全優(yōu)課堂2016_2017學(xué)年高中物理第3章傳感器第重點(diǎn)

1、第三節(jié)傳感器的應(yīng)用&巖前自主學(xué)習(xí)1. （多選）傳感器擔(dān)負(fù)著信息釆集的任務(wù)，其工作過(guò)程可能是（）A. 將力學(xué)量（如形變量）轉(zhuǎn)變成電學(xué)量B. 將熱學(xué)量轉(zhuǎn)變成電學(xué)量C. 將電學(xué)量轉(zhuǎn)變成光學(xué)量D. 將電學(xué)量轉(zhuǎn)變成力學(xué)量【答案】AB2光敏電阻的阻值隨著入射光強(qiáng)度的增加而由于它對(duì)光照比較敏感，所以它可以作傳感器.【答案】減小光電3. 金屬的電阻率隨溫度的升高而用金屬絲可以制作傳感器，稱為.【答案】增大溫度熱電阻4. 與金屬不同的是，有些半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力arfo【答案】增強(qiáng)熱敏電阻,故可以用半導(dǎo)體材料制作5. 與熱敏電阻相比，金屬熱電阻的好，測(cè)溫范圍,但較差.【答案】化學(xué)穩(wěn)定性 大 靈敏度6. 半導(dǎo)

2、體材料受到光照或者溫度升高時(shí)，會(huì)有更多的獲得能量成為,同時(shí)也形成更多的,于是明顯地增強(qiáng).【答案】電子 自由電子 空穴 導(dǎo)電性7. 電熨斗裝有傳感器，其作用是【答案】雙金屬片溫度 控制電路的通斷8. 溫度傳感器的核心元件是它具有將轉(zhuǎn)化為的性質(zhì).【答案】熱敏電阻溫度電阻I自主梳理）一、生活中的傳感器1 .溫度傳感器的應(yīng)用電飯煲、微波爐、空調(diào)機(jī)、消毒碗柜等與溫度相關(guān)的家用電器.2.紅外線控制器的應(yīng)用:家電遙控器 、生命探測(cè)儀、非接觸紅外測(cè)溫儀 以及防盜、防火報(bào)警器等.3光敏傳感器的應(yīng)用:照相機(jī)4.壓力傳感器的應(yīng)用:電子秤二、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的傳感器傳感器廣泛應(yīng)用于耕種、栽培、收割、運(yùn)輸、排灌等過(guò)程的自動(dòng)控

3、制，例如：1無(wú)人管理的自動(dòng)灌溉系統(tǒng)，用到了溫度 傳感器.2. 自動(dòng)化溫室種植用到了&度_傳感器.3. 現(xiàn)代糧庫(kù)采用了確度_傳感器和寶度_傳感器.三、工業(yè)生產(chǎn)中的傳感器1. 機(jī)器人、自動(dòng)化小車、自動(dòng)機(jī)床,各種自動(dòng)生產(chǎn)線 或者系統(tǒng)中，用到了各種傳感器.2. 生產(chǎn)的安全設(shè)施中，用傳感器監(jiān)控關(guān)鍵部位，隨時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患3. 自動(dòng)控制系統(tǒng)中的檢測(cè)環(huán)節(jié)，用傳感器對(duì)被控對(duì)象進(jìn)9、飛向太空的傳感器1.航空中，飛機(jī)能利用傳感器給出所在高度與繪定匾的差值.2.運(yùn)載火箭、載人飛船中，應(yīng)用了大量的傳感器供遙測(cè)和遙控 系統(tǒng)使用.載人飛船中還使用了一類測(cè)量航天員各種生理狀況的一S理傳感器問(wèn)題探究為什么人們說(shuō)傳感器就

4、像人的眼睛、耳朵？【答案】從感知外界信息角度理解，人的眼睛、耳朵不斷 為我們收集外界信息，并通過(guò)神經(jīng)系統(tǒng)將信號(hào)傳送到大腦，而 傳感器的敏感元件，也感受外界的相關(guān)變化，并將其轉(zhuǎn)化為電 信號(hào)，傳送給下一級(jí)裝置分析、執(zhí)行.養(yǎng)g堂優(yōu)化整合要總. 物理傳感墨應(yīng)用問(wèn)題的分析屋路1.傳感器應(yīng)用過(guò)程分析傳感器的應(yīng)用過(guò)程分為三個(gè)步驟:(1)信息采集.信息加工、放大、傳輸.(3)利用所獲得的信息執(zhí)行某種操作.2.分析傳感器問(wèn)題要注意的三點(diǎn)(1)傳感器感受的是哪種物理量.傳感器感受到的物理量主要有：力、熱、磁、光等.轉(zhuǎn)換為電學(xué)量.【感元件怎樣將所感受到的物理量敏感元件各不相同，但都是對(duì)某種物理量敏感，并直接或通 過(guò)

5、電路將所感受到的信息轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，在分析中既要注意元件 的敏感特性，又要注意電路特點(diǎn)，要明確轉(zhuǎn)換前后非電學(xué)量與電 學(xué)量間的定量關(guān)系.(3)執(zhí)行機(jī)構(gòu)怎樣根據(jù)傳感器所提供的電學(xué)信 傳感器的應(yīng)用，不僅包含非電學(xué)： 包含根據(jù)所獲信息控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作的過(guò)曹 o以力傳感器為例：傳感器感受力的信息（如大小、方向是否變化等）后轉(zhuǎn)化為 電壓、電流、電阻等電學(xué)量，然后經(jīng)過(guò)放大，傳輸?shù)綀?zhí)行機(jī)構(gòu) 進(jìn)行某種操作（如借助繼電器控制電路通斷，借助儀表進(jìn)行顯 示等）.以光傳感器為例: 光傳感器感受光的信息（如光的強(qiáng)弱、顏色等）通過(guò)敏感元A例1壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，有位同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計(jì)了判斷小車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

6、的裝置，其工作原理如圖甲所示，將壓敏電阻和一塊擋板固定在絕緣小車上，中間放置一個(gè)絕緣重球，小車向右做直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電流表示數(shù)如圖乙所示，下列判斷正確的是（）A從一到5時(shí)間內(nèi)，小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)B. 從心到右時(shí)間內(nèi)，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C. 從乙到$時(shí)間內(nèi)，小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)D. 從$到$時(shí)間內(nèi)，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)解析：由壓敏電阻的特點(diǎn)知，tx-t2時(shí)間內(nèi)電流/均勻增大，所以壓敏電阻所受的壓力增大，故小車做加速度增大的變電流不變，說(shuō)明小車做勻加速直線加速運(yùn)動(dòng).t2 時(shí)間內(nèi)， 運(yùn)動(dòng)，故D正確.答案：D題后反思小車運(yùn)動(dòng) 狀態(tài)變化球?qū)好綦娮?的壓力變化壓敏電阻的 阻值變化電流表的 示數(shù)變化運(yùn)優(yōu)化

7、訓(xùn)練1. （2016 -青浦一模）酒精測(cè)試儀用于對(duì)機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)藛T是 否酒后駕車及其他嚴(yán)禁酒后作業(yè)人員的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，它利用的是 一種二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器.酒精氣體傳感器的電 阻隨酒精氣體濃度的變化而變化，在如圖所示的電路中，不同 的酒精氣體濃度對(duì)應(yīng)著傳感器的不同電阻，這樣，顯示儀表的指針就與酒精氣體濃度有了對(duì)應(yīng)關(guān)系.如果二氧化錫半導(dǎo)體型酒持氣體傳感器AU越大，表示c越小，c與1/成反比BL/越大,C/越大,D. （/越大,【答案】D表示c越小,表示c越大,表示C越大,但C與L/不成反比c與U成正比 但c與（/不成正比【解析】酒精氣體傳感器和定值電阻串聯(lián)在電路中，電壓表測(cè)R。兩端的電壓.根

8、據(jù)酒精氣體傳感器的電阻的倒數(shù)與酒精氣體的濃度成正比，得：- kc(k是比例系數(shù))，根據(jù)歐姆定律得:U . ERq R（）+ r' + r+ R'由整理得：URo +由數(shù)學(xué)知識(shí)知，越大, 正確.要點(diǎn)傳感器的應(yīng)用實(shí)例1. 力傳感器的應(yīng)用一電子秤(1)力傳感器的組成：由金屬梁和應(yīng)變片組成.(2)作用：將物體的形變這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量，方便測(cè)量、處理和控制.2. 溫度傳感器的應(yīng)用(1)電熨斗：由半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻和金屬熱電阻均可制成溫度傳感器, 動(dòng)控制.(2)電飯鍋：它的主要元件感溫鐵氧體是用氧化鐳、氧化 鋅和氧化鐵粉末混合燒結(jié)而成的.它的特點(diǎn)是：常溫下具有鐵磁性，能被

9、磁體吸引，但是溫 度上升到約103 °C時(shí)，就失去了鐵磁性，不能被磁體吸引了.3. 光傳感器的應(yīng)用一火災(zāi)報(bào)警器如圖所示為利用煙霧對(duì)光的散射來(lái)工作的一種火災(zāi)報(bào)警 器，其工作原理是：帶孔的罩子內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電 三極管和不透明的擋板.平時(shí)，光電三極管收不到LED發(fā)出的 光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài).煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后對(duì)光有散射作用，使部 分光線照射到光電三極管上，其電阻變小.與傳感器連接的電A例2壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，在升 降機(jī)中將重物放在壓敏電阻上，壓敏電阻接在如圖甲所示的電 路中，電流表示數(shù)變化如圖乙所示，某同學(xué)根據(jù)電流表的示數(shù) 變化情況推斷升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，下列說(shuō)法中正

10、確的是（ ）甲A. 0-時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)一定勻速運(yùn)動(dòng)B. 0耳時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)可能減速上升C. -$時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)可能勻速上升D. t-t2時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)可能勻加速上升解析：在0耳時(shí)間內(nèi)，電流恒定，表明壓敏電阻的阻值 恒定，則重物對(duì)壓敏電阻壓力恒定，則升降機(jī)可能處于靜止、 勻速運(yùn)動(dòng)或勻變速直線運(yùn)動(dòng)，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確；人4時(shí)間內(nèi)，電流在增加，表明壓敏電阻的 對(duì)壓敏電阻的壓力在增大，故不可能做勻速運(yùn) 動(dòng)，C、D兩項(xiàng)都錯(cuò).答案=BC優(yōu)化訓(xùn)練2的是（多選）如圖所示是自動(dòng)調(diào)溫式電熨斗，下列說(shuō)法正確調(diào)溫旋鈕絕緣支架-O電 源 電熱絲O雙金屬片C. 原來(lái)溫度控制在80 °C斷開(kāi)電源，現(xiàn)要求60

11、 °C斷開(kāi)電 源，應(yīng)使調(diào)溫旋鈕下移一些D. 由熨燙絲綢衣物狀態(tài)轉(zhuǎn)化為熨燙棉麻衣物狀態(tài)，應(yīng)使 調(diào)溫旋鈕下移一些析】常溫工作時(shí)，上下觸點(diǎn)是接通的，當(dāng)溫度升高【答案】ABD時(shí)，上層金屬片形變大，向下彎曲，切斷電源，由熨燙絲綢衣 物狀態(tài)轉(zhuǎn)化為熨燙棉麻衣物狀態(tài)， 旋鈕下移一些，A. B. D對(duì)，C錯(cuò).要怠紅外線傳感器的應(yīng)用 紅外線傳感器在科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代生活中有著廣泛的應(yīng)用， 它是光傳感器的一種，常見(jiàn)應(yīng)用包括光計(jì)數(shù)、光計(jì)時(shí)、光測(cè) 量、光控制等.1.紅外線傳感器的工作原理任何物質(zhì)，只要它具有一定的溫度（高于絕對(duì)零度）都能輻 射紅外線；且溫度不同的物體輻射出的紅外線波長(zhǎng)不同，探測(cè) 器的敏感元件接收到

12、物體發(fā)出的紅外線， 號(hào)輸出，便可驅(qū)動(dòng)各種控制電路工作.2. 紅外線傳感器的構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)透射式反射式紅外線傳感器矜涮-熱敏檢測(cè)元件，如熱敏電阻 檢測(cè)兀件光敏檢測(cè)元件，如光敏電阻.轉(zhuǎn)換電路3. 紅外線傳感器的應(yīng)用紅外線傳感器常用于無(wú)接觸溫度測(cè)量、 控等，在氣象預(yù)報(bào)、衛(wèi)星遙感、醫(yī)學(xué)、 用.4. 自動(dòng)門上的紅外傳感器人體輻射的紅外線波長(zhǎng)為910 pn,傳感器探測(cè)元件的波長(zhǎng)靈敏度在0220凹1范內(nèi)幾乎穩(wěn)定不變，在傳感器頂端開(kāi)設(shè)了一個(gè)裝有濾光鏡片的窗口，這個(gè)濾光片可通過(guò)光的波長(zhǎng)范圍為710 pm,正好適合于人體紅外輻射的探測(cè)，而對(duì)其他物體發(fā)出的紅外線全部吸收，這樣便形成了一種專門用作探測(cè)人體輻射的紅外線傳

13、感器.【特別提醒】(1)紅外線也是光線，只不過(guò)用肉眼看不 到.(2)不同物質(zhì)發(fā)出的紅外線不同.物體所發(fā)出的紅外線的 波長(zhǎng)與溫度有關(guān).(3)對(duì)紅外線敏感的元件對(duì)其他光線不敏感，因此用這種 元件的裝置可不受其他光線的影響.»例3如圖所示為一實(shí)驗(yàn)小車中利用紅外線脈沖測(cè)量車速和行程的裝置示意圖，A為紅外線脈沖源，B為紅外線脈沖 接收器，4、均固定在車身上，C為小車的車輪，D為與C同 軸相連的齒輪.車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，A發(fā)出的紅外線脈沖通過(guò)旋轉(zhuǎn)齒 輪上齒的間隙后變成脈沖信號(hào)，被接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由電子電路記錄和顯示.若實(shí)驗(yàn)顯示單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)為71,累計(jì)脈沖數(shù)為N,則要測(cè)出小車的速度和行程還必須測(cè)量的物理數(shù)據(jù)是 ; 小車速度的表達(dá)式為農(nóng)= ;行程的表達(dá)式為£ =解析：小車的速度等于車輪的周長(zhǎng)與單位時(shí)間內(nèi)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)的乘積.設(shè)車輪的半徑為R,單位時(shí)間內(nèi)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)為k,則有p電路顯示的脈沖數(shù)即為P,2兀尺化若齒輪的齒數(shù)為P,以單位時(shí)間內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的電子所由于齒輪與車輪同軸相連，所以它們?cè)趩挝粫r(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的 圏數(shù)相等，即k嘩由以上兩式可得同理，設(shè)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的累計(jì)圈數(shù)為L(zhǎng) ,s = 2nRkf ,且0習(xí)黔可見(jiàn)，要測(cè)出小車的速度Q和行程