高中物理专题-实验十一：传感器的简单应用
高中物理专题-实验十一：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.
考点一热敏电阻的原理及应用
[典例1]用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻R T，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R T和两个适当的固定电阻R1、R2连成如图实-11-1虚线框内所示的电路，以使电路的等效电阻R L的阻值随R T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，他采用伏安法测量在不同温度下R L的阻值，测量电路器材如图实-11-2所示，图中的电压表内阻很大。R L的测量结果如表所示。
图实-11-1
温度t/℃30.040.050.060.070.080.090.0
R L阻值/Ω54.351.548.344.741.437.934.7
回答下列问题：
(1)根据图实-11-1所示的电路，在图实-11-2所示的实物图上连线。
图实-11-2
(2)为了检验R L与t之间近似为线性关系，在坐标纸上作R L-t关
系图线。
图实-11-3
(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图实-11-4甲、乙所示。电流表的读数为________，电压表的读数为________。此时等效电阻R L的阻值为________；热敏电阻所处环境的温度约为________。
图实-11-4
[答案](1)连线如图所示
(2)R L-t关系图线如图所示
(3)115 mA 5.00 V43.5 Ω64.0 ℃(62～66 ℃均正确)
[考点总结·要点谨记]
1.实验原理及连线[对应第(1)题]
根据电路图连接实物图，R1与R T并联，再与R2串联，滑动变阻器为限流接法，注意各电表的极性，开关控制整个电路。
2.描点、连线、作图[对应第(2)题]
根据表中数据在坐标纸上描点作图。
3.电表的读数及数据的处理方法[对应第(3)题]
(1)电流表、电压表读数时应注意有
效数字的位数。
(2)根据R L＝U
I计算R L的阻值。
(3)再由R L-t关系图线找出R L
对应的温度。
考点二光敏电阻传感器的应用
[典例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 P在不同照度下的阻值如下表：
照度(lx)0.20.40.60.8 1.0 1.2
电阻(kΩ)754028232018
(1)根据表中数据，请在图实-11-7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-11-7
(2)如图实-11-8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)
提供的器材如下：
光敏电阻R P(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-11-8
[答案](1)如图(a)所示由图可知阻值随照度变化的特点：光敏电阻的阻值随光照
强度的增大非线性减小。
(2)如图(b)所示
(a)(b)
[考点总结·要点谨记]
1.考查描点作图的方法及分析图像的能力[对应第(1)题]
(1)描绘图像时，各点应均匀分布在图线两侧，且图线应是平滑的曲线，而不
应成为连接各点的折线。
(2)根据所描绘图像，会分析电阻阻值如何随光照强度的变化而变化。
2.设计电路的能力[对应第(2)题]
(1)要结合题目所给条件及所给图像的数据进行分析设计。
(2)通过分析可确定R P应接在1、2之间。
(3)选择定值电阻，根据图线读出光照强度在1.0 lx时的光敏电阻的阻值，光
敏电阻分压为2 V，则串连定值电阻R分压1 V。
考点三传感器在实验中的应用
[典例3](·湖北省部分重点高中联考)利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条件等。图实-11-11甲所示为某同学用传感器做实验得到的小灯泡的U-I关系图线。
图实-11-11
(1)实验室提供的器材有：电流传感器、电压传感器、滑动变阻器A(阻值范围0～10 Ω)、滑动变阻器B(阻值范围0～100 Ω)、电动势为6 V的电源(不计内阻)、小灯泡、开关、导线若干。该同学做实验时，滑动变阻器选用的是________(选填“A”或“B”)；请在图乙的方框中画出该实验的电路图。
(2)如果将该小灯泡接入丙图所示的电路中，已知电流传感器的示数为0.3 A，电源电动势为3 V。则此时小灯泡的电功率为______W，电源的内阻为________Ω。
[答案](1)A实验电路图如图所示
(2)0.69(0.66～0.72均可) 2.33(2.00～2.67均可)
[考点总结·要点谨记]
1．实验器材的创新[对应题干部分]
用电压传感器、电流传感器代替电压表、电流表进行实验，既可以快速、准
确的得到实验数据，还能使图像快速、直观地呈现在电脑屏幕上。
2．滑动变阻器量程的选取[对应第(1)题第1空]
根据实验原理，滑动变阻器应采用分压接法，为了便于调节，应选择滑动变
阻器A。
3．实验电路图的创新[对应第(1)题第2问]
要学会把传统实验电路图中的两个电表等效替换为相应的传感器。
4.实验数据处理的创新[对应第(2)题]
利用电路乙的U-I图像(甲)结合电流传感器的示数求得电路丙中小灯泡的电
功率，再通过闭合电路欧姆定律可求得电路丙中电源内阻。
1．在街旁的路灯，江海里的航标都要求在夜晚亮，白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的( ) A．压敏性B．光敏性
C．热敏性D．三种特性都利用
【答案】B
2．如图13所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R OS为光敏电阻，当照射光强度增大时( )
图13
A．电压表的示数减小
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
【答案】BC
【解析】当照射光强度增大时，R OS阻值减小，外电路电阻随R OS的减小而减小，R1两端电压因干路电流增大而增大，电压表的示数增大，同时内电压增大，故电路路端电压减小，A、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．
3．(·成都模拟)酒精测试仪用于机动车驾驶人员是否酗酒及其他严禁酒后作业人员的现场检测．它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化．在如图14所示的电路中，酒精气体的不同浓度对应着传感器的不同电阻．这样，电压表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系．如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数U与酒精气体浓度C之间的对应关系正确的是( )
图14
A．U越大，表示C越大，C与U成正比
B．U越大，表示C越大，但是C与U不成正比
C．U越大，表示C越小，C与U成正比
D．U越大，表示C越小，但是C与U不成反比
【答案】B
【解析】由闭合电路欧姆定律得，干路的电流I＝
E
r＋R
＋R＋R x
，电压表示数U＝IR0
＝
ER
r＋R
＋R＋R x
，而R x C＝k(定值)，可见U越大，表示C越大，但是C与U不成正比，
故B项正确．
4.(·嘉兴模拟)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R OS对它进行控制，R OS的阻值在有光照时为100 Ω，黑暗时为1 000 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；一个开关S和导线若干．臭氧发生器P和光敏电阻R OS的符号如图15所示．
图15
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)
【答案】见解析图
【解析】为了能控制臭氧发生器，应该使用滑动变阻器的分压式连接，有光照时P 能正常工作，无光照时P不工作．电路图如下：
5.如图16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95～20 ℃之间的多个温度下R T的阻值．
图16
(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温度为95 ℃.
c．将电阻箱调到适当的初值，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____________．
e．将R T的温度降为T1(20 ℃＜T1＜95 ℃)；调节电阻箱，使得电流表的读数
__________，记录______________．
f．温度为T1时热敏电阻的电阻值R T1＝__________.
g．逐步降低T1的数值，直至20 ℃为止；在每一温度下重复步骤e、f.
【答案】(1)实验原理电路图，如图所示：
(2)d.电阻箱的读数R0e．仍为I0电阻箱的读数R1
f．R0－R1＋150 Ω
【解析】(1)电阻箱的最大阻值与热敏电阻的最大阻值相差不大，因此电阻箱应与热敏电阻串联．
(2)本实验原理是当电路中的电流相等时，外电路的总电阻相等，所以95°C和T1时R T对应的电路的总电阻相等，有150 Ω＋R0＝R T1＋R1，即R T1＝R0－R1＋150 Ω.
6．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 OS在不同照度下的阻值如下表所示：
照度/lx0.20.40.60.8 1.0 1.2
电阻
754028232018
/kΩ
(1)
明阻值随照度变化的特点．
图17
(2)如图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原理图．(不考虑控制开关对所设计电路的影响)
图18
提供的器材如下：
光敏电阻R OS(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．
【答案】见解析
【解析】(1)根据表中的数据，在坐标系中描点连线，得到如图所示的变化曲线．
阻值随照度变化的特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小．
(2)因天色渐暗、照度降低至1.0 lx时启动照明系统，此时光敏电阻阻值为20 kΩ，两端电压为2 V，电源电动势为3 V，故应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10 kΩ，即选用R1.此电路的原理图如图所示．
高考物理传感器的使用
课时作业(四十六)[第46讲传感器的简单使用] 基础热身 1．传感器担负着信息采集的任务，它常常是() A．将力学量(如形变量)转变成电学量 B．将热学量转变成电学量 C．将光学量转变成电学量 D．将电学量转变成力学量 2．下列技术涉及传感器的应用的是() A．宾馆的自动门 B．工厂、电站的静电除尘 C．家用电饭煲的跳闸和保温 D．声控开关 3．街旁的路灯、江海里的航标都要求在夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的() A．压敏性B．光敏性 C．热敏性D．三种特性都利用 4．电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置．由于电容器的电容取决于极板正对面积、极板间距离以及极板间的电介质这几个因素，当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化，从而又可推出另一个物理量的值．如图K46－1所示是四种电容式传感器的示意图，关于这四个传感器的作用，下列说法不正确的是() 图K46－1 A．甲图的传感器可以用来测量角度 B．乙图的传感器可以用来测量液面的高度 C．丙图的传感器可以用来测量压力 D．丁图的传感器可以用来测量速度 技能强化 5．2011·苏北模拟在探究超重和失重规律时，某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作．传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图象如图K46－2所示，其中可能正确的是() A B C D 图K46－2 6．2011·甘肃模拟如图K46－3所示是一个火警报警器电路的示意图．其中R3为用半导体热敏材料制成的传感器，这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而增大．值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器．当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是() 图K46－3
高中物理学生实验专题.docx
高中物理学生实验 【考纲要求】 要求能在理解基础上独立完成的学生实验有： 1.长度的测量 2.研究匀变速直线运动 3.探索弹力和弹簧伸长的关系 4.验证力的平行四边形定则 5.验证机械能守恒定律 6.用单摆测定重力加速度 7.研究平抛物体的运动8.验证动量守恒定律9.用油膜法估测分子的大小 10.用描迹法画出电场中平面上的等势线11.描绘小灯泡的伏安特性曲线12. 测定金属的电阻率 13.把电流表改装为电压表14. 研究闭合电路欧姆定律15. 测定电源电动势和内阻 16.练习使用示波器17.用多用电表探索黑箱内的电学元件18. 传感器的简单应用 19.测定玻璃的折射率20. 用双缝干涉测光的波长 21.用气缸导轨验证动量守恒定律22.研究玩具电机的能量转化 并注意应用这二十二个实验中所获得的实验思想、方法、技巧，灵活解决其他类似实验或实际问题。 【知识结构】 高中阶段的二十二个学生实验，按实验目的和特点可分为五个类型： 热点导析 1.选择仪器的原则①可行性原则：要根据实验要求和客观条件选用合适仪器。如测量某电阻阻值，可根据要求的 测量精度。实验的条 件确定采用电桥法、伏安法、欧姆表、替代法等，还要根据电阻的规格、电表参数（量程、内阻、精度）选择电压表和 电流表。 ②准确性原则：怎样的测量实验需要，决定选用怎样精度的测量工具，对一定的实验要求，精度不是越高越好。如 测金属丝电阻率实验中，测直径需2～ 3 位有效数字，所以用螺旋测微器，而测长度时，用毫米刻度尺足够了。③操作性
既要考虑阻值范围，又要考虑它的额定电流和功率。 当然仪器的选择，首先依托于电原理图已定测量方法已明确的前提下，从安全、准确、节能、方便顺序给予统盘考虑。 2. 变阻器分压和限流接法比较 限流接法 分压接法 变阻器 R 工作状态 R 的一部分在工作 R 全部工作，且 I ＞ I RL Rmax L 的电压调节范围 R L ε - ε 0～ε 负载 R R L R R L 与 R 阻值相近且不要求 R ＜ 1 R 以上，或电压从 0 L 适用条件 U 从 0 开始调节 2 L 开始调节 优、缺点 电压调节范围小， R 工作电流 电压调节范围大， R 工作 较小（等于 R L 上电流） 电流较大（大于 R L 上电流） 备注 一般先考虑限流接法 后考虑分压接法 典型例析 例 1 在做 “互成角度的两个力的合力” 实验时， 橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到 某一确定的 O 点。以下操作中错误的是（ ） A. 同一次实验过程中， O 点位置允许变动 B. 实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度 C. 实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条 另一端拉到 O 点 D. 实验中，把橡皮条的另一端拉到 O 点时，两个弹簧秤之间夹角应取 90o ，以便于算出合力大小 解析 本题为 1994 年上海高考试题 实验中有严格的要求： （ 1）结点 O 不允许移动。 (2) 弹簧秤不要达到最大量程，因为一个达到最大，另一个将不好调整。 (3) 两个弹簧秤的拉力夹角不易过大， 也不易过小， 取 90o 也可以， 并不是必须取 90o 。所以， 本题操作中错误的是 A 、 C 、 D 。 说明 本实验的所有规定都是为了更有利于操作，有利于减小测量误差，合力一定的前提下，一个力大小或方向的 改变，都可导致另一个力的大小、方向发生改变。夹角太大太小、拉力太大太小、拉力与木板不平行均会带来较大误差。 例 2 如图 9-17-1 所示是做匀加速直线的小车带动打点计时器的纸带上打出的点的一部分。图中每相邻两点之间还 有四个点没有画出， 交流电的频率为 50Hz ，测得第二个、 第三个计数点与起点相距 d =6.0cm,d 3=10.0cm ，则（ 1）第一个、 2 第四个计数点与起点相距 d 、 d 各为多少？ 1 4 （ 2）物体经过第一个、第二个计数点的即时速度 v 1,v 2 和物体的加速度分别为多少？ 解析 设相邻两计数点相距依次为 s 1、 s 2、 s 3、 s 4，则 s =d ,
专题4：高中物理实验专题
专题 4：高中物理实验专题 一、 高中物理重要仪器的使用： 在力学和电学实验中，常需要利用测量工具直接测量基本物理量． 基本物理量 测量仪器 长度 刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器 力学 时间 秒表（停表）、打点计时器 质量 天平 电阻（粗测） 欧姆表、电阻箱 电学 电流 电流表 电压 电压表 ①刻度尺、秒表、弹簧秤、温度表、电流表、电压表 的读数 使用以上仪器时， 凡是最小刻度是 10 分度的，要求读到最小刻度后再往下估读一位 （估 读的这位是不可靠数字，但是是有效数字的不可缺少的组成部分） 。凡是最小刻度不是 10 分度的，只要求读到最小刻度所在的这一位，不再往下估 读。 例如 1 2 10 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 3 15 ⑴读出上左图中被测物体的长度。 ⑵上右图用 3V 量程时电压表读数为多少？用 28 59 31 2 15V 量程时电压表度数又为多少？ 57 14 0 1 2 33 26 13 4 ⑶右图中秒表的示数是多少分多少秒？ 12 3 35 凡仪器的最小刻度是 10 分度的，在读到最小刻度 55 11 4 24 10 5 6 后还要再往下估读一位。⑴ 6.50cm 。⑵ 1.14V 。 15V 量 53 987 6 37 程时最小刻度为 0.5V ，只读到 0.1V 这一位，应为 5.7V 。 22 8 ⑶秒表的读数分两部分：小圈内表示分，每小格表示 51 39 0.5 分钟；大圈内表示秒，最小刻度为 0.1 秒。当分针 20 10 在前 0.5 分内时，秒针在 0~30 秒内读数；当分针在后 49 18 41 47 16 45 12 0.5 分内时，秒针在 30~60 秒内读数。因此图中秒表读 14 43 数应为 3 分 48.75 秒（这个 5 是估读出来的） 。 ②游标卡尺 ⑴ 10 分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为 0.9mm ，比主尺上相邻两个刻 度间距离小 0.1mm 。读数 时先从主尺上读出厘米数 和毫米数，然后用游标读 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 出 0.1 毫米位的数值：游 标的第几条刻线跟主尺上 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 某一条刻线对齐， 0.1 毫米
高中物理实验11传感器的简单使用学案1
实验十一传感器的简单使用 考纲解读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． 基本实验要求Ⅰ 研究热敏电阻的特性 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)按实验原理图甲连接好电路，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1坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线． 图1 5．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其阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温． 基本实验要求Ⅱ
研究光敏电阻的光敏特性 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、滑动变阻器如实验原理图乙所示电路连接好，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，观察多用电表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，观察多用电表表盘指针显示电阻阻值的情况，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调零． 考点一温度传感器的应用 例1 对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻R T，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R T和两个适当的定值电阻R1、R2连成图2虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻R L的阻值随R T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，他采用伏安法测量在不同温度下R L的阻值，测量电路如图2所示，图中的电压表内阻很大．实验中的部分实验数据测量结果如表所示. 图2 温度t/℃30.040.050.060.070.080.090.0
高考物理一轮复习第十一单元交变电流传感器实验十二传感器的简单应用学案新人教版
实验十二传感器的简单应用 [实验目的] 1．认识热敏电阻、光敏电阻等传感器中的敏感元件． 2．了解传感器在科学技术上的简单应用． [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．工作过程如图： [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． [实验过程] 1．研究热敏电阻的特性： (1)如图所示连接好电路,将热敏电阻绝缘处理． (2)把多用电表置于“欧姆”挡,并选择适当的倍率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、填表．
(5)画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线． (6)根据实验数据和R-t图线,分析得到热敏电阻的特性． 2．研究光敏电阻的特性： (1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按所示电路连接,其中多用电表置于“欧姆”挡． (2)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)接通电源,让小灯泡发光,调节滑动变阻器使小灯泡的亮度逐渐增强,观察表盘指针显示电阻阻值的情况,并记录． (4)用黑纸遮住光,观察并记录光敏电阻的阻值. 光照强度弱中强无光照射 阻值/Ω (5),光照增强时电阻减小,光照减弱时电阻增大． [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其阻值,以使电阻温度与水的温度相同,并同时读出水温、热敏电阻的阻值． 2．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调零． 命题点1 热敏电阻的性质 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(6 V,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
高中物理电学实验专题知识讲解
物理电学实验专题 一、伏安法测电阻及拓展 1.下表中选出适当的器材，试设计一个测量阻值约为15k Ω的电阻的电路。要求方法简捷，R X 两端电压能从0开始变化，要求有尽可能高的精确度。 电流表A 1：量程1mA 内阻约50Ω； 电流表A 2：量程300A μ 内阻约300Ω 电流表A 3：量程100A μ 内阻约500Ω；电压表V 1：量程10V 内阻约15K Ω 固定电阻：R 0=9990Ω； 电流表G ：I g =300A μ、R g =10Ω。 滑动变阻器R 1： 阻值约50Ω；额定电流为1A 滑动变阻器R 2： 阻值约100K Ω 额定电流为0.001A 电池组：E=3V ；内阻小但不可忽略； 开关，导线若干 2. 两块电压表测电阻 用以下器材测量一待测电阻R x 的阻值（900～1000Ω）： 电源E ，具有一定内阻，电动势约为9.0V ； 电压表V 1，量程为1.5V ，内阻r 1＝750Ω； 电压表V 2，量程为5V ，内阻r 2＝2500Ω； 滑线变阻器R ，最大阻值约为100Ω； 单刀单掷开关K ，导线若干。 （1）测量中要求电压表的读数不小于其量程的3 1 ，试画出测量电阻R x 的 一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）。 （2）根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线。 （3）若电压表V 1的读数用U 1表示，电压表V 2的读数用U 2表示，则由已知量和测得量表示R x 的公式为R x ＝_________________。 3. 两块电流表测电阻 从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A 1的内阻r 1。要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，器材代号 规格 电流表（A 1） 量程100mA ，内阻r 1待测（约40Ω） 电流表（A 2） 量程500uA ，内阻r 2＝750Ω 电压表（V ） 量程10V ，内阻r 3=10k Ω 电阻（R 1） 阻值约100Ω，作保护电阻用 滑动变阻器（R 2） 总阻值约50Ω 电池（E ） 电动势1.5V ，内阻很小 开关（K ） 导线若干 （2）若选测量数据中的一组来计算r 1，则所用的表达式r 1＝________________，式中各符号的意义是____________________________________。 4.现有实验器材如下： 电池E ，电动势约10V ，内阻约1Ω 电流表A 1，量程300mA ，内阻r 1约为5Ω 电流表A 2，量程10A ，内阻r 2约为0.2Ω 电流表A 3，量程250mA ，内阻r 3约为5Ω 电阻箱R 0，最大阻值999.9Ω，阻值最小改变量为0.1Ω 滑动变阻器R 1，最大阻值100Ω，开关及导线若干 要求用图1所示电路测定图中电流表A 的内阻 （1）在所给的三个电流表中，哪几个可用此电路精确测定其电阻？ （2）在可测的电流表中任选一个作为测量对象，简要写出按电路图的主要连接方法． A A ′ R 1 R 0
实验：传感器的简单应用
第5讲 实验：传感器的简单应用 ★考情直播 （一）、传感器的含义： 传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能 把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。把非电学量转换 为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。 传感器一般由敏感元件、转换器件、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。 常见的传感器有：光学传感器、热学传感器、加速度传感器、力传感器、气敏传感器、超声 波传感器、磁敏传感器等。 （二）、常见的传感器元件： （1）光敏电阻：光敏电阻的材料是一种半导体，无光照时，载流子极少，导电性能不好； 随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好，即光敏电阻值随光照增强而减小。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。它就象人的眼睛，可以看到光线的强弱。 （2）金属热电阻金属热电阻的电阻率随温度的升高而增大，用金属丝可以制作温度传感器。 它能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量。 （3）热敏电阻：用半导体材料制成，其电阻随温度变化明显，温度 升高电阻减小，如图－1为某一热敏电阻－温度特性曲线。热敏电阻 的灵敏度较好。与热敏电阻相比，金属热电阻的化学稳定性好，测温 范围大，但灵敏度较差。 （4）电容式位移传感器能够把物体的位移这个力学量转换为电容这个电学量。 （5）霍尔元件能够把磁感强度这个磁学量转换为电压这个电学量 （三）、传感器的简单应用 1、力电传感器 力电传感器主要是利用敏感元件和变阻器把力学信号（位移、速度、加速度等）转化为电学 信号（电压、电流等）的仪器。力电传感器广泛地应用于社会生产、现代科技中，如安装在 导弹、飞机、潜艇和宇宙飞船上的惯性导航系统及ABS 防抱死制动系统等。 2、 热电传感器（温度传感器） 热电传感器是利用热敏电阻的阻值会随温度的升高减小（金属热电阻的电阻率随温度的升高 而增大）的原理制成的, 它能用把温度这个热学量转换为电压这个电学量。如各种家用电器 (空调、冰箱、热水器、饮水机等)的温度控制、火警报警器、恒温箱等。 3、光电传感器 光电传感器中的主要部件是光敏电阻或光电管。 非电物理敏感元件 转换器件 转换电路 电学量 → → → →
高中物理传感器的简单使用实验检测题
高中物理传感器的简单使用实验检测题 1．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1 000 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 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升高而减小，在60 ℃时阻值为650.0 Ω。 (1)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“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。 解析：(1)电路图连接如图。 (2)报警器开始报警时，对整个回路有U＝I c(R滑＋R热)，代入数据可得R滑＝1 150.0 Ω，因此滑动变 阻器应选择R2。 (3)①在调节过程中，电阻箱起到等效替代热敏电阻的作用，电阻箱的阻值应为报警器报警时热敏电阻 的阻值，即为650.0 Ω。滑动变阻器在电路中为限流接法，滑片应置于b端附近，若置于另一端a 时，闭合开关，则电路中的电流I＝18 650.0 A≈27.7 mA，超过报警器最大电流20 mA，报警器可能损坏。
高中物理经典电学实验题(全)
八、电学实验题集粹（33个） 1．给你一只内阻不计的恒压电源，但电压未知，一只已知电阻Ｒ，一只未知电阻Ｒｘ，一只内阻不计的电流表但量程符合要求，以及开关、导线等，用来测Ｒｘ接在该恒压电源上时的消耗功率Ｐｘ，画出测量线路图并写出简要测量步骤，以及Ｐｘ的表达式． 2．如图3－94所示是研究闭合电路的内电压、外电压和电源电动势间关系的电路．（1）电压表Ｖ的（填“正”或“负”）接线柱应接在电源正极Ａ上，电压表Ｖ′的（填“正”或“负”）接线柱应接在探针Ｄ上．（2）当滑片Ｐ向右移动时，Ｖ′的示数将（填“变大”、“变小”或“不变”）． 图3－94 图3－95 3．有一只电压表，量程已知，内阻为ＲＶ，另有一电池（电动势未知，但不超过电压表的量程，内阻可忽略）．请用这只电压表和电池，再用一个开关和一些连接导线，设计测量某一高值电阻Ｒｘ的实验方法．（已知Ｒｘ的阻值和ＲＶ相差不大） （1）在如图3－95线框内画出实验电路． （2）简要写出测量步骤和需记录的数据，导出高值电阻Ｒｘ的计算式． 4．在“测定金属的电阻率”的实验中，用电压表测得金属丝两端的电压Ｕ，用电流表测得通过金属丝中的电流I，用螺旋测微器测得金属的直径ｄ，测得数据如图3－96（1）、（2）、（3）所示．请从图中读出Ｕ＝Ｖ，Ｉ＝Ａ，ｄ＝ｍｍ． 图3－96 5．如图3－97所示，是一根表面均匀地镀有很薄的发热电阻膜的长陶瓷管，管长Ｌ约40ｃｍ，直径Ｄ约8ｃｍ．已知镀膜材料的电阻率为ρ，管的两端有导电箍Ｍ、Ｎ，现有实验器材：米尺、游标卡尺、电压表、电流表、直流电源、滑动变阻器、开关、导线若干根，请你设计一个测定电阻膜膜层厚度ｄ的实验，实验中应该测定的物理量是，计算镀膜膜层厚度的公式是． 图3－97 6．用万用表的欧姆挡测电阻时，下列说法中正确的是．（填字母代号） Ａ．万用电表的指针达满偏时，被测电阻值最大 Ｂ．万用电表的指针指示零时，说明通过被测电阻的电流最大
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/Ω 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。 光照强度弱中强无光照射 阻值/Ω 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。 4.注意事项
高一物理实验专题复习人教版
高一物理期末复习实验题专项训练 1．在探究“加速度与力、质量的关系”的活动中： （1）某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装如图所示。请你指出该装置中 的错误或不妥之处（至少两处）： （2）改正实验装置后，该同学顺利地完成 了实验。下图是他在实验中得到的一条纸带，图中相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s ，由图中的数据可算得小车的加速度a 为 m/s 2. （3）该同学在实验中保持拉力不变，得到了小车加速度随质量变化的一组数据，如下表所 2o，使b 弹簧秤从图示位置开始沿箭头方向缓慢转动，在这过程中，保持O 点的位置和a 弹簧小车 打点计时器
秤的拉伸方向不变，则在整个过程中，关于a 、b 两弹簧秤示数的变化情况是（ ） A ．a 示数增大，b 示数减小 B ．a 示数减小，b 示数增大 C ．a 示数减小，b 示数先增大后减小 D ．a 示数减小，b 示数先减小后增大 ②在《互成角度的两个共点力的合成》的实验中，两个弹簧秤的拉力F 1和F 2已于图12中作出了它们的图示，O 是橡皮条的一个端点，图中每格的长度代表1 N 。 （1）用作图法作出合力F 的图示； （2）合力F 的大小是_______N 。 3．在“探究求合力的方法”的实验中 有同学做了一系列步骤，其中的两个步骤是这样做的： ①在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点达到某一位置O 点，在白纸上记下O 点与两个弹簧秤的读数F 1与F 2； ②只用一个弹簧秤通过细线沿原来的方向（即两个弹簧同时拉时橡皮条伸长的方向）拉橡皮条，记下此时弹簧秤的读数F ’和细线的方向. 以上两个步骤中均有疏漏或错误，分别是 在①中_________________________________________________________________； 在②中_________________________________________________________________. 4．某同学在做“探索小车速度随时间变化的规律”的实验中，选择了一条比较理想的纸带。舍掉开头比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个开始点，选择相隔0.1s 的数个计数点进行测量数据如下： x 1=31.5mm, x 2=80.7mm, x 3=147.5mm, x 4=232.1mm, x 5=334.2mm, x 6=454.1mm （1）（4分）作出小车运动的v ——t 图线（请保留作图痕迹）。 （2）（2分）尽可能详尽的描述小车的运动规律： 。 5．用打点计时器研究物体的自由落体运动，得到如 a b O P
最新实验：传感器的简单使用
实验十二传感器的简单使用 1 2 一、研究热敏电阻的特性 3 1.实验原理 4 闭合电路欧姆定律，用欧姆表进行测量和观察. 5 2.实验器材 6 半导体热敏电阻、多用电表、温度计、铁架台、烧杯、凉水和热水. 7 3.实验步骤 8 (1)按图1连接好电路，将热敏电阻绝缘处理； 9 10 图1 11 (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12 的阻值，并记下温度计的示数； 13 (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14 和多用电表测量的热敏电阻的阻值； 15 (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. 16
4.数据处理 17 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. 18 19 图2 20 5.实验结论 21 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. 22 6.注意事项 23 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24 同，并同时读出水温. 25 二、研究光敏电阻的光敏特性 26 1.实验原理 27 闭合电路欧姆定律，用欧姆表进行测量和观察. 28 2.实验器材 29 光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器、导线、电源. 30 3.实验步骤 31 (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32 多用电表置于“×100”挡； 33
34 图3 35 (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； 36 (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37 表表盘指针显示光敏电阻阻值的情况，并记录； 38 (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，39 并记录. 40 4.数据处理 41 根据记录数据分析光敏电阻的特性. 42 5.实验结论 43 (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； 44 (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. 45 6.注意事项 46 (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47 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； 48 (2)欧姆表每次换挡后都要重新进行欧姆调零. 49 50 命题点一温度传感器的应用 51
高中物理专题-实验十一：传感器的简单应用
高中物理专题-实验十一：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. 考点一热敏电阻的原理及应用 [典例1]用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻R T，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R T和两个适当的固定电阻R1、R2连成如图实-11-1虚线框内所示的电路，以使电路的等效电阻R L的阻值随R T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，他采用伏安法测量在不同温度下R L的阻值，测量电路器材如图实-11-2所示，图中的电压表内阻很大。R L的测量结果如表所示。 图实-11-1
高中物理必修一实验专题
高考物理必修一实验专题 姓名：班级： 【题型一、研究匀变速直线运动】 1、在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中： (1)除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有________。(填选项代号) A.电压合适的50 Hz交流电源 B.电压可调的直流电源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平 (2)实验过程中，下列做法正确的是________。 A.先接通电源，再使纸带运动 B.先使纸带运动，再接通电源 C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处 D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 (3)如图所示为一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有4个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6共7个计数点，测出1、2、3、4、5、6点到0点的距离如图所示(单位：cm)。由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度大小V4＝ ________ m/s，小车的加速度大小为_m/s2。(保留2位有效数字) 2、某同学在做“小车速度随时间变化规律”的实验，细线一端与小车相连，另一端绕过定滑轮悬挂钩码，通过打点计时器和纸带记录了小车的运动情况。 (1)实验中除了电磁打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长直轨道、细线、钩码、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的有________(填选项代号) A. 220 V、50 Hz 交流电源 B.电压可调的直流电源 C.4-6 V、50 Hz 交流电源 D. 刻度尺 E. 秒表 F. 天平 (2)实验过程中，下列操作正确的是___________(填选项代号) A. 将接好纸带的小车停在靠近滑轮一端 B. 将接好纸带的小车停在靠近打点计时器一端 C. 先释放小车，再接通电源 D. 先接通电源，再释放小车
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。
高中物理《传感器及其工作原理》学案11 新人教版选修3-2
第六章 传感器 第一节 传感器及其工作原理 【知能准备】 传感器： 传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等_________量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等________量，或转换为电路的通断。把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。 传感器一般由敏感元件和输出部分组成，通过敏感元件获取外界信息并转换_______信号，通过输出部分输出，然后经控制器分析处理。 常见的传感器有：__________、____________、_____________、___________、力传感器、气敏传感器、超声波传感器、磁敏传感器等。 常见传感器元件： （1）光敏电阻：光敏电阻的材料是一种半导体，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好，光敏电阻能够把__________这个光学量转换为电阻这个电学量。它就象人的眼睛，可以看到光线的强弱。 （2）金属热电阻和热敏电阻：金属热电阻的电阻率随温度的升高而_________，用金属丝可以制作___________。它能把___________这个热学量转换为________这个电学量。 热敏电阻的电阻率则可以随温度的升高而_______或_________。与热敏电阻相比，金属热电阻的___________好，测温范围___________，但_____________较差。 （3）电容式位移传感器能够把物体的__________这个力学量转换为______这个电学量。 （4）霍尔元件能够把_______________这个磁学量转换为电压这个电学量 【同步导学】 一、疑难分析 1．光敏电阻：光敏电阻的材料是一种半导体，无光照射时，载流子极少，导电性能能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好，即光敏电阻值随光照增强而减小。光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻大小这个电学量。 2．热敏电阻：用半导体材料制成，其电阻随温度变化明显，温度升高电阻减小，如图－1为某一热敏电阻－温度特性曲线。热敏电阻的灵敏度较好。 3．金属热电阻：有些金属的电阻率随温度的升高而增大， 这样的电阻也可以制作温度传感器。金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大。 4．霍尔元件：如图－2所示，在一个很小的矩形半导体薄片上，制作四个 电极C 、D 、E 、F ，就制成为一个霍尔元件。霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。 霍尔电压：d IB k U H = 其中k 为比例系数，称为霍尔系数，其大 小与薄片的材料有关。一个霍尔元件的厚度d 、比例系数k 为定值，再保持I 恒定，则电压UH 的变化就与B 成正比，因此，霍尔元件又称磁敏元件。 二、方法点拨 霍尔效应的原理：外部磁场使运动的载流子受到洛仑兹力，在导体板的一侧聚集，在导体板的另一侧会出现多余的另一种电荷，从而形成横向的电场；横向电场对电子施加与洛仑兹力相反的静电力，当静电力与洛仑兹力达到平衡时，导体板两侧会形成稳定的电压. 设图中CD 方向长度为L2，则：qvB L U q H =2 图－2 图－1
高一物理实验题解题方法归纳
高一物理实验题解题方法归纳 实验，是自然科学的研究方法之一，高中物理实验是解决物理问题的一种途径，学好高中物理实验的复就至关重要。下面是给大家带来的高一物理实验题方法，希望能帮助到大家! 高一物理实验题方法1 常用的高中物理实验方法之控制变量法 在高中物理实验中，常有多个因素在变化，造成规律不易表现出来，这时可以先控制一些物理量不变，依次研究某一个因素的影响和利用。控制变量法是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。 常用的高中物理实验方法之等效替代法 等效替代法是在保证某种效果相同的前提下，将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理实验问题和物理实验过程来研究和处理的方法。等效替代法是物理方法既是科学家研究问题的方法，也是高中学生在学习物理中常用的方法。 常用的高中物理实验方法之累积法
爱高中物理实验中把某些难以用常规仪器直接准确测量的物理量用累积的方法，将小量变大量，不仅可以便于测量，而且还可以提高测量的准确程度，减小误差。 常用的高中物理实验方法之放大法 对于高中物理实验中微小量或小变化的观察，可采用放大的方法。例如游标卡尺、放大镜、显微镜等仪器都是按放大原理制成的。 高一物理实验题方法2 解题技巧1.对于多体问题，要正确选取研究对象，善于寻找相互联系 选取研究对象和寻找相互联系是求解多体问题的两个关键。选取研究对象需根据不同的条件，或采用隔离法，即把研究对象从其所在的系统中抽取出来进行研究;或采用整体法，即把几个研究对象组成的系统作为整体来进行研究;或将隔离法与整体法交叉使用。 解题技巧2.对于多过程问题，要仔细观察过程特征，妥善运用物理规律 观察每一个过程特征和寻找过程之间的联系是求解多过程问题的两个关键。分析过程特征需仔细分析每个过程的约束条件，如物体的受力情况、状态参量等，以便运用相应的物理规律
高中物理必修1实验专题复习
必修一实验专题复习 本学期我们学习了研究匀变速直线运动、探究弹力和弹簧伸长的关系、验证力的平行四边形定则、探究加速度与力和质量的关系四个实验。我们要掌握这四个实验的实验器材的使用、实验原理的理解和实验方法的迁移运用。 实验一：探究匀变速直线运动 必会内容： 1．打点计时器:计时仪器，电源频率50Hz,每隔0.02 s 打一次点． 2．打点计时器的工作条件 (1)电磁打点计时器：6 V 以下交流电源． (2)电火花计时器：220 V 交流电源． 3．纸袋的处理： （1）．判断物体运动情况 a.如果 123....x x x ===则物体做匀速直线运动． b.如果213243.....x x x x x x k -=-=-==(常数)，则物体做匀变速直线运动． （2）．求加速度 a.“逐差法”求加速度，即41123x x a T -=,52223x x a T -=,63323x x a T -=然后取平均值，即123 3a a a a ++=，这样使所给数据全部得到利用，以提高准确性． b.“图象法”求加速度，即由“平均速度法”求出多个点的速度，画出v －t 图，直线的斜率即为加速度． (3)．“平均速度法”求速度 利用匀变速运动中点时刻的瞬时速度等于该段的平均速度，即1 2n n n x x v T ++=，如图所示． 4.释放小车前，应使小车停在靠近打点计时器的位置。应先接通电源，后释放小车。在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地或小车与滑轮碰撞．实验后先断开电源，后取下纸带。 5.在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条直线，让各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧． 例：在做“研究匀变速直线运动”的实验中： (1)实验室提供了以下器材：打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸、弹簧测力计．其中在本实验中不需要的器材是______． (2)如图所示，是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的时间间隔T ＝0.02 s ，其中s 1＝7.05 cm 、s 2＝7.68 cm 、s 3＝8.33 cm 、s 4＝8.95 cm 、s 5＝9.61 cm 、s 6＝10.26 cm.