人教版物理选修3-2课件6.2

(3)如果某人站在该秤踏板上,电流表刻度盘的示数为 20 m A ,这个
人的质量是
kg.
解析:(1)由压力传感器 R 的电阻与所受压力的关系表分
析可得 R =300- 3 F .
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(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 =1.6×10-2 A ,即该秤零起点的刻度线应标
������ ������
������ ������������
解析:S闭合时传感器上恰好无示数,说明小球受竖直向上
的电场力,且电场力大小等于重力.由楞次定律可判断磁场
B 正在增强,根据法拉第电磁感应定律 E =nΔ������=U ,又������q=m g
������
������
得Δ������=������������������,故 D 正确.
������ ������������
答案:D .
传感器的应用
名 结构图
称
工作原理
应
在外力作用下,金属梁上下表
变
面的两个应变片发生弯曲,上
式
下应变片的阻值变化不一样.
电
传感器把上下应变片的电压之
子
差输出.外力越大,输出的电压
秤
差值也就越大
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
包含根据所获得的信息控制执行机构进行工作的过程.
【例 1】(2012年云南省玉溪一中高二年级下学期期末考试) 传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)转换成电学量 的一种元件,在自动控制中有着相当广泛的应用.有一种测 量人体重的电子秤,其测量部分的原理图如图中的虚线框 所示,它主要由压力传感器 R (电阻值会随所受压力大小发 生变化的可变电阻),显示体重大小的仪表 A(实质是理想的 电流表)组成.压力传感器表面能承受的最大压强为 1×107Pa, 且已知压力传感器 R 的电阻与所受压力的关系如下表所示.
思路点拨:明确环境温度→温度升高后电阻率的变化→ 发热功率等于散热功率的温度范围 解析:从图线上可以看出,如果通电前 PTC 元件的温度 t<t1, 通电后由于发热的缘故,温度升高致使电阻率减小,发热功 率将进一步增大,形成正反馈效应,致使温度大于 t1,随着温 度的升高,电阻率也增大,功率将减小,形成负反馈效应,发热 功率的减小制约了温度的进一步升高.从以上分析可知,t<t1 时,温度会升高;t>t2时,温度会降低.故温控点在 t1~t2,即温度 保持在 t1~t2间的某一值. 综上分析可知,本题的正确选项是 A 、D ,即温度控制点在图 象的两个极值点之间.
探究感悟:熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需 要设定不同温度,如何设置调节? 答案:可通过调温旋钮调节升降螺丝,升降螺 丝带动弹性铜片升降,从而改变触点接触的 程度,达到控制不同温度的目的.
传感器问题的分析
1.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: (1)信息采集. (2)信息加工、放大、传输. (3)利用所获得的信息执行某种操作.
则线圈中的磁场 B 的变化情况和磁通量变化率分别是( )
A .正在增加,Δ������=������������������ B .正在减弱,Δ������=������������������
������ ������
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C .正在减弱,Δ������=������������������ D .正在增加,Δ����Baidu Nhomakorabea�=������������������
同,上层金属膨胀大,下层
电
金属膨胀小,则双金属片向
熨
下弯曲,使触点分离,从而
斗
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
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 电 态.煮饭水沸腾时,水的温度保持 饭 沸点不变.当饭熟后,水分被大米 锅 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,切断
答案:A D .
PTC 元件的电阻率与温度的关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.
变式探究 2 1:例 2中,若通电前电热灭蚊器的环境温 度在 t1~t2间,则温控点在哪里?若通电前环境温度高 于 t2,则 PTC 元件还能否起到控温功能? 解析:如果通电前 PTC 元件的温度 t1<t<t2,则分析思路、 方法同例 2一样,可以得出温控点在 t1~t2间;如果 PTC 元件的温度 t>t2时,则随着温度的升高,电阻率ρ变小, 发热功率进一步增大,形成正反馈,不可能实现温度 控制的作用. 答案:t1~t2 不能起到控温功能
2.分析传感器问题要注意四点 (1)感受量分析 要明确传感器所感受的物理量,如力、热、光、磁、声等. (2)输出信号分析 明确传感器的敏感元件,分析它的输入信号及输出信号,以及输 入信号与输出信号间的变化规律. (3)电路结构分析 认真分析传感器所在的电路结构,在熟悉常用电子元件工作特点 基础上,分析电路输出信号与输入信号间的规律. (4)执行机构工作分析 传感器的应用,不仅包含非电学量如何向电学量转化的过程,还
在电流表刻度盘的 1.6×10-2 A 处 .
(3)当电流表刻度盘的示数为 20 m A 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 =m g得,这个人的质量是 50 kg.
答案:(1)R =300- 3 F
压力 F/N 0 250 500 750 1 000 1 250 1 500 … 电阻 R/Ω 300 270 240 210 180 150 120 …
设踏板和压杆的质量可以忽略不计,接通电源后,压力传感器两端 的电压恒为 4.8 V ,取 g=10 m /s2.请回答: (1)把 R 写成关于 F 的函数关系; (2)该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘 A 处;
加热电源
平时,光电三极管收不到 LED 发出的 火
光,呈现高电阻状态.烟雾进入罩内后 灾
对光有散射作用,使部分光线照射到 报
光电三极管上,其电阻变小,与传感器 警
连接的电路检测出这种变化,就会发 器
出警报
【例 2】 家用电热灭蚊器电热部分的主要部件是 PTC 元 件,PTC 元件是由钛酸钡等导体材料组成的电阻器,其电阻 率ρ与温度 t的关系如图所示.由于这种特性,PTC 元件具有 发热、控温双重功能,若电热灭蚊器环境温度低于 t1,以下判 断正确的是( ) A .通电后,其电功率先增大后减小 B .通电后,其电功率先减小后增大 C .当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在 t1或 t2 不变 D .当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在 t1~t2间 的某一值不变
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第 2节 传感器的应用
栏
自主学习
目
导
航
要点例析
一、传感器应用的一般模式
二、传感器的应用实例
1.力传感器的应用——电子秤 常用的力传感器是由金属梁和应变片组成的.应变片 是一种敏感元件,现多用半导体材料制成. 2.温度传感器的应用——电熨斗 双金属片温度传感器的作用是控制电路的通断 .电熨 斗中双金属片上层金属的热膨胀系数大于下层金属.
3.温度传感器的应用——电饭锅 电饭锅中应用了温度传感器,它的主要元件是 感温铁氧体 , 这种材料的特点是:常温 下有铁磁性,能被磁体吸引,但是温 度上升到约 103 ℃时,就失去铁磁性,不能被磁体吸引了.这 个温度在物理学中称为该材料的“居里温度”或“居里点”. 4.光传感器的应用——火灾报警器 报警器带孔的罩子内装有发光二极管 LE D 、光电三极管和 不透明的挡板.
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(2)1.6×10-2 (3)50
针对训练 1 1:如图所示,两块水平放置的金属板距离为 d,用导线、开关
S与一个 n匝的线圈连接,线圈置于方向竖直向上的变化磁场 B 中.两板
间放一台小压力传感器,压力传感器上表面静止放置一个质量为 m 、电
量为+q的小球.S断开时传感器上有示数,S闭合时传感器上恰好无示数.