最新人教版高中物理选修3-2 第六章 传感器 章末总结 名师公开课省级获奖课件(14张)

2.金属热电阻：金属热电阻的电阻率随温度升高而增大.
3.热敏电阻：热敏电阻有正温度系数和负温度系数两种 .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 .
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.
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例1
如图 1 所示是一火警报警器的部分电路示意图 .其中 R2 为用半导体负温度系数热敏材
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 C.I 变小，U 变大 B.I 变大，U 变小 D.I 变小，U 变小
图1
( D )
解析
R2 所在处出现火情时，温度升高，则 R2 的阻值减小.R2↓→R 总↓→
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1.(常见敏感元件的特点及应用 )如图 5 所示， RT 为正温度系数热敏电阻， R1 为光敏电阻， R2 和 R3 均为定值电阻，电源电动势为 E，内阻为 r， 数增大，可能的原因是 ①热敏电阻温度升高，其他条件不变 强，其他条件不变 A.①③ B.①④ ②热敏电阻温度降低，其他条件不变 为理想电压表，现发现电压表示 (
(3)如果在调试报警器达到最低报警温度时， 无论如何调节滑动变阻器的滑片 P 都不能使报警 器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路实际不能工作的 电源提供电压太小，以至于电磁铁磁性太弱或弹簧劲度系数太大 原因可能是__________________________________________________________.
图3
解析
热敏电阻 RT 在温度升高时阻值变小，电路中电流变大，电磁铁磁性增强，把右侧
衔铁吸引过来，与 a 接触，故 c 应接在 a 处；为使启动报警的温度提高，则应使电路中 电阻更大，这样使报警温度提高，滑片应左移 .
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三、传感器与逻辑电路的分析及应用
分析传感器与逻辑电路结合的问题，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 .
当仅减小 R2 的阻值时，电路中的电流增大， A、 B 间的电压 U 减小，故 ④错误，故应选 C.
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二、传感器的应用 1.传感器的应用
传感器的应用过程包括三个环节：感、传、用 . (1)“感”是指传感器的敏感元件感应信息，并转化为电学量 . (2)“传”是指通过电路等将传感器敏感元件获取并转化的电学信息传给执行机构 . (3)“用”是指执行机构利用传感器传来的信息进行某种显示或某种动作 .
物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热敏传感器，主要是应 用了半导体材料制成的热敏电阻， 某热敏电阻 RT 阻值随温度变化的图线如图 3 甲所示， 图乙 是由该热敏电阻 RT 作为传感器制作的简单自动报警器线路图 .问：
a 填“a”或“b”)处. (1)为了使温度过高时报警器铃响，c 应接在________( 左 移动(填“左”或“右”). (2)若要使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器的滑片 P 向____
2.传感器电路问题的设计思路
处理与传感器有关的电路设计问题时，可将整个电路分解为： (1)传感器所在的信息采集部分； (2)转化传输部分(这部分电路往往与直流电路的动态分析有关)； (3)执行电路 .
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例2
传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的
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)
②当有人通过而遮蔽光线时， A、 B ④当仅减小 R2 的阻
③当仅增大 R2 的阻值时，可增大 A、B 之间的电压
值时，可增大 A、 B 之间的电压 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
图2
解析 R1 是光敏电阻，有光照射时，阻值变小，当有人通过而遮蔽光线时，R1 的阻值变大， 回路中的电流 I 减小， A、 B 间的电压 U＝ IR2 减小，故①错误，②正确； 由闭合电路欧姆定律得： U＝ E－I(R1＋ r)，当仅增大 R2 的阻值时，电路中的电流减小， A、 B 间的电压 U 增大，故③正确；
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例3
如图 4 所示是用斯密特触发器控制某宿舍楼道内照明灯的示意图，试说明其工作原理.
图4
解析 天较亮时，光敏电阻 RG 阻值较小，斯密特触发器输入端 A 电势较低，则输出端 Y
输出高电平，线圈中无电流，工作电路不通 .
天较暗时，光敏电阻 RG 阻值增大，斯密特触发器输入端 A 电势升高，当升高到一定值， 输出端 Y 由高电平突然跳到低电平，有电流通过线圈 A，电磁继电器工作，接通工作电 路，使照明灯自动开启 . 天明后，RG 阻值减小，斯密特触发器输入端 A 电势逐渐降低，降到一定值，输出端 Y 突 然由低电平跳到高电平，则线圈 A 中不再有电流，电磁继电器自动切断工作电路的电源， 照明灯熄灭 .
I 干↑→U1↑→U3↓→I↓，故显示器的电流 I 变小，由 U＝E－I 干 r，I 干变大， 知 U 变小，故选项 D 正确.
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针对训练
如图 2 所示是某居民小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置， R1 为光敏电 (
阻， R2 为定值电阻， A、 B 接监控装置 .则 ①当有人通过而遮蔽光线时， A、 B 之间电压升高 之间电压降低
D
)
③光照增
④光照减弱，其他条件不变 D.②④
C.②③
图5
解析
电压表示数变大，而 R3 为定值电阻，说明流经 R3 的电流增大，由电路结构可知，
高中物理· 选修3-2· 人教版
第六章 传感器
学案4 章末总结
传感器及其工作原理
电学量
通断
温度传感器 光传感器 电学量
传感器的应用 电子秤 电熨斗 实验 连续变化 火灾报警器
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一、常见敏感元件的特点及应用
1.光敏电阻：光敏电阻的阻值与所受光照的强度有关，光照增强阻值减小，光照减弱阻值 增大.