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理化生實驗第五期 | 探究傳感器的奧秘,解鎖實驗新技能

2024-01-23教育

傳感器是一種套用非常廣泛的檢測裝置,它們在環境監測、交通管理、航空航天等領域都有著廣泛的套用。毫不誇張地說,從茫茫的太空,到浩瀚的海洋,幾乎每一個現代化計畫,都離不開各種各樣的傳感器。

本期,我們將向同學們展示 五個傳感器實驗 ,幫助同學們了解傳感器的特性,一起來看看吧~

實驗一:光控開關

實驗目標

1.了解和掌握光敏電阻的工作原理及套用性;

2.了解和掌握光控開關電路原理。

實驗器材

74LS14積體電路、發光二極體、光敏電阻、導線。

實驗思考

光控開關是怎樣工作的?

實驗講解

1.按照電路原理圖連線,接通電路,使蜂鳴器在光照時有響聲;

2.將光擋住,繼續聽蜂鳴器是否有響聲;

3.實驗結論:當有光時,蜂鳴器響;當無光時,蜂鳴器不響,該電路可以控制電路的通斷。

實驗二:光敏電阻的特性

實驗目標

透過實驗現象觀察,了解光敏電阻的特性。

實驗器材

多用電表、光敏電阻、 燈泡、電源、導線。

實驗思考

1.由此你得到什麽結論?

2.光敏電阻的作用是什麽?

實驗講解

1.將選擇開關置於歐姆檔位,選擇合適的倍率,進行歐姆調零;

2.將光敏電阻接到多用電表的兩端,觀察多用電表的讀數,記下此時電阻的阻值;

3.把電源接到燈泡的兩端,調節滑動變阻器的阻值,使燈泡逐漸變亮,觀察多用電表的讀數變化;

4.實驗結論:光敏電阻的阻值隨光照強度的變化非常明顯。光照強度越大,阻值越小,光敏電阻可以把光照強弱這個光學量轉化為電阻這個電學量。

實驗三:熱敏電阻的特性

實驗目標

透過實驗現象觀察,了解熱敏電阻的特性。

實驗器材

多用電表、熱敏電阻、熱水。

實驗思考

由此你得到什麽結論?熱敏電阻的作用是什麽?

實驗講解

1.將多用電表的選擇開關置於歐姆檔,選擇合適的倍率,進行歐姆調零;

2.將一只光熱電阻接到多用表的兩端,觀察多用表的讀數,記下此時熱敏電阻的阻值;

3.把熱敏電阻放在熱水中,觀察多用表的讀數,記下此時熱敏電阻的阻值;

4.實驗結論:熱敏電阻的阻值隨溫度的變化十分明顯。溫度越高,阻值越小,熱敏電阻可以把溫度這個熱學量轉換為電阻這個電學量。

實驗四:利用幹簧管控制電路

實驗目標

透過實驗,了解幹簧管的特性。

實驗器材

電源、幹簧管、磁鐵、導線、燈泡。

實驗思考

1.永磁體靠近和遠離幹簧管使之通斷的原理是什麽?

2.幹簧管是一個具有什麽功能的傳感器?

實驗講解

1.把幹簧管和燈泡連線,用磁鐵靠近幹簧管燈泡就會發光,將磁鐵移走燈泡熄滅;

2.由於幹簧管中裝有兩個磁性材料制成的簧片,條形磁鐵靠近它,簧片被磁化而接通,遠離失去磁性而斷開;

3.在實驗中,幹簧管起到開關的作用,它是一個能夠感知磁場的傳感器。

實驗五:探究日光燈啟動器隨溫度變化

實驗目標

探究日光燈啟動器中的雙金屬片隨溫度的變化。

實驗器材

報廢的日光燈啟動器、火柴。

實驗思考

1.雙金屬片為什麽會出現這樣的現象?

2.這個啟動器有什麽作用?

實驗講解

1.取一個報廢的日光燈啟動器,去掉外殼,敲碎氖泡的玻璃;

2.觀察燈泡內部U型雙金屬片,雙金屬片的旁邊有一根直立的金屬絲,兩者構成一個觸點,常溫下觸點是分離的;

3.用火焰靠近雙金屬片,可以看到雙金屬片的形狀變化:逐漸開始與金屬絲接觸;

4.熄滅火焰,雙金屬片逐漸恢復原狀,兩個金屬分離;

5.實驗結論:雙金屬片出現這種現象的原因是因為內層金屬的熱膨脹系數大於外層金屬。當溫度升高時,內層金屬體積膨脹大於外層金屬體積膨脹,雙金屬片膨脹向外,與金屬絲接觸;把火焰移開,雙金屬片收縮向裏,與金屬絲分離,雙金屬片起到了自動控制電路通斷的作用。這個啟動器可作溫控開關,可以自動控制小燈泡的亮暗。

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