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實驗十一 傳感器的簡單使用,,第十章 交變電流 傳感器,一、實驗目的 1．了解傳感器的工作過程，探究敏感元件的特性． 2．學會傳感器的簡單使用． 二、實驗原理 閉合電路歐姆定律，用歐姆表進行測量和觀察． 三、實驗器材 熱敏電阻、光敏電阻、多用電表、鐵架臺、溫度計、燒杯、冷水、熱水、小燈泡、學生電源、繼電器、滑動變阻器、開關、導線等．,四、實驗步驟 1．研究熱敏電阻的熱敏特性 (1)將熱敏電阻放入燒杯中的水中，測量水溫和熱敏電阻的阻值(如實驗原理圖甲所示)． (2)改變水的溫度，多次測量水的溫度和熱敏電阻的阻值，記錄在表格中．,2．研究光敏電阻的光敏特性 (1)將光敏電阻、多用電表、燈泡、滑動變阻器連接好(如實驗原理圖乙所示)，其中多用電表置于“×100”擋． (2)先測出在室內(nèi)自然光的照射下光敏電阻的阻值，并記錄數(shù)據(jù)． (3)打開電源，讓小燈泡發(fā)光，調(diào)節(jié)小燈泡的亮度使之逐漸變亮，觀察表盤指針顯示電阻阻值的情況，并記錄． (4)用手掌(或黑紙)遮光時，觀察表盤指針顯示電阻阻值的情況，并記錄．,一、數(shù)據(jù)處理 1．熱敏電阻的熱敏特性 (1)畫圖象 在右圖坐標系中，粗略畫出熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖線． (2)得結論 熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，隨溫度的降低而增大．,2．光敏電阻的光敏特性 (1)探規(guī)律 根據(jù)記錄數(shù)據(jù)定性分析光敏電阻的阻值與光照強度的關系． (2)得結論 ①光敏電阻在暗環(huán)境下電阻值很大，強光照射下電阻 值很小； ②光敏電阻能夠把光照強弱這個光學量轉(zhuǎn)換為電阻這 個電學量．,二、誤差分析 本實驗誤差主要來源于溫度計和歐姆表的讀數(shù)． 三、注意事項 1．在做熱敏實驗時，加開水后要等一會兒再測其阻值，以使電阻溫度與水的溫度相同，并同時讀出水溫． 2．光敏實驗中，如果效果不明顯，可將電阻部分電路放入帶蓋 的 紙 盒 中 ，并 通 過 蓋 上 小孔改變射到光敏電阻上的光 的多少． 3．歐姆表每次換擋后都要重新調(diào)零．,考點一 熱敏電阻的實際應用,考點二 光敏電阻的特性和應用,考點一 熱敏電阻的實際應用 如圖，一熱敏電阻RT放在控溫容器M內(nèi)；A為毫安表，量程6 mA，內(nèi)阻RA為數(shù)十歐姆；E為直流電源，電動勢 約為3 V，內(nèi) 阻不計；R為 電阻 箱，最大阻值為 999.9 Ω；S 為開關．已知RT在95 ℃時的阻值為150 Ω，在20 ℃時 的阻值約為550 Ω.現(xiàn)要求在降溫過程中測量在95～20 ℃之間的 多個溫度下RT的阻值．,(1)在圖中畫出連線，完成實驗原理電路圖． [答案],(2)完成下列實驗步驟中的填空． ①依照實驗原理電路圖連線． ②調(diào)節(jié)控溫容器M內(nèi)的溫度，使得RT的溫度為95 ℃. ③將電阻箱調(diào)到適當?shù)淖柚担员ＷC儀器安全． ④閉合開關．調(diào)節(jié)電阻箱，記錄電流表的示數(shù)I0，并記錄________________． ⑤將RT的溫度降為T1(20 ℃T195 ℃)；調(diào)節(jié)電阻箱，使得電流表的讀數(shù)__________，記錄_________________． ⑥溫度為T1時熱敏電阻的電阻值RT1＝________________. ⑦逐步降低T1的數(shù)值，直至20 ℃為止；在每一溫度下重復步驟⑤⑥.,電阻箱的讀數(shù)R0,仍為I0,電阻箱的讀數(shù)為R1,R0－R1＋150 Ω,[審題點睛] 題中只給一個毫安表，如何測RT的值？ [解析] (1)根據(jù)所給器材，要測 量在不同溫度下RT的阻值，只能 將電阻箱、熱敏電阻、毫安表與 電源串聯(lián)形成測量電路，如圖所示． (2)依照實驗原理電路圖連線；調(diào)節(jié)控溫容器M內(nèi)的溫 度，使得RT溫度為95 ℃，此時RT阻值為150 Ω，將電阻箱調(diào)到適當?shù)淖柚担员ＷC儀器安全；閉合開關，調(diào)節(jié)電阻箱，,為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場所使用光控開關控制照明系統(tǒng)．光控開關可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是 阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強弱，光越強照度越大，照度單位為lx)．某光敏電阻RP在不同 照度下的阻值如下表：,考點二 光敏電阻的特性和應用,(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請在給定的坐標系中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并說明阻值隨照度變化的特點．,(2)如圖所示，當1、2兩端所加電壓上升至2 V時，控制開關自動啟動照明系統(tǒng)．請利用下列器材設計一個簡單電路，給1、2兩端提供電壓，要求當天色漸暗照度降低至1.0 lx時啟動照明系統(tǒng)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖．(不考慮控制開關對所設計電路的影響),[解析] (1)光敏電阻的阻值隨光照度變化的曲線如圖甲所示．特點：光敏電阻的阻值隨光照度的增大非線性減?。?甲 乙 (2)控制開關自動啟動照明系統(tǒng)，給1、2兩端提供電壓，要求當天色漸暗照度降低至1.0 lx時啟動照明系統(tǒng)，即此時光敏電阻阻值為20 kΩ，兩端電壓為2 V，電源電動勢為3 V，所以應加上一個分壓電阻，分壓電阻阻值為10 kΩ，即選用R1，電路原理圖如圖乙所示． [答案] 見解析,