高中物理 第6章 传感器 章末整合课件 新人教版选修32

第九页，共13页。
专题(zhuāntí) 分类突破
“
例4 如图所示，一热敏电阻RT放在控温容器M内；A 为毫安表，量程6 mA，内阻为数十欧姆；E为直流电
替 代
源，电动势约为3 V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻 法
值为999.9 Ω；S为开关(kāiguān)．已知RT在95 ℃时 ”
的阻值为150 Ω，在20 ℃时的阻值为550 Ω.现要求在
亮，电饭煲处于保温状态．待温度降 至70 ℃时，S2自动闭合，重新加热， 温度达到80 ℃时，S2又自动断开，再 次处于保温状态，如此循环．
第十一页，共13页。
专题(zhuāntí) 分类突破
例5 如图所示是电饭煲的电路图，S1是 一个温控开关，手动闭合后，当此开关 温度达到居里点(103 ℃)时，会自动 (zìdòng)断开．S2是一个自动(zìdòng) 温控开关，当温度低于70 ℃时，会自动 (zìdòng)闭合；温度高于80 ℃时，会自 动(zìdòng)断开．红灯是加热时的指示 灯，黄灯是保温时的指示灯．分流电阻 R1＝R2＝500 Ω，加热电阻丝R3＝50 Ω，两灯电阻不计． (1)分析电饭煲的工作原理； (2)计算加热和保温两种状态下，电饭煲 消耗的电功率之比； (3)简要回答，如果不闭合开关S1能将饭 煮熟吗？
_(2_)_已_知__控__制光红电(填路“的红电”源“电绿动”势或为“6黄V，”内)时阻自为动1闭Ω合，(继bì电hé器)．电阻
为R0＝9 Ω，当控制电路中电流大于0.06 A时，衔铁会被吸引 ，如图乙所示，则只有质量超过________ kg的车辆违规时才 会被记录．(g取10 N/kg)
400
第六页，共13页。
专题分类(fēn lèi)突破
二、常见(chánɡ学量，因此往往与电子
元件一起构成电路，比较常见的传感器都可以与电路进行组合 ，所以一定要注意电路分析，特别是要弄清楚各种敏感元件的 特性及各种常用电子元件的工作特点，并针对具体问题具体分 析，灵活处理．
第七页，共13页。
专题分类(fēn lèi)突破
例3 在航天事业中要用角速度计测得航天器的自 转角速度ω，结构如图所示，当系统绕轴OO′转 动时，元件A在光滑杆上发生滑动，并输出电信 号成为航天器的制导信号源，已知A质量为m，弹 簧的劲度系数为k，原长为l0，电源电动势为E ，内阻不计，滑动变阻器总长为l，电阻分布均 匀，系统静止时滑动变阻器触头P在中点，与 固定接头Q正对，当系统以角速度ω转动时，求： (1)弹簧形变量x与ω的关系式； (2)电压表示数U与角速度ω的关系式．
(1)由圆周运动规律(guīlǜ) 知
kx＝mω2R＝mω2(l0＋x)
即kx－mω2x＝mω2l0
所以 x＝km－ωm2lω0 2
(2)由串联电路的规律知
U＝xl E＝l
mω2l0E k－mω2
第八页，共13页。
专题(zhuāntí)分 类突破
三、关于(guānyú)控制电路的 问题
分析控制电路的问题，要弄清楚敏感元件的特性，还 要进行正确的电路分析，除此之外还要了解各种逻辑电 路的特点，其中斯密特触发器是具有特殊功能的“非” 门，要特别注意它对电路所带来的相应变化．
当车辆闯红灯或车辆压在压敏电阻超载时，光控开关闭合，继电器的衔铁就被吸下， 电控照相机自动拍照，根据闭合电路欧姆定律I＝E/(R+r+R0)，当电流为0.06 A时，外电 阻R＝90 Ω，从图乙中找出对应的压力为4×103 N
第四页，共13页。
专题(zhuāntí)
分类突破
例 2 为了节能和环保，一些公共场所使
(2)加热时 P1＝RU并2， 保温时 P2＝R1＋U2R并，
两式中 R 并＝RR2＋2RR3 3＝51010 Ω. 从而有PP12＝R1＋ R并R并＝112.
第十二页，共13页。
专题(zhuāntí)分 类突破
例5 如图所示是电饭煲的电路图，S1是一 个温控开关，手动闭合后，当此开关温度 达到居里点(103 ℃)时，会自动断开．S2 是一个自动温控开关，当温度低于70 ℃时 ，会自动闭合；温度高于80 ℃时，会自动 断开．红灯是加热时的指示灯，黄灯是保 温时的指示灯．分流电阻R1＝R2＝500 Ω ，加热电阻丝R3＝50 Ω，两灯电阻不计 ． (1)分析电饭煲的工作原理； (2)计算(jìsuàn)加热和保温两种状态下， 电饭煲消耗的电功率之比； (3)简要回答，如果不闭合开关S1能将饭煮 熟吗？
用光控开关控制照明系统．光控开关可采
图2
用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着
光的照度而发生变化的元件(照度可以反
映光的强弱，光越强照度越大，照度单位
为 lx)．某光敏电阻 Rp 在不同照度下的阻 值如下表：
照度(lx) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
电阻(kΩ) 75 40 28 23 20 18
(1)根据表中的数据，请在图 2 给定的坐标 系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说 明阻值随照度变化的特点；
特点(tèdiǎn)：光敏电阻的阻值 随光照度的增大而非线性减小
第五页，共13页。
专题(zhuāntí)分 类突破
例 2 (2)如图 3 所示，当 1,2 两端所加电压上 升至 2 V 时，控制开关自动启动照明系统．请 利用下列器材设计一个简单电路，给 1,2 两端 提供电压，要求当天色渐暗照度降低至 1.0 lx 时启动照明系统，在虚线框内完成 电路原理
如果不闭合开关S1，开关S2总是
闭合的，R1被短路，功率为P1；当
温度上升到80 ℃时，S2自动断开， 功率降为P2；温度降低到70 ℃，S2 自动闭合……温度只能在70～80
℃之间变化，不能将饭煮熟．
第十三页，共13页。
合开关(kāiguān)，调节电阻箱，记录电流表的示数I0 的阻值之和不变；
，并记录_______电_阻__箱__的_读_．数⑤R0将RT的温度降为T1(20
℃＜T1＜95 ℃)；调节电阻箱，使得电流表的读数
_电值_阻，__的直_，电至记2阻0录值℃仍_R_为T为_1止_I＝_0；___在____每____一__温__电__度_阻．_下.箱⑥⑦重的温逐复读度步步数为降R骤R0T低－1⑤1TR的⑥11热＋的. 敏1数50 Ω
(2)计算加热和保温两种状态下，电饭煲消
耗的电功率之比；
(3)简要回答，如果不闭合开关S1能将
饭煮熟吗？
(1)接上电源(diànyuán)，S2自动闭合， 手动闭合S1. 黄灯短路，红灯亮，处于 加热状态．加热到80 ℃时，S2自动断 开，S1仍闭合；饭煮熟后，温度升高 到103 ℃时，开关S1自动断开，黄灯
如果初始温度为20 ℃，电阻箱和 热敏电阻的阻值应保持550 Ω和 电阻箱的阻值之和不变．
第十页，共13页。
专题(zhuāntí) 分类突破
例5 如图所示是电饭煲的电路图，S1是
一个温控开关，手动闭合后，当此开 关温度达到居里点(103 ℃)时，会自动 断开．S2是一个自动温控开关，当温度 低于70 ℃时，会自动闭合；温度高于80 ℃时，会自动断开．红灯是加热时的 指示灯，黄灯是保温时的指示灯．分 流电阻R1＝R2＝500 Ω，加热电阻丝R3 ＝50 Ω，两灯电阻不计． (1)分析电饭煲的工作原理；
图．(不考虑控制开关对所设计电路的影响)
提供的器材如下：光敏电阻 Rp(符号
，
阻值见上表)；直流电源 E(电动势 3 V，内阻
不计)；
定值电阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ，R3＝40
kΩ(限选其中之一并在图中标出)；开关 S 及导
线若干．
原理：利用串联电路的分压规律设计 电路．当光照度降低至 1.0 lx 时，光 敏电阻为 Rp＝20 kΩ，由题中信息可 知 U12＝2 V，E＝3 V，UR1p2＝E－RU12， 所以 R＝10 kΩ，定值电阻选 R1.
降温过程中测量在95～20 ℃之间的多个温度RT的阻
值．
串联，如图所示
(1)在图中画出连线，完成实验原理电路图．
(2)完成下列实验步骤中的填空：
①依照实验原理电路图连线．②调节控温容器M内的
温度，使得RT的温度为95 ℃.
初始温度为95 ℃，电阻箱和热敏
③将电阻箱调到适当的阻值，以保证仪器安全．④闭 电阻的阻值应保持150 Ω和电阻箱
第六章 章末整合
(zhěnɡ hé)
章末整合 (zhěnɡ hé)
第一页，共13页。
网络(wǎngluò) 构建
第二页，共13页。
专题分类(fēn lèi)突破
一、敏感元件的特点(tèdiǎn)及应 用
本章敏感元件有热敏电阻、金属热电阻、光敏电阻和霍尔元件．它们的特点 如下：
1．热敏电阻是由半导体材料制成，阻值随温度升高而减小； 2．金属热电阻随温度升高，阻值增大；
3．光敏电阻是由半导体材料制成，阻值随光照强度的增强而减小；
4．霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量．
第三页，共13页。
专题分类(fēn lèi) 突破
例1 如图甲所示，某同学设计了一种“闯红灯违规证据模拟记 录器”，它可以通过拍摄照片来记录机动车辆闯红灯时的情景 ．它的工作原理是：当光控开关接收到某种颜色光时，开关自 动闭合(bìhé)，且当压敏电阻受到车的压力，它的阻值变化引 起电流变化达到一定值时，继电器的衔铁就被吸下，工作电路 中的电控照相机就工作，拍摄违规车辆．光控开关未受到该种 光照射就自动断开，衔铁不被吸引，工作电路中的指示灯发光 ． (1)要记录车辆违规闯红灯的情景，光控开关应在接收到