2013年人教版物理选修3-2全册精品课件第六章本章优化总结
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人教版高中物理选修3-2课件第6章-2
பைடு நூலகம் ●教学流程设计
演示结束
课
标
解
读
重
点
难
点
1.了解传感器在日常生活和 生产中的应用． 2.了解传感器应用的一般模 式． 3.会设计简单的有关传感器 应用的控制电路，提高分析 问题、解决问题的能力.
1.各种传感器的工作原理 及应用．(重点) 2.对各种传感器的特性的 理解．(难点)
传感器工作的一般模式
传感器的应用实例
1.基本知识 (1)力传感器的应用——电子秤 ①组成及敏感元件：由金属梁和 应变片 组成，敏感元 件是 应变片 ．
②工作原理
③作用：应变片将物体形变这个力学量转换为电压这个 电学量．
(2)温度传感器的应用实例
敏感元件
工作原理
电 温度变化时，由于双金属片的上层金属 膨胀系数 熨 双金属片 与下层金属的不同，双金属片发生弯曲 斗 从而控制电路的通断 ①居里温度：感温铁氧体常温下具有铁 约103°C 磁性，温度上升到时，失去铁磁性，这 一温度称为“居里温度” ②自动断电原理：用手按下开关通电加 热，开始煮饭，当锅内加热温度达到 103 °C 时，铁氧体失去磁性，与永久磁铁失去 吸引力，被弹簧片弹开，从而推动杠杆 使触点开关断开
【解析】 (1)由压力传感器 R 的电阻与所受压力的关系 3 表分析可得 R＝ 300－ F. 25 (2)踏板空载时，传感器 R 的电阻为 300 Ω，电路中电流 I＝ E/R＝ 4.8/300 A＝ 1.6× 10－2A，即该秤零起点的刻度线应 标在电流表刻度盘的 1.6× 10－2A 处．
(3)当电流表刻度盘的示数为 20 mA 时， 传感器 R 的电阻 R＝E/I＝4.8/0.02 Ω＝240 Ω，由压力传感器 R 的电阻与所受 压力的关系表分析可知，传感器所受压力 F＝500 N，由 F＝ mg 得，这个人的质量是 50 kg.
人教版高中物理选修3-2教学课件：第6章 6.3
)。
【答案】B
3.公交车上安装了温度传感器,当发动机温度高于规定温度时,传感 器就会自动报警,提醒驾驶员注意。 图示为一种温度自动报警器的原 理图,在水银温度计的顶端封入一段金属丝,以下说法正确的是 ( )。
A.温度升高至 74 B.温度升高至 74 C.温度升高至 78 D.温度升高至 78
)。Biblioteka A.A 为低电平,LED 发光 B.A 为高电平,LED 发光 C.A 为低电平,LED 不发光 D.A 为高电平,LED 不发光
【答案】BC
2.图示是一个基本逻辑电路。声控开关、光敏电 阻、小灯泡等元件构成一个自动控制电路。该电 路的功能是在白天无论声音多么响,小灯泡都不 会亮,在晚上,只要有一定的声音,小灯泡就亮。 这种电路现广泛使用于公共楼梯间,该电路虚线 框 N 中使用的是门电路。则下列说法正确的是( A.R2 为光敏电阻,N 为“或”门电路 B.R2 为光敏电阻,N 为“与”门电路 C.R2 为热敏电阻,N 为“或”门电路 D.R2 为热敏电阻,N 为“非”门电路
① “非” 门 ②连续变化 ③突变 ④发光二极管 ⑤光敏电阻 ⑥ 高 ⑦热敏电阻 ⑧发出鸣叫声
1.生活中你有没有接触到光控开关或声控开关?
解答:楼道或办公大楼内通常装有光控或声控的路灯。
2.生活中有没有看到报警器?
解答:很多房间(或宾馆)都安装了火警报警器或烟雾报警器。
1.(多选)图示为一个逻辑电平检测电路,A 与被测点相接,则(
2.光控开关 图示的光控开关电路中的 LED 是④ 发光二极 管 (填电子元件的名称),RG 是⑤ 光敏电阻 (填 电子元件的名称),当有较强的光照射 RG 时,斯密特触 发器 Y 端输出⑥ 高 (选填“高”或“低”)电平。
2013【优化方案】物理人教版精品课件选修3-1第六章第一节电场的力的性质
特别提示：当完全相同的带电金属 球相接触时，同种电荷电量平均分 配，异种电荷先中和后平分．
二、库仑定律
1．内容：真空中两个静止点电荷之 间的相互作用力，与它们的电荷量的 乘积成__正__比___，与它们的 ____距__离__的__二__次__方___成反比，作用力 的方向在它们的连线上．
2 ． 公 式 ： __F_＝___k_q_r1q2_2__. 式 中 的 k ＝
一、应用库仑定律需注意的问题 1．适用条件 库仑定律只适用于真空中的点电荷， 当带电体间的距离远大于它们本身尺 度时，可把带电体看成点电荷．虽然 从数学角度由r →0能得出F→∞的结
论，但从物理角度分析，这一结论是 错误的，因为r →0时，两电荷已不能 再看成点电荷了． 2．应用方法 库仑定律严格地说只适用于真空中， 在要求不很精确的情况下，空气可近 似当做真空来处理．注意库仑力是矢
变式训练1 如图6－1－6所示，电荷 量为Q1、Q2的两个正点电荷分别置于 A点和B点，两点相距L.在以AB为直径 的光滑绝缘半圆上,穿着一个带电小 球＋q(可视为点电荷).在P点平衡.不 计小球的重力，那么，PA与AB的夹 角α与Q1、Q2的关系应满足( )
图 6－1－6
A．tan3α＝QQ12 C．tan3α＝QQ21
代入数据解得 a＝3.2 m/s2.(1 分) (2)小球 B 速度最大时合力为零，即 khQ21q＋qEsinθ＝mg，(3 分) 解得 h1＝ mg－kQqEqsinθ，(2 分) 代入数据解得 h1＝0.9 m．(1 分)
点)，由P点静止释放，在小球C向N点 运动的过程中，下列关于小球C的速 度、加速度的图象中，可能正确的是 ()
图6－1－7
图6－1－8
【思路点拨】 画出电场线,确定场 强情况,根据电场力判定运动规律．
2013年人教版物理选修3-2全册精品课件 第六章第三节
＝220 V电源，M排风扇、G继电器、A控制电
源、S控制开关．请设计一个家用自动排烟电 路，在图中完成连线图．
栏目 导引
第六章
传感器
【解题样板】
电磁继电器起开关作用，所
以电池组、开关和电磁继电器应组成一个低 压电路，另一个是由排风扇和高压电源组成 的高压电路． 【答案】 如图6－3－6所示
图6－3－6
第六章
传感器
第三节
实验：传感器的应用
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第六章
传感器
目标导航
学习目标：1.了解光控开关和温度报警器的工作原理． 2．利用斯密特触发器设计光控开关电路和温度报警器． 3．练习用传感器制作自动控制设备．
重点难点：光控开关和温度报警器的工作原理．
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第六章
传感器
新知初探自主学习
一、实验目的 1.了解光控开关和温度报警器的工作原理． 2.练习用传感器制作自动控制设备． 二、实验器材 1.光控开关实验：斯密特触发器、发光二极管、二 极管、继电器、灯泡(6 V，0.3 A)、可变电阻R1(最 大阻值51 kΩ)、电阻R2(330 Ω)、光敏电阻、集成 电路实验板、直流电源(5 V)、导线若干、黑纸．
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第六章
传感器
2.温度报警器实验：斯密特触发器、蜂鸣器、 热敏电阻、可变电阻R1(最大阻值1 kΩ)、集成 电路实验板、直流电源(5 V)、导线若干、烧 杯(盛有热水)． 三、实验步骤
1.光控开关实验步骤
(1)按照电路图将各元件组装到集成电路实验 板上．
(2)检查各元件的连接，确保无误．
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所示是温度报警器电路示意图，下列关于对 此电路的分析正确的是( ) A．当RT的温度升高时，RT减小，A端电势降 低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声 B．当RT的温度升高时，RT减小，A端电势升 高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声 C．当增大R1时，A端电势升高，Y端电势降 低，蜂鸣器会发出报警声 D．当增大R1时，A端电势降低，Y端电势升 高，蜂鸣器会发出报警声
人教版高中物理选修3-2第6章 章末小结.docx
高中物理学习材料桑水制作第6章章末小结1．(2010·安徽理综，21Ⅱ)太阳能是一种清洁“绿色”能源．在我国上海举办的2010年世博会上，大量利用了太阳能电池．太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件．某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时(没有储存电能)的I－U特性．所用的器材包括：太阳能电池，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干．(1)为了达到上述目的，请将图1连成一个完整的实验电路图．(2)该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图2的I/U图象．由图可知，当电压小于2.00 V时，太阳能电池的电阻________(填“很大”或“很小”)；当电压为2.80 V 时，太阳能电池的电阻约为________Ω.答案：(1)实验电路如图所示．(2)当电压小于2.00V时，电流几乎为0，太阳能电池的电阻很大；当电压为2.80V时，对应电流约为2.8mA，太阳能电池的电阻为R＝2.802.8×10－3Ω＝1.0×103Ω2．(2009·宁夏理综，23)青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电，为路灯提供电能．用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制．光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为，照射光较强(如白天)时电阻几乎为0；照射光较弱(如黑天)时电阻接近于无穷大．利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打开．电磁开关的内部结构如图所示.1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接．当励磁线圈中电流大于50mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于50mA时，3、4接通．励磁线圈中允许通过的最大电流为100mA.(1)利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图．光敏电阻R1，符号灯泡L，额定功率40W，额定电压36V，符号保护电阻R2，符号电磁开关，符号蓄电池E，电压36V，内阻很小；开关S，导线若干．(2)回答下列问题：①如果励磁线圈的电阻为200Ω，励磁线圈允许加的最大电压为________V，保护电阻R2的阻值范围为________Ω.②在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱3、4之间从断开变为接通．为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合本题中电磁开关内部结构图说明．答：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________③任意举出一个其它的电磁铁应用的例子．答：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案：(1)电路原理如图所示(2)①20 160～520②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当磁铁吸合铁片时，3、4之间接通；不吸合时，3、4之间断开③电磁起重机。
13-14物理选修3-2同步课件：第6章 章末小结
第六章
章末小结
成才之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·物理 ·选修3-2
为了保证测量安全，该同学改进了测量电路，将一合适 的定值电阻串联在电路中。在保持其它连接不变的情况下， 该定值电阻应串联在相邻器件________和________(填器件代 号)之间。
第六章
章末小结
成才之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·物理 ·选修3-2
第六章
章末小结
成才之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·物理 ·选修3-2
(1)若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电， 电流 与磁场方向如图甲所示，该同学用电压表测量 UH 时，应将电 压表的“＋”接线柱与________(填“M”或“N”)端通过导线相 连。 (2)已知薄片厚度 d＝0.40mm，该同学保持磁感应强度 B ＝0.10T 不变，改变电流 I 的大小，测量相应的 UH 值，记录 数据如下表所示。
第六章
章末小结
成才之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·物理 ·选修3-2
解析：电容触摸屏在原理上把人体当做一个电容器元件 的一个极板，把导体层当做另一个极板，故 A 正确；手指与 屏的接触面积越大，即两个极板的正对面积越大，故电容越 大，B 正确，C 错误；如果带了手套或手持不导电的物体触 摸时没有反应，这是因为手与导体层距离较大，不能引起导 体层电场的变化，D 错误。
第六章
章末小结
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考题探析
第六章
章末小结
成才之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·物理 ·选修3-2
(2013· 山东理综，21)
第六章
章末小结
2013年人教版物理选修3-2全册精品课件 第六章本章优化总结
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第六章
传感器
对 A 选项，飞船在竖直加速升空的过程中，则加速 度向上，电压表的示数为正， 当飞船在竖直减速返回 地面的过程中，加速度方向仍然向上，所以电压表的 示数仍为正．因此 A 选项正确，B 选项错误． 对 C 选项，飞船在圆轨道上运行时，重物应处于完 全失重状态，弹簧保持原长状态， 滑动变阻器的滑片 离下端距离比 x0 还大，电压表不指零，此时应为负， mg E E C 选项错误，电压表示数 U′＝ L x0＋ k ＝ L x0 ＋ E mg E mg Emg · ＝0＋ · ＝ ，所以飞船在圆轨道上运 L k L k kL 行时，电压表示数对应的加速度为 g，D 选项正确．
【答案】
AD
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转换器件
→
转换电路 → 电学量
2.常见敏感元件及特性
(1)光敏电阻：光敏电阻在被光照射时电阻发生变 化，光照增强电阻减小，光照减弱电阻增大．
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第六章
传感器
(2)热敏电阻和金属热电阻：金属热电阻的电阻 率随温度升高而增大，热敏电阻有正温度系数电
阻、负温度系数电阻两种．正温度系数的热敏电
阻的阻值随温度升高而增大，负温度系数的热敏
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第六章
传感器
专题2
自控电路的分析方法
传感器问题具有涉及知识点多、综合性强、能力 要求高等特点，而传感器的形式又多种多样，原 理较难理解，搞清传感器的工作原理是求解问题 的关键． 1.确定传感器所感受到的物理量 传感器所感受到的物理量有力、热、磁、光、声等．
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第六章
传感器
2.转换电路把输出转换成电学量信号 通过元件把敏感元件的输出转换成电学量信 号，最后借助于转换电路把电学量信号转换
2013年人教版物理选修3-2全册精品课件 第六章第一节
电阻的阻值—温度特性图线，由图线可以看
出，热敏电阻的阻值随温度升高而减小的非 常明显．
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第六章
传感器
成功发现 热敏电阻 特点 制作材料 优点 电阻率随温度升高而 减小 __________ 半导体 __________ 灵敏度好 金属热电阻 电阻率随温度升 增大 高而_________ 金属 化学稳定性好， 测温范围大
一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振
动，使电容发生变化，使声音信号被话筒转 化为电信号，其中导致电容变化的原因是电
容器两板间的(
)
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第六章
传感器
A．距离变化 B．正对面积变化
C．介质变化
D．电压变化 【解题样板】 图6－1－7 平行板电容器的电容C∝εrS/d,
本例中的介质没有变化，正对面积也没有变化, 引起电容变化的因素是板间距离d.
项错误．由路端电压减小，而R1两端电压增
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第六章
传感器
大，可知R2两端电压必减小，则R2中电流减 小，故B项正确；结合干路电流增大知流过小
灯泡的电流必增大，则小灯泡的功率增大，C
项正确． 【答案】 ABC
【规律总结】
要分两步走
解决光敏电阻相关的问题，
(1)明确光敏电阻的阻值随光照如何变化． (2)结合光敏电阻阻值的变化，利用闭合电路 的欧姆定律等相关运算，解决光敏电阻对电 路的影响．
增多 随着光照的增强，载流子__________，导电性 __________． 增强 3．作用：把光照强弱这个光学量转换为电阻 这个电学量．
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第六章
传感器
三、热敏电阻和金属热电阻 [自主探究]
图6－1－1
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人教版高中物理选修3-2课件高二：第6章第2节《传感器的应用》(选修3—2)
答案：见解析
四、温度传感器的应用——电饭锅 1．感温铁氧体 (1)组成：氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成． (2)特点：常温下具有铁 磁性，能够被磁体吸引，温
度达到约103℃，失去铁磁性． (3)居里点：又称居里 温度，即指103℃. 2．电饭锅的结构如图 所示．
3．电饭锅的工作原理 开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，
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)如果不闭合开
关S1，能将饭煮熟吗？
解析：(1)电饭煲盛上食物后，接上电源，S2自动闭合，同 时手动闭合S1，这时黄灯被短路不亮，红灯亮，电饭煲处于加 热状态．加热到80℃时，S2自动断开，S1仍闭合．水烧干后， 温度升高至103℃时，开关S1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯 亮，电饭煲处于保温状态．由于散热，待温度降至70℃时，S2 自动闭合，电饭煲重新加热；温度达到80℃时，S2又自动断开， 再次处于保温状态．
线照射到光电三极管上，
其电阻变小，与传感器连
接的电路检测出这种变化，
就会发出警报．
如图所示，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻， LED为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与LED距 离不变，下列说法正确的是( )
A．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大 B．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小 C．当滑动触头P向右移 动时，L消耗的功率可能不变 D．无论怎样移动触头 P，L消耗的功率都不变
手松开后，按钮不再恢复到图示状态，则触点接通，电热板
通电加热，饭熟后，水分被吸收，当温度上升到居里温度时， 感温磁体失去磁性，开关便会自动断开．
下图是电饭煲的电路图，S1是一个磁钢限温开关，手动闭合后， 当此开关温度达到居里点(103℃)时，会自动断开，且不能自 动闭合．S2是一个双金属片自动控温开关，当温度低于70℃时， 会自动闭合；温度高于80℃时，会自动断开．红灯是加热指 示灯，黄灯是保温指示灯，分流电阻R1＝R2＝500Ω，加热电 阻丝R3＝50Ω，两灯电阻不计． (1)分析电饭煲的
四、温度传感器的应用——电饭锅 1．感温铁氧体 (1)组成：氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成． (2)特点：常温下具有铁 磁性，能够被磁体吸引，温
度达到约103℃，失去铁磁性． (3)居里点：又称居里 温度，即指103℃. 2．电饭锅的结构如图 所示．
3．电饭锅的工作原理 开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，
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)如果不闭合开
关S1，能将饭煮熟吗？
解析：(1)电饭煲盛上食物后，接上电源，S2自动闭合，同 时手动闭合S1，这时黄灯被短路不亮，红灯亮，电饭煲处于加 热状态．加热到80℃时，S2自动断开，S1仍闭合．水烧干后， 温度升高至103℃时，开关S1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯 亮，电饭煲处于保温状态．由于散热，待温度降至70℃时，S2 自动闭合，电饭煲重新加热；温度达到80℃时，S2又自动断开， 再次处于保温状态．
线照射到光电三极管上，
其电阻变小，与传感器连
接的电路检测出这种变化，
就会发出警报．
如图所示，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻， LED为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与LED距 离不变，下列说法正确的是( )
A．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大 B．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小 C．当滑动触头P向右移 动时，L消耗的功率可能不变 D．无论怎样移动触头 P，L消耗的功率都不变
手松开后，按钮不再恢复到图示状态，则触点接通，电热板
通电加热，饭熟后，水分被吸收，当温度上升到居里温度时， 感温磁体失去磁性，开关便会自动断开．
下图是电饭煲的电路图，S1是一个磁钢限温开关，手动闭合后， 当此开关温度达到居里点(103℃)时，会自动断开，且不能自 动闭合．S2是一个双金属片自动控温开关，当温度低于70℃时， 会自动闭合；温度高于80℃时，会自动断开．红灯是加热指 示灯，黄灯是保温指示灯，分流电阻R1＝R2＝500Ω，加热电 阻丝R3＝50Ω，两灯电阻不计． (1)分析电饭煲的
人教版高中物理选修3-2课件第6章传感器回顾总结(37张ppt)
关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打 开．电磁开关的内部结构如图所示.1、2两接线 柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧 片和触点连接．
• 当励磁线圈中电流大于50mA时，电磁铁吸合 铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；当电 流小于50mA时，3、4接通，励磁线圈中允许 通过的最大电流为100mA.
• (3)图2是霍尔测速仪的示意图，将非磁性圆盘固 定在转轴上，圆盘的周边等距离地嵌装着m个永 磁体，相邻永磁体的极性相反．霍尔元件置于 被测圆盘的边缘附近．当圆盘匀速转动时，霍 尔元件输出的电压脉冲信号图象如图3所示．
• a．若在时间t内，霍尔元件输出的脉冲数目为p， 请导出圆盘转速N的表达式．
• C．霍尔元件D．干电池
• 解析：发光二极管具有单向导电性，可以发 光，但不能做传感器，热敏电阻可以把温度 转化为电学量，霍尔元件可以把磁感应强度 转化为电压这个电学量，故B、C正确．
• 答案：BC
• 2．(江苏高考)2007年度诺贝尔物理学奖授予了 法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨 磁电阻效应”．基于巨磁电阻效应开发的用于读 取硬盘数据的技术，被认为是纳米技术的第一 次真正应用．在下列有关其他电阻应用的说法 中，错误的是( )
③电磁起重机．
答案：(1)见解析 (2)①20 160～320 ②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸 合铁片时，3、4 之间接通；不吸合时，3、4 之间断开 ③电磁起重机
• 【考情分析】从近几年的高考来看，对涉及传 感器知识的考查，主要集中在传感器及其工作 原理和传感器的应用等方面．本部分的知识以 单独命题占多数，也可以与电磁感应、电路等 相结合，基本题型是以选择题、实验题或计算 题出现，重点考查学生分析问题和将知识运用 于生活、生产的能力．
• 当励磁线圈中电流大于50mA时，电磁铁吸合 铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；当电 流小于50mA时，3、4接通，励磁线圈中允许 通过的最大电流为100mA.
• (3)图2是霍尔测速仪的示意图，将非磁性圆盘固 定在转轴上，圆盘的周边等距离地嵌装着m个永 磁体，相邻永磁体的极性相反．霍尔元件置于 被测圆盘的边缘附近．当圆盘匀速转动时，霍 尔元件输出的电压脉冲信号图象如图3所示．
• a．若在时间t内，霍尔元件输出的脉冲数目为p， 请导出圆盘转速N的表达式．
• C．霍尔元件D．干电池
• 解析：发光二极管具有单向导电性，可以发 光，但不能做传感器，热敏电阻可以把温度 转化为电学量，霍尔元件可以把磁感应强度 转化为电压这个电学量，故B、C正确．
• 答案：BC
• 2．(江苏高考)2007年度诺贝尔物理学奖授予了 法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨 磁电阻效应”．基于巨磁电阻效应开发的用于读 取硬盘数据的技术，被认为是纳米技术的第一 次真正应用．在下列有关其他电阻应用的说法 中，错误的是( )
③电磁起重机．
答案：(1)见解析 (2)①20 160～320 ②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸 合铁片时，3、4 之间接通；不吸合时，3、4 之间断开 ③电磁起重机
• 【考情分析】从近几年的高考来看，对涉及传 感器知识的考查，主要集中在传感器及其工作 原理和传感器的应用等方面．本部分的知识以 单独命题占多数，也可以与电磁感应、电路等 相结合，基本题型是以选择题、实验题或计算 题出现，重点考查学生分析问题和将知识运用 于生活、生产的能力．
高中物理人教版选修3-2(课件)第六章 传感器 1
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4．(2016·金华高二检测)为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照 明系统．光控开关可采用光敏电阻来控制，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
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4．各组成部分的作用 (1)敏感元件：相当于人的感觉器官，是传感器的核心部分，是利用材料的某 种敏感效应(如热敏、光敏、压敏、力敏、湿敏等)制成的． (2)转换元件：传感器中能将敏感元件输出的、与被测物理量成一定关系的非 电信号转换成电信号的电子元件． (3)转换电路：将转换元件输出的不易测量的非电学量(如力、温度、位移、浓 度、速度、酸碱度等)转换成易于测量的电学量(如电压、电流、电阻等)．
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2．热敏电阻和金属热电阻
热敏电阻
金属热电阻
特点 电阻率随温度升高而 减小 电阻率随温度升高而 增大
制作材料
__半__导__体__
__金__属___
优点
灵敏度好
化学稳定性好，测量范围大
作用 将 温度 这个热学量转换为 电阻 这个电学量
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3.霍尔元件 (1)构造 很小的矩形半导体薄片上，制作四个电极 E、F、M、N.(2)霍尔电压 如图 6-1-2 所示，E、F 间通入恒定电流 I，同时外加与薄片垂直的磁场 B，则
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传感器
[先填空] 1．传感器：能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等 非电学量 ，并能把 它们按照一定的规律转换为电压、电流等 电学量，或转换为 电路的通断 的元件． 2．非电学量转换为电学量的意义：把非电学量转换为电学量，可以方便地进 行 测量 、传输、 处理 和 控制 ．
人教版高中物理(选修3-2)第六章 传感器 本章高效整合优质PPT课件
(1)根据表中数据，请在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．
(2)如图所示，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图．(不考虑控制开关对所设计 电路的影响)
答案： (1)设计的控制电路如图所示．
随着信息技术和计算机技术的发展，传感器技术迈入了快 速发展时期．我国将传感器技术列为重点发展的尖端技术，投 入大量的人力物力，研制和开发了各种新型的传感器．传感器 技术已经深入到日常生活、生产、科学研究和军事技术等各个 领域，因此今后将是高考的热点之一．并且设置的题型较全， 考查内容常与力学及电路问题结合起来，体现了一定的设计、 创新能力．
2．常见传感器：日常生产、生活中常见传感器有：温度传 感器、光敏传感器、压力传感器、红外线传感器、位移传感器 等．
一热敏电阻阻值随温度变化的图象如图甲所示．请应用这 一热敏电阻自行设计一控制电路．当温度高于某一值后红色指 示灯亮．而温度低于这一值时绿色指示灯亮．
给你的器材有；如图乙所示的继电器一只(a、b为常闭触点， c、d为常开触点)．热敏电阻一只、滑动变阻器一只、红绿色指 示灯各一个、两个独立的电池组、开关两个、导线若干线．
1．传感器问题涉及知识点多、综合性强、能力要求高．传 感器的形式又多种多样，其原理有的还较难理解．因此搞清传 感器的工作原理及过程是求解问题的关键．在处理实际问题时， 应注意被测量和转换量之间的关系．传感器一般把被测量转换 成电学量，因此往往与敏感元件构成电路．认真分析电路结构 和各种敏感元件的特性，注意生活中的一些实例，开阔视野， 才能对具体问题灵活处理．
2013年人教版物理选修3-2全册精品课件 第六章第二节
栏目 导引
电 熨斗
第六章
传感器
名 称
结构图
工作原理 开始煮饭时按下开关按钮，由于 常温下感温铁氧体具有铁磁性， 永磁体将吸引感温磁体，因此手 松开后这个按钮不会恢复到图示 位置，这时电饭锅处于加热状 态．煮饭水沸腾时，水的温度保 持沸点不变．当饭熟后，水分被 大米吸收，锅底的温度上升，当 温度超过103 ℃时，感温铁氧体 失去铁磁性，由于弹簧的作用， 按钮开关将恢复到如图所示的位 置，
传感器
要点2
名 称
传感器的应用实例分析
结构图 工作原理
应 变 式 电 子 秤
在外力作用下，金属梁上 下表面的两个应变片发生 弯曲，上下应变片的阻值 变化不一样．传感器把上 下应变片的电压之差输 出．外力越大，输出的电 压差值也就越大
栏目 导引
第六章
传感器
名称
结构图
工作原理 常温下，上、下触点应是接 触的，但温度过高时，由于 双金属片受热膨胀系数不同， 上层金属膨胀大，下层金属 膨胀小，则双金属片向下弯 曲，使触点分离，从而切断 电源，停止加热．温度降低 后，双金属片恢复原状，重 新接通电路加热，这样循环 进行，起到自动控制温度的 作用．
【规律总结】
系无法用明确的数学表达式来表示，但可以通 过实验测定其电阻率与温度的关系曲线，正确 理解图象的物理意义是解决问题的关键．
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第六章
传感器
变式训练 2.如图6－2－4所示是会议室和宾馆房间的天 花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩 内装有发光二极管LED、光电三极管和不透 明的挡板．平时光电三极管接收不到LED发
开始煮饭，当锅内加热温度达到约103 ℃时，
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第六章
传感器
电 熨斗
第六章
传感器
名 称
结构图
工作原理 开始煮饭时按下开关按钮，由于 常温下感温铁氧体具有铁磁性， 永磁体将吸引感温磁体，因此手 松开后这个按钮不会恢复到图示 位置，这时电饭锅处于加热状 态．煮饭水沸腾时，水的温度保 持沸点不变．当饭熟后，水分被 大米吸收，锅底的温度上升，当 温度超过103 ℃时，感温铁氧体 失去铁磁性，由于弹簧的作用， 按钮开关将恢复到如图所示的位 置，
传感器
要点2
名 称
传感器的应用实例分析
结构图 工作原理
应 变 式 电 子 秤
在外力作用下，金属梁上 下表面的两个应变片发生 弯曲，上下应变片的阻值 变化不一样．传感器把上 下应变片的电压之差输 出．外力越大，输出的电 压差值也就越大
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第六章
传感器
名称
结构图
工作原理 常温下，上、下触点应是接 触的，但温度过高时，由于 双金属片受热膨胀系数不同， 上层金属膨胀大，下层金属 膨胀小，则双金属片向下弯 曲，使触点分离，从而切断 电源，停止加热．温度降低 后，双金属片恢复原状，重 新接通电路加热，这样循环 进行，起到自动控制温度的 作用．
【规律总结】
系无法用明确的数学表达式来表示，但可以通 过实验测定其电阻率与温度的关系曲线，正确 理解图象的物理意义是解决问题的关键．
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传感器
变式训练 2.如图6－2－4所示是会议室和宾馆房间的天 花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩 内装有发光二极管LED、光电三极管和不透 明的挡板．平时光电三极管接收不到LED发
开始煮饭，当锅内加热温度达到约103 ℃时，
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第六章
传感器
人教版高中物理选修3-2课件6章末
(3)列车可能加速运动也可能减速运动(加速度方向 变化)，电压表中间刻度为零．
反思提升：涉及到力、电结合的传感器问题时运用 力学知识(主要包括受力分析、平衡条件、牛顿运动定律) 结合电学知识(欧姆定律、电阻定律等)能将问题迅速解 决．
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例1 在奥运会上，运动员参加蹦床项目的比 赛．假设表演时运动员仅在竖直方向运动，通过传感器 将弹簧床面与运动员之间的弹力随时间变化的规律在计 算机上绘出如图所示的曲线，依据图象给出的信息，回 答下列物理量能否求出，如能求出，写出必要的运算过 程和最后结果．(g取10 m/s2)
(1)运动员的重力； (2)运动员的最大加速度； (3)运动员跳起的最大高度．
答案：(1)500 N (2)40 m/s2 (3)5 m 解析：(1)由弹力随时间变化的规律可知，运动员开 始在蹦床上静止，弹力等于重力G＝F0＝500 N
(2)运动员所受到弹力最大时加速度最大，由牛顿第二 定律得am＝F－mmg，又G＝mg＝500 N
(3)C点设置在电阻丝AB中点的原因是__________， 对电压表的选择的特殊要求为__________．
答案：(1)a＝g·UU′hL (2)见解析 (3)见解析 分析：此题为力、电结合型传感器，关键有两点：一 是从金属球受力正确表达加速度．
二是由电路知识正确表示电压表示数．
解析：(1)设列车加速度为a时，小球偏离竖直方向θ 角，此时小球受力情况如图所示，根据牛顿第二定律得
联立两式得：am＝40 m/s2 (3)运动员离开蹦床在空中运动时间 t＝(8.7－6.7)s＝2 s 上升和下落时间均为t0＝2t ＝1 s 故跳起的最大高度Hm＝12gt02＝5 m.
反思提升：通过F－t图象认识物体的运动时，弹力 是接触力，F＝0，表示物体在空中运动.
人教版高中物理选修3-2课件章末回顾6
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(3)a.由于在时间t内，霍尔元件输出的脉冲数目为P 则P＝mNt， 得N＝mPt. b．提出的实例或设想合理即可．
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答案 (1)UH＝EH·l c (2)RH＝EHIB·l·d (3)a.N＝mPt b．提出的实例或设想合理即可
→ 电学量
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2．常见的敏感元件． (1)光敏电阻：光敏电阻在被光照射时电阻发生变化，光 照增强，电阻减小，光照弱，电阻增大． (2)热敏电阻和金属热电阻：金属热电阻的电阻率随温度 升高而增大；热敏电阻有正温度系数、负温度系数两种，正 温度系数的热敏电阻的阻值随温度升高而增大，负温度系数 的热敏电阻的阻值随温度升高而减小．
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10
例1 一热敏电阻阻值随温度变化的图象如图①所示， 请应用这一热敏电阻自行设计一控制电路，当温度高于某一 值后红色指示灯亮，而温度低于这一值时绿色指示灯亮．
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给你的器材有：如图②所示的继电器一只(a、b为常闭 触点，c、d为常开触点)，热敏电阻一只、滑动变阻器一 只、红绿色指示灯各一个、两个独立的电池组、开关两个、 导线若干等，并且请说明滑动变阻器的作用．
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(2)由UH＝RHIdB， 得RH＝UIHB·d＝EHIB·l·d. 当洛伦兹力和电场力相等时 eEH＝evB， 得EH＝vB， 又因I＝neSv，
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联立以上各式得 RH＝vBlIdB＝n1e.
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1
第六章 传感器
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