1、确山二高 年级 学科共案时 间： 星 期：主 备 人： 使用人：【教学主题】实验：传感器的简单使用【教学目标】1.探究热敏电阻、光敏电阻的特性，了解传感器的工作原理2.了解传感器在技术上的应用【知识梳理】1实验目的(1)探究热敏电阻、光敏电阻的特性，了解传感器的工作原理(2)了解传感器在技术上的应用2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
2、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：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、滑动变阻器、开关、导线等1研究热敏电阻的热敏特性(1)实验步骤按右图所示连接好电路，将热敏电阻绝缘处理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)数据处理根据记录数据，把测量到的温度、电阻值填入下
3、表中，分析热敏电阻的特性.2研究光敏电阻的光敏特性(1)实验步骤将光电传感器、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的欧姆挡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.3注意事项(1)在做热敏实验时，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(2)在做光敏实验时，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
4、上小孔改变射到光敏电阻上的光的多少(3)欧姆表每次换挡后都要重新进行欧姆调零【典型例题】1.(多选) (2015年镇江模拟)如图所示的电路中，当半导体材料做成的热敏电阻浸泡到热水中时，电流表示数增大，则说明()A热敏电阻在温度越高时，电阻越大B热敏电阻在温度越高时，电阻越小C半导体材料温度升高时，导电性能变差D半导体材料温度升高时，导电性能变好解析：电流表的示数增大，说明电路中的电流增大，电阻减小，所以这个热敏电阻的电阻率是随温度的升高而减小的；电阻率减小，电阻值在其他条件不变时减小，导电性能变好，故选项B、D正确答案：BD2(多选)利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况，如
5、图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光传感器B能接收到发光元件A发出的光，每当工件挡住A发出的光时，光传感器就输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙所示若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为0.2 m，则下列说法正确的是()A传送带运动的速度是0.1 m/sB传送带运动的速度是0.2 m/sC该传送带每小时输送3 600个工件D该传送带每小时输送7 200个工件解析：从题图乙可以知道每间隔1秒的时间光传感器就输出一个电信号，而在这一段时间内传送带运动了两个工件之间的距离，所以传送带运动的速度是v m/s0.2 m/s.故A错误，B正确；传送带每小时传送的距离为s
6、vt0.23 600 m，工件个数为n3 600个，故C正确，D错误答案：BC3.如下图所示，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将电表的两支表笔分别与光敏电阻RT的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的中央若用不透光的黑纸将RT包裹起来，表针将向_(选填“左”或“右”)转动；若用手电筒光照射RT，表针将向_(选填“左”或“右”)转动解析：光敏电阻受光照越强，电阻越小，所以用不透光的黑纸将RT包起来，电阻增大，指针左偏，若用手电筒光照射RT，电阻减小，表针将向右偏答案：左右4(2015年长宁质检)温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性工作的如图甲所示
7、，电源的电动势E9.0 V，内阻不计；G为灵敏电流计，内阻Rg保持不变；R为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图乙所示闭合开关S，当R的温度等于20 时，电流表示数I12 mA时；电流表的示数I23.6 mA时，热敏电阻的温度是_.解析：从题图乙查得t20 时，R的阻值为4 k.由EI1(RRg)得RgR k4 k0.5 k；当I23.6 mA时，设热敏电阻的阻值为R，则RRg k0.5 k2 k，从题图乙查得此时对应的温度t2120 .答案：1205如图所示，图甲为热敏电阻的Rt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，继电器的电阻为100 .当线圈的电流大于或等于2
8、0 mA时，继电器的衔铁被吸合为继电器线圈供电的电池的电动势E9.0 V，内阻不计图中的“电源”是恒温箱加热器的电源(1)应该把恒温箱内的加热器接在_(填“A、B端”或“C、D端”)(2)如果要使恒温箱内的温度保持在50 ，可变电阻R的阻值应调节为_.解析：恒温箱内的加热器应接在A、B端当线圈中的电流较小时，断电器的衔铁在上方，恒温箱的加热器处于工作状态，恒温箱内温度升高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
9、，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，r为继电器的电阻由题图甲可知，50 时热敏电阻的阻值为90 ，所以R(rR)260 .答案：(1)A、B端(2)2606一些材料的电阻随温度的升高而变化如图甲是由某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象，若用该电阻与电池(电动势E1.5 V，内阻不计)、电流表(量程为5 mA，内阻不计)、电阻箱R串联起来，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
10、刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”(1)电流刻度较大处对应的温度刻度_(选填“较大”或“较小”)；(2)若电阻箱阻值R150 ，当电流为5 mA时对应的温度数值为_.解析：(1)由题图甲可知，温度升高，电阻阻值增大，电路中电流减小，因此电流刻度较大处对应的温度刻度较小(2)电流为5 mA时，电路总电阻为300 ，电阻箱阻值R150 ，则R150 ，由题图甲得对应的温度为50 .答案：(1)较小(2)507利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器，一般体积很小，可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精确度高(1)如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成
11、一个电路，其他因素不变，只要热敏电阻所处区域的温度降低，电路中电流将变_(选填“大”或“小”)(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 (如图甲所示)，则25 的刻度应在20 的刻度的_(选填“左”或“右”)侧(3)为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度变化，请用图乙中的器材(可增加元器件)设计一个电路解析：(1)因为负温度系数热敏电阻温度降低时，电阻增大，故电路中电流会减小(2)由(1)的分析知，温度越高，电流越大，25 的刻度应对应较大电流，故在20 的刻度的右侧(3)电路如图所示答案：(1)小(2)右(3)图见解析