14.7简单传感器的使用-2024年高考物理一轮复习100考点100讲

2024年高考一轮复习100考点100讲 第14章 交变电流、传感器、电磁波 第14.7讲 简单传感器的使用实验 【知识点精讲】 一、研究热敏电阻的热敏特性 1．实验目的：认识热敏电阻传感器的特性，了解传感器在技术上的应用。 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：NTC热敏电阻、多用电表、温度计、水杯、凉水和热水。 4．实验步骤：(1)按图所示连接好电路，将热敏电阻绝缘处理； (2)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热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。 5．数据处理：(1)在RT­t坐标系中，粗略画出热敏电阻值随温度变化的图象； (2)结论：半导体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。 二、研究光敏电阻的光敏特性 1．实验目的：认识光敏电阻传感器的特性，了解传感器在技术上的应用。 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：光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器、导线。 4．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)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)遮光时电阻值又是多少，并记录。 5．数据处理：(1)根据记录数据分析光敏电阻的特性； (2)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。 注意： 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。 三、门窗防盗报警装置 1．实验目的：了解门窗防盗报警装置，会组装门窗防盗报警装置． 2．电路如图所示． 3．工作原理：闭合电路开关S，系统处于防盗状态．当门窗紧闭时，磁体M靠近干簧管SA，干簧管两个簧片被磁化相吸而接通继电器线圈K，使继电器工作．继电器的动触点c与常开触点a接通，发光二极管LED发光，显示电路处于正常工作状态．当门窗开启时，磁体离开干簧管，干簧管失磁断开，继电器被断电．继电器的动触点c与常闭触点b接通，蜂鸣器H发声报警．干簧管在电路中起传感器和控制开关的作用，继电器则相当于一个自动的双向开关． 4．实验器材 干簧管SA、继电器、发光二极管LED、蜂鸣器H、电源、导线若干、开关、电阻R、小磁体． 5．实验步骤 (1)连接电路前，要先判断一下干簧管是否可以正常工作．用磁体直接靠近干簧管，观察簧片能否正常工作． (2)确定各元件可以正常工作后，按照电路图连接电路． (3)接通电源后，将磁体靠近和离开干簧管，分别观察实验现象． 四、光控开关 1．实验目的：了解光控开关电路及控制原理，会组装光控开关． 2．电路如图所示． 3．工作原理：当环境光比较强时，光敏电阻RG的阻值很小，三极管不导通，发光二极管或继电器所在的回路相当于断路，即发光二极管不工作；继电器处于常开状态，小灯泡L不亮．当环境光比较弱时，光敏电阻RG的阻值变大，三极管导通，且获得足够的基极电流，产生较大的集电极电流， 点亮发光二极管或驱动继电器吸合而点亮小灯泡L. 4．实验器材 发光二极管LED、晶体三极管VT、可调电阻R1、限流电阻R2、光敏电阻RG、集成电路实验板、直流电源、导线若干、黑纸、小灯泡L. 5．实验步骤 (1)按照电路图连接电路，检查无误后，接通电源． (2)让光敏电阻RG受到白天较强的自然光照射，调节电阻R1使发光二极管LED或小灯泡L刚好不发光． (3)遮挡RG，当光照减弱到某种程度时，就会看到发光二极管LED或小灯泡L发光． (4)让光照加强，当光照强到某种程度时，则发光二极管LED或小灯泡L熄灭． 6．注意事项 (1)安装前，对实验器材进行测试，确保各元件性能良好后，再进行安装． (2)光控开关实验中，二极管连入电路的极性不能反接． (3)如果实验现象不明显，可用手电筒加强光照，或遮盖光敏电阻，再进行观察． 【最新高考题精练】 1. （2023高考湖南卷） 某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置，其电路如图（a）所示，为电阻箱，为半导体薄膜压力传感器，间连接电压传感器（内阻无穷大）． （1）先用欧姆表“”挡粗测的阻值，示数如图（b）所示，对应的