2011届物理一轮复习课件：10.3 实验：传感器的简单使用
合集下载
高考物理一轮复习 10.3实验 传感器的简单使用课件
ppt精选
4
2．其工作过程如下图所示：
ppt精选
5
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、开关、导线 等．
ppt精选
6
四、实验过程 1．研究热敏电阻的热敏特性 (1)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 ；
【答案】 (1)见解析图 (2)见解析图 (3)115.0 mA 5.00 V 43.5 Ω 64.0 ℃
ppt精选
26
本实验主要考查伏安法测电阻整体电路的连线、根据数据 画图线及基本仪器的读数，主要难点在于精确画出RL－t图线， 考查了学生动手能力以及运用图线处理数据的能力.
ppt精选
27
考向二 光敏电阻的特性及其应用
ppt精选
9
②在右图坐标系中，
粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线． 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
ppt精选
10
2．研究光敏电阻的光敏特性 (1)实验步骤
①将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按如右图所 示电路连接好，其中多用电表置于“×100”挡；
ppt精选
21
(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图 (丁)、(戊)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________．
ppt精选
22
【思维启迪】 看清题中所给电路的构成；仔细分析表中 的数据；按仪表的读数规则读数．
高考一轮复习：10.3《实验11传感器的简单使用》ppt课件
要有一个“调零”的过程。仔细审题,题目中有很多重要的暗示,挖掘这些 信息即是我们解决问题的关键。“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
成正比的输出电出电压 U = km g。题目要求“力电转换器的输入电压可 调,并且使电压的调节范围尽可能大”,这就暗示我们滑动变阻器必须使用
随着恒温箱内温度升高,热敏电阻 R 的阻值变小,则线圈中的电流变大, 当线圈的电流大于或等于 20 mA 时,继电器的衔铁被吸到下方来,则恒温箱 加热器与电源断开,加热器停止工作,恒温箱内温度降低。随着恒温箱内温
度降低,热敏电阻 R 的阻值变大,则线圈中的电流变小,当线圈的电流小于 20 mA 时,继电器的衔铁又被释放到上方,则恒温箱加热器又开始工作,这样就 可以使恒温箱内保持在某一温度。要使恒温箱内的温度保持在 50 ℃,即
次数 待测量 温度/℃ 电阻/Ω
第十章
实验11:传感器的简单使用
8-8-
一二三四五
(6)在如图所示坐标系中,粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图象。
(7)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。
第十章
实验11:传感器的简单使用
9-9-
一二三四五
置,叫传感器。 2.组成 一般由敏感元件、转换器件、转换电路三个部分组成。 3.原理 通过对某一物理量敏感的元件,将感受到的物理量按一定规律转换成
便于测量的量。例如,光电传感器利用光敏电阻将光信号转换成电信号;热 电传感器利用热敏电阻将温度信号转换成电信号。
第十章
实验11:传感器的简单使用
4-4-
2.研究光敏电阻的光敏特性 (1)将光电传感器、欧姆表、灯泡、滑动变阻器按如图所示电路连接好, 其中多用电表置于欧姆“×100”挡。
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
成正比的输出电出电压 U = km g。题目要求“力电转换器的输入电压可 调,并且使电压的调节范围尽可能大”,这就暗示我们滑动变阻器必须使用
随着恒温箱内温度升高,热敏电阻 R 的阻值变小,则线圈中的电流变大, 当线圈的电流大于或等于 20 mA 时,继电器的衔铁被吸到下方来,则恒温箱 加热器与电源断开,加热器停止工作,恒温箱内温度降低。随着恒温箱内温
度降低,热敏电阻 R 的阻值变大,则线圈中的电流变小,当线圈的电流小于 20 mA 时,继电器的衔铁又被释放到上方,则恒温箱加热器又开始工作,这样就 可以使恒温箱内保持在某一温度。要使恒温箱内的温度保持在 50 ℃,即
次数 待测量 温度/℃ 电阻/Ω
第十章
实验11:传感器的简单使用
8-8-
一二三四五
(6)在如图所示坐标系中,粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图象。
(7)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。
第十章
实验11:传感器的简单使用
9-9-
一二三四五
置,叫传感器。 2.组成 一般由敏感元件、转换器件、转换电路三个部分组成。 3.原理 通过对某一物理量敏感的元件,将感受到的物理量按一定规律转换成
便于测量的量。例如,光电传感器利用光敏电阻将光信号转换成电信号;热 电传感器利用热敏电阻将温度信号转换成电信号。
第十章
实验11:传感器的简单使用
4-4-
2.研究光敏电阻的光敏特性 (1)将光电传感器、欧姆表、灯泡、滑动变阻器按如图所示电路连接好, 其中多用电表置于欧姆“×100”挡。
高考物理一轮复习 实验十一 传感器的简单使用课件 沪科版选修3-2
的读数
,记录
。
⑥温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1=
。
⑦逐步降低T1的数值,直至20℃为止;在每一温度下重复步骤
⑤⑥。
精选ppt
15
【解题探究】实验只有一个可以用来测量或观察的电流表,如 何根据题目给出的条件和器材测出不同温度下RT的阻值? 提示：可以用“替代法”,用电流表观察。将RT、R和电流表串 联形成测量电路,因为95℃和20℃时的阻值是已知的,如果实验 初始温度是95℃或20℃,那么在任意温度下,通过调节R均可使 该温度下的电流和初始电路的电流相同,说明两个状态下电路总 电阻相同,那么可以根据初始电路的总电阻和该状态下R的阻值 求出RT的阻值。
精选ppt
10
【实验改进】 对于热敏电阻的特性,可用以下实验进行： 如图所示,将多用电表的选择开关置于“欧姆” 挡,再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏 电阻RT的两端相连,这时表针指在某一刻度,观 察下述操作下的指针偏转情况： 1.往RT上擦一些酒精。 2.用吹风机将热风吹向电阻RT。 根据指针偏转方向判定热敏电阻的特性。
精选ppt
16
【解析】(1)根据所给器材,要测量在不同温度下RT的阻值,只能 将电阻箱、热敏电阻、毫安表与电源串联形成测量电路,如图所 示。
精选ppt
17
(2)依照实验原理电路图连线;调节控温容器M内的温度,使得
RT温度为95℃,此时RT阻值为150Ω,将电阻箱调到适当的阻值,
以保证仪器安全;闭合开关,调节电阻箱,记录毫安表的示数I0,
实 验 十一 传感器的简单使用
精选ppt
1
【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.了解传感器在技术上的简单应用。
高考物理一轮复习 实验十一 传感器的简单使用课件
3.实验器材 铁架台、热敏电阻、光敏电阻、多用电表、烧杯、温度计、 冷水、热水、强光源、学生电源、小灯泡、滑动变阻器、导线、 开关等. 4.实验过程 (1)研究热敏电阻的热敏特性. 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. 光敏电阻在光照加强的条件下，其阻值逐渐____减__小__.
热敏电阻 R 的阻值变大，则线圈中的电流变小，当线圈的电流 小于 20 mA 时，继电器的衔铁又被释放到上方，则恒温箱加热 器又开始工作，这样就可以使恒温箱内保持在某一温度.要使恒 温箱内的温度保持在 50 ℃，即 50 ℃时线圈内的电流为 20 mA.
由闭合电路欧姆定律
I＝
E r＋R＋R′
，r 为继电器的电阻.由题图
实验十一：传感器的简单使用
1.实验目的 (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.
2.实验原理 (1)传感器：传感器是将所感受到的诸如力、热、光、声、 化学成分等__非__电__学__量转换成便于__测__量__的__量_(一般是电压、电 流等电学量)的一类元件. (2)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 S11-1 所 示)
(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 S11-3 甲所示)，则 25 ℃的刻度应在 20 ℃ 的刻度的________(填“左”或“右”)侧.
高考物理一轮总复习 实验十二：传感器的简单使用课件
d 会形成稳c．定的作电用压(：dià霍nyā尔)，元被称件为能霍尔够电把势差磁或感霍应尔电强压度(dià这nyā个)(U(zHh)，èUgHe＝)磁学量转换为电
压这个(zhège)电学量．
第八页，共32页。
3．实验器材
铁架台、热敏电阻、金属热电阻、光敏电阻、电铃或报警
器、多用电表、烧杯、温度计、冷水(lěngshuǐ)、热水、光电计数器、强
第一页，共32页。
2．实验原理
(1)传感器：传感器是将所感受到的诸如(zhūrú)力、热、光、声、
化学成分等非电学量转换成便于测量的量(一般是电压、电流等
电学量)的一类元件．
(2)传感器的一般应用模式：由敏
信息并转换成电信号，通过(tōngguò)输出部
图 S12－1
感分元输件出、转，换然器件后和经转换控电制路三器个分析(fēnxī)处理．(如图 S12－1)
实验十二(shíèr)：传感器的简单使用
1．实验(shíyàn)目的 (1)了解传感器的工作原理、知道(zhī dào)传感器的作用． (2)观察光敏电阻、热敏电阻和金属热电阻的阻值是如何随 光信号和热信号的变化而变化的．
(3)能处理涉及三种类型传感器(光电传感器、热电传感器、 电容式传感器)问题．
化规律，再结合变压器及电路的相关规律如闭合电路欧姆定律
第十八页，共32页。
【触类旁通】
1．如图 S12－8 所示是一火警报警电路(diànlù)的示意图．其
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
阻随温度升高而减小．值班室的显示器为电路(diànlù)
中报警的器电两流端表电，压电U源的两变极化之(b间iàn接hu一à)情报况警是器(．) 当传
加速度等)转化为电学信号(电压(diànyā)、电流等)的仪器． b．作用：把力学信号(位移、速度、加速度等)转化为电学
压这个(zhège)电学量．
第八页，共32页。
3．实验器材
铁架台、热敏电阻、金属热电阻、光敏电阻、电铃或报警
器、多用电表、烧杯、温度计、冷水(lěngshuǐ)、热水、光电计数器、强
第一页，共32页。
2．实验原理
(1)传感器：传感器是将所感受到的诸如(zhūrú)力、热、光、声、
化学成分等非电学量转换成便于测量的量(一般是电压、电流等
电学量)的一类元件．
(2)传感器的一般应用模式：由敏
信息并转换成电信号，通过(tōngguò)输出部
图 S12－1
感分元输件出、转，换然器件后和经转换控电制路三器个分析(fēnxī)处理．(如图 S12－1)
实验十二(shíèr)：传感器的简单使用
1．实验(shíyàn)目的 (1)了解传感器的工作原理、知道(zhī dào)传感器的作用． (2)观察光敏电阻、热敏电阻和金属热电阻的阻值是如何随 光信号和热信号的变化而变化的．
(3)能处理涉及三种类型传感器(光电传感器、热电传感器、 电容式传感器)问题．
化规律，再结合变压器及电路的相关规律如闭合电路欧姆定律
第十八页，共32页。
【触类旁通】
1．如图 S12－8 所示是一火警报警电路(diànlù)的示意图．其
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
阻随温度升高而减小．值班室的显示器为电路(diànlù)
中报警的器电两流端表电，压电U源的两变极化之(b间iàn接hu一à)情报况警是器(．) 当传
加速度等)转化为电学信号(电压(diànyā)、电流等)的仪器． b．作用：把力学信号(位移、速度、加速度等)转化为电学
高考物理大一轮复习 实验十一 传感器的简单使用课件
次数
待测量
123456
温度(℃)
电阻(Ω)
• (3)改变水的温度，多次测量水的温度和热敏电阻的阻值， 记录在表格中，把记录的数据画在R－T图中，得图线如图 乙所示．
• 2．研究光敏电阻的光敏特性 • (1)将光电传感器、多用电表、灯泡、滑 • 动变阻器按右图所示电路连接好，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
解析
考点二 光敏电阻的实际应用
• (1)光敏电阻的阻 值随光照变化的曲 线见解析
• 光敏电阻的阻值随 光的照度的增大非 线性减小
• (2)电路原理图见 解析图
• (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．
答案的伏解安析特性曲线． • 见解析
考点二 光敏电阻的实际应用
• 【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：
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．
• 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
光照强度 弱 中 强 无光照射
•
阻值(Ω)
•
高考物理一轮复习课件专题十实验十一传感器的简单使用
用于温室大棚环境监控系统， 监测室内温度变化，自动调节 通风、加热等设备，保持适宜 生长环境。
光照传感器
用于植物工厂和温室大棚补光 系统，根据室内光线强弱自动 调节灯光亮度和时间，促进植 物生长。
PH值传感器
用于水产养殖和水质监测系统 ，实时监测水体PH值变化，控
制水质平衡和饲料投放量。
07
总结回顾与拓展延伸
数据分析
1. 绘制温度随时间变化的曲线图；
2. 分析温度曲线的变化趋势和特点；
3. 结合实验目的和要求，对实验结果进行评估和讨论。
04
实验十一：简单使用压 力传感器
实验目的与要求
了解压力传感器的原 理及工作特性；
学会利用压力传感器 测量压力变化，并对 实验数据进行处理和 分析。
掌握压力传感器的使 用方法；
实验器材准备和连接方法
压力传感器一只； 数据采集器一台； 计算机一台；
实验器材准备和连接方法
01
连接导线若干。
02
连接方法
03
1. 将压力传感器通过连接导线与数据采集 器相连；
04
2. 将数据采集器与计算机连接，确保通讯 正常。
数据采集、处理及分析过程
1. 打开计算机上的数据采集软件，设置合适的 采样频率和采样时间；
1. 对处理后的数据进行统计 分析，提取有用信息。
3. 根据实验结果，得出结论 并提出改进意见或建议。
06
传感器在生活中的应用 案例
智能家居系统中应用
温度传感器
用于智能空调、智能暖 气等设备，实时监测室 内温度，并根据设定值
自动调节。
湿度传感器
用于智能加湿器、除湿 器等设备，根据室内湿 度变化自动调节，保持
光照传感器
用于植物工厂和温室大棚补光 系统，根据室内光线强弱自动 调节灯光亮度和时间，促进植 物生长。
PH值传感器
用于水产养殖和水质监测系统 ，实时监测水体PH值变化，控
制水质平衡和饲料投放量。
07
总结回顾与拓展延伸
数据分析
1. 绘制温度随时间变化的曲线图；
2. 分析温度曲线的变化趋势和特点；
3. 结合实验目的和要求，对实验结果进行评估和讨论。
04
实验十一：简单使用压 力传感器
实验目的与要求
了解压力传感器的原 理及工作特性；
学会利用压力传感器 测量压力变化，并对 实验数据进行处理和 分析。
掌握压力传感器的使 用方法；
实验器材准备和连接方法
压力传感器一只； 数据采集器一台； 计算机一台；
实验器材准备和连接方法
01
连接导线若干。
02
连接方法
03
1. 将压力传感器通过连接导线与数据采集 器相连；
04
2. 将数据采集器与计算机连接，确保通讯 正常。
数据采集、处理及分析过程
1. 打开计算机上的数据采集软件，设置合适的 采样频率和采样时间；
1. 对处理后的数据进行统计 分析，提取有用信息。
3. 根据实验结果，得出结论 并提出改进意见或建议。
06
传感器在生活中的应用 案例
智能家居系统中应用
温度传感器
用于智能空调、智能暖 气等设备，实时监测室 内温度，并根据设定值
自动调节。
湿度传感器
用于智能加湿器、除湿 器等设备，根据室内湿 度变化自动调节，保持
高考物理一轮总复习 实验 传感器的简单使用课件 新人教版
第三十四页，共45页。
4.如图所示，一热敏电阻RT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RT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RT的阻值。 (1)在图中画出连线，完成实验(shíyàn)原理电路图。 (2)完成下列实验(shíyàn)步骤中的填空：
第八页，共45页。
二、研究光敏电阻的光敏特性 1.实验步骤 （1）将光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动(huádòng)变阻器按如图所 示电路连接好，并将多用电表置于“×100”挡；
第九页，共45页。
（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(diànyuán)，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。
第三十六页，共45页。
【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(shíyàn)原理是当电路的电流相等时，外电路的总电阻相 等，所以95 ℃和T1时电路的总电阻相等，有150 Ω＋R0＝RT1＋ R1，即RT1＝R0－R1＋150 Ω。
第二十四页，共45页。
光敏电阻RP(符号
，阻值见图表)
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(qízhōng)
之一并在图中标出)；开关S及导线若干。
第二十五页，共45页。
4.如图所示，一热敏电阻RT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RT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RT的阻值。 (1)在图中画出连线，完成实验(shíyàn)原理电路图。 (2)完成下列实验(shíyàn)步骤中的填空：
第八页，共45页。
二、研究光敏电阻的光敏特性 1.实验步骤 （1）将光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动(huádòng)变阻器按如图所 示电路连接好，并将多用电表置于“×100”挡；
第九页，共45页。
（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(diànyuán)，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。
第三十六页，共45页。
【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(shíyàn)原理是当电路的电流相等时，外电路的总电阻相 等，所以95 ℃和T1时电路的总电阻相等，有150 Ω＋R0＝RT1＋ R1，即RT1＝R0－R1＋150 Ω。
第二十四页，共45页。
光敏电阻RP(符号
，阻值见图表)
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(qízhōng)
之一并在图中标出)；开关S及导线若干。
第二十五页，共45页。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
次数
待测量
温度(℃) 电阻(Ω)
(6)在图10-3-2坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变 化的图线。 (7)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。
图10-3-2
2.研究光敏电阻的光敏特性。 (1)将光电传感器、多用电表、灯泡、滑动变阻器按如 图10-3-3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； 图10-3-3 (4)用手掌(或黑纸)遮光时电阻值又是多少？并记录； (5)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。
【答案】当天亮时，光线照射光敏电阻A。其阻值迅速减小，控制回路电流 增大，继电器B工作，吸住衔铁使触点断开，路灯熄灭。当夜晚降临，光线变暗， 光敏电阻A的阻值增大，控制回路电流减小，弹簧将衔铁拉起，触点接通，路灯 点亮。
热点二
传感器的应用
【例2】如图10-3-9所示为某种电子秤的原理示 意图，AB为一均匀的滑动电阻器，阻值为 R，长度为L，两边分别有P1、P2两个滑动 头。P1可在竖直绝缘光滑的固定杆MN上保 持水平状态而上下自由滑动。弹簧处于原长 时，P1刚好指着A端。P1与托盘固定相连， 若P1、P2间出现电压时，该电压经过放大， 通过信号转换后在显示屏上可显示物体重 图10-3-9 力的大小，已知弹簧的劲度系数为k，托盘 自身质量为m0，电源电动势为E，内阻不计， 当地的重力加速度为g，求： (1)托盘尚未放物体时，在托盘自身重力作用下，P1离A的距离x1； (2)托盘上放有质量为m的物体时，P1离A的距离x2； (3)在托盘上未放物体时通常先校准零点，试推想校准零点的方法？ 校准零点后，将物 体m放在托盘上，试推导出物体质量m与P1、P2间电 压U之间的函数关系式。
。
(3)①因电源电压不够而输出电压调不到零；② 待测物体质量超出转换器量程。
某同学为了测量一物体的质量，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10-3-10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。现有下列器材：力电转换器、质量为m0的砝码、电 压表、滑动变阻器、干电池各一个，开关及导线若干，待测物体(可置于力电转换 器的受压面上)。 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，并且使电压的调节范 围尽可能大，在图10-3-11的方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。 (3)请设想实验中可能会出现的一个问题。
可解得：
kL m U gE
R L
Lk
。
【名师支招】本题背景内容新颖、形式灵活，这是现今高考的趋势之一。有的 同学因读不透材料、得不到相关的信息而坠入云里雾中。题目意在考查学生对所学 知识的理解能力、对实际问题的分析和判断能力、对图象信息的提取和加工能力。
演 稿
示 1
文
2 3 等 后
申博 申博sunbet官网 压叀夻
热点一 光敏电阻的应用
【例1】［2009年高考山东理综卷］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： 照度(lx) 电阻(kΩ) 0.2 75 0.4 40 0.6 28 0.8 23 1.0 20 1.2 18
m0U 【答案】(1)设计的电路图如图所示。 U0 m
图10-3-10
(2)测量步骤与结果： ①调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零； ②将砝码放在转换器上，记下输出电压U0； ③将待测物放在转换器上，记下输出电压0
测得U=kmg，所以
m0 g
(1)根据表中数据，请在给定的坐标系(图10-3-4)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。 (2)如图10-3-5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： 图10-3-5 图10-3-4 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。
光照强度 阻值(Ω) 弱 中 强 无光照射
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，光强减 弱，电阻变大。 五、注意事项 1.烧杯中加水改变温度时，要等待温度稳定后再测热敏电阻的阻值。并同时 读取温度值。 2.欧姆表每次换挡后都要重新调零。 3.调节灯泡亮度时，注意不要超过其额定电压。
四、实验步骤 1.研究热敏电阻的热敏特性。 (1)按图10-3-1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 图10-3-1 值，并记录； (5)根据记录数据，把测量到的温度、电阻值填入下表中，分析热敏电阻的 特性。
即
2 32 20 R
R=10 kΩ
即与RP串联的电阻应选R1=10 kΩ。
光敏电阻在各种自动化装置中有很多 应用，比如用于街道路灯的自动控制。 图10-3-8为模拟电路，其中A为光敏电 阻，B为电磁继电器，C为照明电路， D为路灯，请连成正确的电路，达到 日出灯熄，日落灯亮的效果。
图10-3-8
一、实验目的 1.了解传感器的工作过程，探究敏感元件的特性。 2.能够简单使用传感器。 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、光敏电阻、烧杯、温度计、热水、多用电表、小灯泡、学生电源、 开关、滑动变阻器、铁架台、导线若干。
【解析】(1)弹簧处于原长时，P1刚好指着A端，在托盘自身重力作 用下(托盘自身质量为m0)，P1离A的距离为x1，由力学平衡知识得： m0 g m0g=kx1，所以x1= ； k ( m0 m ) g (2)由受力分析可知：m0g+mg=kx2得:x2= ； k (3)其方法是：调节P2，使P2离A的距离也为x1，从而使P1、P2间电 压为零。 当托盘上放有质量为m的物体时，P1离P2的距离为 mg x2 -x1= 。 k 滑动变阻器与电源组成的电路中电流恒定，电源内阻不计，由闭合 E 电路欧姆定律可知，I= 。 R E R Emg P1、P2间电压U=IR12= ( x2 x1 ) ，
【解析】(1)光敏电阻随光照度变化的曲线如图10-3-6所示，其特点 是：光敏电阻的阻值随光照度的增大非线性减小。
图10-3-6
图10-3-7
(2)当光照度降至1.0(lx)时，光敏电阻的阻值为RP=20 kΩ，设计原理 图如图10-3-7所示。根据欧姆定律与串联电阻的分压
U 12 E U 12 Rp R
待测量
温度(℃) 电阻(Ω)
(6)在图10-3-2坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变 化的图线。 (7)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。
图10-3-2
2.研究光敏电阻的光敏特性。 (1)将光电传感器、多用电表、灯泡、滑动变阻器按如 图10-3-3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； 图10-3-3 (4)用手掌(或黑纸)遮光时电阻值又是多少？并记录； (5)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。
【答案】当天亮时，光线照射光敏电阻A。其阻值迅速减小，控制回路电流 增大，继电器B工作，吸住衔铁使触点断开，路灯熄灭。当夜晚降临，光线变暗， 光敏电阻A的阻值增大，控制回路电流减小，弹簧将衔铁拉起，触点接通，路灯 点亮。
热点二
传感器的应用
【例2】如图10-3-9所示为某种电子秤的原理示 意图，AB为一均匀的滑动电阻器，阻值为 R，长度为L，两边分别有P1、P2两个滑动 头。P1可在竖直绝缘光滑的固定杆MN上保 持水平状态而上下自由滑动。弹簧处于原长 时，P1刚好指着A端。P1与托盘固定相连， 若P1、P2间出现电压时，该电压经过放大， 通过信号转换后在显示屏上可显示物体重 图10-3-9 力的大小，已知弹簧的劲度系数为k，托盘 自身质量为m0，电源电动势为E，内阻不计， 当地的重力加速度为g，求： (1)托盘尚未放物体时，在托盘自身重力作用下，P1离A的距离x1； (2)托盘上放有质量为m的物体时，P1离A的距离x2； (3)在托盘上未放物体时通常先校准零点，试推想校准零点的方法？ 校准零点后，将物 体m放在托盘上，试推导出物体质量m与P1、P2间电 压U之间的函数关系式。
。
(3)①因电源电压不够而输出电压调不到零；② 待测物体质量超出转换器量程。
某同学为了测量一物体的质量，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10-3-10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。现有下列器材：力电转换器、质量为m0的砝码、电 压表、滑动变阻器、干电池各一个，开关及导线若干，待测物体(可置于力电转换 器的受压面上)。 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，并且使电压的调节范 围尽可能大，在图10-3-11的方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。 (3)请设想实验中可能会出现的一个问题。
可解得：
kL m U gE
R L
Lk
。
【名师支招】本题背景内容新颖、形式灵活，这是现今高考的趋势之一。有的 同学因读不透材料、得不到相关的信息而坠入云里雾中。题目意在考查学生对所学 知识的理解能力、对实际问题的分析和判断能力、对图象信息的提取和加工能力。
演 稿
示 1
文
2 3 等 后
申博 申博sunbet官网 压叀夻
热点一 光敏电阻的应用
【例1】［2009年高考山东理综卷］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： 照度(lx) 电阻(kΩ) 0.2 75 0.4 40 0.6 28 0.8 23 1.0 20 1.2 18
m0U 【答案】(1)设计的电路图如图所示。 U0 m
图10-3-10
(2)测量步骤与结果： ①调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零； ②将砝码放在转换器上，记下输出电压U0； ③将待测物放在转换器上，记下输出电压0
测得U=kmg，所以
m0 g
(1)根据表中数据，请在给定的坐标系(图10-3-4)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。 (2)如图10-3-5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： 图10-3-5 图10-3-4 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。
光照强度 阻值(Ω) 弱 中 强 无光照射
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，光强减 弱，电阻变大。 五、注意事项 1.烧杯中加水改变温度时，要等待温度稳定后再测热敏电阻的阻值。并同时 读取温度值。 2.欧姆表每次换挡后都要重新调零。 3.调节灯泡亮度时，注意不要超过其额定电压。
四、实验步骤 1.研究热敏电阻的热敏特性。 (1)按图10-3-1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 图10-3-1 值，并记录； (5)根据记录数据，把测量到的温度、电阻值填入下表中，分析热敏电阻的 特性。
即
2 32 20 R
R=10 kΩ
即与RP串联的电阻应选R1=10 kΩ。
光敏电阻在各种自动化装置中有很多 应用，比如用于街道路灯的自动控制。 图10-3-8为模拟电路，其中A为光敏电 阻，B为电磁继电器，C为照明电路， D为路灯，请连成正确的电路，达到 日出灯熄，日落灯亮的效果。
图10-3-8
一、实验目的 1.了解传感器的工作过程，探究敏感元件的特性。 2.能够简单使用传感器。 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、光敏电阻、烧杯、温度计、热水、多用电表、小灯泡、学生电源、 开关、滑动变阻器、铁架台、导线若干。
【解析】(1)弹簧处于原长时，P1刚好指着A端，在托盘自身重力作 用下(托盘自身质量为m0)，P1离A的距离为x1，由力学平衡知识得： m0 g m0g=kx1，所以x1= ； k ( m0 m ) g (2)由受力分析可知：m0g+mg=kx2得:x2= ； k (3)其方法是：调节P2，使P2离A的距离也为x1，从而使P1、P2间电 压为零。 当托盘上放有质量为m的物体时，P1离P2的距离为 mg x2 -x1= 。 k 滑动变阻器与电源组成的电路中电流恒定，电源内阻不计，由闭合 E 电路欧姆定律可知，I= 。 R E R Emg P1、P2间电压U=IR12= ( x2 x1 ) ，
【解析】(1)光敏电阻随光照度变化的曲线如图10-3-6所示，其特点 是：光敏电阻的阻值随光照度的增大非线性减小。
图10-3-6
图10-3-7
(2)当光照度降至1.0(lx)时，光敏电阻的阻值为RP=20 kΩ，设计原理 图如图10-3-7所示。根据欧姆定律与串联电阻的分压
U 12 E U 12 Rp R