高考物理一轮复习第11章交变电流传感器实验12传感器的简单使用学案

这是一份高考物理一轮复习第11章交变电流传感器实验12传感器的简单使用学案，共13页。
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结论：光照增强光敏电阻阻值变小，光照减弱光敏电阻阻值变大。
5．注意事项
(1)在做热敏电阻实验时，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、电压和电流值。
(2)光敏电阻实验中，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。
教材原型实验
1．某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性。现用直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线连成如图甲所示的实物图。
甲
(1)实验的主要步骤：
①正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值；②在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，________，________，断开开关。
③重复第②步操作若干次，测得多组数据。
(2)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得如图乙所示的R­t关系图线，请根据图线写出该热敏电阻的R­t关系式：R＝________＋________t(Ω)(保留3位有效数字)。
乙
[解析] (1)因本实验是探究热敏电阻的阻值随温度变化的特性，所以实验需要测出热敏电阻的阻值及相应的温度，热敏电阻的阻值用R＝eq \f(U,I)间接测量，故需要记录的数据是温度计的示数和电压表的示数。
(2)设热敏电阻R＝R0＋kt，k＝eq \f(108－104,20－10)＝0.400。由图线知，温度为10 ℃时，热敏电阻R＝104 Ω，则R0＝R－kt＝(104－0.400×10)Ω＝100 Ω，
所以R＝100＋0.400t(Ω)。
[答案] (1)记录温度计的示数 记录电压表的示数 (2)100 0.400
2．如图所示，一热敏电阻RT放在控温容器M内；为毫安表，量程为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RT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RT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RT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________。
e．将RT的温度降为T1(20 ℃