第12章 实验17 利用传感器制作简单的自动控制装置-【勤径学升】2024高考物理一轮总复习配套课件

物 理 第十二章 交变电流　传感器 实验十七　利用传感器制作简单的自动控制装置 返回目录 续表 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 原理装置图 操作要领 实验原理 随着温度的升高，热敏电阻的阻值发生变化，其阻值可用欧姆表读出。 随着光照强度的变化，光敏电阻的阻值发生变化，其阻值可用欧姆表读出。 (1)安装：按照原理装置图安装实验仪器。 (2)操作：①给热敏电阻加热，记录温度和热敏电阻的阻值。 ②逐渐增加对光敏电阻的光照强度，记录在光照强度弱、中、强及无光照射时相应光敏电阻的阻值。 (3)作图：根据测量数据绘图，标度要适中，单位要标注，连线时要使各点均匀分布在图线的两侧。 (1)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)工作过程如图所示： 实验器材 处理数据 数据处理方法 注意事项 热敏电阻、光敏电阻、多用电表。 (1)图像法：根据测量数据，在建好直角坐标系的坐标纸上描点。以热敏电阻的阻值R为纵轴，温度为横轴，根据描点情况，画出R-t图像。 (2)列表法：将光敏电阻的测量值填入下表中，研究表中数据，可发现光敏电阻的阻值与光照强度的关系。 光照强度 弱 由 强 无光照射 阻值/Ω (1)画R-t图像，分析热敏电阻与温度的关系。 (2)列表法分析光敏电阻的阻值与光照强度的变化关系。 (1)在做热敏电阻实验时，加入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，并同时读出水温和电压、电流值。 (2)在做光敏电阻实验中，如果效果不明显，可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中，并通过盖上的小孔改变照射到光敏电阻上的光的强度。 考向1　温度传感器的使用 [例1]　(2021·广东卷)某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材。 (1)先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔________，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“0 Ω”处。测量时观察到热敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大，由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而________。 (2)再按图连接好电路进行测量。 ①闭合开关S前，将滑动变阻器R1的滑片滑到________(选填“a”或“b”)端。 将温控室的温度设置为T，电阻箱R0调为某一阻值R01。闭合开关S，调节滑动变阻器R1，使电压表和电流表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表的示数、T和R01，断开开关S。 再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端，闭合开关S。反复调节R0和R1，使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值R02，断开开关S。 ②实验中记录的阻值R01________(选填“大于”“小于”或“等于”)R02。此时热敏电阻阻值RT＝____________。 (3)改变温控室的温度，测量不同温度时的热敏电阻阻值，可以得到热敏电阻阻值随温度的变化规律。 解析　(1)使用多用电表的欧姆挡前应先欧姆调零，即将两表笔短接。温度越高，相同倍率下多用电表的指针向右偏转的角度越大，则电阻阻值越小，故热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。 (2)①闭合开关前，为了保护电路，应该将滑动变阻器的滑片移到b端。②将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D，调节滑动变阻器和电阻箱，使电压表和电流表的示数与改接前一致，则R01＝R02＋RT，所以R01＞R02，RT＝R01－R02。 答案　(1)短接　减小 (2)①b　②大于　R01－R02 考向2　光传感器的使用 [例2]　(2022·辽宁省适应性测试)某同学为定性探究光敏电阻阻值随光照强度变化的关系，设计了如图所示的电路。所用器材有：置于暗箱(图中虚线区域)中的光敏电阻RG、小灯泡和刻度尺；阻值为R的定值电阻；理想电压表V；电动势为E、内阻为r的电源；开关S；导线若干。实验时，先按图连接好电路，然后改变暗箱中光源到光敏电阻的距离d，记录电压表的示数U，获得多组数据如下表。 d/cm 8.50 10.00 12.00 13.50 15.00 17.00 18.50 20.00 22.00 23.50 25.00 U/mV 271.0 220.0 180.0 156.7 114.9 114.0 94.8 89.5 78.6 72.5 65.0 回答下列问题： (1)光敏电阻阻值