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一轮复习实验十一探究半导体热敏电阻的热敏特性

实验十一　探究半导体热敏电阻的热敏特性

考纲解读 1.知道什么是传感器，知道光敏电阻和热敏电阻的作用.2.能够通过实验探究光敏电阻和热敏电阻的特性.3.了解常见的各种传感器的工作原理、元件特性及设计方案．

基本实验要求Ⅰ

研究热敏电阻的特性

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、烧杯、凉水和热水．

3．实验步骤

(1)按实验原理图连接好电路，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1坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线．

图1

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其阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温．

基本实验要求Ⅱ

研究光敏电阻的光敏特性

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．

3．实验步骤

(1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器如实验原理图所示电路连接好，其中多用电表置于无线收发器“×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)遮光时，观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录．

4．数据处理

电动粉扑

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调零.

考点一　温度传感器的应用

例1　如图2所示，图甲为热敏电阻的R－t图像，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，继电器的电阻为100 Ω.当线圈的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈供电的电池的电动势E＝9.0 V，内阻不计．图中的“电源”热流道模具是恒温箱加热器的电源．

图铁水包2

(1)应该把恒温箱内的加热器接在________(填“A、B端”或“C、D端”)．

(2)如果要使恒温箱内的温度保持在50℃，可变电阻R′的阻值应调节为________Ω.

解析　恒温箱内的加热器应接在A、B端．当线圈中的电流较小时，继电器的衔铁在上方，恒温箱的加热器处于工作状态，恒温箱内温度升高．

随着恒温箱内温度升高，热敏电阻R的阻值变小，则线圈中的电流变大，当线圈的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸到下方来，则恒温箱加热器与电源断开，加热器停止工作，恒温箱内温度降低．随着恒温箱内温度降低，热敏电阻R的阻值变大，则线圈中的电流变小，当线圈的电流小于20 mA时，继电器的衔铁又被释放到上方，则恒温箱加热器又开始工作，这样就可以使恒温箱内保持在某一温度．要使恒温箱内的温度保持在50°C，即50°C时线圈内的电流为20 mA.由闭合电路欧姆定律I＝，r为继电器的电阻．由题图甲可知，50°C时热敏电阻的阻值为90 Ω，所以R′＝－(r测试网页游戏＋R)＝260 Ω.

答案　(1)A、B端　(2)260

考点二　光电传感器的应用

例2　为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统．光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)．某光敏电阻ROS在不同照度下的阻值如下表所示：

照度(lx)	0.2	0.4	0.6	0.8	1.0	1.2
电阻(kΩ)	75	40	28	23	20	18

(1)根据表中数据，请在图3给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点．

图3

图4

(2)如图4所示，当1、2两端所加电压上升至2 V时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路给1、2两端提供电压，要求当天渐暗、照度降低至1.0 lx时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图．(不考虑控制开关对所设计电路的影响)

提供的器材如下：

光敏电阻ROS(符号，阻值见上表)

直流电源E(电动势3 V，内阻不计)；

定值电阻：R1＝10 kΩ，R2＝露天看台20 kΩ ，R3＝40 kΩ (限选其中之一并在图中标出)

开关S及导线若干．

解析　(1)根据表中的数据，在坐标系中描点连线，得到如图所示的变化曲线．

由图可知阻值随照度变化的特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小．

(2)因天渐暗、照度降低至1.0 lx时启动照明系统，此时光敏电阻阻值为20 kΩ，两端电压为2 V，电源电动势为3 V，故应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10 kΩ，即选用R1.此电路的原理图如图所示．

本文发布于:2024-09-22 01:15:29，感谢您对本站的认可！

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