高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題十 實(shí)驗(yàn)十一 傳感器的簡(jiǎn)單使用課件 新人教版

實(shí) 驗(yàn) 十 一 傳 感 器 的 簡(jiǎn) 單 使 用 實(shí) 驗(yàn) 準(zhǔn) 備 實(shí) 驗(yàn) 目 的(1)了解傳感器的工作原理，知道傳感器的作用(2)觀察光敏電阻、熱敏電阻和金屬熱電阻的阻值是如何隨光信號(hào)和熱信號(hào)的變化而變化的(3)能處理關(guān)于三種類型傳感器(光電傳感器、熱電傳感器、電容式傳感器)的問(wèn)題 (2)傳感器的一般應(yīng)用模式：由_、_和_三個(gè)部分組成，通過(guò)敏感元件獲取_并轉(zhuǎn)換成_，通過(guò)輸出部分輸出，然后經(jīng)控制器分析處理圖 S11-1(1)傳感器：能將所感受到的諸如_、_、_、_、_等非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量的量(一般是電學(xué)量)的一實(shí) 驗(yàn) 原 理力熱光聲化學(xué)成分敏感元件類元件轉(zhuǎn)換器件轉(zhuǎn)換電路外界信息電信號(hào) 傳感器工作過(guò)程是：通過(guò)對(duì)某一物理量敏感的元件，將感受到的物理量按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量的量(3)傳感器的分類：_傳感器、_傳感器、_傳感器、_傳感器、_傳感器、磁電傳感器、超聲波傳感器、氣敏傳感器等熱電光電聲電電容力電 實(shí) 驗(yàn) 器 材(1)力電傳感器力學(xué)電學(xué)作用：把_信號(hào)(位移、速度、加速度等)轉(zhuǎn)化為_(kāi)信號(hào)(電壓、電流等)應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)、現(xiàn)代科技中，如安裝在導(dǎo)彈、飛機(jī)、潛艇和宇宙飛船上的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)及 ABS 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(一種具有防滑、防鎖死等優(yōu)點(diǎn)的汽車安全控制系統(tǒng))等 (2)光敏電阻大減小特點(diǎn)：無(wú)光照時(shí)，載流子(電流載體，如電子和離子)極少，阻值較_；隨著光照的增強(qiáng)，載流子增多，阻值_作用：能夠把光照_這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換成_這個(gè)電學(xué)量強(qiáng)弱電阻應(yīng)用：路燈的控制、鼠標(biāo)器、光電計(jì)數(shù)器、煙霧報(bào)警器等都是利用了光電傳感器的原理 (3)熱敏電阻減小溫度電阻特點(diǎn)：阻值會(huì)隨溫度的升高而_作用：能把_這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為_(kāi)這個(gè)電學(xué)量應(yīng)用：各種家用電器(空調(diào)、冰箱、熱水器、飲水機(jī)等)的溫度控制、火警報(bào)警器、恒溫箱等(4)金屬熱電阻特點(diǎn)：金屬熱電阻的電阻率隨溫度的升高而_，相比之下，熱敏電阻的靈敏度較好增大作用：能把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量應(yīng)用：_傳感器等溫度 靜電力洛倫茲霍爾電壓磁感應(yīng)強(qiáng)度 【 基 礎(chǔ) 檢 測(cè) 】關(guān)于傳感器，下列說(shuō)法正確的是( )A所有傳感器的材料都是由半導(dǎo)體材料做成的B金屬材料也可以制成傳感器C傳感器主要是通過(guò)感知電壓的變化來(lái)傳遞信號(hào)的D以上說(shuō)法都不正確答 案 ： B 考 點(diǎn) 含 傳 感 器 電 路 的 分 析 重 點(diǎn) 歸 納掌握不同傳感器元件的變化規(guī)律，再結(jié)合變壓器及電路的相關(guān)規(guī)律如閉合電路歐姆定律進(jìn)行分析和計(jì)算以下是常見(jiàn)的幾類傳感器的特點(diǎn)： 1角度的電容式傳感器：原理是當(dāng)旋片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電容器兩個(gè)彼此絕緣的金屬板的正對(duì)面積發(fā)生變化，從而引起電容發(fā)生變化如圖S11-2甲所示圖 S11-2 2液體的電容式傳感器：原理是導(dǎo)電液體相當(dāng)于電容器的一個(gè)極板，當(dāng)液體的高度發(fā)生變化時(shí)，相當(dāng)于兩個(gè)極板的正對(duì)面積發(fā)生變化，從而引起電容發(fā)生變化如圖乙所示3位移的電容式傳感器：原理是當(dāng)電解質(zhì)板插入兩金屬極板間不同的距離時(shí)，隨著電解質(zhì)板位移的變化，電容隨之變化如圖丙所示4壓力的電容式傳感器：原理是當(dāng)作用在一個(gè)電極上的壓力改變時(shí)，金屬片的形狀發(fā)生變化，兩金屬板的距離發(fā)生變化，電容隨之改變?nèi)鐖D丁所示 典 例 剖 析例 1：如圖S11-3甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為 5 1，原線圈接入圖乙所示的電壓，副線圈接火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)(報(bào)警器未畫出)，電壓表和電流表均為理想電表，R0為定值電阻，R為半導(dǎo)體熱敏電阻，其阻值隨溫度的升高而減小圖 S11-3 思 維 點(diǎn) 撥 ： (1)熱 敏 電 阻 隨 溫 度 的 升 高 阻 值 減 小 ， 變 壓 器 負(fù)載 電 阻 變 小 ， 副 線 圈 電 流 變 大 (2)根 據(jù) 變 壓 器 的 相 關(guān) 規(guī) 律 ， 分 析 其 他 物 理 量 的 變 化 情 況 答 案 ： B 【 考 點(diǎn) 練 透 】1如圖 S11-4 所示是一火警報(bào)警器的部分電路示意圖，其中 R3 為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，當(dāng)溫度升高時(shí)，電阻會(huì)迅速減小值班室的顯示器為電路中的電流表，a、b 之間接報(bào)警器當(dāng)傳感器 R3 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(圖 S11-4BI 變大，U 變小DI 變小，U 變大AI 變大，U 變大CI 變小，U 變小答 案 ： C 2(2015 年 北 京 海 淀 區(qū) 模 擬 )某種角速度計(jì)，其結(jié)構(gòu)如圖S12-5所示當(dāng)整個(gè)裝置繞軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，元件A相對(duì)于轉(zhuǎn)軸發(fā)生位移并通過(guò)滑動(dòng)變阻器輸出電壓，電壓傳感器(傳感器內(nèi)阻無(wú)限大)接收相應(yīng)的電壓信號(hào)已知A的質(zhì)量為m，彈簧的勁度系數(shù)為 k、自然長(zhǎng)度為 l，電源的電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻不計(jì)滑動(dòng)變阻器總長(zhǎng)也為l，電阻分布均勻，裝置靜止時(shí)滑片P 在變阻器的最左端 B 端，當(dāng)系統(tǒng)以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則( ) 圖 S11-5 答 案 ： D 易 錯(cuò) 點(diǎn) 傳 感 器 的 應(yīng) 用例 2：位移傳感器的工作原理如圖 S11-6 所示，物體 M 在導(dǎo)軌上平移時(shí)，帶動(dòng)滑動(dòng)變阻器的金屬滑桿 P，通過(guò)電壓表顯示的數(shù)據(jù)，來(lái)反映物體位移的大小 x.假設(shè)電壓表是理想的，則下列說(shuō)法正確的是( ) 圖 S11-6 A物體 M 運(yùn)動(dòng)時(shí)，電源內(nèi)的電流會(huì)發(fā)生變化B物體 M 運(yùn)動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)會(huì)發(fā)生變化C物體 M 不動(dòng)時(shí)，電路中沒(méi)有電流D物體 M 不動(dòng)時(shí)，電壓表沒(méi)有示數(shù)錯(cuò) 解 分 析 ： 不 清 楚 傳 感 器 在 電 路 中 的 作 用 ， 不 明 確 傳 感 器所 影 響 的 物 理 量 與 電 路 中 的 其 他 物 理 量 之 間 的 關(guān) 系 ， 以 為 物 體M 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) ， 電 路 中 的 外 電 阻 發(fā) 生 改 變 ， 電 流 發(fā) 生 改 變 ， 或 者 物體 M 不 動(dòng) 時(shí) ， 電 路 中 不 產(chǎn) 生 電 流 正 解 分 析 ： 物 體 M 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) ， 電 壓 表 測(cè) 的 對(duì) 應(yīng) 電 阻 發(fā) 生 改 變 ，所 以 其 示 數(shù) 會(huì) 發(fā) 生 變 化 ， 但 整 個(gè) 電 路 的 總 電 阻 沒(méi) 改 變 ， 所 以 電路 中 的 電 流 不 變 故 本 題 答 案 為 B.答 案 ： B指 點(diǎn) 迷 津 ： 關(guān) 鍵 是 掌 握 傳 感 器 元 件 物 理 量 的 變 化 規(guī) 律 ， 再結(jié) 合 電 路 的 相 關(guān) 規(guī) 律 進(jìn) 行 分 析 和 計(jì) 算