《(通用)高中物理 第4章 傳感器與現(xiàn)代社會(huì)章末課件 滬科選修3-2》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(通用)高中物理 第4章 傳感器與現(xiàn)代社會(huì)章末課件 滬科選修3-2(22頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、章末總結(jié)第4章傳感器與現(xiàn)代社會(huì)內(nèi)容索引網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建題型探究重點(diǎn)難點(diǎn) 各個(gè)擊破達(dá)標(biāo)檢測(cè)當(dāng)堂檢測(cè) 鞏固反饋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建定義:通過(guò)測(cè)量外界的物理量、化學(xué)量或生物量來(lái)捕捉和識(shí)別信息,并將被測(cè)量的 轉(zhuǎn)換成 的裝置組成:敏感元件、轉(zhuǎn)換電路傳感器與現(xiàn)代社會(huì)分類物理型傳感器化學(xué)型傳感器生物型傳感器按 的不同劃分應(yīng)用:溫度傳感器、力傳感器、磁傳感器、紅外測(cè)溫儀、數(shù)碼相機(jī) 和攝像機(jī)、酒精濃度測(cè)試儀研究熱敏電阻的溫度特性曲線非電學(xué)量電學(xué)量檢測(cè)量題型探究1.光敏電阻:光敏電阻的阻值與所受光照的強(qiáng)度有關(guān),光照增強(qiáng)阻值減小,光照減弱阻值增大.2.熱敏電阻:熱敏電阻有正溫度系數(shù)、負(fù)溫度系數(shù)和臨界溫度系數(shù)三種.正溫度系數(shù)的熱敏電阻的
2、阻值隨溫度升高而增大,負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小.3.霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換成電壓這個(gè)電學(xué)量.一、常見(jiàn)敏感元件的特點(diǎn)及應(yīng)用例例1如圖1所示是一火警報(bào)警器的部分電路示意圖.其中R2為用半導(dǎo)體負(fù)溫度系數(shù)熱敏材料制成的傳感器,電流表為值班室的顯示器,a、b之間接報(bào)警器.當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí),顯示器的電流I、報(bào)警器兩端的電壓U的變化情況是A.I變大,U變大 B.I變大,U變小C.I變小,U變大 D.I變小,U變小答案解析解析解析R2所在處出現(xiàn)火情時(shí),溫度升高,則R2的阻值減小.R2R總I干U1U3I,故顯示器的電流I變小,由UEI干r,I干變大,知U變小,故選項(xiàng)
3、D正確.圖1針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練如圖2所示是某居民小區(qū)門(mén)口利用光敏電阻設(shè)計(jì)的行人監(jiān)控裝置,R1為光敏電阻,R2為定值電阻,A、B接監(jiān)控裝置.則答案解析圖2當(dāng)有人通過(guò)而遮蔽光線時(shí),A、B之間電壓升高當(dāng)有人通過(guò)而遮蔽光線時(shí),A、B之間電壓降低當(dāng)僅增大R2的阻值時(shí),可增大A、B之間的電壓當(dāng)僅減小R2的阻值時(shí),可增大A、B之間的電壓A.B.C.D.解析解析R1是光敏電阻,有光照射時(shí),阻值變小,當(dāng)有人通過(guò)而遮蔽光線時(shí),R1的阻值變大,回路中的電流I減小,A、B間的電壓UIR2減小,故錯(cuò)誤,正確;由閉合電路歐姆定律得:UEI(R1r),當(dāng)僅增大R2的阻值時(shí),電路中的電流減小,A、B間的電壓U增大,故正確;當(dāng)僅
4、減小R2的阻值時(shí),電路中的電流增大,A、B間的電壓U減小,故錯(cuò)誤,故應(yīng)選C.二、傳感器的應(yīng)用1.傳感器的應(yīng)用傳感器的應(yīng)用傳感器的應(yīng)用過(guò)程包括三個(gè)環(huán)節(jié):感、傳、用.(1)“感”是指?jìng)鞲衅鞯拿舾性袘?yīng)信息,并轉(zhuǎn)化為電學(xué)量.(2)“傳”是指通過(guò)電路等將傳感器敏感元件獲取并轉(zhuǎn)化的電學(xué)信息傳給執(zhí)行機(jī)構(gòu).(3)“用”是指執(zhí)行機(jī)構(gòu)利用傳感器傳來(lái)的信息進(jìn)行某種顯示或某種動(dòng)作.2.傳感器電路問(wèn)題的設(shè)計(jì)思路傳感器電路問(wèn)題的設(shè)計(jì)思路處理與傳感器有關(guān)的電路設(shè)計(jì)問(wèn)題時(shí),可將整個(gè)電路分解為:(1)傳感器所在的信息采集部分;(2)轉(zhuǎn)化傳輸部分(這部分電路往往與直流電路的動(dòng)態(tài)分析有關(guān));(3)執(zhí)行電路.例例2(多選)在家用
5、電熱滅蚊器中,電熱部分主要元件是PTC元件,PTC元件是由鈦酸鋇等半導(dǎo)體材料制成的電阻器,其電阻率隨溫度t的變化關(guān)系如圖3所示,由于這種特性,使PTC元件具有發(fā)熱、保溫雙重功能.以下判斷正確的是答案解析A.通電后,其電功率先增大后減小B.通電后,其電功率先減小后增大C.當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時(shí),溫度保持在t1不變D.當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時(shí),溫度保持在t1和t2之間的某一值 不變圖3解析解析當(dāng)電熱滅蚊器溫度由0升到t1的過(guò)程中,電阻器的電阻率隨溫度的升高而減小,其電阻R隨之減小,由于加在電熱滅蚊器上的電壓U保持不變,電熱滅蚊器的電功率P隨之增大,當(dāng)tt1時(shí),電功率P達(dá)到最大.當(dāng)
6、溫度由t1升高到t2的過(guò)程中,增大,R增大,P減小.而溫度越高,其與外界環(huán)境溫度的差別也就越大,高于環(huán)境溫度的電熱滅蚊器的散熱功率P也就越大.因此在這之間的某一溫度t3會(huì)有PP3P,即電功率P減小到等于散熱功率時(shí),即達(dá)到保溫;當(dāng)tP,使溫度自動(dòng)升高到t3;當(dāng)tt3,PP,使溫度自動(dòng)降為t3,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保溫.例例3傳感器擔(dān)負(fù)著信息的采集任務(wù),在自動(dòng)控制中發(fā)揮著重要作用,傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹?如溫度、光、聲等)轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量的量(通常是電學(xué)量),例如熱敏傳感器,主要是應(yīng)用了半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻,某熱敏電阻RT阻值隨溫度變化的圖線如圖4甲所示,圖乙是由該熱敏電阻RT作為傳感器制作的簡(jiǎn)單自動(dòng)報(bào)
7、警器線路圖.問(wèn):圖4(1)為了使溫度過(guò)高時(shí)報(bào)警器鈴響,c應(yīng)接在_(填“a”或“b”)處.答案解析a解析解析熱敏電阻RT在溫度升高時(shí)阻值變小,電路中電流變大,電磁鐵磁性增強(qiáng),把右側(cè)銜鐵吸引過(guò)來(lái),與a接觸,故c應(yīng)接在a處;為使啟動(dòng)報(bào)警的溫度提高,則應(yīng)使電路中電阻更大,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)左移.(2)若要使啟動(dòng)報(bào)警的溫度提高些,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向_移動(dòng)(填“左”或“右”).(3)如果在調(diào)試報(bào)警器達(dá)到最低報(bào)警溫度時(shí),無(wú)論如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P都不能使報(bào)警器工作,且電路連接完好,各電路元件都能處于工作狀態(tài),則造成工作電路實(shí)際不能正常工作的原因可能是_.答案左電源提供電壓太小,以至于電磁鐵磁性太弱
8、或彈簧勁度系數(shù)太大達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.(傳感器的應(yīng)用傳感器的應(yīng)用)如圖5所示是一種水位自動(dòng)報(bào)警器的原理示意圖,當(dāng)杯中的水的水位到達(dá)金屬塊B時(shí),出現(xiàn)的情況是A.L1燈亮 B.L2燈亮C.L1、L2兩燈同時(shí)亮 D.L1、L2兩燈都不亮答案解析123圖5解析解析由電路結(jié)構(gòu)可以看出,當(dāng)杯中的水的水位到達(dá)金屬塊B時(shí),左端電路被接通,這樣螺線管就產(chǎn)生磁場(chǎng),相當(dāng)于一個(gè)磁鐵,對(duì)與彈簧相連的銜鐵產(chǎn)生吸引作用,使之向下移動(dòng),這樣L2電路被接通.2.(傳感器的應(yīng)用傳感器的應(yīng)用)一熱敏電阻在溫度為80時(shí)阻值很大,當(dāng)溫度達(dá)到100時(shí)阻值就很小(認(rèn)為是零),今用一電阻絲給水加熱,并配以熱敏電阻以保持水溫在80到100之間,可將電
9、阻絲與熱敏電阻并聯(lián),一并放入水中,如圖6所示,圖中R1為熱敏電阻,R2為電阻絲.請(qǐng)簡(jiǎn)述其工作原理.答案123圖6解析答案答案見(jiàn)解析123解析解析開(kāi)始水溫較低時(shí),R1阻值較大,電阻絲R2對(duì)水進(jìn)行加熱;當(dāng)水溫達(dá)到100左右時(shí),R1阻值變得很小,R2被短路,將停止加熱;當(dāng)溫度降低到80 時(shí),R1阻值又變得很大,R2又開(kāi)始加熱.這樣就可達(dá)到保溫的效果.3.(傳感器的應(yīng)用傳感器的應(yīng)用)用如圖7所示的電磁繼電器設(shè)計(jì)一個(gè)高溫報(bào)警器,要求是:正常情況綠燈亮,有險(xiǎn)情時(shí)電鈴報(bào)警,可供選擇的器材如下:熱敏電阻、綠燈泡、小電鈴、學(xué)生電源(兩個(gè))、繼電器、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線.圖7123答案解析答案答案如圖所示解析解析將熱敏電阻、學(xué)生電源、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)串聯(lián)接入繼電器的a、b端;將學(xué)生電源與電鈴、綠燈泡分別接入c、d、e之間,正常情況時(shí)熱敏電阻阻值大,ab間電流小,電磁鐵磁性弱,ce接通,綠燈亮.溫度升高時(shí),熱敏電阻阻值變小,ab間電流變大,電磁鐵磁性變強(qiáng),吸住銜鐵,cd接通,ce斷開(kāi),綠燈滅,電鈴響.123