1、实验探究： 热敏电阻的原理及应用,1.基础知识,2.典例剖析,4.创新实验,3.跟踪训练,第十章 交变电流 传感器,一、基础知识,1.基础知识,热敏电阻、多用电表、温度计、铁架台、烧杯、冷水、热水、导线等,【实验目的】,1认识热敏电阻的特性 2了解传感器在技术上的简单应用,【实验器材】,闭合电路的欧姆定律，用欧姆表进行测量和观察,【实验原题】,【实验过程】,一、研究热敏电阻的热敏特性,1在做热敏实验时，加开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 2欧姆表每次换挡后都要重新调零.,二、典例剖析,2. 典例剖析,【例1】一些材料的电阻随温度的升高而变化。如图甲是由某金
2、属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象,若用该电阻与电池(电动势E1.5 V,内阻不计)、电流表(量程为5 mA，内阻不计)、电阻箱R串联起来,连接成如图乙所示的电路,用该电阻做测温探头,把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。,(1)电流刻度较大处对应的温度刻度_；(选填“较大”或“较小”) (2)若电阻箱阻值R150 ，当电流为5 mA时对应的温度数值为_。,50,较小,转解析,解析 (1)由题图甲可知，温度升高，电阻阻值增大，电路中电流减小，因此电流刻度较大处对应的温度刻度较小。 (2)电流为5 mA时，电路总电阻为300 ，电阻箱阻值R150 ，则
3、R150 ，由题图甲得对应的温度为50 。 答案 (1)较小 (2)50,转原题,【备选】 用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻RT，在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线性的某同学将RT和两个适当的固定电阻R1、R2连成图1虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻RL的阻值随RT所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下RL的阻值，测量电路如图所示，图中的电压表内阻很大RL的测量结果如下表所示.,回答下列问题：,图1,(1)根据图1所示的电路，在图2所示的实物图上连线,图1,图2,实物连线如图所示,实物连线中的注意点：R1与RT
4、并联，再与R2串联；滑动变阻器为限流接法；各电表的“+、”极性，开关控制整个电路.,(2)为了验证RL与t之间近似为线性关系，在图3坐标纸上作RL t关系图线,绘图数据：,第一步：描点,第二步：画线,图4,审题析疑,(1)等效电阻RL的阻值可由欧姆定律求出.,(2)环境温度通过绘出的RL -t关系图线找出.,转解析,(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图4所示电流表的读数为_，电压表的读数为_此时等效电阻RL的阻值为_；热敏电阻所处环境的温度约为_,115 mA,5.00 V,43.5 ,64.0 ,图4,转原题,三、跟踪训练,3.跟踪训练,负温度系数热敏电阻随温度的降低，电阻增
5、大；反之随温度的升高，其电阻减小,【跟踪训练】利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器,一般体积很小,可以用来测量很小范围内的温度变化,反应快,且精确度高. (1)如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路,其他因素不变,只要热敏电阻所处区域的温度降低,电路中电流将变_(填“大”或“小”) (2)上述电路中,我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度,就能直接显示出热敏电阻附近的温度.如果刻度盘正中的温度为20 (如图甲所示),则25 的刻度应在20 的刻度的_(填“左”或“右”)侧 (3)为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度变化，请用图乙中的器材(可增加元器件)设计
6、一个电路,小,右,解析显隐,四、创新实验,4.创新实验,【跟踪训练】如图示,一热敏电阻RT放在控温容器M内；A为毫安表,量程6 mA,内阻为数十欧姆；E为直流电源,电动势约为3 V,内阻很小；R为电阻箱,最大阻值为999.9 ,S为开关.已知RT在95 时的阻值为150 ,在20 时的阻值约为550 .现要求在降温过程中测量在20 95 之间的多个温度下RT的阻值. (1)在图中画出连线，完成实验原理电路图。 (2)完成下列实验步骤中的填空： a依照实验原理电路图连线。 b调节控温容器M内的温度，使得RT的温度为95 。 c将电阻箱调到适当的阻值，以保证仪器安全。 d闭合开关,调节电阻箱,记录
7、电流表的示数I0，并记录_。 e将RT的温度降为T1(20 T195 )；调节电阻箱，使得电流表的读数_，记录_。 f温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1_。 g逐步降低T1的数值，直到20 为止；在每一温度下重复步骤e、f。,转解析,仍为I0,电阻箱的读数R1,R0R1150 ,电阻箱的 读数R0,解析 (1)电阻箱的最大阻值与热敏电阻的最大阻值相差不大，因此电阻箱应与热敏电阻串联。 (2)本实验原理是当电路的两种状态的电流相等时，外电路的总电阻相等。 95 和RT时对应的电路的电阻相等，有150R0RTR1，即RTR0R1150 。 答案 (1)实验原理电路图如图所示(2)d.电阻箱的读数R0 e仍为I0 电阻箱的读数R1 fR0R1150 ,转原题,
