1、实验十一：传感器的简单使用一、研究热敏电阻的热敏特性二、研究光敏电阻的光敏特性三、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.光敏实验中，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.3.欧姆表每次换挡后都要重新调零.【基础自测】1.关于光敏电阻，下列说法正确的是()A.受到光照越强，电阻越小B.受到光照越弱，电阻越小C.它的电阻与光照强弱无关D.以上说法都不正确解析：光照增强时，光敏电阻中载流体增多，所以导电能力增强，电阻越小.答案：A2.关于霍尔元件，下列说法正确的是()A.把温度
2、这个热学量转化为电阻这个电学量B.把磁感应强度这个磁学量转化为电压这个电学量C.把力这个力学量转化为电压这个电学量D.把光照这个光学量转化为电阻这个电学量答案：B3.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)B.光敏性D.三种特性都利用自动控制.这是利用半导体的(A.压敏性C.热敏性答案：B4.某学习小组的同学在用多用电表研究热敏特性实验中，安装好如图 S11-1 所示装置.向杯内加入冷水，温度计的示数为20，多用电表选择适当的倍率，读出热敏电阻的阻值 R1.然后向杯内加入热水，温度计的示数为 60，发现多用电表的指)针偏转角度较大
3、，则下列说法正确的是(图 S11-1A.应选用电流挡，温度升高换用大量程测量B.应选用电流挡，温度升高换用小量程测量C.应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率大的挡D.应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率小的挡解析：多用电表与热敏电阻构成的回路中未接入电源故不能用电流表，A、B 均错误；当温度升高时多用电表指针偏转角度较大，说明热敏电阻的阻值变小了，应该换用倍率小的挡，C 错误，D 正确.答案：D考点 1 温度传感器的应用【典题 1】(2020 年新课标卷)已知一热敏电阻当温度从10 升至 60 时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系.所用器材：电源 E、开关S、滑动变
4、阻器 R(最大阻值为 20)、电压表(可视为理想电表)和毫安表(内阻约为 100).(1)在图 S11-2 所给的器材符号之间画出连线，组成测量电路图.图 S11-2(2)实验时，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和毫安表的示数，计算出相应的热敏电阻阻值.若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为 5.5 V 和 3.0 mA，则此时热敏电阻的阻值为_k(保留两位有效数字).实验中得到的该热敏电阻阻值 R 随温度 t 变化的曲线如图 S11-3 甲所示.甲乙图 S11-3(3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下，测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为 2.2 k.由图甲求得，此时室温为_(保
5、留三位有效数字).(4)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器，其电路的一部分如图乙所示.图中，E 为直流电源(电动势为 10 V，内阻可忽略)；当图中的输出电压达到或超过 6.0 V 时，便触发报警器(图中未画出)报警.若要求开始报警时环境温度为 50，则图中_(填“R1”或“R2”)应使用热敏电阻，另一固定电阻的阻值应为_k(保留两位有效数字).解析：(1)滑动变阻器用分压式，电压表可视为理想表，所以用电流表外接.连线如图 D 所示.(3)由题图甲可以直接读得该电阻的阻值为 2.2 k对应的温度为 25.5.(4)温度升高时，该热敏电阻阻值减小，分得电压减少.而温度高时要求输出电压升高，以
6、触发报警，所以 R1 为热敏电阻.由图线可知，温度为 50 时，R10.8 k，由欧姆定律可得 EI(R1R2)，UIR2，代入数据解得 R21.2 k.答案：(1)如图 D100 所示图 D100(2)1.8 (3)25.5(4)R11.2考点 2 光电传感器的应用【典题 2】(2020 年安徽皖江名校联考)如图 S11-4 所示，某同学利用光敏电阻 R(光照越强电阻越小)和电磁继电器设计了一个简单的自动照明系统，天黑时灯泡自动开启，天亮时灯泡自动熄灭.继电器线圈的电阻为 50 ，当线圈中的电流大于10 mA 时，继电器的衔铁被吸合.为继电器供电的电池电动势E1.5 V，内阻可忽略不计，图中
7、的“电源”是为灯泡供电的电源.图 S11-4(1)应该把灯泡接在_(填“A、B 端”或“C、D 端”).(2)已知滑动变阻器 R的最大阻值为 50，下面两种规格的光敏电阻应该选择_(填“甲”或“乙”).光敏电阻甲：白天正午时电阻最小值为 5，完全没有光照时电阻最大值为 300；光敏电阻乙：白天正午时电阻最小值为 2，完全没有光照时电阻最大值为 50.(3)若第(2)问中所选光敏电阻在下午 7 点钟时的阻值为其最的接入电阻应该为_；若想让灯泡开启时间提前，应将滑动变阻器 R的接入电阻调_(填“大”或“小”).解析：(1)当光照较强时，线圈中的电流大，所以白天线圈中的电流是大的，此时线圈中的电流应
8、该大于 10 mA，衔铁吸合，灯泡此时熄灭，所以应该把灯泡接在 A、B 端.(2)已知电池电动势 E1.5 V，当线圈中的电流等于 10 mA时，回路中的总阻值为 150，所以灯泡要想晚上开启，回路中的总阻值得大于 150，因为滑动变阻器 R的最大阻值为50，继电器线圈的电阻为 50，所以光敏电阻接入阻值需要大于 50 时，灯泡才会开启，所以光敏电阻应该选甲.时光敏电阻的阻值为 75，要使此时灯泡刚好自动开启，则滑动变阻器 R的接入电阻 R1505075 25，想让灯泡开启时间提前，说明开启时光敏电阻的阻值比下午 7 点钟时光敏电阻的阻值小，则滑动变阻器 R的接入电阻应调大.答案：(1)A、B
9、 端(2)甲(3)25大考点 3 力电传感器的实际应用【典题 3】货运交通事故往往是由车辆超载引起的，因此我国交通运输部对治理货运超载有着严格规定.监测站都安装有称重传感器，图 S11-5 甲是一种常用的力传感器，由弹簧钢和应变片组成，弹簧钢右端固定，在其上、下表面各贴一个相同的应变片，应变片由金属制成.若在弹簧钢的自由端施加一向下的作用力 F，则弹簧钢会发生弯曲，上应变片被拉伸，下应变片被压缩.力越大，弹簧钢的弯曲程度越大，应变片的电阻变化就越大，输出的电压差U|U1U2|也就越大.已知传感器不受压力时的电阻约为 19，为了准确地测量该传感器的阻值，设计了以下实验，实验原理图如图乙所示.甲乙
10、丙图 S11-5实验室提供以下器材：A.定值电阻 R0(R05)B.滑动变阻器(最大阻值为 2，额定功率为 50 W)C.电流表 A1(0.6 A，内阻 r11)D.电流表 A2(0.6 A，内阻 r2 约为 5)E.直流电源 E1(电动势 3 V，内阻约为 1)F.直流电源 E2(电动势 6 V，内阻约为 2)G.开关 S 及导线若干.(1)外力 F 增大时，下列说法正确的是_.A.上、下应变片电阻都增大B.上、下应变片电阻都减小C.上应变片电阻减小，下应变片电阻增大D.上应变片电阻增大，下应变片电阻减小(2)图乙中、为电流表，其中电流表选_(填“A1”或“A2”)，电源选_(填“E1”或“
11、E2”).(3)为了准确地测量该阻值，在图丙中，将 B、C 间导线断开，并将滑动变阻器与原设计电路的 A、B、C 端中的一些端点连接，调节滑动变阻器，测量多组数据，从而使实验结果更准确，请在图丙中正确连接电路.(4)结合上述实验步骤可以得出该传感器的电阻的表达式为_(A1、A2 两电流表的电流分别用 I1、I2 表示).解析：(1)外力 F 增大时，上应变片长度变长，电阻变大，下应变片长度变短，电阻变小，故选 D.(2)题图乙中的要当电压表使用，因此内阻应已知，故应选电流表 A1；因回路总阻值接近 11，满偏电流为 0.6 A，所以电源电动势应接近 6.6 V，故电源选 E2.(3)滑动变阻器应采用分压式接法，将 B、C 间导线断开，A、B 两端接全阻值，C 端接在变阻器的滑动端，如图 D101 所示.(4)由题图乙知，通过该传感器的电流为 I2I1，加在该传感器两端的电压为 I1r1，故该传感器的电阻为 I1r1I2I1.答案：(1)D (2)A1E2图 D101