滬科版高中物理選修(3-2)第4章《傳感器與現(xiàn)代社會》教案3

《滬科版高中物理選修(3-2)第4章《傳感器與現(xiàn)代社會》教案3》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《滬科版高中物理選修(3-2)第4章《傳感器與現(xiàn)代社會》教案3（7頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、學案3章末總結 梳理知識體系構建內(nèi)容綱要 網(wǎng)絡?構建區(qū) 「定義,通過測量外界的物理量、化學量蚣生物量來捕捉和職別信息「并將裱測量的非電學量轉換成 電學量的裝置 組成 敏感元件 轉換電路 7 / 7 ?物理型懵感器? 傳感器與現(xiàn)代社會w 分類化學型傳感器按幽堇的不同劃分 生物型傳感器? ‘溫度傳感器 力傳感器 出由J蔽傳康器 麗虹外測溫儀 數(shù)科相機和攝像機 .酒精祓度測試投 .研究熱轅電阻的溫度特性曲線 歸納同類專題熟練解翹技巧 專題?整合區(qū) 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 ，光照增強阻值減小，

2、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. ［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 解析

3、 R2所在處出現(xiàn)火情時，溫度升高，則R2的阻值減小.&J-R總J-I干 T 一 U〔T 一 gJ-IJ，故顯示器的電流I變小，由U = E— I干r,I干變大，知U變小，故選項D正 確. 答案 D 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( ) 5G4 圖2 ①當有人通過而遮蔽光線時，A、B之間電壓升高 ②當有人通過而遮蔽光線時，A、B之 間電壓降低 ③當僅增大R2的阻值時，可增大A、B之間的電壓 ④當僅減小 R2的阻值時， 可增大A、B之間的電壓 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④

4、 答案 C 解析 Ri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，Ri的阻值變大，回 路中的電流I減小,A、B間的電壓U = IR2減小，故①錯誤，②正確；由閉合電路歐姆定律得： U= E—I(Ri+r),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③正 確；當僅減小R2的阻值時，電路中的電流增大，A、B間的電壓U減小，故④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

5、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 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2 傳感器擔負著信息的采集任務 ，在自動控制中發(fā)才i著重要作用 ，傳感器能夠?qū)⒏? 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 3甲所 示,圖乙是由

6、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： 甲 圖3 ⑴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. 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

7、，則應使電路中電阻更大，這樣使報警溫度提 高,滑片應左移. 答案(1)a (2)左(3)電源提供電壓太小，以至于電磁鐵磁性太弱或彈簧勁度系數(shù)太大 ［例3 一熱敏電阻阻值隨溫度變化的圖像如圖 4甲所示，請應用這一熱敏電阻自行設計 一控制電路，當溫度高于某一值后紅色指示燈亮 ，而溫度低于這一值時綠色指示燈亮 ，并且說 明滑動變阻器的作用. & 甲 給你的器材有：如圖乙所示的繼電器一只 ，熱敏電阻一只、滑動變阻器一只、紅、綠色 指示燈各一個、兩個獨立的電池組、開關兩個、 導線若干. ，是負溫度系數(shù)的熱敏 解

8、析由題圖甲所示可以看出熱敏電阻的阻值隨溫度升高而降低 電阻,設計的控制電路如圖所示.當溫度低于這一值時 ，熱敏電阻的阻值較大，流過電磁鐵的 電流較小，綠燈所在電路閉合，綠色指示燈亮.當溫度高于這一值時 ，熱敏電阻的阻值較小，流 過電磁鐵的電流較大，紅燈所在電路閉合，紅色指示燈亮.滑動變阻器作限流式連接 ，通過調(diào) 節(jié)滿足熱敏電阻對某一溫度的控制. 熱敏電阻 /~t0 -ryn-^- 銜鐵 綠燈 IT 5 答案（1）控制電路見解析圖. （2）此方案中滑動變阻器的作用：主要是通過調(diào)節(jié)滿足熱敏電阻對某一溫度的控制. 自我?檢測區(qū) 檢測學習效果驚驗成功快樂

9、1.（常見敏感元件的特點及應用 ）如圖5所示，Rt為正溫度系數(shù)熱敏電阻，Ri為光敏電 阻,R2和R3均為定值電阻，電源電動勢為 E,內(nèi)阻為r,但為理想電壓表，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大, 可能的原因是（ ） 熱敏電阻 ①熱敏電阻溫度升高，其他條件不變 ②熱敏電阻溫度降低，其他條件不變 ③光照增強 其他條件不變 ④光照減弱，其他條件不變 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ 答案 D 解析 電壓表示數(shù)變大，而R3為定值電阻，說明流經(jīng) R3的電流增大，

10、由電路結構可知，這 可能是由于Rt阻值減小或 Ri阻值增大，由熱敏電阻和光敏電阻特性知 ，可能是由于溫度降低 或光照減弱，故②、④正確，①、③錯誤. 2.（傳感器的應用）如圖6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（ ） 圖6 A. Li燈亮 B. L2燈亮 C. Li、L2兩燈同時亮 D. Li、L2兩燈都不亮 答案 B 解析 由電路結構可以看出，當杯中的水的水位到達 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. 3.（傳感

11、器的應用）如圖7所示為大型電子地磅電路圖，電源電動勢為 E,內(nèi)阻不計.不稱 物體時，滑片P在A端，滑動變阻器接入電路的有效電阻最大 ，電流較??；稱物體時，在壓力作 用下滑片P下滑，滑動變阻器有效電阻變小，電流變大，這樣把電流對應的重量值刻在刻度盤 上,就可以讀出被稱物體的重量值.若滑動變阻器上 A、B間距離為L,最大阻值等于定值電 阻的阻值Ro,已知兩彈簧的總彈力與形變量成正比，比例系數(shù)為k,則所稱物體的重量 G與電 流大小I的關系為（ ） 圖7 A. G=2kL —EkL B. G=kL + EkL IRo IRo C. G = ^+kL D. G=kL IRo 答案

12、A 解析設放上物體后，滑片P向下滑動x,處于平衡. 由受力平衡得：G=kx0 由閉合電路歐姆定律得： L -x (Ro+-^Ro)I= E ② 由①②得: G=2kL- EkL IRo. 4.（傳感器的應用）用如圖8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、導線. 圖8 答案如圖所示. 解析 將熱敏電阻、學生用電源、滑動變阻器、開關串聯(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.