高中物理 第6章 传感器 章末整合课件 新人教版选修32.ppt

第六章章末整合 章末整合 网络构建 章末整合 专题分类突破 章末整合 一 敏感元件的特点及应用 本章敏感元件有热敏电阻 金属热电阻 光敏电阻和霍尔元件 它们的特点如下 1 热敏电阻是由半导体材料制成 阻值随温度升高而减小 2 金属热电阻随温度升高 阻值增大 3 光敏电阻是由半导体材料制成 阻值随光照强度的增强而减小 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 章末整合 专题分类突破 例1如图甲所示 某同学设计了一种 闯红灯违规证据模拟记录器 它可以通过拍摄照片来记录机动车辆闯红灯时的情景 它的工作原理是 当光控开关接收到某种颜色光时 开关自动闭合 且当压敏电阻受到车的压力 它的阻值变化引起电流变化达到一定值时 继电器的衔铁就被吸下 工作电路中的电控照相机就工作 拍摄违规车辆 光控开关未受到该种光照射就自动断开 衔铁不被吸引 工作电路中的指示灯发光 1 要记录车辆违规闯红灯的情景 光控开关应在接收到 光 填 红 绿 或 黄 时自动闭合 2 已知控制电路的电源电动势为6v 内阻为1 继电器电阻为r0 9 当控制电路中电流大于0 06a时 衔铁会被吸引 如图乙所示 则只有质量超过 kg的车辆违规时才会被记录 g取10n kg 当车辆闯红灯或车辆压在压敏电阻超载时 光控开关闭合 继电器的衔铁就被吸下 电控照相机自动拍照 根据闭合电路欧姆定律i e r r r0 当电流为0 06a时 外电阻r 90 从图乙中找出对应的压力为4 103n 400 红 章末整合 专题分类突破 特点 光敏电阻的阻值随光照度的增大而非线性减小 图2 章末整合 专题分类突破 章末整合 专题分类突破 二 常见的传感器 传感器一般是把非电学量转换为电学量 因此往往与电子元件一起构成电路 比较常见的传感器都可以与电路进行组合 所以一定要注意电路分析 特别是要弄清楚各种敏感元件的特性及各种常用电子元件的工作特点 并针对具体问题具体分析 灵活处理 章末整合 专题分类突破 1 由圆周运动规律知 例3在航天事业中要用角速度计测得航天器的自转角速度 结构如图所示 当系统绕轴oo 转动时 元件a在光滑杆上发生滑动 并输出电信号成为航天器的制导信号源 已知a质量为m 弹簧的劲度系数为k 原长为l0 电源电动势为e 内阻不计 滑动变阻器总长为l 电阻分布均匀 系统静止时滑动变阻器触头p在中点 与固定接头q正对 当系统以角速度 转动时 求 1 弹簧形变量x与 的关系式 2 电压表示数u与角速度 的关系式 kx m 2r m 2 l0 x 即kx m 2x m 2l0 2 由串联电路的规律知 章末整合 专题分类突破 三 关于控制电路的问题 分析控制电路的问题 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 章末整合 专题分类突破 例4如图所示 一热敏电阻rt放在控温容器m内 a为毫安表 量程6ma 内阻为数十欧姆 e为直流电源 电动势约为3v 内阻很小 r为电阻箱 最大阻值为999 9 s为开关 已知rt在95 时的阻值为150 在20 时的阻值为550 现要求在降温过程中测量在95 20 之间的多个温度rt的阻值 1 在图中画出连线 完成实验原理电路图 2 完成下列实验步骤中的填空 依照实验原理电路图连线 调节控温容器m内的温度 使得rt的温度为95 将电阻箱调到适当的阻值 以保证仪器安全 闭合开关 调节电阻箱 记录电流表的示数i0 并记录 将rt的温度降为t1 20 t1 95 调节电阻箱 使得电流表的读数 记录 温度为t1的热敏电阻的电阻值rt1 逐步降低t1的数值 直至20 为止 在每一温度下重复步骤 替代法 串联 如图所示 初始温度为95 电阻箱和热敏电阻的阻值应保持150 和电阻箱的阻值之和不变 如果初始温度为20 电阻箱和热敏电阻的阻值应保持550 和电阻箱的阻值之和不变 电阻箱的读数r0 仍为i0 电阻箱的读数r1 r0 r1 150 章末整合 专题分类突破 1 接上电源 s2自动闭合 手动闭合s1 黄灯短路 红灯亮 处于加热状态 加热到80 时 s2自动断开 s1仍闭合 饭煮熟后 温度升高到103 时 开关s1自动断开 黄灯亮 电饭煲处于保温状态 待温度降至70 时 s2自动闭合 重新加热 温度达到80 时 s2又自动断开 再次处于保温状态 如此循环 例5如图所示是电饭煲的电路图 s1是一个温控开关 手动闭合后 当此开关温度达到居里点 103 时 会自动断开 s2是一个自动温控开关 当温度低于70 时 会自动闭合 温度高于80 时 会自动断开 红灯是加热时的指示灯 黄灯是保温时的指示灯 分流电阻r1 r2 500 加热电阻丝r3 50 两灯电阻不计 1 分析电饭煲的工作原理 2 计算加热和保温两种状态下 电饭煲消耗的电功率之比 3 简要回答 如果不闭合开关s1能将饭煮熟吗 章末整合 专题分类突破 例5如图所示是电饭煲的电路图 s1是一个温控开关 手动闭合后 当此开关温度达到居里点 103 时 会自动断开 s2是一个自动温控开关 当温度低于70 时 会自动闭合 温度高于80 时 会自动断开 红灯是加热时的指示灯 黄灯是保温时的指示灯 分流电阻r1 r2 500 加热电阻丝r3 50 两灯电阻不计 1 分析电饭煲的工作原理 2 计算加热和保温两种状态下 电饭煲消耗的电功率之比 3 简要回答 如果不闭合开关s1能将饭煮熟吗 章末整合 专题分类突破 例5如图所示是电饭煲的电路图 s1是一个温控开关 手动闭合后 当此开关温度达到居里点 103 时 会自动断开 s2是一个自动温控开关 当温度低于70 时 会自动闭合 温度高于80 时 会自动断开 红灯是加热时的指示灯 黄灯是保温时的指示灯 分流电阻r1 r2 500 加热电阻丝r3 50 两灯电阻不计 1 分析电饭煲的工作原理 2 计算加热和保温两种状态下