高中物理(教科版)选修3-2配套课件：第三章 第3、4节 生活中的传感器 简单的光控和温控电路(选学)

[解析] 根据欧姆定律可知电流表示数为 I＝ER，而 R 的阻 值又取决于其与受压面的压力，即取决于运动状态。若为甲图， 电流恒定且等于电梯静止时电流表示数 I0，故可判断此时电梯 处于平衡状态，即有可能静止，也有可能做匀速直线运动，故 A 错；若电梯做匀加速上升运动，物体所受支持力恒定，压敏 电阻阻值恒定，故电流恒定，且大于 I0，故 B 错，C 对；根据 牛顿第二定律可知物体加速度 a＝G－m N，若 a 恒定，则 N 恒定， R 恒定，电流恒定，若 a 变化→N 变化→R 变化→电流 I 变化， 故 D 正确。
1．自主思考——判一判
(1)通常的传感器可以直接用来进行自动控制。
(×)
(2)传感器可以用来采集信息。
(√ )
(3)传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量。
(√ )
(4)洗衣机的脱水传感器是根据温度变化控制脱水动作的。 (×)
(5)电冰箱是利用温度传感器自动控温的。
(√ )
2．合作探究——议一议 (1)家庭中电视机、空调等的遥控器应用了什么传感器？
2．温控电熨斗 (1)电路原理图
图 3-3-2
(2)功能 利用热敏电阻作控制元件，从而使电熨斗的温度在低于指 定值时，电热器供电加热，否则将电源关闭。 (3)调试 室温下，如果发光二极管不亮，则调节电位器 R1，直到 发光二极管发光为止。然后将电烤灯 通电 并靠近热敏电阻加 热，看它是否熄灭，如果此时发光二极管不熄灭，则再调节电 位器。反复将电烤灯靠近或远离热敏电阻，直到可以实现发光 二极管在热敏电阻温度升高时 熄灭，正常室温时发光为止。
第 3、4 节
生活中的传感器
简单的光控和温控电路(选学)
1．近年流行的模糊洗衣机的传感器大致有水位 传感器、负载量传感器、水温传感器、脏 污程度传感器、脱水(压电)传感器等。
2．电冰箱主要由制冷系统和控制系统两大部分 组成。控制系统主要包括温度自动控制、 除霜温度控制、过热及过电流保护等。在 控制系统中，传感器起着非常重要的作用。
二、简单的光控和温控电路 1．光控自动照明电路 (1)电路原理图
图 3-3-1
(2)功能 利用 光敏电阻作控制元件从而通过光线来实现自动控 制，使电路在天亮时自动切断，天黑时自动导通。 (3)调试 将光敏电阻用 黑纸包住使它不被光照亮，如果发光二极 管不亮，则调节电位器 R1 ，直到发光二极管发光为止。然 后将包裹光敏电阻的黑纸打开，看它是否熄灭，如果此时发 光二极管不熄灭，则再调节电位器。反复使光敏电阻遮光或 见光，直到可以实现发光二极管在光敏电阻有光照时熄灭， 无__光__照__时发光为止。此时发光二极管就相当于一个由环境明 暗变化而自动控制的灯。
[典例] (多选)压敏电阻的阻值会随所受压力的
增大而减小。某位同学利用压敏电阻设计了判断电梯
运动状态的装置，其装置示意图如图 3-3-4 所示，将压
敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体 图 3-3-4
m，电梯静止时电流表示数为 I0，电梯在不同的运动过程中，电流 表的示数分别如图 3-3-5 甲、乙、丙、丁所示，下列判断中正确的
信息 信息加工、 利用所获得的信 采集 ⇒ 放大、传输 ⇒ 息执行某种操作
2．分析传感器问题的四点注意
感 受 量 要明确传感器所感受的物理量，如力、热、光、磁、 分析 声等 输 出 信 明确传感器的敏感元件，分析它的输入信号及输出信 号分析 号，以及输入信号与输出信号间的变化规律
认真分析传感器所在的电路结构，在熟悉常用电子元 电 路 结 件工作特点的基础上，分析电路输出信号与输入信号 构分析 间的规律 执 行 机 传感器的应用，不仅包含非电学量如何向电学量转化 构 工 作 的过程，还包含根据所获得的信息控制执行机构进行 分析 工作的过程
2．电冰箱中的传感器 电冰箱主要由制冷系统和 控制系统两大部分组成。控制系统 主要包括：温度自动控制、除霜温度控制、过热及过电流保护等。 3．家用报警器 (1)居家生活中，煤气泄漏会危及人身安全，需要加以防范。 我们可以利用气敏元件制作有害气体报警器和可燃气体报警器。 (2)有一种敲击防盗报警器，它利用压电 式传感器对门窗玻 璃损毁产生反应，形成对报警装置的启动。还有一种冲击防盗报 警器，由 冲击传感器和执行电路两部分组成。
提示：红外线遥控传感器。 (2)夜晚，楼梯上漆黑一片，但随着我们的脚步声响，楼梯的灯
亮了；我们登上一层楼，灯光照亮一层楼，而身后的灯则依 次熄灭，这种楼梯灯控制装置好像能“听到”我们的到来， 开灯迎接；又好像能“看见”我们的离去，关灯节能。这种 “人性化”的功能是靠什么实现的呢？ 提示：靠电路中安装的一种能将声、光信号转换为电学量的 传感器——声光控延时开关实现的。
(3)电熨斗在达到设定的温度后就不再升温，当温度降低时 又会继续加热，使它总与设定的温度相差不多。你知道 电熨斗是靠什么来自动控制温度的吗？
图 3-3-3 提示：利用双金属片温度传感器来控制电路的通断。
力传感器的应用
1．传感器问题的分析思路 物理传感器是将所感受的物理量(如力、热、光等)转换为便 于测量的电学量的器件。我们可以把传感器的应用过程分为三 个步骤：
4．传感器与人的感官 (1)光传感器和由它制成的录像头和监控探头，可以类比人 的眼睛。 (2)对有毒有害气体进行监控的化学和生物传感器，相当于 人的鼻和舌等嗅觉、味觉器官。 (3)力学和振动传感器，以及温度传感器可以认为相当于人 类的触觉器官，如手、足、皮肤等。 (4)声传感器不妨认为是机器的耳朵。
3．居家生活中，我们可以利用气敏元件制作有 害气体报警器和可燃气体报警器。
一、生活中的传感器 1．洗衣机中的传感器 全自动洗衣机已经实现了利用传感器和电脑技术对洗涤全 过程进行检测和控制。近年来的模糊洗衣机中的传感器大致有： 水位传感器、负载量传感器、水温传感器、布质传感器、洗涤粉 传感器、脏污程度传感器图 3-3-5
A．甲图表示电梯一定处于静止状态 B．乙图表示电梯可能做匀加速上升运动 C．丙图表示电梯可能做匀加速上升运动 D．丁图表示电梯可能做变减速下降运动 [思路点拨] 解答本题时应注意以下两点： (1)电流表示数与物体对压敏电阻的压力大小的关系。 (2)根据 I-t 图像只能分析电梯加速度的大小和方向，无法确 定电梯速度的方向。