实验12 传感器的简单使用

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)遮住光,观察光敏电阻的阻值,并记录。
第十一章
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必备知识
关键能力
对应演练
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(2)数据处理 把记录的结果填入表中,根据记录数据分析光敏电阻的特性。
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关键能力
对应演练
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第十一章
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必备知识
关键能力
对应演练
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命题点一 命题点二
(1)为了使温度过高时报警器铃响,c应接在
(填“a”或
“b”)。
(2)若使启动报警的温度提高些,应将滑动变阻器滑片P点向
移动(填“左”或“右”)。
(3)直流电源电动势为18 V(内阻不计),热敏电阻R1达到100 ℃电
必备知识
命题点一 命题点二
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关键能力
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(4)由前面分析可知,启动照明系统时,控制电路中的总电阻为45 Ω
不变,且光照度与光敏电阻R3阻值的乘积不变; 所以,当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,光敏电阻R3阻值最 大,此时光照度E0的值最小, 光敏电阻的最大阻值:
当E0=2.4 lx时,此时光敏电阻的阻值
R3'=320.l4xl·xΩ=12.5 Ω,
因启动照明系统的条件不变(启动照明系统时,控制电路中的电流 恒为0.1 A),则控制电路中的总电阻不变,所以,R2接入电路的电阻: R2'=R总-R1-R3'=45 Ω-5 Ω-12.5 Ω=27.5 Ω;
第十一章
勒克斯,符号lx;光越强,光照度越大)。当线圈中电流减小至I0=90 mA时,电磁继电器衔铁被弹簧拉起,启动照明系统,利用该装置可以
实现当光照度低至某一设定值E0时,照明系统内照明灯自动工作。
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(1)根据表格中数据写出光敏电阻的阻值R3与光照度E的函数关系 式。
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命题点一 命题点二
答案: (1)0.18 A (2)3 lx (3)27.5 Ω (4)0.75 lx
解析: (1)由 P=UI 可得,照明灯正常工作时的电流:
IL=������������LL
=
40W 220V
≈0.18
A;
(2)闭合开关 S,将滑片 P 移至 b 端,变阻器接入电路中的电阻最大,
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四、实验步骤、数据处理及结论 1.研究热敏电阻的热敏特性 (1)实验步骤
①按如图所示连接好实物,将热敏电阻绝缘处理。 ②将多用电表置于“欧姆”挡,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。
③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
正中间位置,然后重复上述操作,报警器刚好报警,光敏电阻特定值
为
Ω。
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命题点一 命题点二
答案: (1)a (2)左 (3)C (4)800 解析: (1)由图甲所示图象可知,随温度升高热敏电阻阻值减小,为了 使温度过高时发送报警信;由图乙所示电路图可知,当热敏电阻阻 值减小时,控制电路电流增大,线圈产生磁场变强,与弹簧相连的导 线被吸到a处,此时报警铃响,报警电路是通路,因此c应接在a处。 (2)由图甲所示图象可知,温度升高热敏电阻阻值变小,要使启动报 警器的温度提高,则热敏电阻阻值更小时才启动报警电路,此时滑 动变阻器接入电路的阻值变小,由图乙所示电路可知,滑动变阻器R 应将P点向左移动。
阻大小为600 Ω ,流过热敏电阻R1的电流超过Ic时就会报警,Ic为10
mA,则滑动变阻器应选择
。
A.R2(0~200 Ω ) B.R2(0~1 000 Ω )
C.R2(0~2 000 Ω ) (4)若要将此系统改为光敏电阻控制的报警系统,当光敏电阻的光
照达到或超过某一特定值时,系统报警。将滑动变阻器滑片P置于
光照度 E/lx 光敏电阻 R3 阻值/Ω
0.5 1 1.5 2 2.5 3 60 30 20 15 12 10
(2)闭合开关,把滑片移到最右端(b端),求照明系统启动时的光照度
E0是多少?如果光照度E为2 lx时并保持1 min不变,这段时间内R2消 耗的电能是多少?
第十一章
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择 C,滑片在中央,则滑动变阻器接入电路的阻值为:R 滑=������滑2最大 =
2
000Ω 2
=1
000
Ω,光敏电阻阻值为:R
光=R-R
滑=1
800-1
000=800
Ω。
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命题点一 命题点二
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思维点拨(1)当温度过高时报警铃响,此时报警铃所在电路为通路, 分析图示图象与图示电路图确定c应接在什么位置。 (2)若使启动报警的温度提高些,即当温度较高时报警电路才接通, 分析图示电路图判断滑片的移动方法。 (3)根据题意应用欧姆定律求出报警铃响时电路电流,然后应用串联 电路特点求出此时滑动变阻器的阻值,然后选择滑动变阻器。 (4)根据题意应用串联电路特点求出光敏电阻阻值。
(2)闭合开关S,将滑片P移至b端,变阻器接入电路中的电阻最大, 当R1两端电压低到0.5 V时,控制开关自动启动照明系统,根据欧姆 定律和串联电路的电流特点求出电路中的电流,再根据欧姆定律求 出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出R3的阻值,然后根据表格 数据得出E0的值;
(3)由表格数据可知,光照度与光敏电阻R3阻值的乘积不变,据此 求出E0=2.4 lx时光敏电阻的阻值,根据电阻的串联求出R2接入电路 的电阻;
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命题点一 命题点二
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(3)开始报警时控制电路总电阻为R=���������c��� Nhomakorabea=
18V 10×10-3
=1
A
800
Ω,此时滑
动变阻器接入电路的阻值为:R 滑=R-R1=1 800-600=1 200 Ω,滑动变
阻器应选择 C;
(4)由(3)可知,开始报警时控制电路总电阻:R=1 800 Ω,滑动变阻器选
命题点一 命题点二
热敏电阻的原理及应用 典例1(2018·福建宁德期中)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将热学量转换为电学量, 热敏电阻随温度变化的图象如图甲所示,图乙是由热敏电阻R1作为 传感器制作的简单自动报警器线路图,问:
所以,R3 的阻值:R3=R 总-R1-R2=45 Ω-5 Ω-30 Ω=10 Ω, 由表格数据可知,当 R3=15 Ω 时,E0 的值为 3 lx;
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(3)由表格数据可知,光照度与光敏电阻R3阻值的乘积不变,
由第一组数据可知,光照度与光敏电阻R3阻值的乘积E×R3=0.5 lx×60 Ω=30 lx·Ω,
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必备知识
关键能力
A.电容器的电容将减小 B.灵敏电流表指针在正中央零刻线处 C.灵敏电流表指针向左偏转 D.灵敏电流表指针向右偏转
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关闭
当待测压力增大时,电容器板间距离减小,由 C=4���π���r������������������知,电容器的电 容增大,选项 A 错误;由于电容器与电源相连,故电压 U 不变,由 Q=CU 知,电容器的电荷量将增加,即电容器需充电,故电流从电流表 的正接线柱流入,指针将向右偏转,选项 B、C 错误,D 正确。
关闭
D
解析 答案
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2.(2018·四川内江模拟)如图所示电路,是某学校楼道自动控制照明
系统,已知控制电路电源电压U=4.5 V,电磁继电器线圈电阻R1=5 Ω , 滑动变阻器R2最大阻值25 Ω ,R3是一光敏电阻,其阻值随“光照度E” 的增大而减小,且成反比,其具体关系如表所示(光照度E的单位是:
度计的示数和多用电表测量的热敏电阻的阻值。
④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。
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(2)数据处理
①根据记录数据,把测量到的温度、电阻值填入表中,分析热敏
电阻的特性。
②在坐标系中,粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线。 ③根据实验数据和R-t图线,得出结论。
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2.研究光敏电阻的光敏特性 (1)实验步骤
①将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按如图所示的电 路连接好,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接通电源,让小灯泡发光,调节滑动变阻器使小灯泡的亮度逐
(4)当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,E0的值最小,据此进 行解答。
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1.(2018·河南平顶山模拟)传感器是一种采集信息的重要器件。如 图所示是一种测定压力的电容式传感器,A为固定电极,B为可动电 极,组成一个电容大小可变的电容器。可动电极两端固定,当待测 压力施加在可动电极上时,可动电极发生形变,从而改变了电容器 的电容。现将此电容式传感器与零刻线在中央的灵敏电流表和电 源串联,组成闭合电路,已知电流从电流表正接线柱流入时指针向 右偏转。当待测压力增大时( )
由题意可知,当 R1 两端电压低至 0.5 V 时,控制开关自动启动照明系 统,因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流:I=������������11
=
0.5V 5Ω
=0.1
A,
电路中的总电阻:R
总=������������
=
4.5V 0.1A
=45
Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
本题考查学生对生活中半导体具体实例的了解情况。此外本题通 过影响电阻的因素的实验,考查学生识图能力以及分析问题和解决 问题的能力;分析清楚图示图象与图示电路图是解题的前提与关键。
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光敏电阻的理解及应用
典例2(2018·河南三门峡一模)如图所示,是一个照明系统模拟控 制电路。已知电源电压U=4.5 V,定值电阻R1=5 Ω 。滑动变阻器R2 上标有“30 Ω 1 A”字样,R3为光敏电阻,其阻值随光照度的变化遵 循某一规律,部分数据如下表所示(相同条件下,光越强,光照度越大, 光照度单位为勒克斯,符号为lx,白天光照度大于3 lx),当R1两端电压 低至0.5 V时,控制开关自动启动照明系统(不考虑控制开关对虚线 框内电路的影响)。利用该装置可以实现当光照度低至某一设定值 E0时,照明系统内照明灯自动工作。
R3大=R总-R1=45 Ω-5 Ω=40 Ω,
因为E×R3=30 lx·Ω,
所以
E0
小=3���0���3lx大·Ω
=
30lx ·Ω 40Ω
=0.75
lx。
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命题点一 命题点二
思维点拨(1)照明灯正常工作时的功率和额定功率相等,根据 P=UI求出正常工作的电流;
第十一章
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光照度 E/lx
0.5 1 1.5 2 2.5 3
光敏电阻 R3 阻值/Ω
60 30 20 15 12 10
(1)照明系统内有一标有“220 V 40 W”字样的照明灯,正常工作
时的电流为多大?
(2)闭合开关S,将滑片P移至b端,求E0为多少? (3)要使E0=2.4 lx,则R2接入电路的电阻应调为多大? (4)本系统可调E0的最小值是多少?
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第十一章
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对应演练
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一、实验目的 认识热敏电阻、光敏电阻等传感器中的敏感元件。 二、实验原理 闭合电路欧姆定律,用欧姆表进行测量和观察。 三、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。