（新課標）2018-2019學年高考物理 主題四 傳感器 4.2 傳感器的應用課件 新人教版選修3-2.ppt

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1、4.2傳感器的應用,一、傳感器應用的一般模式,二、力傳感器的應用電子秤 1.組成及敏感元件：由金屬梁和________組成，敏感元件是_______。 2.工作原理 3.作用：應變片將__________這個力學量轉換為_______這個電學量。,應變片,應變片,變阻,電壓,物體形變,電壓,思考判斷 (1)應變片是由導體材料制成的。( ) (2)當應變片的表面拉伸時，其電阻變大，反之變小。 ( ) (3)傳感器輸出的是金屬架上的電壓。 ( ) (4)外力越大，輸出的電壓差值也越大。 ( ),,,,,三、溫度傳感器的應用實例 1.電熨斗 (1)構造(如圖1所示) 圖1 (2)敏感元件：

2、雙金屬片。 (3)工作原理：溫度變化時，由于雙金屬片上層金屬與下層金屬的_________不同，雙金屬片發(fā)生彎曲從而控制電路的通斷。,膨脹系數,2.電飯鍋 (1)構造(如圖2所示) 圖2 (2)敏感元件：感溫鐵氧體,(3)工作原理 居里溫度：感溫鐵氧體常溫下具有鐵磁性，溫度上升到約_______時，失去鐵磁性，這一溫度稱為該材料的“居里溫度”。 自動斷電原理：用手按下開關通電加熱，開始煮飯，當鍋內加熱溫度達到_______時，鐵氧體失去磁性，與永久磁鐵失去吸引力，被彈簧片彈開，從而推動杠桿使觸點開關斷開。,103 ,103 ,思維拓展 (1)用電熨斗熨燙棉麻衣物需要設定較高的溫度，熨燙絲綢衣

3、物需要設定較低的溫度。它是如何利用調溫旋鈕來實現的？ (2)如果用電飯鍋燒水會不會自動斷電？ 答案(1)通過調溫旋鈕來調升降螺絲的高度來實現不同溫度的設定。如需設定的溫度較高，則應使升降螺絲下降；反之升高。 (2)如果用電飯鍋燒水，在水沸騰后因為水溫保持在100 ，故不能自動斷電，只有水燒干后，溫度升到103 才能自動斷電。,四、光傳感器的應用火災報警器 1.組成及敏感元件：由帶孔的罩子、_______________、____________和不透明的擋板組成，敏感元件為___________。 2.工作原理,發(fā)光二極管LED,光電三極管,光電三極管,傳感器問題的分析方法,1.分析思路 物理

4、傳感器是將所感受的物理量(如力、熱、光等)轉換為便于測量的電學量的器件。我們可以把傳感器的應用過程分為三個步驟： (1)信息采集； (2)信息加工、放大、傳輸； (3)利用所獲得的信息執(zhí)行某種操作。,要點歸納,2.分析傳感器問題要注意四點 (1)感受量分析 要明確傳感器所感受的物理量，如力、熱、光、磁、聲等。 (2)輸出信號分析 明確傳感器的敏感元件，分析它的輸入信號及輸出信號，以及輸入信號與輸出信號間的變化規(guī)律。 (3)電路結構分析 認真分析傳感器所在的電路結構，在熟悉常用電子元件工作特點的基礎上，分析電路輸出信號與輸入信號間的規(guī)律。 (4)執(zhí)行機構工作分析 傳感器的應用，不僅包含非電學量如

5、何向電學量轉化的過程，還包含根據所獲得的信息控制執(zhí)行機構進行工作的過程。,例1 傳感器在日常生活中的應用越來越廣泛，溫度傳感器(實質是自動開關)是其中的一種。某一食品消毒柜就是利用溫度傳感器來自動控制電路的。常溫下，該溫度傳感器是閉合的；當溫度達到某一設定值時，傳感器自動斷開，從而切斷整個電路。下列關于該消毒柜的幾種電路圖中(圖中S為電源開關)，連接正確的是(),,精典示例,解析選項B、C、D的電路中，溫度升高到某一設定值時，傳感器會斷開，但整個電路不會斷開。選項A的電路中，電源開關S閉合后，消毒柜開始工作，當溫度達到某一設定值時，傳感器自動斷開，整個電路也斷開，所以選項A正確。 答案A,針對

6、訓練1 利用負溫度系數熱敏電阻制作的熱傳感器，一般體積很小，可以用來測量很小范圍內的溫度變化，反應快，而且精確度高。 (1)如果將負溫度系數熱敏電阻與電源、電流表和其他元件串聯成一個電路，其他因素不變，只要熱敏電阻所處區(qū)域的溫度降低，電路中電流將變________(填“大”或“小”)。 (2)上述電路中，我們將電流表中的電流刻度換成相應的溫度刻度，就能直接顯示出熱敏電阻附近的溫度。如果刻度盤正中的溫度為20 ，如圖3甲所示，則25 的刻度應在20 的刻度的________(填“左”或“右”)側。,圖3 (3)為了將熱敏電阻放置在某蔬菜大棚內檢測大棚內溫度變化，請用圖乙中的器材(可增加元器件)設

7、計一個電路。,解析(1)因為負溫度系數熱敏電阻溫度降低時，電阻增大，故電路中電流會減小。 (2)由(1)的分析知，溫度越高，電流越大，25 的刻度應對應較大電流，故在20 的刻度的右側。 (3)如圖所示。 答案(1)小(2)右(3)見解析,傳感器的實際應用,例2 (多選)為了鍛煉身體，小明利用所學物理知識設計了一個電子拉力計，如圖4所示是原理圖。輕質彈簧右端和金屬滑片P固定在一起(彈簧的電阻不計，P與R1間的摩擦不計)，彈簧勁度系數為100 N/cm。定值電阻R05 ，ab是一根長為5 cm的均勻電阻絲，阻值R125 ，電源輸出電壓恒為U3 V，理想電流表的量程為00.6 A。當拉環(huán)不受力時

8、，滑片P處于a端。下列關于這個電路的說法正確的是(不計電源內阻)(),要點歸納,圖4,A.小明在電路中連入R0的目的是保護電路 B.當拉環(huán)不受力時，閉合開關后電流表的讀數為0.1 A C.當拉力為400 N時，電流表指針指在0.3 A處 D.當拉力為400 N時，電流表指針指在0.5 A處,答案ABC,,力學傳感器的分析方法 (1)分析清楚力學傳感器的工作原理，明確裝置是如何將力這個非電學量轉化為電學量是解決該類問題的關鍵。 (2)涉及電路計算時，注意歐姆定律及分壓原理的應用。,例3 (多選)如圖5是電飯鍋的結構圖，如果感溫磁體的“居里溫度”為103 時，下列說法正確的是() 圖5 A.常溫

9、下感溫磁體具有較強的磁性 B.當溫度超過103 時，感溫磁體的磁性較強 C.飯熟后，水分被大米吸收，鍋底的溫度會超過103 ，這時開關按鈕會跳起 D.常壓下只要鍋內有水，鍋內的溫度就不可能達到103 ，開關按鈕就不會自動跳起 答案ACD,例4 如圖6所示是會議室和賓館房間的天花板上裝有的火災報警器的結構原理圖，罩內裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板。平時光電三極管接收不到LED發(fā)出的光，呈現高電阻狀態(tài)。發(fā)生火災時，下列說法正確的是() 圖6,A.進入罩內的煙霧遮擋了光線，使光電三極管電阻更大，檢測電路檢測出變化發(fā)出警報 B.光電三極管溫度升高，電阻變小，檢測電路檢測出變化發(fā)出警報

10、 C.進入罩內的煙霧對光有散射作用，部分光線照到光電三極管上，電阻變小，發(fā)出警報 D.以上說法均不正確 解析由火災報警器的原理可知，發(fā)生火災時煙霧進入罩內，使光發(fā)生散射，部分光線照到光電三極管上，電阻變小，與傳感器相連的電路檢測出這種變化，發(fā)出警報，選項C正確。 答案C,1.(傳感器的應用)用遙控器調換電視機頻道的過程，實際上就是電視機中的傳感器把光信號轉換為電信號的過程。下列屬于這類傳感器的是() A.紅外報警裝置 B.走廊照明燈的聲控開關 C.自動洗衣機中的壓力傳感裝置 D.電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器 解析遙控器發(fā)出紅外線，電視機中的傳感器感知紅外線，是紅外線傳感器，所以選項A正確。

11、答案A,2.(傳感器的應用傳感器) (多選)壓敏電阻的阻值會隨所受壓力的增大而減小，某位同學利用壓敏電阻設計了判斷電梯運動狀態(tài)的裝置，其裝置示意圖如圖7所示，將壓敏電阻平放在電梯內，受壓面朝上，在上面放一物體m，電梯靜止時電流表示數為I0，電梯在不同的運動過程中，電流表的示數分別如下圖甲、乙、丙、丁所示，下列判斷正確的是(),圖7,A.甲圖表示電梯可能做勻速直線運動 B.乙圖表示電梯可能做勻加速上升運動 C.丙圖表示電梯可能做勻加速上升運動 D.丁圖表示電梯可能做勻減速下降運動 解析甲圖中電流表示數和靜止時相等，故可能做勻速直線運動，選項A正確；乙圖中電流表示數為2I0，且保持不變，故壓敏電阻

12、所受壓力增大，電阻變小，物體超重，電梯可能勻加速上升，選項B正確；丙、丁圖中電流表的示數隨時間變化，故電梯的加速度是變化的，不可能是勻加速或勻減速，選項C、D錯誤。 答案AB,3.(傳感器的應用紅外線熱像儀)當出現某疫情時，在機場、車站等交通出入口，使用紅外線熱像儀，紅外線熱像儀通過紅外線遙感，可檢測出經過它時的發(fā)熱病人，從而可以有效控制疫情的傳播。關于紅外線熱像儀，下列說法正確的是() A.選擇紅外線進行檢測，主要是因為紅外線具有熒光效應 B.紅外線熱像儀通過發(fā)射紅外線照射人體來檢測 C.紅外線熱像儀同時還具有殺菌作用 D.一切物體都能發(fā)射紅外線，而且物體在不同溫度下發(fā)射的紅外線的頻率和強度

13、不同 解析紅外線熱像儀是根據物體發(fā)射的紅外線的頻率和強度不同而工作的，故選項D正確。 答案D,4.(傳感器的應用電熨斗)(多選)如圖8所示是自動調溫式電熨斗，下列說法正確的是() 圖8 A.常溫時上、下觸點是接觸的 B.雙金屬片溫度升高時，上金屬片形變較大，雙金屬片將向下彎曲 C.原來溫度控制在80 斷開電源，現要求60 斷開電源，應使調溫旋鈕下移一些 D.由熨燙絲綢衣物狀態(tài)轉化為熨燙棉麻衣物狀態(tài)，應使調溫旋鈕下移一些,解析常溫工作時，上下觸點是接通的，當溫度升高時，上層金屬片形變大，向下彎曲，原來溫度控制在80 切斷電源，切斷溫度現要求在60 斷開電源，應將調溫旋鈕上移。由熨燙絲綢衣物狀態(tài)轉化為熨燙棉麻衣物狀態(tài)溫度要升高，則應使調溫旋鈕下移一些，選項A、B、D正確，C錯誤。 答案ABD,