第8章 第7讲 传感器的简单使用—2021届高中物理一轮复习讲义(机构)

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2025-01-10
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第7讲 传感器的使用
一、传感器的工作原理
1.概念:能够感受外界信息,并将其按照一定的规律转换成电信号的器件或装置,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.
4.流程:
考点一 热敏电阻的原理及应用
例1、某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性。现有器材:直流恒流电源(在正常工作状态下输
出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等。
(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性,请你在实物图上连线。
(2)实验的主要步骤:
① 正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并记录电源输出的电流值;
② 在保温容器中添加少量热水,待温度稳定后,闭合开关, , ,
断开开关;
③ 重复第②步操作若干次,测得多组数据。
(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值,并据此绘得 Rt 关系图线,请根据图线写出该
热敏电阻的 Rt 关系式:R=_______+______t(Ω)。
变式 1.(2018·广东佛山一中模拟)如图甲表示某电阻 R随摄氏温度 t变化的关系,图中 R0表示 0
℃时的电阻,K表示图线的斜率。若用该电阻与电池(E,r)、电流表 Rg、变阻器 R′串连起来,
连接成如图乙所示的电路,用该电阻做测温探头,把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度,于是
就得到了一个简单的“电阻测温计”。
(1)实际使用时要把电流表的刻度值改为相应的温度刻度值,若温度 t1<t2,则 t1的刻度应在 t2的_
_______侧(填“左”或“右”)。
(2)在标识“电阻测温计”的温度刻度时,需要弄清所测温度和电流的对应关系。请用 E、R0、K
等物理量表示所测温度 t与电流 I的关系式:t=_____________________________。
(3)由(2)知,计算温度和电流的对应关系,需要测量电流表的内阻(约为 200 Ω)。已知实验
室有下列器材:A.电阻箱(0~99.99 Ω);B.电阻箱(0~999.9 Ω);C.滑动变阻器(0~20
Ω);D.滑动变阻器(0~20 kΩ)。此外,还有电动势合适的电源、开关、导线等。
请在方框内设计一个用“半偏法”测电流表内阻 Rg的电路;
在这个实验电路中,电阻箱应选________;滑动变阻器应选________。(只填代码)
变式 2.(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
(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 Rt、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。在图 1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
考点二 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)0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
电阻(kΩ)75 40 28 23 20 18
摘要:
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第7讲传感器的使用 一、传感器的工作原理1.概念:能够感受外界信息,并将其按照一定的规律转换成电信号的器件或装置,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.4.流程:考点一热敏电阻的原理及应用例1、某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性。现有器材:直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等。(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化...
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Voltage-Controlled High-Bandwidth Terahertz Oscillators Based On Antiferromagnets Mike A. Lund1Davi R. Rodrigues2Karin Everschor-Sitte3and Kjetil M. D. Hals1 1Department of Engineering Sciences University of Agder 4879 Grimstad Norway5.9 玖币0人下载
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