高中物理 第六章傳感器章末復習提升課課件 新人教版選修3-2.ppt

鏈接高考·專題突破,章末復習提升課,先總攬全局,再填寫關鍵 電學 溫度 光 磁電 電子秤 話筒 電熨斗,溫度報警器 光控 火災,1.傳感器 傳感器是能夠把易感受的力、溫度、光、聲、化學成分等非電學量按照一定的規(guī)律轉換為容易進行測量、傳輸、處理和控制的電壓、電流等電學量或轉換為電路通斷的一類元件 原理如下所示：,2光敏電阻 光敏電阻是用半導體材料制成的，其特點是在被光照射時電阻會發(fā)生變化，光照增強電阻減小，光照減弱電阻增大，其作用是把光學量轉換為電學量 3熱敏電阻和金屬熱電阻 金屬熱電阻的電阻率隨溫度升高而增大其特點是化學穩(wěn)定性好，測溫范圍大，但靈敏度較差,熱敏電阻是由半導體材料制成的，其電阻率對溫度非常敏感熱敏電阻有正溫度系數(shù)(PTC熱敏電阻)、負溫度系數(shù)(NTC熱敏電阻)兩種正溫度系數(shù)的熱敏電阻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金屬熱電阻和熱敏電阻都能把熱學量轉換為電學量,4電容器 平行板電容器的電容大小與極板正對面積、極板間距及電介質材料有關，電容器可以感知引起電容變化的任一外界信息并將其轉化為相應的電容變化例如，當極板受力時會改變極板間距，從而引起電容變化,如圖6­1甲所示為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變，且對溫度很敏感)的I­U關系曲線圖 (1)為了通過測量得到如圖甲所示I­U關系的完整曲線，在圖6­1乙(a)和(b)兩個電路中應選擇的是_； 簡要說明理由：_. (電源電動勢為9 V，內(nèi)阻不計，滑動變阻器的阻值為0100 ),圖6­1,(2)在圖6­2所示電路中，電源電壓恒為9 V，電流表讀數(shù)為70 mA，定值電阻R1250 .由熱敏電阻的I­U關系曲線可知，熱敏電阻兩端的電壓為_V；電阻R2的阻值為_. 圖6­2 (3)舉出一個可以應用熱敏電阻的例子,1如圖6­3所示，一熱敏電阻RT放在控溫容器M內(nèi)；為毫安表，量程6 mA，內(nèi)阻為數(shù)十歐姆；E為直流電源，電動勢約為3 V，內(nèi)阻很??；R為電阻箱，最大阻值為999.9 ；S為開關已知RT在95 時的阻值為150 ，在20 時的阻值約為550 .現(xiàn)要求在降溫過程中測量在9520 之間的多個 溫度下RT的值 圖6­3,(1)在圖中畫出連線，完成實驗原理電路圖 (2)完成下列實驗步驟中的填空： 依照實驗原理電路圖連線 調(diào)節(jié)控溫容器M內(nèi)的溫度，使得RT的溫度為95 . 將電阻箱調(diào)到適當?shù)某踔?，以保證儀器安全 閉合開關，調(diào)節(jié)電阻箱，記錄電流表的示數(shù)I0，并記錄_,將RT的溫度降為T1(20 T195 )；調(diào)節(jié)電阻箱，使得電流表的讀數(shù)_，記錄_ 溫度為T1時熱敏電阻的電阻值RT1_ 逐步降低T1的數(shù)值，直至20 為止；在每一溫度下重復步驟. 【解析】 由于本實驗只有一只可以測量和觀察的直流電流表，所以應該用“替代法”，考慮到用電流表觀察而保證電路中電阻不變，因此將熱敏電阻、電阻箱和電流表串聯(lián)形成測量電路，,而且熱敏電阻RT的阻值在95 和20 時是已知的，所以如果熱敏電阻的初始溫度為95 ，則電流表示數(shù)不變時，電阻箱和熱敏電阻的阻值之和應保持150 和電阻箱的初值之和不變；如果熱敏電阻的初始溫度為20 ，則電流表示數(shù)不變時，電阻箱和熱敏電阻的阻值之和應保持550 和電阻箱的初值之和不變因此可以測量任意溫度下的電阻,【答案】 (1)實驗原理電路圖如圖所示 (2)電阻箱的讀數(shù)R0 仍為I0 電阻箱的讀數(shù)R1 R0R1150 ,以傳感器為橋梁可以將多方面的物理知識整合在一起，在實際問題中既可以直接考查傳感器知識，也可以考查敏感元件的敏感特性，幾種傳感器及與其相聯(lián)系的物理知識，如表：,青島奧運會帆船賽場采用風力發(fā)電給蓄電池充電，為路燈提供電能用光敏電阻作為傳感器控制路燈電路的開關，實現(xiàn)自動控制 光敏電阻的阻值隨照射光的強弱而變化，作為簡化模型，可以近似認為，照射光較強(如白天)時電阻幾乎為0；照射光較弱(如夜晚)時電阻接近于無窮大利用光敏電阻作為傳感器，借助電磁開關，可以實現(xiàn)路燈自動在白天關閉，夜晚打開電磁開關的內(nèi)部結構如圖6­4所示.1、2兩接線柱之間是勵磁線圈，3、4兩接線柱分別與彈簧片和觸點連接,當勵磁線圈中電流大于等于50 mA時，電磁鐵吸合鐵片，彈簧片和觸點分離，3、4斷開；電流小于50 mA時，3、4接通勵磁線圈中允許通過的最大電流為100 mA. 圖6­4,(1)利用以下器材設計一個自動控制路燈的電路，畫出電路原理圖 光敏電阻R1，符號 燈泡L，額定功率40 W，額定電壓36 V，符號 保護電阻R2，符號 電磁開關，符號,蓄電池E，電壓36 V，內(nèi)阻很小 開關S，導線若干 (2)回答下列問題： 如果勵磁線圈的電阻為200 ，勵磁線圈允許加的最大電壓為_V，保護電阻R2的阻值范圍為_.,在有些應用電磁開關的場合，為了安全，往往需要在電磁鐵吸合鐵片時，接線柱3、4之間從斷開變?yōu)榻油榇?，電磁開關內(nèi)部結構應如何改造？請結合本題中電磁開關內(nèi)部結構圖說明 答：_. 任意舉出一個其他的電磁鐵應用的例子 答：_.,【解析】 (1)電路原理如圖所示,【答案】 (1)見解析 (2)20 160520 把觸點從彈簧片右側移到彈簧片左側，保證當磁鐵吸合鐵片時，3、4之間接通；不吸合時，3、4之間斷開 見解析,2為了節(jié)能環(huán)保，一些公共場所使用光控開關控制照明系統(tǒng)光控開關可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強弱，光越強照度越大，照度單位為lx)某光敏電阻RP在不同照度下的阻值如下表：,(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請在圖6­5甲所示的坐標系中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并說明阻值隨照度變化的特點 (2)如圖6­5乙所示，當1、2兩端加電壓上升至2 V時，控制開關自動啟動照明系統(tǒng)請利用下列器材設計一個簡單電路，給1、2兩端提供電壓，要求當天色漸暗照度降低至1.0 lx時啟動照明系統(tǒng)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖(不考慮控制開關對所設計電路的影響),提供的器材如下： 光敏電阻Rp(符號 ，阻值見上表)； 直流電源E(電動勢3 V，內(nèi)阻不計)；,定值電阻：R110 k，R220 k，R340 k(限選其中之一并在圖中標出)； 開關S及導線若干,【答案】 (1)光敏電阻的阻值隨照度變化的曲線如下圖所示：,光敏電阻的阻值隨照度變化的特點：光敏電阻的阻值隨光的照度的增大非線性減小 (2)電路原理圖如下圖所示,