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1、3 3 傳感器的原理及應用傳感器的原理及應用1.傳感器的工作原理 如圖10-3-5所示，圖(甲)為熱敏電阻的R-t圖象，圖10-3-5(乙)為用此熱敏電阻R和繼電器組成的一個簡單恒溫箱電路，繼電器線圈的電阻為150.當線圈中的電流大于或等于20mA時，繼電器的銜鐵被吸合.為繼電器線圈供電的電池電動勢E=6V，內阻可以不計.圖中“電源”是恒溫箱加熱器的電源.(1)應該把恒溫箱內的加熱器接在A、B端還是C、D端？(2)如果要使恒溫箱內的溫度保持100，可變電阻R的阻值應調節(jié)為多少？圖圖10-3-5 由(甲)圖線知，熱敏電阻R的阻值隨溫度升高而減小，因而電磁繼電器電路中的電流增大，當電流增大到20m
2、A時，銜鐵被吸下，觸點與A分離而與C接觸，此時應該斷開加熱電路，所以加熱器應接在A、B之間.(1)應將加熱器接在A、B端.(2)由圖(甲)查出熱敏電阻在100時，電阻阻值為50，依據歐姆定律， 推得JEIRRR，J100 .ERRRI 點評：點評：注重原理和工作過程的分注重原理和工作過程的分析是解題的關鍵析是解題的關鍵 如圖10-3-6所示為一種測定風作用力的儀器原理圖，圖中P為金屬球，懸掛在一細長裸金屬絲下面，O是懸掛點，R0是保護電阻，CD是水平放置的光滑電阻絲，與懸掛小球的細金屬絲始終保持良好接觸，無風時圖10-3-7細金屬絲與電阻絲在C點接觸，此時電路中的電流為I，圖圖10-3-6有風
3、時細金屬絲將偏轉一角度(與風力大小有關)，細金屬絲與電阻絲在B點接觸，已知風力方向水平向左，OC=h，CD=L，球的質量為M，電阻絲單位長度的電阻為k，電源內電阻和細金屬絲電阻均不計，金屬絲偏轉角時，電流表的示數為I，此時風力大小為F，試寫出：(1)風力大小F與的關系式；(2)風力大小F與電流表示數I的關系式.(3)此裝置所測定的最大風力是多少？ (1)F=Mgtan(2)設電源電動勢為E，BC長為x所以E=I(R0+kL)，又tan=x/h(3)0000(tan )()I RkLI RkLIhFRk LhRk LMg mMgLFh2.傳感器的應用 如圖1037所示為唱卡拉OK用的話筒，內有一
4、動圈式傳感器它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場中，當聲波使膜片前后振動時，就將聲音信號轉變?yōu)殡娦盘栂铝姓f法正確的是() 圖圖10-3-7 A該傳感器是根據電流的磁效應工作的該傳感器是根據電流的磁效應工作的 B該傳感器是根據電磁感應原理工作的該傳感器是根據電磁感應原理工作的 C膜片振動時，穿過金屬線圈的磁通量不變膜片振動時，穿過金屬線圈的磁通量不變 D膜片振動時，金屬線圈中不會產生感應電動膜片振動時，金屬線圈中不會產生感應電動勢勢 解析：解析：如圖所示動圈式話筒是利用電磁感如圖所示動圈式話筒是利用電磁感應現(xiàn)象制成的當聲波使金屬膜片振動時，連接應現(xiàn)象制成的當聲
5、波使金屬膜片振動時，連接在膜片上的線圈在膜片上的線圈(叫音圈叫音圈)隨著一起振動音圈在隨著一起振動音圈在永磁鐵的磁場中振動，其中就產生感應電流，感永磁鐵的磁場中振動，其中就產生感應電流，感應電流的大小和方向都變化，振幅和頻率的變化應電流的大小和方向都變化，振幅和頻率的變化由聲波決定，這就將聲音信號轉換成電信號由聲波決定，這就將聲音信號轉換成電信號 答案：答案：B點評：點評：傳感器及其應用：傳感器及其應用： 傳感器種類工作原理可被測定的非電學量電容傳感器電容量變化力、加速度、液面等霍爾傳感器霍爾效應磁場等壓電傳感器壓電效應壓力、加速度、距離等熱電傳感器熱電效應明火、熱分布等光電傳感器光電效應煙霧
6、、輻射、計數等 用電流傳感器可以清楚地演示一些電學元件對電路中電流的影響，如圖10-3-8所示，在AB間分別接入電容器、電感線圈、定值電阻.閉合開關時，計算機顯示的電流隨時間變化的圖像分別如圖a、b、c所示，則下列判斷中正確的是( )圖圖10-3-8A.AB間接入定值電阻顯示圖像aB.AB間接入電容器顯示圖像bC.AB間接入電感線圈顯示圖像cD.AB間接入電感線圈顯示圖像b答案：答案：D 易錯題：易錯題：2010年年7月月19日，烏魯木齊市新市區(qū)日，烏魯木齊市新市區(qū)河北東路仁居三巷西側河北東路仁居三巷西側187號一自建房發(fā)生一起特大號一自建房發(fā)生一起特大火災事故如圖火災事故如圖1039所示是一
7、火警報警器的部分所示是一火警報警器的部分電路示意圖，其中電路示意圖，其中R3為用半導體熱敏材料制成的傳為用半導體熱敏材料制成的傳感器，值班室的顯示器為電路中的電流表，感器，值班室的顯示器為電路中的電流表，a、b之之間接報警器當傳感器間接報警器當傳感器R3所在處出現(xiàn)火情時，顯示所在處出現(xiàn)火情時，顯示器的電流器的電流I、報警器兩端的電壓、報警器兩端的電壓U的變化情況是的變化情況是() AI變大，變大，U變大變大 BI變大，變大，U變小變小 CI變小，變小，U變小變小 DI變小，變小，U變大變大圖圖10-3-9 錯解：錯解：A 錯解分析：錯解分析：誤認為當出現(xiàn)火情時溫度升高，誤認為當出現(xiàn)火情時溫度升高，R3電阻增大，對于半導體熱敏電阻，溫度升高，電阻增大，對于半導體熱敏電阻，溫度升高，其電阻減小其電阻減小 正解：正解：當出現(xiàn)火情、溫度升高，當出現(xiàn)火情、溫度升高，R3電阻減小，電阻減小，所以由閉合電路歐姆定律可知顯示器的電流所以由閉合電路歐姆定律可知顯示器的電流I、報警器兩端的電壓報警器兩端的電壓U均減小，均減小，C選項正確選項正確 點評：點評：在熱電傳感器中要注意熱敏電阻的電在熱電傳感器中要注意熱敏電阻的電阻值是隨溫度升高而減小，抓住這一特性，再結阻值是隨溫度升高而減小，抓住這一特性，再結合電學知識就能夠分析出設計原理并用以解題合電學知識就能夠分析出設計原理并用以解題
高三物理一輪復習 第10章3傳感器的原理及應用課件 新人教版（安徽專用）
