IR x ，R x R ＝x L ，x ＝x 2－x 1，解得m ＝kLgE U .答案：(1)m 0g k (2)(m ＋m 0)g k (3)m ＝kLgEU8．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 ，g 取10 m/s 2.请回答：(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________ kg.解析：(1)由图表知，踏板空载时，压力传感器电阻R ＝300 Ω，此时A 中电流I ＝U R ＝4.8300 A ＝1.6×10－2 A.(2)当电流I ＝20 mA ＝20×10－3 A 时，压力传感器的电阻R ＝U I ＝ 4.820×10－3Ω＝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。

高三物理实验与探究：传感器的简单使用PPT优秀课件

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• 变式训练1：随着人民生活水平的不断提高，自动干手机已进入家庭，洗手后，将湿手靠近自动干手机，机内的传感器便会驱动电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近干手机能使传感器工作，是因为( )
• A.改变了湿度 B.改变了温度
• C.改变了电容 D.改变了磁场
解析：这是一道联系生活实际的试题，要能把生活实际与所学物理知识相结合，进行合理的推理分析，根据自动干手机的工作特征，手靠近，电热器开始工作；手撤离，电热器停止工作，不难判断出传感器的种类，若是用湿度和温度来驱使电热器工作，理论上可行，但作为干手机，这种传感器的设置有很大的缺陷．因为干手机周围的环境一年四季都在变化，与手的靠近无关，如果湿度、温度发生变化干手机马上工作，岂不成了室内烘干机了吗？故A、B不对．由于人是导体，介电常数大于空气，手靠近干手机相当于插入了电介质，故可确认干手机内设置有电容式传感器，手靠近时改变了电容，故选C.
• ⑥将多用电表的选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡.拆开装置，将器材按原样整理好.
• 2.光敏电阻特性实验：如图11-4-2所示 • ①将多用电表的选择开关置于欧姆挡.选
择合适的倍率，将两支表笔短接后调零.
图11-4-2
• ②把多用电表的两支表笔接到光敏电阻的两个输出端，观察表盘指示的光敏电阻的阻值，记录下来.
图11-4-3
• 4.简单温度自动控制实验
• 请同学们设计一个由热敏电阻或光敏电阻作为传感器的简单自动控制实验.
• 注意事项
• 1.在做热敏实验时，加开水后要等一会再测其阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温.
• 2.可用图象描出电阻随温度的变化图线来分析其规律.

高中物理【实验：传感器的简单使用】课件

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实验十一传感器的简单使用
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.
光照强度弱中强无光照射阻值(Ω) 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．
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实验十一传感器的简单使用
误差分析
本实验误差主要来源于温度计和欧姆表的读数．
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实验十一传感器的简单使用
注意事项
1．在做热敏实验时，加开水后要等一会儿再测其阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温． 2．光敏实验中,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射到光敏电阻上的光的多少. 3．欧姆表每次换挡后都要重新调零．
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实验十一传感器的简单使用
【解析】当照射光强度增大时，R3 阻值减小，外电路电阻随R3的减小而减小，R1两端电压因干路电流增大而增大，同时内电压增大，故电路路端电压减小，电压表的示数增大，A项正确，D项错误；由路端电压减小， R1两端电压增大知，R2两端电压必减
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实验十一传感器的简单使用
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实验十一传感器的简单使用
图10－3－7
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实验十一传感器的简单使用
【解析】 (1)(2)略． (3)读出电压 U＝5.00 V，电流 I＝115 mA.RL ＝UI ＝43.5 Ω，再由 RL－t 关系曲线找出 RL ＝43.5 Ω 对应的温度 t＝64.0 ℃左右，也可由表中数据来求出，具体方法是：由图象我们可以看出 RL 随温度均匀变化，当 RL ＝43.5 Ω 时温度 t＝60 ℃＋44.71－041.4 ×(44.7－43.5)℃≈64.0 ℃.

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