高中物理实验12传感器的简单使用
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________。
2021届高考物理必考实验十二:传感器的简单使用【含答案】

2021届高考物理必考实验十二:传感器的简单使用1.实验原理(1)传感器的作用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)传感器的工作过程通过对某一物理量敏感的元件将感受到的信号按一定的规律转换成便于测量的信号。
例如,光电传感器是利用光敏电阻将光信号转换成电信号;热电传感器是利用热敏电阻或金属热电阻将温度信号转换成电信号。
转换后的信号经过电子电路的处理就可达到方便检测、自动控制、遥控等各种目的。
传感器工作的原理可用下图表示:2.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、滑动变阻器、开关、导线等。
3.实验步骤及数据处理(1)研究热敏电阻的热敏特性①实验步骤a.按图所示连接好电路,将热敏电阻绝缘处理。
b.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水时热敏电阻的阻值,并记下温度计的示数。
c.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出的热敏电阻的阻值。
d.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。
②数据处理a.根据记录数据,把测量到的温度、电阻阻值填入下表中,分析热敏电阻的特性。
次数123456待测量温度/℃电阻/Ωb.在坐标系中,粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线。
c.根据实验数据和R-t图线,得出结论: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)研究光敏电阻的光敏特性①实验步骤a.将光电传感器、多用电表、灯泡、滑动变阻器按图所示电路连接好,其中多用电表置于“×100”的欧姆挡。
b.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。
c.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。
d.观察用手掌(或黑纸)遮光时电阻的阻值,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。
实验12 传感器的简单使用

实验十二传感器的简单使用1.按图连接好电路,将热敏电阻绝缘处理。
2.把多用电表置于“欧姆”挡,并选择适当的倍率测出烧杯中没有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。
1.根据记录数据,把测量到的温度、电阻值填入表中,分析热敏电阻的特性。
次数12345 6待测量温度(℃)电阻(Ω)2.在坐标系中,粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线,如图所示。
3.根据实验数据和R-t图线,得出结论: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。
1.将光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器等按如图所示电路连接好,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,观察表盘指针显示电阻阻值的情况,并记录。
1.把记录的结果填入表中,根据记录数据分析光敏电阻的特性。
光照强度弱中强无光照射阻值/Ω2.根据实验数据得出结论:光敏电阻在被光照射时阻值发生变化,光照增强电阻变小,光照减弱电阻变大。
1.温度计读数带来的误差:可以选用精度高的温度计并读数三次取平均值。
2.欧姆表的读数带来的误差:可以对同一温度、同一光照强度下的电阻读数三次取平均值。
1.在做研究热敏电阻的特性实验时,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阻值。
2.研究光敏电阻的特性实验中,如果效果不明显,可将光敏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进行欧姆调零。
考点1热敏电阻的应用例1如图所示,图甲为热敏电阻的R-t图象,图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路,继电器线圈的电阻为150 Ω。
高中物理实验12传感器的简单使用

高中物理实验十二、传感器的简单使用江苏省特级教师 戴儒京一、 实验光敏电阻(课程标准教科书人教版选修3-2第57页)实验原理:当光辐射到光敏电阻的表面,使载流子浓度增加,从而降低了材料的电阻。
两端的金属电极之间加上电压,其中便有电流通过,受到适当波长的光线照射时,电流就会随光强的增加而变大,从而实现光电转换。
光敏电阻没有极性,纯粹是一个电阻器件,使用时既可以加直流电压,也可以加交流电压。
图 1将G R 的感光面朝上,然后按图1连接电路,分别用2个电压传感器测量1R 和G R 两端的电压,假设两电压传感器测到的电压分别为1U ,2U ,那么112R U U R G,只要预先知道1R 的大小就能计算出光敏电阻的阻值来。
为了定量地观测光敏电阻的电阻值随光照强度的变化,实验中还需要使用光强传感器同时测量光照的强度。
实验目的: 观察光敏电阻 实验装置:计算机,数据采集器,光强传感器,两个电压传感器,电阻箱,光敏电阻,学生直流电源,导线若干。
实验步骤:1.调节1R 电阻箱的阻值,选择合适的电阻(例如Ω=40001R ),将两个电压传感器与数据采集器的1,2通道连接,把光强传感器连接到3或4通道,然后将数据采集器与计算机连接,进入“TriE iLab ”数字化信息系统;2.把两个电压传感器的两个信号输入端的导线分别短接,对电压传感器进行校零,然后把连接1通道的电压传感器接到1R 两端,把连接2通道的电压传感器接到G R 两端。
3.将光敏电阻的感应面朝上,将光强传感器与光敏电阻放置在一起,打开实验模板“光敏电阻”,在采集间隔和采集时间窗口输入合适的数值,在“公式编辑”中建立物理量电流11R U I =;光敏电阻1122R U U I U R ⋅==; 4.点击“开始”按钮,用一块大的挡光物将光敏电阻附近的光线慢慢挡住,然后再慢慢把挡光物撤掉,观察实验数据曲线,最后结束实验。
实验数据记录与分析:1.光敏电阻的阻值随时间的变化2.光敏电阻的阻值与光照强度的关系此次实验选择14000R=Ω,通过上面的数据曲线可以看出,光照变强以后,电阻的确变小了。
高考物理课件第十一章 实验十二 传感器的简单使用

3.(2017·江苏高考)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1所示,继电器与热敏电阻Rt、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Rt与温度t的关系如下表所示。
t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 Rt/Ω 199.5 145.4 108.1 81.8 62.9 49.1
突破点(二) 光敏电阻的应用
[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RP在不同照度下的阻 值如下表:
照度(lx) 电阻(kΩ)
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 75 40 28 23 20 18
有一细电子束沿图中虚线以速度v0=8.0×106 m/s连续不断地射 入电容器C,虚线与屏交点为O。图乙为一段记录纸。已知电子 电荷量e=1.6×10-19 C,电子质量m=9×10-31 kg。忽略细电子 束的宽度、电容器的充电放电时间及电子所受的重力。求:电 源的电动势E和内阻r。
解析:当没有物品挡光时,设电容器两端电压为U1,此时 电子在屏上的偏转Y1=0.02 m。
突破点(三) 传感器的应用及创新考查
创新 角度
实验装置图
创新解读
1.利用热敏电阻来控制
实验 (2016·全国卷Ⅰ)
电路,使之成为温度报 警系统,在设置报警温
原理
度时,借助于电阻箱进
的创
行电阻设置,使之达到
新
报警的温度。
高考物理实验传感器的简单使用

高考物理实验传感器的简单使用(一)实验目的了解传感器的简单应用.(二)实验原理传感器是将它感受到的物理量(如力\,热\,光\,声等)转换成便于测量的量(一般是电学量).其工作过程是通过对某一物理量敏感的元件将感受到的信号按一定规律转换成便于利用的信号.例如,光电传感器是利用光敏电阻将光信号转换成电信号,热电传感器是利用热敏电阻或金属热电阻将温度信号转换成电信号,转换后的信号经过电子电路的处理就可以达到方便检测\,自动控制\,遥控等各种目的了.(三)实验器材热敏电阻、多用电表、温度计、水杯、铁架台、光敏电阻、小灯泡(或门铃)、学生用电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线若干.(四)实验步骤1.热敏特性实验按如图所示将一热敏电阻连入电路中,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,再将电表的两支表笔分别与热敏电阻两端相连.将热敏电阻放入有少量冷水并插有温度计的烧杯中,在欧姆挡上选择适当的倍率,观察表盘所示热敏电阻的阻值;再分几次向烧杯中倒入开水,观察不同温度下热敏电阻的阻值,看看这个热敏电阻的阻值是如何随温度变化的.2.光敏特性实验按如图所示将一光敏电阻连入电路中,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,再将电表的两支表笔分别与光敏电阻两端相连.在欧姆挡上选择适当的倍率,观察表盘所示光敏电阻的阻值;将手张开放在光敏电阻上方,挡住部分光线,观察表盘所示光敏电阻的阻值;上下移动手掌,观察表盘所示光敏电阻的阻值,总结一下光敏电阻的阻值随光线发生怎样的变化.3.光电计数的基本原理下图是利用光敏电阻自动计数的示意图,其中A是发光仪器,B是接收光信号的仪器,B 中的主要元件是光电传感器——光敏电阻.当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻的阻值变小,供给信号处理系统的电压变高,这种高低交替变化的信号经过信号处理系统的处理,就会自动将其转化相应的数字,实现自动计数的功能.。
22版:实验十二 传感器的简单使用(创新设计)

实验十二传感器的简单使用一、热敏电阻的特性1.实验原理闭合电路欧姆定律,用欧姆表进行测量和观察。
2.实验器材半导体热敏电阻、多用电表、温度计、铁架台、烧杯、凉水和热水。
3.实验步骤(1)按图1连接好电路。
图1(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。
4.数据处理在图2坐标系中,粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线。
图25.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。
6.注意事项实验时,加热水后要等一会儿再测热敏电阻阻值,以使电阻温度与水的温度相同,并同时读出水温。
二、光敏电阻的特性1.实验原理闭合电路欧姆定律,用欧姆表进行测量和观察。
2.实验器材光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器、导线、电源。
3.实验步骤(1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按图3所示电路连接好,其中多用电表置于“×100”挡。
图3(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,观察多用电表表盘指针显示光敏电阻阻值的情况,并记录。
(4)用手掌(或黑纸)遮光时,观察多用电表表盘指针显示光敏电阻阻值的情况,并记录。
4.数据处理根据记录数据分析光敏电阻的特性。
5.实验结论(1)光敏电阻在暗环境下电阻值很大,强光照射下电阻值很小。
(2)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。
6.注意事项(1)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多少来达到实验目的。
(2)欧姆表每次换挡后都要重新进行欧姆调零。
命题点一温度传感器的应用【例1】(2020·全国卷Ⅲ,23)已知一热敏电阻当温度从10 ℃升至60 ℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆,某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。
高中物理实验12 传感器的简单使用

实验十二传感器的简单使用(原卷版)1.实验原理(1)传感器的作用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)传感器的工作过程通过对某一物理量敏感的元件将感受到的信号按一定的规律转换成便于测量的信号。
例如,光电传感器是利用光敏电阻将光信号转换成电信号;热电传感器是利用热敏电阻或金属热电阻将温度信号转换成电信号。
转换后的信号经过电子电路的处理就可达到方便检测、自动控制、遥控等各种目的。
传感器工作的原理可用下图表示:2.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、滑动变阻器、开关、导线等。
3.实验步骤及数据处理(1)研究热敏电阻的热敏特性①实验步骤a.按图所示连接好电路,将热敏电阻绝缘处理。
b.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水时热敏电阻的阻值,并记下温度计的示数。
c.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出的热敏电阻的阻值。
d.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。
②数据处理a.根据记录数据,把测量到的温度、电阻阻值填入下表中,分析热敏电阻的特性。
b.在坐标系中,粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线。
c.根据实验数据和R-t图线,得出结论: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)研究光敏电阻的光敏特性①实验步骤a.将光电传感器、多用电表、灯泡、滑动变阻器按图所示电路连接好,其中多用电表置于“×100”的欧姆挡。
b.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。
c.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。
d.观察用手掌(或黑纸)遮光时电阻的阻值,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。
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。
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高中物理实验十二、传感器的简单使用
江苏省特级教师 戴儒京
一、 实验
光敏电阻
(课程标准教科书人教版选修3-2第57页) 实验原理:
当光辐射到光敏电阻的表面,使载流子浓度增加,从而降低了材料的电阻。
两端的金属电极之间加上电压,其中便有电流通过,受到适当波长的光线照射时,电流就会随光强的增加而变大,从而实现光电转换。
光敏电阻没有极性,纯粹是一个电阻器件,使用时既可以加直流电压,也可以加交流电压。
图 1
将G R 的感光面朝上,然后按图1连接电路,分别用2个电压传感
器测量1R 和G R 两端的电压,假设两电压传感器测到的电压分别为1U ,2U ,那么11
2R U U R G ,只要预先知道1R 的大小就能计算出光敏电阻的阻值来。
为了定量地观测光敏电阻的电阻值随光照强度的变化,实验
中还需要使用光强传感器同时测量光照的强度。
实验目的:
观察光敏电阻
实验装置:
计算机,数据采集器,光强传感器,两个电压传感器,电阻箱,光敏电阻,学生直流电源,导线若干。
实验步骤:
1.调节1R 电阻箱的阻值,选择合适的电阻(例如Ω=40001R ),将两
个电压传感器与数据采集器的1,2通道连接,把光强传感器连接到3或4通道,然后将数据采集器与计算机连接,进入“TriE iLab ”数字化信息系统;
2.把两个电压传感器的两个信号输入端的导线分别短接,对电压传
感器进行校零,然后把连接1通道的电压传感器接到1R 两端,把
连接2通道的电压传感器接到G R 两端。
3.将光敏电阻的感应面朝上,将光强传感器与光敏电阻放置在一起,
打开实验模板“光敏电阻”,在采集间隔和采集时间窗口输入合适的数值,在“公式编辑”中建立物理量电流1
1R U I =
;光敏电阻1122R U U I U R ⋅==; 4.点击“开始”按钮,用一块大的挡光物将光敏电阻附近的光线慢
慢挡住,然后再慢慢把挡光物撤掉,观察实验数据曲线,最后结束实验。
实验数据记录与分析:
1.光敏电阻的阻值随时间的变化
2.光敏电阻的阻值与光照强度的关系
此次实验选择
14000
R=Ω,通过上面的数据曲线可以看出,光照变强以后,电阻的确变小了。
二、例题和习题
1.探究热敏电阻的温度特性
某实验小组利用如图(a)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(6V,内阻可忽略):电压表(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1 000 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(a)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°C,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(a)中R1的滑片应移动到(填“a”或“b”)端;
(2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并做出R2-t曲线:
(3)由图(b)可得到R1,在25℃-80°C范围内的温度特性,当t=44.0℃时,可得R1= Ω;
(4)将R t握于手心,手心温度下R2的相应读数如图(c)所示,该读数为
Ω,则手心温度为℃。
【答案】23.(10分)(1)b (2)如图所示(3)450 (4)620.0 33.0
【解析】本题探究在25℃~80℃范围内某热敏电阻的温度特性,实际上是用比较法测量电阻(不是通常的伏安法),通过热敏电阻与电阻箱的比较(电路中固定电阻的电压相等),来确定热敏电阻的阻值,并且用图象把电阻阻值与温度对应起来,从而已知温度求电阻,或已知电阻求温度。
所以说,本题具有开放性和探究性。
2.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11-1图所示,继电器与热敏电阻R1、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。
继电器的电阻约为20 Ω,热敏电阻的阻值R t与温度t的关系如下表所示
(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(0~200Ω)、滑动变阻器R2(0~500Ω)、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11-2图所示的选择开关旋至(选填“A”、“B”、“C”或“D”)
(3)合上开关S,用调节好的多用电表进行排查,在题11-1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108.1Ω
【解析】(1)根据滑
R R E I t ++=20,若mA I 15=,t R 取最大值,则E 约3.3V ,大于3V ,所以电源选E 2,当t R 取最小值,R 滑约330Ω,所以R 滑选R 2.
(2)直流10V 挡(因大于6V )
(3) a 、b 短路,所以不偏转,a 、c 断路,接电压表后偏转。
(4)先用滑动变阻器调试,后换上热敏电阻。
【答案】
11.(1)E 2 R 2
(2)C
(3)不偏转 偏转
(4)⑤④②③①
3.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60C ︒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c I 时就会报警),电阻箱(最大阻值为999.9Ω),直流电源(输出电压为U ,内阻不计),滑动变阻器1R (最大阻值为1000Ω),滑动变阻器2R (最大阻值为2000Ω),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18V ,c I 约为10mA ;流过报警器的电流超过20mA 时,报警器可能损坏;该热敏电阻的阻值随温度升高而减小,在60C ︒时阻值为650.0Ω。
(1) 在答题卡上完成待调节的报警系统原理电路图的连线。
(2) 电路中应选用滑动变阻器_____________(填“1R ”或“2R ”)。
(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_______(填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是________________________________。
②将开关向_______(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。
【答案】(1)如下图
(2)2R
(3)①650.0,b ,
接通电源后,流过报警器的电流会超过20mA ,报警器可能损坏
②c ,报警器开始报警
【解析】①热敏电阻工作温度达到60C ︒时,报警器报警。
故需通过调节电阻箱使其电阻为60C ︒时的热敏电阻的阻值,即调节到阻值650.0Ω,光使报警器能正常报警,电路图如上图
②18V U =,当通过报警器的电流10mA 20mA c I ≤≤,故电路中总电阻c U R I =, 9001800R Ω≤≤Ω,故滑动变阻器选2R 。
③热敏电阻为650.0Ω时,报警器开始报警,模拟热敏电阻的电阻器阻值也应为650.0Ω为防止通过报警器电流过大,造成报警器烧坏,应使滑动变阻器的滑片置于b 端.
4.热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。
图1为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R 随温度t 变化的示意图。
由图可知,这种热敏电阻在温度上升时导电能力__________(选填“增强”或“减弱”);相对金属热电阻而言,热敏电阻对温度变化的影响更__________(选填“敏感”或“不敏感”)。
【解析】(1)由于温度越高,热敏电阻越小,即对电流的阻碍作用越小,则导电
能力越强,根据图像可知热敏电阻在相同的温度范围变化时,阻值变大,则越敏感。