高中物理 第5章 传感器及其应用整合课件 鲁科版选修32
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高中物理 第5章 传感器及其应用本章高效整合课件 鲁科
如图所示是一火警报警器的部分电路示意图．其
中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显 示器，a、b之间接报警器．当传感器R2所在处出现火情时，显 示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是( )
A．I变大，U变大 B．I变大，U变小 C．I变小，U变大 D．I变小，U变小 解析： R2处出现火情，温度升高，R2减小，导致R2两端 电压减小，通过R3的电流减小． 答案： D
解析： 由题可知，消防队员先做自由落体运动，然后和
地面发生碰撞，在和地面碰撞过程中，他用双腿弯曲的方法缓
冲，使自身重心又下降了0.5 m，最后停止．力F是地面对消防 队员的冲击力，在t1～t2时间段，F<mg，F逐渐增大，消防队 员的速度在增大；而在t2～t4时间段，F>mg，消防队员做减速 运 动 ， 至 t4 时 刻 停 在 地 面 上 ． 所 以 t2 时 刻 消 防 队 员 的 速 度 最 大，t4时刻消防队员的动能最小．故正确答案为B、D．
利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大 小，实验时让某消防队员从一平台上跌落，自由下落2 m后双 脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲．使自身重心又下降了 0.5 m，最后停止，用这种方法获得消防队员受到地面冲击力 随时间变化的图线如图所示，根据图线所提供的信息，以下判 断正确的是 ( )
A．t1时刻消防队员的速度最大 B．t2时刻消防队员的速度最大 C．t3时刻消防队员的动能最小 D．t4时刻消防队员的动能最小
提供的器材如： 光敏电阻 Rp，电源 E(电动势 3 V，内阻不计)；定值电阻： R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ，R3＝40 kΩ(限选其阻的阻值随光照变化的曲线如图所 示．
特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大而非线性减小
高二物理选修3-2传感器及其应用(课件)
A
B R0
E
力传感器的应用——电子秤
U1
U2
金属梁
例*：某学生为了测量一个物体的质量，找到一个力电转换器，该 转换器的输出电压正比于受压面受到的压力（比例系数为k）如图 所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为 0；而后在其受压面上放上物体，即可测得与物体的质量成正比的 输出电压U。 现有下列器材：力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻 器、干电池一个、电键及导线若干、待测物体（可置于力电转换器 的受压面上）。请完成对该物体的测量m。 （1）设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使电 压的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路图。 （2）简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量 m。 （3）请设想实验中可能会出现的一个问题。
A.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元 件一定是热敏电阻 B.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件 一定是定值电阻 C.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这 只元件一定是光敏电阻 D.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元 件一定是定值电阻
一个霍尔元件的d、k为定值，再保持I恒定，则UH 的变化就 与B成正比。因此霍尔元件又称磁敏元件。
解： 原来
m F=10N
（ 1）
F
（ 2）
F
a3
mg F1 =6N
a
mg F2
a2
mg 上顶板示数为零，则弹 簧变短F≥10N F3=0 F – mg = ma3 a3 ≥ 10m/s2 向上加速或向下减速， 加速度a≥ 10m/s2。
向上做匀减速运 动a向下a=2m/s2
高中物理 第5章 传感器及其应用 第3节 大显身手的传感
全自动洗衣机的水位控制装置使用了_压__力___传感器．当水 位达到设定的高度时自动__关__闭___进水电磁阀门，__接__通___洗涤 电动机电源．
二、自动门
1．控制自动门开关的是一种__红__外__线____传感器． 2．自动门工作流程
三、指纹识别器
指纹识别器是通过__电__容____传感器来识别指纹的．手指皮 肤与电容传感器表面构成了_电__容__阵__列___，由于指纹的凹凸导致 不同位置的电容差异．
第3节 大显身手的传感器
记 学习目标
1．了解传感器应用的一般模式． 2．了解力传感器在洗衣机上的应用．了解光传感器在自 动门上的应用． 3．了解电容传感器在指纹识别器上的应用．了解传感器 在机器人上的应用． 4．感受传感器技术给人类生活带来的便利，了解传感器 应用的设计思路．
学 基础导学
一、洗衣机水位控制系统
1－1：如图所示是某种电子秤的原理示意图，AB为一均
匀的滑线电阻，阻值为R，长度为L，两边分别有P1、P2两个 滑动头，P1可以在竖直绝缘光滑的固定杆MN上保持水平状态 而上下自由滑动，弹簧处于原长时，P1刚好指着A端，P1与托 盘固定相连，若P1、P2间出现电压时，该电压经过放大，通过 转换后在显示屏上将显示物体重力的大小．已知弹簧的劲度系
物( )
A．温度传感器
B．压力传感器
C．味觉传感器
D．视觉传感器
解析： 机器人通过“眼睛”(摄像机)即视觉传感器感知
周围景物，从而避开障碍物．
答案： D
讲 典例精析
传感器的应用
加速度计是测定物体加速 度的仪器，在现代科技中，它已成为导 弹、飞机、潜艇或宇宙飞船等制导系统 的信息源．右图为应变式加速度计的示 意图．当系统加速时，加速度计中的敏 感元件也处于加速状态．敏感元件由两 弹簧连接并架在光滑支架上，支架与待测系统固定在一起，敏 感元件的下端可在滑动变阻器 R 上自由滑动，当系统加速运动 时，敏感元件发生位移并转换为电信号输出．
二、自动门
1．控制自动门开关的是一种__红__外__线____传感器． 2．自动门工作流程
三、指纹识别器
指纹识别器是通过__电__容____传感器来识别指纹的．手指皮 肤与电容传感器表面构成了_电__容__阵__列___，由于指纹的凹凸导致 不同位置的电容差异．
第3节 大显身手的传感器
记 学习目标
1．了解传感器应用的一般模式． 2．了解力传感器在洗衣机上的应用．了解光传感器在自 动门上的应用． 3．了解电容传感器在指纹识别器上的应用．了解传感器 在机器人上的应用． 4．感受传感器技术给人类生活带来的便利，了解传感器 应用的设计思路．
学 基础导学
一、洗衣机水位控制系统
1－1：如图所示是某种电子秤的原理示意图，AB为一均
匀的滑线电阻，阻值为R，长度为L，两边分别有P1、P2两个 滑动头，P1可以在竖直绝缘光滑的固定杆MN上保持水平状态 而上下自由滑动，弹簧处于原长时，P1刚好指着A端，P1与托 盘固定相连，若P1、P2间出现电压时，该电压经过放大，通过 转换后在显示屏上将显示物体重力的大小．已知弹簧的劲度系
物( )
A．温度传感器
B．压力传感器
C．味觉传感器
D．视觉传感器
解析： 机器人通过“眼睛”(摄像机)即视觉传感器感知
周围景物，从而避开障碍物．
答案： D
讲 典例精析
传感器的应用
加速度计是测定物体加速 度的仪器，在现代科技中，它已成为导 弹、飞机、潜艇或宇宙飞船等制导系统 的信息源．右图为应变式加速度计的示 意图．当系统加速时，加速度计中的敏 感元件也处于加速状态．敏感元件由两 弹簧连接并架在光滑支架上，支架与待测系统固定在一起，敏 感元件的下端可在滑动变阻器 R 上自由滑动，当系统加速运动 时，敏感元件发生位移并转换为电信号输出．
新版鲁科版高中物理选修3-2精品课件：第5章 传感器及其应用(2课时175张PPT)
A.将力学量(如形变量)转变成电学量 B.将热学量转变成电学量 C.将光学量转变成电学量 D.将电学量转变成力学量 【解析】选D。传感器一定是通过非电学量转换成电学 量来传递信号的,D正确。
2.已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小,有磁场时电阻 变大,并且磁场越强阻值越大。为探测磁场的有无,利 用磁敏电阻作为传感器设计了如图所示的电路,电源的 电动势E和内阻r不变,在没有磁场时调节变阻器R使电 灯L正常发光,若探测装置从无磁场区进入强磁场区。 则( )
与零刻度在中央的灵敏电流表和电源串联成闭合电
路①，已知电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏
转②。当待测压力增大时③（
）
世纪金榜导学号
A.电容器的电容将减小 B.灵敏电流表指针在正中央零刻度处 C.灵敏电流表指针向左偏转 D.灵敏电流表指针向右偏转
【审题关键】
Байду номын сангаас
序号 ① ② ③
信息提取 电容器两端保持电压不变 说明了电流方向的判断标准 电压增大,两极板的间距变小
【核心归纳】 传感器的工作原理: 传感器感受的通常是非电学量,如力、温度、光、声、 位移、浓度、速度、酸碱度等,而输出的通常是电学量, 如电压、电流、电荷量等。这些输出的信号是非常微 弱的,通常需要经过放大后,再送给控制系统产生各种 控制动作。
考查角度2 传感器的构成及作用 【典例2】传感器是一种采集信息的重要器件。如图所 示为测定压力的电容式传感器,A为固定电极,B为可动 电极,组成一个电容大小可变的电容器。可动电极两端 固定,当待测压力施加在可动电极上时,可动电极发生 形变,从而改变了电容器的电容。现将此电容式传感器
新版鲁科版高中物理选修3-2精品课件
第5章 传感器及其应用
高中物理 第5章 传感器及其应用 第2节 常见传感器的工作原理+第3节 大显身手的传感器课件 鲁科版选修32
[再判断] 1．热敏电阻是用金属铂制成的，它对温度的感知很灵敏．(×) 2．半导体制成的热敏元件温度升高时电阻大幅度变化．(√) 3．光照越强，光敏电阻的阻值越小．(√) [后思考] 光敏传感器的敏感元件一定是光敏电阻吗？ 【提示】 不一定，凡是在光照条件下电学特性随之改变的都可用作光敏 传感器的敏感元件．
(2)干簧管继电器 ①构造：由干簧管和绕在管外的线圈组成． ②作用：在电路中，可以根据流经线圈的电流大小控制电路的通断． ③如图 5-2-1 所示电路符号
图 5-2-1
3．电容式传感器 电容式传感器以各种类型的电容器为传感元件，它将被测量的非电学量的 变化，转化成电容量的变化． 根据改变电容的方式不同，电容式传感器可分为变间隙式、变极板导体
构造
热敏电阻由半导体材料制成
材料制成
灵敏度极高，响应非常快 NTC
照射光强，则电阻小，照射光弱， 热敏电阻(负温度系数)其阻值
特性 则电阻大，其倍数可达100～1000 随温度升高而减小，PTC 热敏
倍
电阻(正温度系数)其阻值随温
度升高而增大
2.干簧管继电器 (1)干簧管的工作原理 干簧管可以感受外界磁场，当干簧管的两个铁质簧片处有磁场时，两簧片 被磁化，在磁力作用下由原来的分离状态变成闭合状态，磁场减弱时两簧片分 开．
【答案】 D
2．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏 电阻的阻值随温度变化的特性来工作的，如图 5-2-5 甲所示，电源的电动势 E＝ 9 V，内阻不计，G 为灵敏电流表，内阻 Rg 保持不变；R 为热敏电阻，其电阻阻 值与温度的关系如图乙所示．闭合 S，当 R 的温度等于 20 ℃时，电流表示数 I1 ＝2 mA；当电流表的示数 I2＝3.6 mA 时，热敏电阻的温度是多少？
高二物理选修3-2传感器及其应用(课件
等领域。
03 传感器的应用
工业自动化控制
01
02
03
生产线上物体检测
通过传感器对生产线上的 物体进行检测，实现自动 化控制和调节。
温度、压力监控
传感器可以实时监测工业 生产过程中的温度、压力 等参数，确保生产安全和 稳定。
流量、液位测量
传感器用于测量流体流量 、液位高度等参数
总结词
通过电容量变化来检测物理量的变化，如压力、位移等。
详细描述
电容式传感器利用电容量变化来检测物理量的变化，如压力、位移等。其工作原理是将待测物理量通 过外部作用转换成电容量变化，再通过电路将电信号输出。电容式传感器具有灵敏度高、响应速度快 、耐高温等特点，广泛应用于压力、位移、振动等领域的测量和控制系统。
无线化
无线传感器网络的发展使得传感器能够摆脱线缆的束缚，更加灵活地部署在各种 环境中，方便了数据的获取和传输。同时，无线传感器网络在环境监测、智能家 居等领域的应用前景广阔。
05 实验与探究
实验一：传感器的特性研究
总结词
了解传感器的特性是研究传感器的基 础，通过实验一，学生可以深入了解 传感器的电阻、电容、电感等基本特 性。
实验三：压力传感器的应用
总结词
压力传感器在工业生产和日常生活中有广泛应用，通过实验三，学生将学习如何使用压 力传感器测量压力，并了解其在气瓶压力监测等领域的应用。
详细描述
实验三将介绍不同类型的压力传感器，如应变片、压电陶瓷等，并指导学生使用这些传 感器测量气瓶压力，同时了解压力传感器在汽车胎压监测系统等实际应用中的重要性。
高二物理选修3-2传 感器及其应用(课件
目录
CONTENTS
• 传感器简介 • 常见传感器介绍 • 传感器的应用 • 传感器的发展趋势与未来展望 • 实验与探究
03 传感器的应用
工业自动化控制
01
02
03
生产线上物体检测
通过传感器对生产线上的 物体进行检测，实现自动 化控制和调节。
温度、压力监控
传感器可以实时监测工业 生产过程中的温度、压力 等参数，确保生产安全和 稳定。
流量、液位测量
传感器用于测量流体流量 、液位高度等参数
总结词
通过电容量变化来检测物理量的变化，如压力、位移等。
详细描述
电容式传感器利用电容量变化来检测物理量的变化，如压力、位移等。其工作原理是将待测物理量通 过外部作用转换成电容量变化，再通过电路将电信号输出。电容式传感器具有灵敏度高、响应速度快 、耐高温等特点，广泛应用于压力、位移、振动等领域的测量和控制系统。
无线化
无线传感器网络的发展使得传感器能够摆脱线缆的束缚，更加灵活地部署在各种 环境中，方便了数据的获取和传输。同时，无线传感器网络在环境监测、智能家 居等领域的应用前景广阔。
05 实验与探究
实验一：传感器的特性研究
总结词
了解传感器的特性是研究传感器的基 础，通过实验一，学生可以深入了解 传感器的电阻、电容、电感等基本特 性。
实验三：压力传感器的应用
总结词
压力传感器在工业生产和日常生活中有广泛应用，通过实验三，学生将学习如何使用压 力传感器测量压力，并了解其在气瓶压力监测等领域的应用。
详细描述
实验三将介绍不同类型的压力传感器，如应变片、压电陶瓷等，并指导学生使用这些传 感器测量气瓶压力，同时了解压力传感器在汽车胎压监测系统等实际应用中的重要性。
高二物理选修3-2传 感器及其应用(课件
目录
CONTENTS
• 传感器简介 • 常见传感器介绍 • 传感器的应用 • 传感器的发展趋势与未来展望 • 实验与探究
鲁科版高二物理选修3-2全册课件【完整版】
第1章 电磁感应
鲁科版高二物理选修3-2全册课件 【完整版】
导入 改变世界的线圈
鲁科版高二物理选修3-2全册课件 【完整版】
第1节 磁生电的探索
鲁科版高二物理选修3-2全册课件 【完整版】
鲁科版高二物理选修3-2全册课件 【完整版】
导入 奇异的电火花
鲁科版高二物理选修3-2全册课件 【完整版】
第1节 感应电流的方向
第2节 感应电动势与电磁感应 定律
鲁科版高二物理选修3-2全册课件 【完整版】
第3节 电磁感应定律的应用
鲁科版高二物理选修3-2全册课件 【完整版】
第2章 楞次定律和自感现象
鲁科版高二物理选修3-2全册课件 【完整版】
导入 两种电源
鲁科版高二物理选修3-2全册课件 【完整版】
第1节 交变电流的特点
鲁科版高二物理选修3-2全册课件 【完整版】
第2节 自感
鲁科版高二物理选修3-2全册课件 【完整版】
第3节 自感现象的应用
鲁科版高二物理选修3-2全册课件 【完整版】源自 专题探究 电磁感应的实验与调 研
鲁科版高二物理选修3-2全册课件 【完整版】
第3章 交变电流
鲁科版高二物理选修3-2全册课件 【完整版】
鲁科版高二物理选修3-2全册课件 【完整版】目录
0002页 0073页 0119页 0231页 0324页 0402页 0482页 0564页 0649页 0714页 0794页 0830页 0902页 1010页
第1章 电磁感应 第1节 磁生电的探索 第3节 电磁感应定律的应用 导入 奇异的电火花 第2节 自感 专题探究 电磁感应的实验与调研 导入 两种电源 第2节 交变电流是怎样产生的 第4章 远距离输电 第1节 三相交变电流 第3节 电能的远距离传输 第5章 传感器及其应用 第1节 揭开传感器的面纱 第3节 大显身手的传感器
高中物理 第5章 第1讲 揭开传感器的“面纱”课件 鲁科版选修32
2．在分析传感器时要明确
(1)核心元件是什么；
(2)是怎样将非电学量转化为电学量的；
(3)是如何显示的或如何控制开关的．
第四页，共15页。
课堂(kètáng)讲 义
揭开(jiē kāi)传感器的“ 面纱”
例1 关于传感器，下列说法正确的是( ) A．光敏电阻和热敏电阻都是由半导体材料制成的 B．传感器主要是通过感知电阻的变化来传递信号的 C．传感器是将非电学量转变(zhuǎnbiàn)为电学量的 装置 D．以上说法都不正确
由电吉他发声原理可知(kě zhī)是将声音的变化转变为电流的变化
第十页，共15页。
对点练习
揭开传感器的“面纱”
(liànxí)
对传感器的理解(lǐjiě)
1．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化 为电信号的过程．下列属于这类传感器的是( ) A．红外报警装置 B．走廊照明灯的声控开关 C．自动洗衣机中的压力传感装置 D．电饭煲中控制加热(jiā rè)和保温的温控器
第五页，共15页。
课堂(kètáng)讲 揭开传感器的“面纱” 义
二、常见(chánɡ jiàn)的传感器 1．与温度控制相关(xiāngguān)的家用电器：电饭煲、电冰箱、微波炉、空调、消毒 碗柜等，都用到温度传感器．
2．红外传感器：自动门、家电遥控器、生命探测器、非接触红外测温仪以及防盗
、防火报警器等．
二、常见(chánɡ jiàn)的传感 器
5．工业生产中的传感器
(1)生产的自动化和半自动化．用机器人、自动化小车、自动机床、各种自动 生产线或者系统，代替人完成(wán chéng)加工、装配、包装、运输、存储等工 作．各种传感器使生产的自动运行保持在最佳状态，以确保产品质量，提高效 率和产量，节约原材料等．