物理選修人教新課標(biāo)傳感器的應(yīng)用一課件

1、物理選修人教新課標(biāo)傳感器的應(yīng)用一課件21了解溫度傳感器的工作原理、特點(diǎn)和應(yīng)用2了解光電式傳感器的工作原理、分類及應(yīng)用電路.3電學(xué)量電學(xué)量 變形變形 R0(1t) 4而變化而變化 5半透半反鏡半透半反鏡 6光敏二極管光敏二極管 7溫度傳感器是指將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的一類傳感器，一般有兩類：一類是隨溫度變化引起傳感器中某個(gè)組件形狀的變化(如熱脹冷縮)達(dá)到轉(zhuǎn)換信號(hào)的目的；還有一類是隨溫度變化引起電阻的變化(如半導(dǎo)體材料中熱敏電阻隨溫度升高電阻減小)達(dá)到轉(zhuǎn)換信號(hào)的目的光電傳感器是指將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的一類傳感器，一般以光敏電阻為主要元件，因?yàn)楣饷綦娮桦娮柚惦S光照加強(qiáng)而減小，將光敏電阻連接到電路中時(shí)

2、，光照改變就會(huì)引起電路中其他電學(xué)量的改變，從而將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào). 一、溫度傳感器一、溫度傳感器二、光電式傳感器二、光電式傳感器8【典例1】 如圖323甲所示為溫度在10 左右的環(huán)境中工作的某自動(dòng)恒溫箱原理簡(jiǎn)圖箱內(nèi)的電阻R120 k，R210 k，R340 k，RT為熱敏電阻，它的電阻隨溫度的變化圖像如圖323乙所示當(dāng)a、b兩端電壓Uab0時(shí)，電壓鑒別器會(huì)令開關(guān)K接通，恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱，使箱內(nèi)溫度升高；當(dāng)Uab0時(shí)，電壓鑒別器會(huì)令K斷開，停止加熱試計(jì)算恒溫箱內(nèi)的溫度恒定在多少攝氏度？9解析在Uab0時(shí)，K接通，箱內(nèi)的溫度升高，導(dǎo)致RT減小當(dāng)RT20 k時(shí)Uab0，而Uab0是K斷開、閉合

3、的分界點(diǎn)，此溫度可由圖323乙中讀出，RT20 k時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度T35 ，故恒溫箱的溫度恒定在35 .答案35 10【變式1】下列有關(guān)電熨斗的說法正確的是()A電熨斗能自動(dòng)控制溫度主要利用了雙金屬片，兩片金屬的膨脹系數(shù)相同B常溫下，上下觸點(diǎn)是接觸的；溫度過高時(shí)，雙金屬片發(fā)生彎曲使上下觸點(diǎn)分離C需要較高溫度熨燙時(shí)，要調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕，使升降螺絲下移并推動(dòng)彈性銅片下移D電熨斗中的雙金屬片是一種半導(dǎo)體材料11解析常溫下，上下觸點(diǎn)是接觸的；溫度過高時(shí)，雙金屬片發(fā)生彎曲使上下觸點(diǎn)分離；需要較高溫度熨燙時(shí)，要調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕，使升降螺絲下移并推動(dòng)彈性銅片下移；雙金屬片由膨脹系數(shù)不同的金屬材料制成，上面的膨脹系數(shù)大答

4、案BC12【典例2】 如圖324所示的電路中，電源兩端的電壓恒定，L為小燈泡，R為光敏電阻，LED為發(fā)光二極管(電流越大，發(fā)出的光越強(qiáng))，且R與LED距離不變，下列說法正確的是()13A當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率增大B當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率減小C當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向右移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率可能不變D無論怎樣移動(dòng)觸頭P，L消耗的功率都不變解析分析電路，當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移時(shí)，通過LED的電流變大，光照增強(qiáng)，光敏電阻R變小，通過燈泡的電流變大，故L消耗的功率增大，故選A.答案A14【變式2】在街旁的路燈、江海里的航標(biāo)都要求在夜晚亮，白天熄，它們是利用半導(dǎo)體的電學(xué)特性制成了自動(dòng)點(diǎn)亮、熄

5、滅的裝置，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，這是利用半導(dǎo)體的()A壓敏性 B光敏性C熱敏性 D三種特性都利用解析街旁的路燈和江海里的航標(biāo)，都是利用了半導(dǎo)體的光敏性，夜晚電阻大，白天電阻小，控制了電路的通斷答案B15開拓視野幾種常見傳感器簡(jiǎn)介1壓力傳感器全自動(dòng)洗衣機(jī)的水位控制裝置中使用了壓力傳感器圖325(a)中1和2分別是洗衣機(jī)的外筒和內(nèi)筒，3是氣室，4是傳感器的膜盒氣室下部與外筒連通，上部與軟管、傳感器的膜盒連通向內(nèi)筒中注水時(shí)，水通過內(nèi)筒壁上的小孔流入外筒，部分水進(jìn)入氣室，氣室內(nèi)被密封的空氣壓強(qiáng)增大，使傳感器的膜片向上凸起如圖325(b)16當(dāng)筒中水位到達(dá)設(shè)定的高度時(shí)，凸起的膜片使動(dòng)觸點(diǎn)a與靜觸點(diǎn)b脫離，并與

6、靜觸點(diǎn)c接觸，從而接通控制電路，關(guān)閉進(jìn)水電磁閥門，接通洗滌電動(dòng)機(jī)電源，開始洗滌衣物172渦流式電感傳感器利用渦流效應(yīng)可改變電感線圈電感的原理測(cè)定動(dòng)態(tài)壓強(qiáng)如圖326所示，一個(gè)空心線圈L由高頻電源供電，在線圈的一端置有一塊用非鐵磁性材料制成的導(dǎo)電金屬膜片，膜面與線圈的軸線相垂直18當(dāng)高頻電流輸入電感線圈L時(shí)，線圈便產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)在變化磁場(chǎng)的作用下，靠近線圈的金屬膜片感應(yīng)出與線圈軸線同心的渦流，而渦流又產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，使通過線圈的磁通量發(fā)生變化，這也是一種互感作用由圖可知，在被測(cè)壓強(qiáng)p作用下，金屬膜片將沿著線圈的軸線移動(dòng)，膜片靠線圈越近，互感越大；反之，則越小因此，金屬膜片在被測(cè)壓強(qiáng)作用下發(fā)生位移時(shí)，

7、電感線圈的等效電感與被測(cè)壓強(qiáng)之間存在確定的函數(shù)關(guān)系可以證明，當(dāng)金屬膜片受被測(cè)壓強(qiáng)的作用移近線圈L時(shí)，互感增強(qiáng)將導(dǎo)致線圈的等效電感減小若用電學(xué)方法測(cè)出等效電感的變化，即可得知被測(cè)壓強(qiáng)p.193電容傳感器有一種指紋識(shí)別器是通過電容傳感器來識(shí)別指紋的該傳感器表面集合了300300個(gè)電容器極板，其外面是絕緣表面當(dāng)用戶的手指放在絕緣表面上時(shí)，皮膚就組成了電容陣列板的另一面，由于指紋的脊和谷相對(duì)于另一極之間的距離不同，使電容陣列中不同位置的電容器的電容值也不相同通過讀取這些電容的差異，就能夠獲取指紋信息這樣，就把指紋的信息轉(zhuǎn)化成了電信號(hào)，再經(jīng)過電路對(duì)電信號(hào)的比較，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)指紋的識(shí)別2021答案0.15

8、 mm221如圖328所示為電阻R隨溫度t變化的圖線，下列說法中正確的是()A圖線1是熱敏電阻的圖線，它是用金屬材料制成的B圖線2是熱敏電阻的圖線，它是用半導(dǎo)體材料制成的C圖線1的材料化學(xué)穩(wěn)定性好、測(cè)溫范圍大、靈敏度高D圖線2的材料化學(xué)穩(wěn)定性差、測(cè)溫范圍小、靈敏度高溫度傳感器的應(yīng)用溫度傳感器的應(yīng)用23解析圖線1是金屬熱電阻的圖線，靈敏度低A、C不正確圖線2是熱敏電阻的圖線答案BD242圖329是一火警報(bào)警器的部分電路示意圖其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，電流表為值班室的顯示器，a、b之間接報(bào)警器當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，顯示器的電流I，報(bào)警器兩端的電壓U的變化情況是()AI變大，U

9、變大 BI變大，U變小CI變小，U變大 DI變小，U變小25解析R2處出現(xiàn)火情，溫度升高，R2減小，導(dǎo)致R2兩端電壓減小，通過R3的電流減小，路端電壓U減小答案D263如圖3210所示是會(huì)議室和賓館房間的天花板上裝有的火災(zāi)報(bào)警器的結(jié)構(gòu)原理圖：罩內(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)光電三極管接收不到LED發(fā)生的光呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，下列說法正確的是()A進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧遮擋了光線，使光電三極管電阻更大，檢測(cè)電路檢測(cè)出變化發(fā)出警報(bào)B發(fā)生火災(zāi)時(shí)，光電三極管溫度升高，電阻變小，檢測(cè)電路檢測(cè)出變化發(fā)出警報(bào)光電傳感器的應(yīng)用光電傳感器的應(yīng)用27C發(fā)生火災(zāi)時(shí)，進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧對(duì)光有散射作用

10、，部分光線照到光電三極管上，電阻變小，發(fā)出警報(bào)D以上說法均不正確解析由報(bào)警器的原理可知，發(fā)生火災(zāi)時(shí)煙霧進(jìn)入罩內(nèi)，使光發(fā)生散射，部分光線照在三極管上使其電阻變小，與傳感器相連的電路檢測(cè)出這種變化，發(fā)出警報(bào)，故C對(duì)答案C284如圖3211所示為實(shí)驗(yàn)小車中利用光電脈沖測(cè)量車速和行程的示意圖，A為光源，B為光電接收器，A、B均固定在小車上，C為小車的車輪車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，A發(fā)出的光束通過旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號(hào)，被B接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由電路記錄和顯示若實(shí)驗(yàn)顯示單位時(shí)間的脈沖數(shù)n，累積脈沖數(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v_；行程的表達(dá)式為s_29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)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)圈數(shù)為k，則有v2Rk.若齒輪的齒數(shù)為P，則齒輪轉(zhuǎn)一圈，電子電路顯示的脈沖數(shù)即為P，已知單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)為n，所以單位時(shí)間內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)為n/P.由于齒輪與車輪同軸相連，他們?cè)趩挝粫r(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)