一、实验目的_(1)认识热敏电阻、光敏电阻等传感器的特性...
[解析]
常温下待测热敏电阻的阻值(约4～5 Ω)较小，
应该选用安培表外接法。热敏电阻的阻值随温度的升高 而减小，热敏电阻两端的电压由零逐渐增大，滑动变阻
器选用分压式。
(1)实验电路如图实－11－6所示。
图实－11－6
(2)根据电路图，连接实物图如图实－11－7所示。
图实－11－7
(3)完成接线后的主要实验步骤：①往保温杯里加一 些热水，待温度计稳定时读出温度计值；②调节滑动变 阻器，快速测出几组电压表和电流表的值；③重复①和
度是________℃。
图实－11－16
解析：从图乙查得 t＝20℃时，R 的阻值为 4 由 E＝I1(R＋Rg)得：
kΩ
E 9 Rg＝I －R＝2 kΩ－4 kΩ＝0.5 kΩ 1 当 I2＝3.6 mA 时，设热敏电阻的阻值为 R′，则 E 9 R′＝I －Rg＝3.6 kΩ－0.5 kΩ＝2 kΩ 2 从图乙查得此时对应的温度 t2＝120℃。
测量在不同温度下RL的阻值，测量电路如图所示，图中
的电压表内阻很大。RL的测量结果如下表所示。
图实－11－9
温度t(℃) 阻值RL(Ω)
30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 54.3 51.5 48.3 44.7 41.4 37.9 34.7
回答下列问题： (1)根据图实－11－9所示的电路，在图实－11－10所
A．发光二极管
C．霍尔元件
B．热敏电阻
D．干电池
解析：传感器是指能够感受诸如力、温度、光、声、化 学成分等非电学量，并把它们按照一定的规律转换为电
压、电流等电学量的元件。发光二极管是电学元件，是
电能转换成光能的元件，不是传感器，A错误；干电池是 一种电源，不是传感器，D错误；热敏电阻受热时，其电 阻会发生变化，能把热学量转换成电学量，是传感器，B 正确；霍尔元件能够把磁感应强度这个非电学量转换成
②，测量不同温度下的数据；④绘出各测量温度下的热
敏电阻的伏安特性曲线。 [答案] 见解析
[题组演练]
1．(2011· 江苏高考)美国科学家 Willard S. Boyle与 George E. Smith 因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣 获 2009 年度诺贝尔物理学奖。CCD 是将光学量转变 成电学量的传感器。下列器件可作为传感器的有( )
答案：BC
5．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器 中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性工作
的。如图实－11－16甲所示，电源的电动势E＝9.0 V，
内电阻不计；G为灵敏电流计，内阻Rg保持不变；R 为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图乙所示。 闭合开关S，当R的温度等于20℃时，电流表示数I1＝ 2 mA；当电流表的示数I并同时读出水 温。 (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。
实验原理与操作
[例1]
热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，
现用伏安法研究电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要 求特性曲线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的阻
(2)上述电路中，我们将电流表中的电流刻度换成相应的温
度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度。如果刻度 盘正中的温度为20 ℃(如图实－11－21甲)，则25 ℃的刻度 应在20 ℃的刻度的________(填“左”或“右”)侧。
图实－11－21
(3)为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度变
答案：ABC
数据处理与误差分析
[例2]
用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电
阻RT，在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线
性的。某同学将RT和两个适当的固定电阻R1、R2连成图 实－11－9虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻 RL的阻值随RT所处环境温度的变化近似为线性的，且具 有合适的阻值范围。为了验证这个设计，他采用伏安法
D．电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用
解析：热敏电阻对温度很敏感，光敏电阻对光照很敏感， 电阻丝可用于电加热，这很常见，所以A、B、C三个说
法均正确；交流电、直流电均可通过电阻，电阻对它们
均可产生阻碍作用，所以D错误。 答案：D
3.(2013· 聊城模拟)如图实－11－8所示，R1、 R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏 电阻，当照射光强度增大时 ( )
0.4 40
0.6 28
0.8 23
1.0 20
1.2 18
(1)根据表中数据，请在图实－11－17所示的坐标系
中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变 化的特点。
图实－11－17
(2)如图实－11－18所示，当1、2两端所加电压上升至2 V 时，控制开关自动启动照明系统。请利用下列器材设计 一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗 照度降低至1.0 lx时启动照明系统，在虚线框内完成电路
答案：120
实验的改进与创新
[例3]
为了节能和环保，一些公共场所使用光控开
关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制，光
敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以 反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)。某光 敏电阻RP在不同照度下的阻值如下表：
照度(lx) 电阻(k Ω)
0.2 75
值约4～5 Ω。将热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，
杯内有一定量的冷水，其他备用的仪表和器具有：盛有 热水的热水瓶(图中未画出)、电源(3 V、内阻可忽略)、
直流电流表(内阻约1 Ω)、直流电压表(内阻约5 kΩ)、滑
动变阻器(0～20 Ω)、开关、导线若干。
图实－11－5
(1)画出实验电路图。 (2)根据电路图，在图实－11－5所示的实物图上连线。 (3)简要写出完成接线后的主要实验步骤。
一、实验目的 (1)认识热敏电阻、光敏电阻等传感器的特性。
(2)了解传感器的简单应用。
二、实验原理 (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)其工作过程如图实－11－1所示：
图实－11－1
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、继电器、滑动变阻器、
示的实物图上连线。
图实－11－10
(2)为了验证RL与t之间近似为线性关系，在图实－11
－11坐标纸上作RL－t关系图线。
图实－11－11
(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数
如图实－11－12所示。电流表的读数为________，电压
表的读数为________。此时等效电阻RL的阻值为 ________；热敏电阻所处环境的温度约为________。
电压这个电学量，是传感器，C正确。
答案：BC
2．2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科 学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效应”。基于巨磁电 阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术，被认为是纳
米技术的第一次真正应用。在下列有关其他电阻应用
的说法中，错误的是 A．热敏电阻可应用于温度测控装置中 B．光敏电阻是一种光电传感器 C．电阻丝可应用于电热设备中 ( )
图实－11－8
A．电压表的示数增大
B．R2中电流减小 C．小灯泡的功率增大 D．电路的路端电压增大
解析：当照射光强度增大时，R3阻值减小，外电路电阻
随R3的减小而减小，R1两端电压因干路电流增大而增大， 同时内电压增大，故电路路端电压减小，电压表的示数 增大，A项正确，D项错误；由路端电压减小，R1两端 电压增大知，R2两端电压必减小，则R2中电流减小，故 B项正确；结合干路电流增大知流过小灯泡的电流必增 大，则小灯泡的功率增大，故C项正确。
图实－11－12
[解析] (1)根据电路图连接实物图。
图实－11－13
(2)根据数据描出点，作出直线。
图实－11－14
(3)电流表读数：I＝115 mA。 电压表读数：U＝5.00 V。 U 5.00 RL＝ I ＝ Ω≈43.5 Ω， － 115×10 3 对照图找出相应温度约为 64.0 ℃。
[答案] 5．00 V
(1)见解析图 64.0 ℃
(2)见解析图
(3)115 mA
43.5 Ω
[题组演练] 4．利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工
作的输送情况，如图实－11－15甲所示为某工厂成
品包装车间的光传感记录器，光传感器B能接收到发 光元件A发出的光，每当工件挡住A发出的光时，光 传感器输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号 与时间的关系，如图乙所示，若传送带始终匀速运
④用手掌(或黑纸)遮住光，观察光敏电阻的阻值又是
多少，并记录。
(2)数据处理： 把记录的结果填入下表中，根据记录数据分析光敏电 阻的特性。 光照强度 阻值(Ω) 结论：光敏电阻的阻值被光照射时发生变化，光照增 弱 中 强 无光照射
强电阻变小，光照减弱电阻变大。
五、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
原理图。(不考虑控制开关对所设计电路的影响)
提供的器材如下： 光敏电阻RP(符号 ，阻值见上表)；
直流电源E(电动势3 V，内阻不计)；
定值电阻：R1＝10 kΩ，，R2＝20 kΩ，R3＝40 kΩ(限选
其中之一并在图中标出)； 开关S及导线若干。
图实－11－18
[解析]
(1)描绘图象应注意：各点均匀分布在图线
两侧，且图线应用平滑曲线，而不能成为各点的连线。 光敏电阻的阻值随光照度变化的曲线如图实－11－19所 示，电阻的阻值随光照度的增大而减小。
(2)根据串联电阻的正比分压关系，E＝3 V，当照度 降低至1.0 lx时，其电压升至2 V，
热敏电阻传感器实训报告
一、引言热敏电阻传感器是一种广泛应用于温度测量和控制的传感器，它能够将温度变化转化为电信号输出，具有结构简单、响应速度快、灵敏度高等优点。
本实训报告旨在通过对热敏电阻传感器的原理、特性、应用等方面的学习，了解热敏电阻传感器的工作原理，掌握其使用方法，并对其进行实验验证。
二、实验原理热敏电阻传感器是利用半导体材料的电阻值随温度变化而变化的特性制成的。
根据温度系数的不同，热敏电阻可分为正温度系数热敏电阻（PTC）和负温度系数热敏电阻（NTC）。
1. NTC热敏电阻：当温度升高时，NTC热敏电阻的电阻值会减小，具有负温度系数。
其电阻值随温度变化的曲线呈非线性，一般用于温度测量和控制。
2. PTC热敏电阻：当温度升高时，PTC热敏电阻的电阻值会增大，具有正温度系数。
其电阻值随温度变化的曲线呈非线性，一般用于过热保护、温度补偿等。
三、实验目的1. 了解热敏电阻传感器的原理、特性和应用。
2. 掌握热敏电阻传感器的使用方法。
3. 通过实验验证热敏电阻传感器的性能。
四、实验器材1. 热敏电阻传感器（NTC、PTC各一只）2. 温度控制器3. 电压表4. 电流表5. 电阻箱6. 电源7. 连接线五、实验步骤1. 将NTC和PTC热敏电阻分别接入电路，通过调节温度控制器改变温度，观察电压表和电流表的读数。
2. 记录不同温度下NTC和PTC热敏电阻的电阻值，绘制电阻-温度曲线。
3. 分析电阻-温度曲线，了解NTC和PTC热敏电阻的特性。
4. 通过实验验证热敏电阻传感器的性能，如灵敏度、线性度等。
六、实验结果与分析1. 实验结果（1）NTC热敏电阻的电阻-温度曲线呈非线性，随着温度的升高，电阻值逐渐减小。
（2）PTC热敏电阻的电阻-温度曲线呈非线性，随着温度的升高，电阻值逐渐增大。
2. 分析（1）NTC热敏电阻的灵敏度较高，在较小的温度变化下，电阻值变化较大，适用于精确测量温度。
（2）PTC热敏电阻的灵敏度较低，但在高温下具有较高的电阻值，适用于过热保护等应用。
光敏电阻实训报告
一、实训背景光敏电阻，又称为光敏电阻器，是一种能够将光信号转换为电信号的半导体器件。
在日常生活和工业生产中，光敏电阻广泛应用于光电开关、自动控制、自动报警等领域。
为了更好地理解和掌握光敏电阻的应用，我们进行了本次光敏电阻实训。
二、实训目的1. 理解光敏电阻的工作原理和特性；2. 掌握光敏电阻的选用方法和应用技巧；3. 学会使用光敏电阻进行电路设计和实验；4. 提高动手能力和团队协作能力。
三、实训内容1. 光敏电阻基本知识（1）光敏电阻的定义及工作原理光敏电阻是一种利用半导体材料的光电效应制作的电阻器。
当光照射到光敏电阻上时，其电阻值会发生变化。
光敏电阻的工作原理是基于光电效应，即光子与半导体材料中的电子发生相互作用，使电子获得能量并跃迁到导带，从而产生自由电子和空穴，进而导致电阻值发生变化。
（2）光敏电阻的特性光敏电阻的主要特性包括：①灵敏度：光敏电阻在光照下的电阻值与无光照时的电阻值之比，通常用相对变化量表示；②光谱响应：光敏电阻对不同波长光的响应能力；③光照特性：光敏电阻的电阻值随光照强度变化的特性。
2. 光敏电阻选用及应用（1）光敏电阻的选用根据实际应用需求，选用合适的光敏电阻。
主要考虑以下因素：①灵敏度：根据所需的光照强度变化范围选择合适的光敏电阻；②光谱响应：根据光源的光谱特性选择合适的光敏电阻；③封装形式：根据安装空间和安装方式选择合适的封装形式。
（2）光敏电阻的应用光敏电阻的应用主要包括：①光电开关：利用光敏电阻的光电效应实现自动控制；②自动报警：利用光敏电阻检测光线强度，实现自动报警；③光通信：利用光敏电阻检测光信号，实现光通信。
3. 光敏电阻实验（1）实验目的①验证光敏电阻的光电效应；②研究光敏电阻的光照特性；③学习光敏电阻的电路设计。
（2）实验原理利用光敏电阻的光电效应，将光信号转换为电信号，通过电路设计实现相关功能。
（3）实验步骤①搭建光敏电阻实验电路；②调整光源，观察光敏电阻的电阻值变化；③分析光敏电阻的光照特性；④设计光敏电阻的应用电路。
高中物理 专题12 传感器的简单使用(解析版)
专题12 传感器的简单使用【2023高考课标解读】1.知道什么是传感器，知道光敏电阻和热敏电阻的作用.2.能够通过实验探究光敏电阻和热敏电阻的特性.3.了解常见的各种传感器的工作原理、元件特性及设计方案．【2023高考热点解读】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总结：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总结：光照增强光敏电阻阻值变小，光照减弱光敏电阻阻值变大。
例1.如图所示，一热敏电阻R T放在控温容器M内；为毫安表，量程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R T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R T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R T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________。
光敏电阻等传感器的特性
实验分析：(1)中指针左偏，说明Rt的阻值增大；酒精蒸发吸热，温 度降低，所以热敏电阻的阻值随温度的降低而增大． (2)中指针右偏，Rt的阻值减小，而电阻Rt温度升高，故热敏电阻的 阻值随温度的升高而减小．
优点：改进后的实验简单易操作，学生很快得出结论．
光敏电阻的应用
( 2009年高考山东卷)为了节能和环保，一些公共场所使用光控 开关控制照明系统．光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是 阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越 强照度越大，照度单位为lx)．某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如 下表：
(1)设计电路如图所示．
2)测量步骤如下： ①调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零； ②将质量为m0的砝码放在转换器的受压面上，记下输出电压U0； ③将待测物体放在转换器的受压面上，记下输出电压U1； ④因为U0＝km0g、U1＝kmg，所以可求m＝m0U1/U0.
【答案】 见规范解答
(2009年高考宁夏卷)青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电， 为路灯提供电能．用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现 自动控制．光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型， 可以近似认为，照射光较强(如白天)时电阻几乎为0，照射光较弱(如 黑天)时电阻接近于无穷大．利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开 关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打开．电磁开关的内部结构 如图所示．
的示数减小，输出功率增大，故输入功率增大，而V1的示数不变，所
以A1的示数增大，故D选项正确．
答案：D
2．如图所示是通过变压器为一精密仪器供电的电路，仪器两端的 电压可通过示波器显示出来，电路中的变压器可视为理想变压器，已知 示波器显示的电压为 U2＝31.1sin(100πt) V，变压器原线圈与副线圈的匝 n1 10 数比 ＝ ，若仪器可以看成纯电阻电路，其工作时的电阻 R＝44 Ω， n2 1 下列判断正确的是( ) A．原线圈两端电压 311 V，原线圈中的电流 70.7 mA B．原线圈两端电压 220 V，原线圈中的电流 50 mA C．原线圈所接交流电源的频率为 100 Hz D．原线圈所接交流电源的频率为 50 Hz
利用传感器制作简单的自动控制装置
(2)滑动变阻器 R1 的导线连接有误，两根导线都连接在上端，无法起到改变接入电阻 阻值的作用，应“一上一下”连接；先使用电阻箱 R2 进行调试，其阻值应设置为 50 ℃时 RT 的电阻值，即 600 Ω；此时要求刚好在 50 ℃时自动报警，则通过电路的电流为 10 mA， 报警器和电流表的电阻很小，可忽略不计，可得此时滑动变阻器的阻值为 R1＝UI －RT＝ 3000 Ω。
图(a)
图(b)
(2)某同学搭建一套基于该热敏电阻的火灾报警系统，实物图连线如图(c)所示，其中有 一个器件的导线连接有误，该器件为________________(填器件名称)。正确连接后，先使 用电阻箱R2进行调试，其阻值设置为________________Ω，滑动变阻器R1阻值从最大逐渐 减小，直至报警器开始报警，此时滑动变阻器R1连入电路的阻值为________________Ω。 调试完毕后，再利用单刀双掷开关S2的选择性开关功能，把热敏电阻RT接入电路，可方便 实现调试系统和工作系统的切换。
解析：(1)根据题图1连接实物电路图，实物电路图如图甲所示。
甲 (2)由题表中实验数据可知电压表最大测量值为1.77 V，则电压表量程为3 V，由题图3 所示电压表可知，其分度值为0.1 V，示数为1.65 V。
图(c)
解析：(1)由图(b)可知，电流表的示数为 50 mA，则此时热敏电阻的阻值为 RT＝UI11＝
30.0 50×10－3
Ω＝600
Ω，该方法所测电流值为真实电流值，所测电压值为热敏电阻和电流表
两端的总电压，故根据 R＝UI 可知此时所测电阻值偏大；在相同电压下，温度越高，通过
电流越大，说明热敏电阻的阻值随温度的升高而降低，故 RT 为负温度系数热敏电阻。
传感器的简单应用
命 题 角 度 全 扫 描
答案：BC
人教版物理
实验十一 传感器的简单应用 5．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器 中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性工作
实 验 理 论 要 记 牢
命 题 角 度 全 扫 描
的。如图实－11－16甲所示，电源的电动势E＝9.0 V，
D．该传送带每小时输送7200个工件
人教版物理
实验十一 传感器的简单应用
解析：由图乙可知，每隔 1 s 即可获得一次高电压，说明
实 验 理 论 要 记 牢
传送带运动距离等于相邻工件间的距离时所用时间为 1 x 0.2 s，所以 v＝ t ＝ 1 m/s＝0.2 m/s，故选项 A 错 B 对；每 t总 3 600 小时输送时工件个数为：n＝ t ＝ 1 ＝3 600 个，故选 项 C 对 D 错。
实验原理与操作
实 验 理 论 要 记 牢
[例1]
热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，
现用伏安法研究电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要 求特性曲线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的阻
值约4～5 Ω。将热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，
杯内有一定量的冷水，其他备用的仪表和器具有：盛有 热水的热水瓶(图中未画出)、电源(3 V、内阻可忽略)、
测量在不同温度下RL的阻值，测量电路如图所示，图中
的电压表内阻很大。RL的测量结果如下表所示。
人教版物理
实验十一 传感器的简单应用
实 验 理 论 要 记 牢
图实－11－9
温度t(℃) 阻值RL(Ω)
30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 54.3 51.5 48.3 44.7 41.4 37.9 34.7
光敏电阻特性研究实验报告
课程名称：大学物理实验（一）实验名称：光敏电阻特性研究二、实验原理1.光敏电阻：基于内光电效应的一种光传感器探头，用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）图1 光敏电阻外观图2 光敏电阻符号图3 光敏电阻光照特性2.光敏电阻的结构和基本特性：光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光（可见光）的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。
在黑暗条件下，它的阻值（暗阻）可达1～10 M欧，在强光条件（100 LX流明）下，它阻值（亮阻）仅有几百至数千欧。
3.光敏电阻的原理：图4 无光照时的光敏电阻原理示意图图5 有光照时的光敏电阻原理示意图光敏电阻是一种能够感知光的电子元件，其原理在于光照射到光敏电阻表面时，会激发其中的电子发生跃迁，导致电阻值发生变化。
具体来说，光敏电阻中含有一种半导体材料的物质作为感光元件如硒化铋、硫化镉等，当光线照射到这种材料上时，会让一些电子从价带跃迁到导带，使得电子数量增加，从而导致电阻值降低。
导体材料在没有光照射时，其中的电子处于价带中，不能自由移动。
因此，当光线强度增加时，电阻值就会相应地减小；反之，当光线强度减小或消失时，电阻值则会增大。
4.光敏电阻的伏安特性：光敏电阻在光强一定的情况下（偏振片角度θ不变）时，电阻是一个定值电阻。
根据R = U/I,可得到光强不变时电阻是一条直线，它的斜率就是电阻的阻值。
图6 光敏电阻伏安特性表5.光敏电阻光照特性：光敏电阻又称光导管，在特定波长的光照射下，其阻值会迅速减小。
原因：光照后产生的载流子都参与导电，从而使光敏电阻的阻值迅速下降（百兆欧到百欧）。
6.光敏电阻其他特性参数：1)暗电流、暗电阻：在一定的电压下，没有光照时，流过的电流称为暗电流。
外加电压与暗电流之比称为暗电阻。
2)灵敏度：灵敏度是指暗电阻与受光照射时的亮电阻的相对变化值。
3)光谱响应：是指光敏电阻在不同波长的光照下的灵敏度。
光敏电阻特性实验报告.doc
光敏电阻特性实验报告.doc一、实验目的通过光敏电阻特性实验掌握光敏电阻的基本性质和特性。
二、实验仪器数字万用表、光源、光敏电阻、稳压电源、电阻箱等。
三、实验原理1、光敏电阻的原理及特性：光敏电阻即是光敏电阻器，是一种光感受元件。
光敏电阻是将半导体材料做成的电阻器，当光照射在半导体上时、光子就会激发半导体内产生的载流子，从而填充其价带和导带，形成电子空穴对。
这些电子空穴对导致了电阻值的变化。
光敏电阻的特点：具有灵敏度高、响应速度快、能量浅等优点。
具有宽波长响应范围，以及随着光照强度的提高，光敏电阻阻值会减小，这种特性称为“阻值下降”。
2、该实验中使用的光敏电阻为CdS电阻，其特点是响应范围为400-800nm波长，特别是在寒冷气候中，其响应速度和稳定性均表现出惊人的性能和耐用性。
四、实验步骤1、连接电路：将CdS光敏电阻两端连接在电阻箱上的白色断路口的3号和5号针脚处；在电路与电源之间串联一块2.5KΩ稳压电源，并将其与外部电源连接。
2、测量电路状态：测量电源电压为9.0V，万用表选择电阻档位并相应选择电流档位，测量此时光敏电阻的阻值。
3、测量光敏电阻特性：用光源照射光敏电阻，测量此时的电压和电阻。
4、更换稳压电源，重复以上步骤。
五、实验数据记录以下实验数据基于步骤3和4中所获得的测量数据。
SerialNo. | E (V) | I (mA) | R (Ω) | U1 (V) | U2 (V) | R (Ω)1 | 9.0 | 5.5 | 1636 | 2.447 | 2.743 | 902 | 12.0 | 7.3 | 1644 | 4.320 | 4.796 | 1043 | 6.0 | 3.68 | 1630 | 1.112 | 1.284 | 32六、实验结果分析1、电源电压试验：可以看出电源电压的增加可使光敏电阻的电阻值增大，说明此时光敏电阻在该电流下的响应能力基本一直。
2、光源亮度测试：可以看出在光源发光强度越大、光照时间越长时，光敏电阻的电阻值会逐渐减小，说明在光的作用下，光敏电阻的电阻值会随光照强度的提高而下降，这种变化程度也越大。
2020年人教版高考物理一轮复习听课手册 实验十二传感器的简单应用
听课手册实验十二传感器的简单应用一、实验目的1.认识热敏电阻、光敏电阻等传感器的特性.2.了解传感器的简单应用.二、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.三、实验原理1.闭合电路的欧姆定律.2.应用多用电表的“欧姆挡”进行测量和观察.四、实验步骤(一)研究热敏电阻的热敏特性图S12-11.按图S12-1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.(二)研究光敏电阻的光敏特性图S12-21.将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按图S12-2所示连接好电路,其中多用电表置于“欧姆挡”.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.打开光源,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)遮光时观察表盘指针显示的电阻值,并记录.五、数据处理(一)研究热敏电阻的热敏特性在图S12-3的坐标系中粗略画出热敏电图S12-3阻的阻值随温度变化的图线.实验结论: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,半导体热敏电阻也可以用作温度传感器.(二)研究光敏电阻的光敏特性根据记录数据分析光敏电阻的特性.实验结论:光敏电阻在暗环境下电阻值很大,强光照射下电阻值很小.光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量.六、注意事项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,温度测量存在误差.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,并通过盖上的小孔改变射到光敏电阻上的光强度,电阻值改变不明显易造成误差.3.欧姆表每次换挡后都要重新调零,测电阻时读数存在误差.热点一热敏电阻的理解及应用例1[2018·全国卷Ⅰ]某实验小组利用如图S12-4甲所示的电路探究在25~80 ℃范围内某热敏电阻的温度特性.所用器材有:置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻R T,其标称值(25 ℃时的阻值)为900.0 Ω;电源E(6 V,内阻可忽略);电压表V(量程150 mV):定值电阻R0(阻值20.0 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值为1000 Ω);电阻箱R2(阻值范围0~999.9 Ω);单刀开关S1,单刀双掷开关S2.实验时,先按图甲连接好电路,再将温控室的温度t升至80.0 ℃,将S2与1端接通,闭合S1,调节R1的滑片位置,使电压表读数为某一值U0;保持R1的滑片位置不变,将R2置于最大值,将S2与2端接通,调节R2,使电压表读数仍为U0;断开S1,记下此时R2的读数.逐步降低温控室的温度t,得到相应温度下R2的阻值,直至温度降到25.0 ℃.实验得到的R2-t数据见下表.回答下列问题:(1)在闭合S1前,图甲中R1的滑片应移动到(选填“a”或“b”)端;(2)在图乙的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并作出R2-t曲线;(3)由图乙可得到R T在25~80 ℃范围内的温度特性.当t=44.0 ℃时,可得R T= Ω;(4)将R T握于手心,手心温度下R2的相应读数如图丙所示,该读数为Ω,则手心温度为℃.图S12-4变式题[2017·江苏卷]某同学通过实验制作一个简易的温控装置,实验原理电路图如图S12-5所示,继电器与热敏电阻R t、滑动变阻器R串联接在电源E两端,当继电器的电流超过15 mA 时,衔铁被吸合,加热器停止加热,实现温控.继电器的电阻约20 Ω,热敏电阻的阻值R t与温度t的关系如下表所示.图S12-5(1)提供的实验器材有:电源E1(3 V,内阻不计)、电源E2(6 V,内阻不计)、滑动变阻器R1(0~200 Ω)、滑动变阻器R2(0~500 Ω)、热敏电阻R t、继电器、电阻箱(0~999.9 Ω)、开关S、导线若干.为使该装置实现对30~80 ℃之间任一温度的控制,电源E应选用(选填“E1”或“E2”),滑动变阻器R应选用(选填“R1”或“R2”).(2)实验发现电路不工作.某同学为排查电路故障,用多用电表测量各接点间的电压,则应将如图S12-6所示的选择开关旋至(选填“A”“B”“C”或“D”).图S12-6(3)合上开关S,用调节好的多用电表进行排查.在图中,若只有b、c间断路,则应发现表笔接入a、b时指针(选填“偏转”或“不偏转”),接入a、c时指针(选填“偏转”或“不偏转”).(4)排除故障后,欲使衔铁在热敏电阻为50 ℃时被吸合,下列操作步骤的正确顺序是(填写各步骤前的序号).①将热敏电阻接入电路②观察到继电器的衔铁被吸合③断开开关,将电阻箱从电路中移除④合上开关,调节滑动变阻器的阻值⑤断开开关,用电阻箱替换热敏电阻,将阻值调至108.1 Ω热点二光敏电阻传感器的应用例2为了节能和环保,一些公共场所使用光控开关控制照明系统.光控开关可采用光敏电阻来控制,光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为lx).某光敏电阻R在不同照度下的阻值如下表:(1)根据表中数据,请在图S12-7的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线,并说明阻值随照度变化的特点.图S12-7(2)如图S12-8所示,当1、2两端所加电压上升至2 V时,控制开关自动启动照明系统.请利用下列器材设计一个简单电路,给1、2两端提供电压,要求当天色渐暗照度降低至1.0 lx时启动照明系统,在虚线框内完成电路原理图.(不考虑控制开关对所设计电路的影响)图S12-8提供的器材如下:光敏电阻R(符号);直流电源E(电动势3 V,内阻不计);定值电阻:R1=10 kΩ,R2=20 kΩ,R3=40 kΩ(限选其中之一并在图中标出);开关S及导线若干.变式题一台臭氧发生器P的电阻为10 kΩ,当供电电压等于24 V时能正常工作,否则不产生臭氧.现要用这种臭氧发生器制成自动消毒装置,要求它在有光照时能产生臭氧,在黑暗时不产生臭氧,拟用一个光敏电阻R1对它进行控制,R1的阻值在有光照时为100 Ω,黑暗时为1000 Ω,允许通过的最大电流为3 mA;电源E的电压为36 V,内阻不计;另有一个滑动变阻器R2,阻值为0~100 Ω,允许通过的最大电流为0.4 A;还有一个开关S和导线若干.臭氧发生器P和光敏电阻R1的符号如图S12-9所示.图S12-9设计一个满足上述要求的电路图,图中各元件要标上字母代号,其中滑动变阻器两固定接线柱端分别标上字母A、B(电路图画在虚线框内).热点三力学传感器的理解及应用传感器的一般应用模式:由敏感元件、转换器件和转换电路三个部分组成,通过敏感元件获取外界信息并转换成电信号,通过输出部分输出,然后经控制器分析处理.(如图S12-10所示)图S12-10工作过程:敏感元件将感受到的物理量按一定规律转换成便于测量的量,如下.非电学物理量敏感元件转换器件转换电路电学量输出例3某学生为了测量一个物体的质量,找到一个力电转换器,该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k),如图S12-11所示.测量时先调节输入端的电压,使转换器空载时的输出电压为0;而后在其受压面上放一物体,即可测得与物体的质量成正比的输出电压U.请完成对该物体质量的测量:(1)设计一个电路,要求力电转换器的输入电压可调,并且使调节范围尽可能大,在虚线框中画出完整的测量电路图.(2)简要说明测量步骤,求出比例系数k,并测出待测物体的质量m.图S12-11变式题材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”,利用这种效应可以测量压力大小.若图S12-12甲为某压敏电阻在室温下的电阻—压力特性曲线,其中R F、R0分别表示有、无压力时压敏电阻的阻值.为了测量压力F,需先测量压敏电阻处于压力作用下的电阻值R F.请按要求完成下列问题.图S12-12(1)设计一个可以测量处于压力作用下的该压敏电阻阻值的电路,在图乙的虚线框中画出实验电路原理图(压敏电阻及所加压力已给出,待测压力大小为0.4×102 N~0.8×102N,不考虑压力对电路其他部分的影响),要求误差较小,提供的器材如下:A.压敏电阻(无压力时阻值R0=6000 Ω);B.滑动变阻器R(总阻值约为200 Ω);C.电流表A(量程0~2.5 mA,内阻约为30 Ω);D.电压表V(量程0~3 V,内阻约为3 kΩ)E.直流电源E(电动势为3 V,内阻很小);F.开关S,导线若干.(2)正确接线后,将压敏电阻置于待测压力下,通过压敏电阻的电流是1.33 mA,电压表的示数如图丙所示,则电压表的读数为V.(3)此时压敏电阻的阻值为Ω;结合图甲可知待测压力的大小F= N.(结果均保留两位有效数字)1.(多选)[2018·聊城模拟]如图S12-13所示,R1、R2为定值电阻,L为小灯泡,R3为光敏电阻.当照射光强度增大时()图S12-13A.电压表的示数增大B.R2中电流减小C.小灯泡的功率增大D.电路的路端电压增大2.如图S12-14所示为某电容传声器结构示意图,膜片和极板组成一个电容器,当人对着传声器讲话时,膜片会振动.若某次膜片振动时,膜片与极板距离减小,则在此过程中()图S12-14A.膜片与极板所组成的电容器的电容变小B.极板的带电荷量增大C.膜片与极板间的电场强度变小D.电阻R中无电流通过3.(多选)传感器是把非电学量转换成电学量的一种元件.如图S12-15所示,图乙、图丙中是两种常见的电容式传感器的示意图,现将图乙、图丙两种传感器分别接到图甲的电路中进行实验(电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏),下列实验现象中正确的是()图S12-15A.当乙传感器接入电路进行实验时,若F变小,则电流表指针向右偏转B.当乙传感器接入电路进行实验时,若F变大,则电流表指针向右偏转C.当丙传感器接入电路进行实验时,若导电溶液深度h变大,则电流表指针向左偏转D.当丙传感器接入电路进行实验时,若导电溶液深度h变小,则电流表指针向左偏转4.[2016·全国卷Ⅰ]现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,要求当热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时,系统报警.提供的器材有:热敏电阻,报警器(内阻很小,流过的电流超过I c时就会报警),电阻箱(最大阻值为999.9 Ω),直流电源(输出电压为U,内阻不计),滑动变阻器R1(最大阻值为1000 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值为2000 Ω),单刀双掷开关一个,导线若干.在室温下对系统进行调节,已知U约为18 V,I c约为10 mA;流过报警器的电流超过20 mA时,报警器可能损坏;该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,在60 ℃时阻值为650.0 Ω.(1)完成图S12-16中待调节的报警系统原理电路图的连线.图S12-16(2)电路中应选用滑动变阻器(选填“R1”或“R2”).(3)按照下列步骤调节此报警系统:①电路接通前,需将电阻箱调到一固定的阻值,根据实验要求,这一阻值为Ω;滑动变阻器的滑片应置于(选填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是.②将开关向(选填“c”或“d”)端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直至.(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变,将开关向另一端闭合,报警系统即可正常使用.5.某些固体材料受到外力后除了产生形变,其电阻率也要发生变化,这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”.现用如图S12-17所示的电路研究某长薄板电阻R x的压阻效应,已知R x的阻值变化范围为几欧到几十欧,实验室中有下列器材:图S12-17A.电源E(电动势3 V,内阻约为1 Ω)B.电流表A1(量程0~0.6 A,内阻r1=5 Ω)C.电流表A2(量程0~0.6 A,内阻r2≈1 Ω)D.定值电阻R0=5 ΩE.开关S,导线若干(1)为了比较准确地测量电阻R x的阻值,请完成虚线框内电路图的设计.(2)在电阻R x上加一个竖直向下的力F(设竖直向下为正方向),闭合开关S,记下电表读数,A1的读数为I1,A2的读数为I2,得R x= .(用字母表示)(3)改变力的大小,得到不同的R x值,然后让力反向从下向上挤压电阻,并改变力的大小,得到不同的R x值,最后绘成的图像如图S12-18所示.除观察到电阻R x的阻值随压力F的增大而均匀减小外,还可以得到的结论是.当F竖直向下时,可得R x与所受压力F的数值关系是R x= .图S12-18。
实验一、热敏电阻应用——温度传感实验.docx(1)
实验一、热敏电阻应用——温度传感实验一、实验目的（1）了解热敏电阻的工作原理。
（2）了解热敏电阻电路的工作特点及原理。
（3）了解温度传感模块的原理并掌握其测量方法。
二、实验内容利用转换元件电参量随温度变化的特征，对温度和与温度有关的参量进行检测。
三、实验原理1. NEWLab温度传感模块认识（1）温度传感模块的电路板认识1）温度/光照传感模块电路板认识温度/光照传感模块电路板结构图：①温敏或光敏电阻传感器②基准电压调节电位器③比较器电路④基准电压测试接口J10，测试温度感应的阀值电压，即比较器1负端（3脚）电压⑤模拟量输出接口J6，测试热敏电阻两端的电压，即比较器1正端（2脚）电压；⑥数字量输出接口J7，测试比较器1输出电平电压⑦接地GND接口J22）继电器模块电路（电路图如下）继电器是一种当输入量（电、磁、声、光、热）达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化，使被控制的输出电路导通或断开的自动控制器件。
继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。
故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
继电器模块电路图：3）指示灯模块和风扇模块电路板认识指示灯模块接到继电器的常开开关上，风扇接入继电器的常闭开关上，当温度传感模块输出低电平时，风扇模块工作，指示灯模块停止工作；当温度传感模块输出高电平时，继电器工作，常开和常闭开关工作状态发生变化，指示灯模块开始工作，风扇模块停止工作。
（2）温度传感模块场景模拟界面认识四、实验步骤1. 启动温度传感模块温度传感模块工作时需要有四个模块，分别是温度/光照传感模块、继电器模块、指示灯模块、风扇模块。
（1）将NEWLab实验硬件平台通电并与电脑连接。
（2）将温度/光照传感模块、继电器模块分别放置在NEWLab实验平台一个实验模块插槽上，指示灯、风扇模块放置好，并将四个模块连接好。