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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/Ωb.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。
实验十二传感器的简单使用1．按图连接好电路，将热敏电阻绝缘处理。
2．把多用电表置于“欧姆”挡，并选择适当的倍率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。
1．根据记录数据，把测量到的温度、电阻值填入表中，分析热敏电阻的特性。
次数12345 6待测量温度(℃)电阻(Ω)2．在坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线，如图所示。
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。
1．将光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器等按如图所示电路连接好，其中多用电表置于“欧姆”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。
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。
1．把记录的结果填入表中，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/Ω2．根据实验数据得出结论：光敏电阻在被光照射时阻值发生变化，光照增强电阻变小，光照减弱电阻变大。
1．温度计读数带来的误差：可以选用精度高的温度计并读数三次取平均值。
2．欧姆表的读数带来的误差：可以对同一温度、同一光照强度下的电阻读数三次取平均值。
1．在做研究热敏电阻的特性实验时，加入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，并同时读出水温和电阻值。
2．研究光敏电阻的特性实验中，如果效果不明显，可将光敏电阻部分电路放入带盖的纸盒中，并通过盖上小孔改变照射到光敏电阻上的光的强度。
3．欧姆表每次换挡后都要重新进行欧姆调零。
考点1热敏电阻的应用例1如图所示，图甲为热敏电阻的R-t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，继电器线圈的电阻为150 Ω。
7 实验-传感器的简单使用
传感器担负采集信息的任务，在自动控制、信息处理技术都有很重要的应用。
如：自动报警器、电视摇控接收器、红外探测仪等都离不开传感器传感器是将所感受到的物理量(力热声光)转换成便于测量的量(一般是电学量)的一类元件。
工作过程：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利用的信号，转换后的信号经过相应的仪器进行处理，就可以达到自动控制等各种目的。
热敏电阻，升温时阻值迅速减小；光敏电阻，光照时阻值减小，导致电路中的电流、电压等变化来达到自动控制。
光电计数器
集成电路将晶体管，电阻，电容器等电子元件及相应的元件制作在一块面积很小的半导体晶片上，使之成为具有一定功能的电路，这就是集成电路。
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高中物理实验十二、传感器的简单使用江苏省特级教师 戴儒京一、 实验光敏电阻（课程标准教科书人教版选修3－2第57页）实验原理：当光辐射到光敏电阻的表面，使载流子浓度增加，从而降低了材料的电阻。
两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，从而实现光电转换。
光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可以加直流电压，也可以加交流电压。
图 1将G R 的感光面朝上，然后按图1连接电路，分别用2个电压传感器测量1R 和G R 两端的电压，假设两电压传感器测到的电压分别为1U ，2U ，那么112R U U R G，只要预先知道1R 的大小就能计算出光敏电阻的阻值来。
为了定量地观测光敏电阻的电阻值随光照强度的变化，实验中还需要使用光强传感器同时测量光照的强度。
实验目的： 观察光敏电阻 实验装置：计算机，数据采集器，光强传感器，两个电压传感器，电阻箱，光敏电阻，学生直流电源，导线若干。
实验步骤：1．调节1R 电阻箱的阻值，选择合适的电阻（例如Ω=40001R ），将两个电压传感器与数据采集器的1，2通道连接，把光强传感器连接到3或4通道，然后将数据采集器与计算机连接，进入“TriE iLab ”数字化信息系统；2．把两个电压传感器的两个信号输入端的导线分别短接，对电压传感器进行校零，然后把连接1通道的电压传感器接到1R 两端，把连接2通道的电压传感器接到G R 两端。
3．将光敏电阻的感应面朝上，将光强传感器与光敏电阻放置在一起，打开实验模板“光敏电阻”，在采集间隔和采集时间窗口输入合适的数值，在“公式编辑”中建立物理量电流11R U I =;光敏电阻1122R U U I U R ⋅==； 4．点击“开始”按钮，用一块大的挡光物将光敏电阻附近的光线慢慢挡住，然后再慢慢把挡光物撤掉，观察实验数据曲线，最后结束实验。
实验数据记录与分析：1．光敏电阻的阻值随时间的变化2．光敏电阻的阻值与光照强度的关系此次实验选择14000R=Ω，通过上面的数据曲线可以看出，光照变强以后，电阻的确变小了。
高考物理实验传感器的简单使用(一)实验目的了解传感器的简单应用.(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、多用电表、温度计、水杯、铁架台、光敏电阻、小灯泡(或门铃)、学生用电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线若干.(四)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.。
