高中物理 第4章 傳感器與現(xiàn)代社會 學案3 章末總結(jié)同步備課課件 滬科版選修32

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1、3 章末總結(jié)第4章傳感器與現(xiàn)代社會內(nèi)容索引網(wǎng)絡構(gòu)建題型探究達標檢測網(wǎng)絡構(gòu)建1傳感器與現(xiàn)代社會 組成定義:通過測量外界的物理量化學量或生物量來捕捉和識別信息, 并將被測量的_轉(zhuǎn)換成_的裝置分類敏感元件轉(zhuǎn)換電路物理型傳感器化學型傳感器生物型傳感器按_的不同劃分檢測量非電學量電學量溫度傳感器力傳感器磁傳感器紅外測溫儀數(shù)碼相機和攝像機酒精濃度測試儀應用傳感器與現(xiàn)代社會 研究熱敏電阻的溫度特性曲線2題型探究一、常見敏感元件的特點及應用1.光敏電阻：光敏電阻的阻值與所受光照的強度有關(guān)，光照增強阻值減小，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

2、的阻值隨溫度升高而增大，負溫度系數(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強度這個磁學量轉(zhuǎn)換成電壓這個電學量.例例1如圖1所示是一火警報警器的部分電路示意圖.其中R2為用半導體負溫度系數(shù)熱敏材料制成的傳感器，電流表為值班室的顯示器，a、b之間接報警器.當傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時，顯示器的電流I，報警器兩端的電壓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變小答案解析圖1R2所在處出現(xiàn)火情時，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D正確.針對訓練針對訓練如圖2

3、所示是某居民小區(qū)門口利用光敏電阻設計的行人監(jiān)控裝置，R1為光敏電阻，R2為定值電阻，A、B接監(jiān)控裝置.則當有人通過而遮蔽光線時，A、B之間電壓升高當有人通過而遮蔽光線時，A、B之間電壓降低當僅增大R2的阻值時，可增大A、B之間的電壓當僅減小R2的阻值時，可增大A、B之間的電壓答案解析圖2A. B. C. D.R1是光敏電阻，有光照射時，阻值變小，當有人通過而遮蔽光線時，R1的阻值變大，回路中的電流I減小，A、B間的電壓UIR2減小，故錯誤，正確；由閉合電路歐姆定律得：UEI(R1r)，當僅增大R2的阻值時，電路中的電流減小，A、B間的電壓U增大，故正確；當僅減小R2的阻值時，電路中的電流增大，

4、A、B間的電壓U減小，故錯誤，故應選C.二、傳感器的應用1.傳感器的應用傳感器的應用過程包括三個環(huán)節(jié)：感、傳、用.(1)“感”是指傳感器的敏感元件感應信息，并轉(zhuǎn)化為電學量.(2)“傳”是指通過電路等將傳感器敏感元件獲取并轉(zhuǎn)化的電學信息傳給執(zhí)行機構(gòu).(3)“用”是指執(zhí)行機構(gòu)利用傳感器傳來的信息進行某種顯示或某種動作.2.傳感器電路問題的設計思路處理與傳感器有關(guān)的電路設計問題時，可將整個電路分解為：(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態(tài)分析有關(guān))；(3)執(zhí)行電路.例例2小強用恒溫箱進行實驗時，發(fā)現(xiàn)恒溫箱的溫度持續(xù)升高，無法自動控制.經(jīng)檢查，恒溫箱的控制器

5、沒有故障.參照圖3，下列對故障判斷正確的是A.只可能是熱敏電阻出現(xiàn)故障B.只可能是溫度設定裝置出現(xiàn)故障C.熱敏電阻和溫度設定裝置都可能出現(xiàn)故障D.可能是加熱器出現(xiàn)故障圖3 答案解析由恒溫箱原理圖可知，若熱敏電阻出現(xiàn)故障或溫度設定裝置出現(xiàn)故障都會向控制器傳遞錯誤信息，導致控制器發(fā)出錯誤指令，故C正確，A、B錯誤.若加熱器出現(xiàn)故障，只有一種可能，即不能加熱，而題中加熱器一直加熱才會使溫度持續(xù)升高，故D錯誤.例例3傳感器擔負著信息的采集任務，在自動控制中發(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)換成便于測量的量(通常是電學量)，例如熱敏傳感器，主要是應用了半導體材料制成的熱敏電

6、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單自動報警器線路圖.問：圖4(1)為了使溫度過高時報警器鈴響，c應接在_(填“a”或“b”)處.(2)若要使啟動報警的溫度提高些，應將滑動變阻器的滑片P向_移動(填“左”或“右”).(3)如果在調(diào)試報警器達到最低報警溫度時，無論如何調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P都不能使報警器工作，且電路連接完好，各電路元件都能處于工作狀態(tài)，則造成工作電路實際不能工作的原因可能是_.圖4答案解析a左以至于電磁鐵磁性太弱或彈簧勁度系數(shù)太大電源提供電壓太小，熱敏電阻RT在溫度升高時阻值變小，電路中電流變大，電磁鐵磁性增強，把右側(cè)銜鐵

7、吸引過來，與a接觸，故c應接在a處；為使啟動報警的溫度提高，則應使電路中電阻更大，這樣使報警溫度提高，滑片應左移.達標檢測31.(傳感器的應用)如圖5所示是一種水位自動報警器的原理示意圖，當杯中的水的水位到達金屬塊B時，出現(xiàn)的情況是 A.L1燈亮 B.L2燈亮C.L1、L2兩燈同時亮 D.L1、L2兩燈都不亮答案解析圖5由電路結(jié)構(gòu)可以看出，當杯中的水的水位到達金屬塊B時，左端電路被接通，這樣螺線管就產(chǎn)生磁場，相當于一個磁鐵，對與彈簧相連的銜鐵產(chǎn)生吸引作用，使之向下移動，這樣L2電路被接通.1232.(傳感器的應用)一熱敏電阻在溫度為80時阻值很大，當溫度達到100時阻值就很小，今用一電阻絲給水

8、加熱，并配以熱敏電阻以保持水溫在80到100之間，可將電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.請簡述其工作原理.圖6答案解析見解析123開始水溫較低時，R1阻值較大，電阻絲R2對水進行加熱；當水溫達到100左右時，R1阻值變得很小，R2被短路，將停止加熱；當溫度降低到80 時，R1阻值又變得很大，R2又開始加熱.這樣就可達到保溫的效果.1233.(傳感器的應用)用如圖7所示的電磁繼電器設計一個高溫報警器，要求是：正常情況綠燈亮，有險情時電鈴報警，可供選擇的器材如下：熱敏電阻、綠燈泡、小電鈴、學生用電源、繼電器、滑動變阻器、開關(guān)、導線.圖7答案解析如圖所示.123將熱敏電阻、學生用電源、滑動變阻器、開關(guān)串聯(lián)接入繼電器的a、b端；將學生用電源與電鈴、綠燈泡分別接入c、d、e之間，正常情況時熱敏電阻阻值大，ab間電流小，電磁鐵磁性弱，ce接通，綠燈亮.溫度升高時，熱敏電阻阻值變小，ab間電流變大，電磁鐵磁性變強，吸住銜鐵，cd接通，ce斷開，綠燈滅，電鈴響.123