实验探究实验探究：热敏电阻的原理及应用热敏电阻的原理及应用1.基础知识基础知识2.典例剖析典例剖析4.创新实验创新实验3.跟踪训练跟踪训练第十章第十章 交变电流交变电流 传感器传感器一、基础知识一、基础知识1.基础知识基础知识热敏电阻、多用电表、温度计、铁架台、烧杯、冷热敏电阻、多用电表、温度计、铁架台、烧杯、冷水、热水、导线等水、热水、导线等【实验目的实验目的】1认识热敏电阻的特性认识热敏电阻的特性2了解传感器在技术上的简单应用了解传感器在技术上的简单应用【实验器材实验器材】闭合电路的欧姆定律，用欧姆表进行测量和观察闭合电路的欧姆定律，用欧姆表进行测量和观察【实验原题实验原题】【实验过程实验过程】一、研究热一、研究热敏电阻的热敏电阻的热敏特性敏特性 注注意意事事项项1在做热敏实验时，加开水后要等在做热敏实验时，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欧姆表每次换挡后都要重新调零.二、典例剖析二、典例剖析2.典例剖析典例剖析【例例1】一一些些材材料料的的电电阻阻随随温温度度的的升升高高而而变变化化。如如图图甲甲是是由由某某金金属属材材料料制制成成的的电电阻阻R随随摄摄氏氏温温度度t变变化化的的图图象象,若若用用该该电电阻阻与与电电池池(电电动动势势E1.5 V,内内阻阻不不计计)、电电流流表表(量量程程为为5 mA，内内阻阻不不计计)、电电阻阻箱箱R串串联联起起来来,连连接接成成如如图图乙乙所所示示的的电电路路,用用该该电电阻阻做做测测温温探探头头,把把电电流流表表的的电电流流刻刻度度改改为为相相应应的的温温度度刻刻度度,就就得得到到了了一一个个简简单单的的“金属电阻温度计金属电阻温度计”。(1)电电流流刻刻度度较较大大处处对对应应的的温温度度刻刻度度_；(选选填填“较较大大”或或“较小较小”)(2)若若电电阻阻箱箱阻阻值值R150，当当电电流流为为5 mA时时对对应应的的温温度度数值为数值为_。50较小较小转解析转解析【备选备选】用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻RT，在，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和两个适当的固定电阻R1、R2连成图连成图1虚线框内所示的电路，虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻以使该电路的等效电阻RL的阻值随的阻值随RT所处环境温度的变化近似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，图的阻值，测量电路如图所示，图中的电压表内阻很大中的电压表内阻很大RL的测量结果如下表所示的测量结果如下表所示.温度温度t()30.040.050.060.070.080.090.0阻值阻值RL()54.351.548.344.741.437.934.7回答下列问题：回答下列问题：图图1(1)根据图根据图1所示的电路，在图所示的电路，在图2所示的实物图上连线所示的实物图上连线图图1图图2实物连线实物连线如图所示如图所示实物连线中的注意点：实物连线中的注意点：R1与与RT并联，再与并联，再与R2串联；滑动变阻器为限流接法；各电表的串联；滑动变阻器为限流接法；各电表的“+、”极性，开关控制整个电路极性，开关控制整个电路.(2)为了验证为了验证RL与与t之间近似为线性关系，在图之间近似为线性关系，在图3坐标纸上作坐标纸上作RL t关系图线关系图线温度温度t()30.040.050.060.070.0 80.0 90.0阻值阻值RL()54.351.548.344.741.4 37.9 34.7绘图数据：绘图数据：第一步：描点第一步：描点第二步：画线第二步：画线图图4审题审题析疑析疑(1)等效电阻等效电阻RL的阻值可由欧姆定律求出的阻值可由欧姆定律求出.(2)环境温度通过绘出的环境温度通过绘出的RL-t关系图线找出关系图线找出.转解析转解析 (3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图4所所示电流表的读数为示电流表的读数为_，电压表的读数为，电压表的读数为_此此时等效电阻时等效电阻RL的阻值为的阻值为_；热敏电阻所处环境的温度约；热敏电阻所处环境的温度约为为_ 115 mA5.00 V43.5 64.0 图图4三、跟踪训练三、跟踪训练3.跟踪训练跟踪训练负温度系数热敏电阻随温负温度系数热敏电阻随温度的降低，电阻增大；反度的降低，电阻增大；反之随温度的升高，其电阻之随温度的升高，其电阻减小减小【跟踪训练跟踪训练】利用负温度系数热敏电阻制作利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器的热传感器,一般体积很小一般体积很小,可以用来测量很可以用来测量很小范围内的温度变化小范围内的温度变化,反应快反应快,且精确度高且精确度高.(1)如果将负温度系数热敏电阻与电源、电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流表和其他元件串联成一个电路,其他因素其他因素不变不变,只要热敏电阻所处区域的温度降低只要热敏电阻所处区域的温度降低,电电路中电流将变路中电流将变_(填填“大大”或或“小小”)(2)上述电路中上述电路中,我们将电流表中的电流刻度我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度换成相应的温度刻度,就能直接显示出热敏就能直接显示出热敏电阻附近的温度电阻附近的温度.如果刻度盘正中的温度为如果刻度盘正中的温度为20(如图甲所示如图甲所示),则则25 的刻度应在的刻度应在20 的刻度的的刻度的_(填填“左左”或或“右右”)侧侧(3)为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检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，请用图乙中的器材测大棚内温度变化，请用图乙中的器材(可可增加元器件增加元器件)设计一个电路设计一个电路 小小右右解析显隐解析显隐四、创新实验四、创新实验4.创新实验创新实验【跟踪训练跟踪训练】如图如图示示,一热敏电阻一热敏电阻RT放在控温容器放在控温容器M内；内；A为毫安表为毫安表,量程量程6 mA,内阻为数十欧姆；内阻为数十欧姆；E为直流电源为直流电源,电动势约为电动势约为3 V,内阻很小；内阻很小；R为电为电阻箱阻箱,最大阻值为最大阻值为999.9,S为开关为开关.已知已知RT在在95 时的阻值为时的阻值为150,在在20 时的阻值约为时的阻值约为550.现要求在降温过程中测量在现要求在降温过程中测量在20 95 之间的之间的多个温度下多个温度下RT的阻值的阻值.(1)在图中画出连线，完成实验原理电路图。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：完成下列实验步骤中的填空：a依照实验原理电路图连线。依照实验原理电路图连线。b调节控温容器调节控温容器M内的温度，内的温度，使得使得RT的温度为的温度为95。c将电阻箱调到适当的阻值，以保证仪器安全。将电阻箱调到适当的阻值，以保证仪器安全。d闭合开关闭合开关,调节电阻箱调节电阻箱,记录电流表的示数记录电流表的示数I0，并记录，并记录_。e将将RT的温度降为的温度降为T1(20 T195)；调节电阻箱，使得电流表的读；调节电阻箱，使得电流表的读数数_，记录，记录_。f温度为温度为T1时热敏电阻的电阻值时热敏电阻的电阻值RT1_。g逐步降低逐步降低T1的数值，直到的数值，直到20 为止；在每一温度下重复步骤为止；在每一温度下重复步骤e、f。转解析转解析仍为仍为I0电阻箱的读数电阻箱的读数R1R0R1150 电阻箱的电阻箱的读数读数R0