（通用）高中物理 第4章 傳感器與現(xiàn)代社會章末課件 滬科選修3-2

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1、章末總結第4章傳感器與現(xiàn)代社會內容索引網(wǎng)絡構建題型探究重點難點 各個擊破達標檢測當堂檢測 鞏固反饋網(wǎng)絡構建定義：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 轉換成 的裝置組成：敏感元件、轉換電路傳感器與現(xiàn)代社會分類物理型傳感器化學型傳感器生物型傳感器按 的不同劃分應用：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、酒精濃度測試儀研究熱敏電阻的溫度特性曲線非電學量電學量檢測量題型探究1.光敏電阻：光敏電阻的阻值與所受光照的強度有關，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)的熱敏電阻的

2、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換成電壓這個電學量.一、常見敏感元件的特點及應用例例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變小答案解析解析解析R2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

3、D正確.圖1針對訓練針對訓練如圖2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.則答案解析圖2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A.B.C.D.解析解析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

4、減小R2的阻值時，電路中的電流增大，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化的電學信息傳給執(zhí)行機構.(3)“用”是指執(zhí)行機構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傳感器電路問題的設計思路處理與傳感器有關的電路設計問題時，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)；(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體材料制成的電阻器，其電阻率隨溫度t的變化關系如圖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.當其產生的熱量與散發(fā)的熱量相等時，溫度保持在t1不變D.當其產生的熱量與散發(fā)的熱量相等時，溫度保持在t1和t2之間的某一值 不變圖3解析解析當電熱滅蚊器溫度由0升到t1的過程中，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tt1時，電功率P達到最大.當

6、溫度由t1升高到t2的過程中，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會有PP3P，即電功率P減小到等于散熱功率時，即達到保溫；當tP，使溫度自動升高到t3；當tt3，PP，使溫度自動降為t3，實現(xiàn)自動保溫.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，傳感器能夠將感受到的物理量(如溫度、光、聲等)轉換成便于測量的量(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

7、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.答案解析a解析解析熱敏電阻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，把右側銜鐵吸引過來，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，滑動變阻器的滑片應左移.(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)如果在調試報警器達到最低報警溫度時，無論如何調節(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)太大達標檢測1.(傳感器的應用傳感器的應用)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123圖5解析解析由電路結構可以看出，當杯中的水的水位到達金屬塊B時，左端電路被接通，這樣螺線管就產生磁場，相當于一個磁鐵，對與彈簧相連的銜鐵產生吸引作用，使之向下移動，這樣L2電路被接通.2.(傳感器的應用傳感器的應用)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(認為是零)，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.請簡述其工作原理.答案123圖6解析答案答案見解析123解析解析開始水溫較低時，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.3.(傳感器的應用傳感器的應用)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、學生電源(兩個)、繼電器、滑動變阻器、開關、導線.圖7123答案解析答案答案如圖所示解析解析將熱敏電阻、學生電源、滑動變阻器、開關串聯(lián)接入繼電器的a、b端；將學生電源與電鈴、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