高中物理 第六章傳感器章末復(fù)習(xí)提升課課件 新人教版選修3-2.ppt

鏈接高考·專題突破,章末復(fù)習(xí)提升課,先總攬全局,再填寫(xiě)關(guān)鍵 電學(xué) 溫度 光 磁電 電子秤 話筒 電熨斗,溫度報(bào)警器 光控 火災(zāi),1.傳感器 傳感器是能夠把易感受的力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為容易進(jìn)行測(cè)量、傳輸、處理和控制的電壓、電流等電學(xué)量或轉(zhuǎn)換為電路通斷的一類元件 原理如下所示：,2光敏電阻 光敏電阻是用半導(dǎo)體材料制成的，其特點(diǎn)是在被光照射時(shí)電阻會(huì)發(fā)生變化，光照增強(qiáng)電阻減小，光照減弱電阻增大，其作用是把光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量 3熱敏電阻和金屬熱電阻 金屬熱電阻的電阻率隨溫度升高而增大其特點(diǎn)是化學(xué)穩(wěn)定性好，測(cè)溫范圍大，但靈敏度較差,熱敏電阻是由半導(dǎo)體材料制成的，其電阻率對(duì)溫度非常敏感熱敏電阻有正溫度系數(shù)(PTC熱敏電阻)、負(fù)溫度系數(shù)(NTC熱敏電阻)兩種正溫度系數(shù)的熱敏電阻的阻值隨溫度升高而增大，負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小金屬熱電阻和熱敏電阻都能把熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量,4電容器 平行板電容器的電容大小與極板正對(duì)面積、極板間距及電介質(zhì)材料有關(guān)，電容器可以感知引起電容變化的任一外界信息并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電容變化例如，當(dāng)極板受力時(shí)會(huì)改變極板間距，從而引起電容變化,如圖6­1甲所示為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變，且對(duì)溫度很敏感)的I­U關(guān)系曲線圖 (1)為了通過(guò)測(cè)量得到如圖甲所示I­U關(guān)系的完整曲線，在圖6­1乙(a)和(b)兩個(gè)電路中應(yīng)選擇的是_； 簡(jiǎn)要說(shuō)明理由：_. (電源電動(dòng)勢(shì)為9 V，內(nèi)阻不計(jì)，滑動(dòng)變阻器的阻值為0100 ),圖6­1,(2)在圖6­2所示電路中，電源電壓恒為9 V，電流表讀數(shù)為70 mA，定值電阻R1250 .由熱敏電阻的I­U關(guān)系曲線可知，熱敏電阻兩端的電壓為_(kāi)V；電阻R2的阻值為_(kāi). 圖6­2 (3)舉出一個(gè)可以應(yīng)用熱敏電阻的例子,1如圖6­3所示，一熱敏電阻RT放在控溫容器M內(nèi)；為毫安表，量程6 mA，內(nèi)阻為數(shù)十歐姆；E為直流電源，電動(dòng)勢(shì)約為3 V，內(nèi)阻很??；R為電阻箱，最大阻值為999.9 ；S為開(kāi)關(guān)已知RT在95 時(shí)的阻值為150 ，在20 時(shí)的阻值約為550 .現(xiàn)要求在降溫過(guò)程中測(cè)量在9520 之間的多個(gè) 溫度下RT的值 圖6­3,(1)在圖中畫(huà)出連線，完成實(shí)驗(yàn)原理電路圖 (2)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空： 依照實(shí)驗(yàn)原理電路圖連線 調(diào)節(jié)控溫容器M內(nèi)的溫度，使得RT的溫度為95 . 將電阻箱調(diào)到適當(dāng)?shù)某踔?，以保證儀器安全 閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，記錄電流表的示數(shù)I0，并記錄_,將RT的溫度降為T1(20 T195 )；調(diào)節(jié)電阻箱，使得電流表的讀數(shù)_，記錄_ 溫度為T1時(shí)熱敏電阻的電阻值RT1_ 逐步降低T1的數(shù)值，直至20 為止；在每一溫度下重復(fù)步驟. 【解析】 由于本實(shí)驗(yàn)只有一只可以測(cè)量和觀察的直流電流表，所以應(yīng)該用“替代法”，考慮到用電流表觀察而保證電路中電阻不變，因此將熱敏電阻、電阻箱和電流表串聯(lián)形成測(cè)量電路，,而且熱敏電阻RT的阻值在95 和20 時(shí)是已知的，所以如果熱敏電阻的初始溫度為95 ，則電流表示數(shù)不變時(shí)，電阻箱和熱敏電阻的阻值之和應(yīng)保持150 和電阻箱的初值之和不變；如果熱敏電阻的初始溫度為20 ，則電流表示數(shù)不變時(shí)，電阻箱和熱敏電阻的阻值之和應(yīng)保持550 和電阻箱的初值之和不變因此可以測(cè)量任意溫度下的電阻,【答案】 (1)實(shí)驗(yàn)原理電路圖如圖所示 (2)電阻箱的讀數(shù)R0 仍為I0 電阻箱的讀數(shù)R1 R0R1150 ,以傳感器為橋梁可以將多方面的物理知識(shí)整合在一起，在實(shí)際問(wèn)題中既可以直接考查傳感器知識(shí)，也可以考查敏感元件的敏感特性，幾種傳感器及與其相聯(lián)系的物理知識(shí)，如表：,青島奧運(yùn)會(huì)帆船賽場(chǎng)采用風(fēng)力發(fā)電給蓄電池充電，為路燈提供電能用光敏電阻作為傳感器控制路燈電路的開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制 光敏電阻的阻值隨照射光的強(qiáng)弱而變化，作為簡(jiǎn)化模型，可以近似認(rèn)為，照射光較強(qiáng)(如白天)時(shí)電阻幾乎為0；照射光較弱(如夜晚)時(shí)電阻接近于無(wú)窮大利用光敏電阻作為傳感器，借助電磁開(kāi)關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)路燈自動(dòng)在白天關(guān)閉，夜晚打開(kāi)電磁開(kāi)關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖6­4所示.1、2兩接線柱之間是勵(lì)磁線圈，3、4兩接線柱分別與彈簧片和觸點(diǎn)連接,當(dāng)勵(lì)磁線圈中電流大于等于50 mA時(shí)，電磁鐵吸合鐵片，彈簧片和觸點(diǎn)分離，3、4斷開(kāi)；電流小于50 mA時(shí)，3、4接通勵(lì)磁線圈中允許通過(guò)的最大電流為100 mA. 圖6­4,(1)利用以下器材設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)控制路燈的電路，畫(huà)出電路原理圖 光敏電阻R1，符號(hào) 燈泡L，額定功率40 W，額定電壓36 V，符號(hào) 保護(hù)電阻R2，符號(hào) 電磁開(kāi)關(guān)，符號(hào),蓄電池E，電壓36 V，內(nèi)阻很小 開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干 (2)回答下列問(wèn)題： 如果勵(lì)磁線圈的電阻為200 ，勵(lì)磁線圈允許加的最大電壓為_(kāi)V，保護(hù)電阻R2的阻值范圍為_(kāi).,在有些應(yīng)用電磁開(kāi)關(guān)的場(chǎng)合，為了安全，往往需要在電磁鐵吸合鐵片時(shí)，接線柱3、4之間從斷開(kāi)變?yōu)榻油榇耍姶砰_(kāi)關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)如何改造？請(qǐng)結(jié)合本題中電磁開(kāi)關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖說(shuō)明 答：_. 任意舉出一個(gè)其他的電磁鐵應(yīng)用的例子 答：_.,【解析】 (1)電路原理如圖所示,【答案】 (1)見(jiàn)解析 (2)20 160520 把觸點(diǎn)從彈簧片右側(cè)移到彈簧片左側(cè)，保證當(dāng)磁鐵吸合鐵片時(shí)，3、4之間接通；不吸合時(shí)，3、4之間斷開(kāi) 見(jiàn)解析,2為了節(jié)能環(huán)保，一些公共場(chǎng)所使用光控開(kāi)關(guān)控制照明系統(tǒng)光控開(kāi)關(guān)可采用光敏電阻來(lái)控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)照度越大，照度單位為lx)某光敏電阻RP在不同照度下的阻值如下表：,(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)趫D6­5甲所示的坐標(biāo)系中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并說(shuō)明阻值隨照度變化的特點(diǎn) (2)如圖6­5乙所示，當(dāng)1、2兩端加電壓上升至2 V時(shí)，控制開(kāi)關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng)請(qǐng)利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單電路，給1、2兩端提供電壓，要求當(dāng)天色漸暗照度降低至1.0 lx時(shí)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖(不考慮控制開(kāi)關(guān)對(duì)所設(shè)計(jì)電路的影響),提供的器材如下： 光敏電阻Rp(符號(hào) ，阻值見(jiàn)上表)； 直流電源E(電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻不計(jì))；,定值電阻：R110 k，R220 k，R340 k(限選其中之一并在圖中標(biāo)出)； 開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干,【答案】 (1)光敏電阻的阻值隨照度變化的曲線如下圖所示：,光敏電阻的阻值隨照度變化的特點(diǎn)：光敏電阻的阻值隨光的照度的增大非線性減小 (2)電路原理圖如下圖所示,