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实验十一 传感器的简单应用

一、研究热敏电阻的热敏特性

[基本要求]

[数据处理]

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 待测量 温度(℃) 电阻(Ω) 1 2 3 4 5 6 2.在如图所示的坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线.

[实验结论]

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.

二、研究光敏电阻的光敏特性

[基本要求]

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[数据处理]

把记录的数据填入下表中，根据记录数据分析光敏电阻的特性.

光照强度 电阻(Ω) 弱 中 [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.

[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.

考向1 温度传感器的应用

[典例1] (2016·新课标全国卷Ⅰ)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)完成待调节的报警系统原理电路图的连线.

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(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；滑动变阻器的滑片应置于 (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. [解题指导] 从提供的单刀双掷开关可以看出，当开关与c接通时，应形成一个完整的电路，以便对系统进行调节.当调节完成后，只要将开关与d接通，就可以用于报警.

由报警电流推算回路中的总电阻值，便可大致确定滑动变阻器的最小阻值，从而确定选用哪一个变阻器.

[解析] (1)根据题述，应该采用滑动变阻器的限流接法，连接的电路如答案图所示.(2)根据题述，流过报警器的工作电流超过10 mA时，报警器就会报警，可知滑动变阻器的最大阻值至少为R＝＝U18

Ω＝1 800 Ω，因此在电路中应选用最大阻值为2 000 Ω的滑

Ic10×10－3

动变阻器R2.(3)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，这一阻值为热敏电阻在60 ℃时的阻值，即650.0 Ω；滑动变阻器的滑片应置于接入电路的阻值最大处，即b端附近，不能置于另一端的原因是：若置于a端，则导致闭合开关后，报警器中电流大于20 mA，报警器可能损坏.②将开关向c端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至报警器开始报警.

[答案] (1)连线如图所示 (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

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