【物理教案】2021江苏高考物理：第十一章第3讲传感器的简单使用

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第3讲　传感器的简单使用

一、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)按图 1连接好电路；

图1

(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 2坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线．

图2

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热敏电阻阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读

出水温．

二、光敏电阻的特性

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

光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器、导线、电源．

图3

3．实验步骤

(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

示光敏电阻阻值的情况，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光敏电阻阻值的情况，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

照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进行欧姆调零.

例1　(2016·全国卷Ⅰ·23)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温

度达到或超过 60 ℃时，系统报警．提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电

流超过 Ic时就会报警)，电阻箱(最大阻值为 999.9 Ω)，直流电源(输出电压为 U，内阻不计)，

滑动变阻器 R1(最大阻值为 1 000 Ω)，滑动变阻器 R2(最大阻值为 2 000 Ω)，单刀双掷开关一

个，导线若干．

在室温下对系统进行调节，已知 U约为 18 V，Ic约为 10 mA；流过报警器的电流超过 20 mA

时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在 60 ℃时阻值为 650.0 Ω.

(1)在图 4中完成待调节的报警系统原理电路图的连线．

图4

(2)电路中应选用滑动变阻器________(填“R1”或“R2”)．

(3)按照下列步骤调节此报警系统：

①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为________Ω；滑

动变阻器的滑片置于______(填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是________．

②将开关向______(填“c”或“d”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至________．

(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用．

答案　(1)见解析图　(2)R2

(3)①650.0　b　接通电源后，流过报警器的电流会超过 20 mA，报警器可能损坏　②c　报

警器开始报警

解析　(1)先用电阻箱替代热敏电阻，连接成闭合回路进行调试．电路图连接如图所示．

(2)当电路中电流 Ic＝10 mA 时，根据闭合电路欧姆定律有 Ic＝，解得 R总＝1 800 Ω，此时热

敏电阻的阻值为 650.0 Ω，则滑动变阻器的阻值为 1 150 Ω，所以滑动变阻器选 R2.

(3)①当热敏电阻阻值达到 650.0 Ω 时，报警器就会报警，用电阻箱替代热敏电阻进行调节，

应把电阻箱的阻值调到 650.0 Ω.若接通电源后电路中的电流过大(超过 20 mA)，报警器就会

损坏，电流越小越安全，所以为了电路安全，闭合开关前滑片应置于 b端．

②用电阻箱替代热敏电阻进行调试，应将开关向 c端闭合，开关闭合后要减小电路中的电

阻直至报警器开始报警．

变式 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5上连线．

图5

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