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
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.
T
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),并说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．
谈谈高中物理实验的途径和方法
谈谈高中物理实验的途径和方法 1.开放实验室 2．最大限度地利用实验室器材，做到一物多用 二. 注重开发和利用社会实验资源 开发和利用社会实验资源，对课程目标的实现，和促进学生的个性发展，具有重要意义，这也符合课标要求：在国家教育部颁获是课堂教学所不能替代的。 三. 在校园文化资源中开发物理实验资源 校园文化的形式是多种多样的，这个多样性为实验资源的开发和利用提供了广阔的空间。只要我们用心发掘校园文化资源中的潜在价值，就能够慧眼识珍珠，摆脱实验资源缺乏的困扰，使我们在实验资源的开发与利用中，开阔眼界，拓宽思路，使校园文化在教育教学中发挥更大作用。 四. 利用现代技术促进物理实验资源的开发和利用 中学教学的理念和教学手段具有鲜明的时代性,科技的发展，时代的进步一定会在教学中得到体现。随着信息技术在教育教学中的广泛应用,通过信息技术和课程的整合,把各种教学资源、各个教学要素和教学环节进行组合，促进教学模式的根本变革，已经成为一个重要的课题。利用现代技术促进物理实验资源的开发和利用，我们提供以下几个途径，供大家参考：一是多媒体技术在物理实验中的应用，二是智能物理实验室，三是利用网络资源的实验探究，四是数字化
实验室与传感器的应用，五是利用计算机快速处理实验数据。 1.多媒体技术在物理实验中的应用 多媒体在实验教学中的应用是现代教育技术在实验中应用 的一个重要方面。多媒体系统可整合大量的信息，在我们教学中合理地使用多媒体技术，必然加快学习的进程，从而提高教学的效率。能促进学生对知识的理解，激发学生学习的兴趣，使学生学习活动处于积极状态.吴颖：由于物体自由下落的速度太快，只用肉眼观察是无法比较两个轻重不同的物体下落的快慢，利用现代技术的慢动作播放，学生就能很清楚地看到了轻重不同的两个物体下落是一样快的，实验的结论非常清晰明确。在学生建构知识的过程当中，由于多媒体技术的有效应用，帮助我们向学生提供了非常有价值的素材。 2. 智能物理实验室 《智能物理实验室》是一个实验器材完备的综合虚拟实验室，在这里学生可以亲自动手创建物理模型，进行模拟实验。在物理课的学习中适当地使用这类软件，不但可以丰富学生对于物理情境的感性认识，深化对科学规律的理解，而且对于中学实验室中不能完成的那些实验，这类软件的意义更为重要，是真实实验室的有益补充。 3. 利用网络资源的实验探究
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高中物理实验 力学实验 1、互成角度的两个共点力的合成 2、测定匀变速直线运动的加速度（含练习使用打点计时器） 3、验证牛顿第二定律 4、研究平抛物体的运动 5、验证机械能守恒定律 6、碰撞中的动量守恒 7、用单摆测定重力加速度 8、探究弹力和弹簧伸长的关系 9、探究动能定理 1、互成角度的两个共点力的合成 [实验目的] 验证力的合成的平行四边形定则。 [实验原理] 此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的效果（即：使橡皮条在某一方向伸长一定 的长度），看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等，如果在 实验误差允许范围内相等，就验证了力的平行四边形定则。 [实验器材] 木板一块，白纸，图钉若干，橡皮条一段，细绳套，弹簧秤两个，三角板，刻度尺，量角器 等。 [实验步骤] 1．用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的方木板上。 2．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，用两条细绳套结在橡皮条的另一端。 3．用两个弹簧秤分别钩住两个细绳套，互成一定角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O（如图所示）。 4．用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向，并记录弹簧秤的读数。在白纸上按比例作出两个弹簧秤的拉力F1和F2的图示，利用刻度尺和三角板，根椐平行四边形定则用画图法求出合力F。 5．只用一个弹簧秤，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O，记下弹簧秤的读数和细绳的方向。按同样的比例用刻度尺从O 点起做出这个弹簧秤的拉力F'的图示。 6．比较F'与用平行四边形定则求得的合力F，在实验误差允许的范围内是否相等。 7．改变两个分力F1和F2的大小和夹角。再重复实验两次，比较每次的F与F'是否在实验误差允许的范围内相等。 [注意事项] 1．用弹簧秤测拉力时，应使拉力沿弹簧秤的轴线方向，橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内。 2．同一次实验中，橡皮条拉长后的结点位置O必须保持不变。 [例题] 1．在本实验中，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位置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．在实验中，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，把橡皮条的结点拉到O点D．实验中，把橡皮条的结点拉到O点时，两弹簧之间的夹角应取90°不变，以便于算出合力的大小 答案：ACD 2．做本实验时，其中的三个实验步骤是： （1）在水平放置的木板上垫一张白张，把橡皮条的一端固定在板上，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点和两弹簧秤的读数F1和F2。 （2）在纸上根据F1和F2的大小，应用平行四边形定则作图求出合力F。 （3）只用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与用两个弹簧秤拉时相同，记下此时弹簧秤的读数F'和细绳的方向。 以上三个步骤中均有错误或疏漏，指出错在哪里？ 在（1）中是________________。 在（2）中是________________。 在（3）中是________________。 答案：本实验中验证的是力的合成，是一个失量的运算法则，所以即要验证力大小又要验证力的方向。弹簧秤的读数是力的大小，细绳套的方向代表力的方向。 （1）两绳拉力的方向；（2）“的大小”后面加“和方向”；（3）“相同”之后加“使橡皮条与绳的结点拉到O点” 2、测定匀变速直线运动的加速度（含练习使用打点计时器） [实验目的] 1．练习使用打点计时器，学习利用打上点的纸带研究物体的运动。 2．学习用打点计时器测定即时速度和加速度。 [实验原理] 1．打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，它每隔0.02s打一次点（由于电源频 率是50Hz），纸带上的点表示的是与纸带相连的运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上 点之间的间隔，就可以了解物体运动的情况。 2．由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法：如图所示，0、1、2……为时间间隔相等的各计数点，s1、s2、s3、……为相邻两计数点间的距离，若△s=s2-s1=s3-s2=……=恒量，即若连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。 3．由纸带求物体运动加速度的方法：
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 ,
物理实验活动手册
欧姆定律与惠司同电桥 一实验目的 1. 练习电路的连接﹐并熟悉安培计﹑伏特计﹑可变电阻及电源供应器的使用方法。 2. 利用“安培计－伏特计法”﹐测量待测金属的电阻﹐并验证欧姆定律。 3. 利用“惠司同电桥”测量电阻。 二实验原理 一﹑欧姆定律 德国科学家欧姆（Georg Simon Ohm﹐1787 ～1854）于1826 年实验发现﹐在温度一定的情况下﹐金属两端的电位差（V）与通过的电流（I）成正比﹐后人称此关系为欧姆定律。而V与I之比例常数称为金属导体的电阻（R）﹐欧姆定律的数学式可表示为 R＝V I＝定值 根据欧姆定律﹐改变金属导体两端的电压﹐并测量其电流﹐将所得的数据作图﹐可得一条通过原点的直线﹐如图7-1。 图7-1线性导体的I-V图
我们利用伏特计测量电位差（V）﹐利用安培计测量电流（I）。伏特计须与待测电路并联﹐安培计须与待测电路串联。而在测量电阻时﹐可以利用伏特计与安培计同时测量流经电阻之电位差与电流﹐其电路的接法有以下两种﹐分别适用于高电阻和低电阻的测量。 (1) 高电阻法（如图7-2） 安培计量得的电流I为实际流经电阻R的电流﹐伏特计量得的电位差V为电阻R与安培计内电阻r A的电位差之和﹐即 V＝IR＋Ir A 所以经测量所推算的电阻R′＝V I＝R＋r A﹐表示量得的电阻值R′为待测电阻R与r A串 联之后的等效电阻。但若R＞＞r A﹐则R′＝R＋r A～～?R﹐表示所测量之电阻值R′可代表待测电阻R 之值﹐此种接法适用于待测电阻远大于安培计的电阻时（学校实验室安培计的电阻约为10－2Ω）。 图7-2测量高电阻的电路图 (2) 低电阻法（如图7-3） 伏特计量得的电位差V为电阻两端的电位差；但安培计量得的电流I﹐为包含流经电阻的电流I R与流经伏特计之电流I V的总和﹐即 I＝I R＋I V＝V R＋ V r V
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
高中物理实验手册
首届北京市中小学教职工实验技能比赛 培训手册 (中学物理单项) 目录 第一章基本物理实验仪器使用规范 (1) 第一节力学实验仪器得使用规范 (1) 一、托盘天平得使用规范 (1) 二、刻度尺得使用规范 (1) 三、游标卡尺得使用规范 (2) 四、螺旋测微计得使用规范 (2) 五、弹簧秤得使用规范 (3) 六、打点计时器得使用规范 (3) 七、气垫导轨得使用规范 (4) 八、量筒得使用规范 (4) 第二节热学实验仪器使用规范 (5) 一、温度计得使用规范 (5) 二、酒精灯得使用规范 (5) 第三节光学实验仪器使用规范 (6) 一、透镜得使用规范 (6) 二、干涉仪得使用规范 (6) 第四节电学实验仪器使用规范 (7) 一、学生电源得使用规范 (7) 二、电流表得使用规范 (7) 三、电压表得使用规范 (8) 四、滑动变阻器得使用规范 (8) 第二章中学物理实验操作规范 (11) 第一节零位调整 (11) 第二节水平、铅直调整 (11) 第三节消除读数装置得空程误差 (11) 第四节仪器得初态与安全位置 (12) 第五节逐次逼近调整 (12) 第六节消视差调节 (12)
第三章中学物理实验数据处理规范 (13) 第一节误差分析 (13) 一、偶然误差处理 (13) 二、系统误差处理 (14) 第二节有效数字及其运算规则 (14) 一、仪器正确测读得原则 (14) 二、关于“0”得问题 (14) 三、数值表示得标准形式 (15) 第三节数据处理方法 (15) 一、列表法 (15) 二、作图法 (15) 三、逐差法 (16) 四、最小二乘法 (17) 附录1:中学物理典型实验(初中物理部分) (17) 一、二力平衡 (17) 二、做功过程就就是能量转化或转移得过程 (18) 三、阿基米德定律 (19) 四、不同物质得比热容不同 (20) 五、探究焦耳定律 (21) 六、滑动变阻器得构造及使用 (21) 七、探究电流与电压、电阻得关系 (22) 八、平面镜成像特点 (24) 九、反射定律 (25) 十、研究凸透镜成像规律 (26) 附录2:中学物理典型实验(高中物理部分) (27) 一、验证力得合成得平行四边形定则 (27) 二、牛顿第二定律 (28) 三、验证机械能守恒定律 (29) 四、光得折射定律 (30) 五、描绘小灯泡得伏安特性曲线 (32) 六、用电流表与电压表测电池得电动势与内电阻 (33) 七、用单摆测定重力加速度 (35) 八、研究自由落体运动得规律 (37) 九、变压器电压与匝数关系 (38) 十、传感器得简单使用 (40)
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 → → → →
高中物理基本实验汇总
高中物理实验汇总 实验一：、探究匀变速直线运动的规律（含练习使用打点计时器） 1， 装置图与原理：小车在勾码拉动下作 运动，通过研究纸带可以探究小车运动规律 2，打点计时器是一种使用 电源的计时仪器，电源的频率是 ，电火花打点计时器使用 V 电压，电磁打点计时器使用 V 电压。 3，在某次“练习使用打点计时器”实验中，其中一段打点纸带如图所示，A 、B 、C 、D 是连续打出的四个点．由图中数据可知，纸带的运动是 运动，其中连接勾码的应该是 端 3，纸带处理方法： ★求B 点瞬时速度的方法： ★求加速度的方法： ★ 本实验注意点：1，长度肯定不是国际单位！ 2，留意相邻计数点间究竟有几个0.02s 2，本实验需要平衡摩擦力吗？ 实验二：探究力的合成的平行四边形定则 1， 装置图与原理：用两个力可以把结点拉到O 位置，用一个力也能把结点 拉到O 点，即它们的 相同。本实验要验证力的合成是否满足平行四边形。图中用平行四边形法作出的合力实验值是 ，实际由等效替代得到的合力真实值是 ，和橡皮绳肯定一直线的是 。 2，主要实验步骤： （1）在水平放置的木板上垫一张 ，把橡皮条的一端固定在板上， 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， 使结点达到某一位置O 点，此时需要记下 。 （2）在纸上根据 ，应用 求出合力F 。 （3）只用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条，使 ， 此时需要记下 。 （4）如果比较发现 ，则说明力的合成 满足平行四边形定则。 3，本实验注意点： 实验时橡皮绳、细绳、弹簧秤要和白纸 ，拉力大小、两个力夹角要 ，确定拉力方向 时描下的两个点距离要 实验三：探究加速度与力、质量的关系 1， 原理：本实验用到的科学方法是 （1）保持 不变，探究 的关系 （2）保持 不变，探究 的关系 2，装置：重物作用是 纸带作用是 3，实验前首先 重物，适当倾斜木板直到 轻推小车运动后纸带上的点 为 止，本步骤称为 ，目的是让小车受的外力等于 4，绳子拉力理论上大小为F= 为方便改变拉力，还应该满足 ，则可认为F= F 2
高中物理实验总结【最新完整版】
★知识结构： 1
2/14 方法指导： 物理是以实验为基础的科学，实验能力是物理学科的重要能力，物理高考历来重视考查实验能力。 一、基本实验的复习 要应对各类实验试题，包括高层次的实验试题，唯一正确的方法是把要求必做的学生实验真正做懂、 做会，特别是在实验原理上要认真钻研，对每一个实验步骤都要问个为什么，即不但要记住怎样做，更应 该知道为什么要这样做．对基本的实验，复习过程中要注意以下六个方面的问题： （ 1）实验原理 中学要求必做的实验可以分为 4 个类型：练习型、测量型、验证型、探索型．对每一种类型都要把原 理弄清楚． 应特别注意的问题：验证机械能守恒定律中不需要选择第一个间距等于2mm的纸带．这个实验的正确实验步骤是先闭合电源开关，启动打点计时器，待打点计时器的工作稳定后，再释放重锤，使它自由落下，同时纸带打出一系列点迹．按这种方法操作，在未释放纸带前，打点计时器已经在纸带上打出点迹，但都 打在同一点上，这就是第一点．由于开始释放的时刻是不确定的，从开始释放到打第二个点的时间一定小 于 0.02s ，但具体时间不确定，因此第一点与第二点的距离只能知道一定小于2mm（如果这段时间恰等于0.02s ，则这段位移s=gt2/2=(10× 0.022/2)m=2× 10-3m=2mm），但不能知道它的确切数值，也不需要知道 它的确切数值．不论第一点与第二点的间距是否等于2mm，它都是从打第一点处开始作自由落体运动的，
3/14 因此只要测量出第一点O 与后面某一点P 间的距离h，再测出打P 点时的速度v，如果： gh≈ () ，就算验证了这个过程中机械能守恒． （ 2）实验仪器 要求掌握的实验仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器（千分尺）、天平、停表（秒表）、打点计 时器（电火花计时仪）、弹簧秤、温度表、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱，等等。对 于使用新教材的省市，还要加上示波器等。对这些仪器，都要弄清其原理、会正确使用它们，包括测量仪 器的正确读数。 （ 3）实验装置 对电学实验主要指电路图。 下面几个是应特别注意的： ①验证牛顿第二定律的实验，如何平衡摩擦力是关键。 ②研究平抛物体的运动及碰撞中的动量守恒的实验，这两个实验都要使用斜槽轨道，让小球从轨道上 端无初速滚下，然后平抛出去，在安装装置时要注意保证轨道末端必须水平，如果实验要进行多次，每次 小球应从同一高度处下落，因此应有一个挡板。 ③验证机械能守恒定律的实验，要用铁架台并用夹子固定纸带，这样在开启打点计时器而未释放重锤 前，能保证打出的点迹在同一点上，若像课本上的实验装置图那样，用手握住纸带，开启打点计时器而未 释放纸带前，会由于手的抖动而打出一“堆”点，从而无法准确找出第一个点（即自由落体运动起始位置）。 ④用单摆测重力加速度的实验，在安装单摆时要注意悬点的固定，随便拴一个结系在铁架台的横梁上 是不可取的，因为悬点不确定，就不是单摆，并且摆长值也无法准确测量。 ⑤有关电路的电学实验要注意安培表的外接与内接，制流与分压电路的选择，电表内阻的影响，等等。 （4）实验步骤 复习实验步骤时不能靠死背结论，而要与实验原理联系起来，要多问问自己，为什么要按这样的步骤操作？把某些实验步骤交换一下是否可以？省掉某个步骤行不行？等等。 （ 5）实验数据的处理 重要的有打点计时器纸带的处理方法（如分析是不是匀速运动或匀变速直线运动、如果是匀变速运动，如何求某时刻的速度、如何求加速度等）；解方程求解未知量、用图像处理数据（把原来应该是曲线关系 的通过改变坐标轴的量或单位而变成线性关系，即变成直线，是重要的实验能力）。 （6）实验误差的定性分析 中学阶段不要求进行定量的误差分析，但对主要误差的产生原因、系统误差是偏大还是偏小等，应能
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
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考点预测 物理实验是高考的主要内容之一．《考试大纲》就高考物理实验共列出19个考点，其中力学8个、热学1个、电学8个、光学2个．要求会正确使用的仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧测力计、温度表、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等，并且对实验误差问题提出了更明确的要求． 《考试大纲》中的实验与探究能力要求 二、实验题的主要特点 物理实验年年考，年年有变化．从近年的实验题来看，其显著特点体现在如下两个方面． (1)从简单的背诵实验转向分析、理解实验 实验原理是物理实验的灵魂．近年来，高考物理实验题既不是简单地回答“是什么”，也不是背诵“该怎样”，而是从物理实验情境中理解“为什么”，通过分析推理判断“确实是什么”，进而了解物理实验的每一个环节． (2)从既定的课本学生实验转向变化的创新实验 只有创新，试题才有魅力；也只有变化，才能永葆实验考核的活力．近年来，既定刻板的学生实验已经从高考物理实验题中淡出，取而代之的是学生尚未接触过的要通过解读物理原理的新颖实验(如应用性、设计性、专题性实验等)．创新的实验题可以使能力考核真正落到实处． 要点归纳
1．等效法 等效法是科学研究中常用的一种思维方法．对一些复杂问题采用等效法，可将其变换成理想的、简单的、已知规律的过程来处理，常使问题的解决得以简化．因此，等效法也是物理实验中常用的方法．如在“验证力的平行四边形定则”的实验中，要求用一个弹簧秤单独拉橡皮条时，要与用两个互成角度的弹簧秤同时拉橡皮条时产生的效果相同——使结点到达同一位置O，即要在合力与两分力等效的条件下，才能找出它们之间合成与分解时所遵循的关系——平行四边形定则．又如在“验证动量守恒定律”的实验中，用小球的水平位移代替小球的水平速度；在“验证牛顿第二定律”的实验中，通过调节木板的倾斜度使重力的分力抵消摩擦力而等效于物体不受摩擦力作用．还有，电学实验中电流表的改装、用替换法测电阻等，都是等效法的应用． 2．转换法 将某些不易显示、不易直接测量的物理量转化为易于显示、易于测量的物理量的方法称为转换法(间接测量法)．转换法是物理实验常用的方法．如：弹簧测力计是把力的大小转换为弹簧的伸长量；打点计时器是把流逝的时间转换成振针的周期性振动；电流表是利用电流 在磁场中受力，把电流转化为指针的偏转角；用单摆测定重力加速度g是通过公式T＝2πL g
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