2022届高考物理一轮突破实验十六利用传感器制作简单的自动控制装置

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实验十六　利用传感器制作简单的自动控制装置　　　　　　

实验目的和器材实验原理

实验目

的

1.认识热敏电阻、光敏电阻等传

感器中的敏感元件。

2.了解传感器在自动控制装置中

的应用。

1.闭合电路的欧姆定律,用多用电表

的欧姆挡进行测量和观察。

2.工作过程如图

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、继电

器、滑动变阻器、开关、导线等

【实验过程】

1.研究热敏电阻的特性:

(1)按实验原理图甲连接好电路,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。

(5)画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线。

(6)根据实验数据和 R-t 图线,分析得到热敏电阻的特性。

2.研究光敏电阻的光敏特性:

(1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按实验原理图乙所示连接好电路,

其中多用电表置于“×100 Ω”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;

光照强度弱中强无光照射

阻值/Ω

(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

指针指示电阻阻值的情况,并记录;

(4)用手掌(或黑纸)遮光时,观察多用电表表盘指针指示电阻阻值的情况,并记录。

(5)数据处理

根据记录的数据分析光敏电阻的特性。

【误差分析】

1.温度计读数带来的误差。

2.多用电表读数带来的误差。

3.热敏电阻水温不同所带来的误差。

4.作R-t 图象所带来的误差。

【注意事项】

1.在研究热敏电阻的特性实验中,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。

2.研究光敏电阻的光敏特性实验中,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来达到实验目的。

3.欧姆表每次换挡后都要重新进行欧姆调零。

教材原型实验

【典例 1】小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值 R随温度 t的变化关系。

已知该金属电阻在常温下的阻值约 10 Ω,R 随t的升高而增大。实验电路如图所

示,控温箱用以调节金属电阻的温度。

实验时闭合 S,先将开关 S1与1端接触,调节金属电阻的温度,分别记下温度

t1、t2……和电流表的相应示数 I1、I2……。然后将开关 S1与2端接触,调节电阻

箱使电流表的示数再次为 I1、I2……,分别记下电阻箱相应的示数 R1、R2……。

(1)有以下两种电流表,实验电路中应选用　　　　　。 î

A.量程 0～100 mA,内阻约 2 Ω

B.量程 0～0.6 A,内阻可忽略

(2)实验过程中,要将电阻箱的阻值由 9.9 Ω 调节至 10.0 Ω,需旋转图中电阻箱的旋

钮“a”“b”“c”,正确的操作顺序是　　　　　　。 î

① 将旋钮 a由“0”旋转至“1”

② 将旋钮 b由“9”旋转至“0”

③将旋钮 c由“9”旋转至“0”

(3)实验记录的 t和R的数据见表格:

温度 t/℃ 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0

阻值 R/Ω 9.6 10.4 11.1 12.1 12.8

请根据表中数据,在方格纸上作出 R-t 图线。

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