高考物理一轮复习 6.3传感器的应用复习学案（二） 新人教版选修3-2

用心 爱心 专心1 X6 3 X6 3 传感器的应用复习学案 二 传感器的应用复习学案 二 学习目标 1 知道电饭锅的结构和原理 加深对温度传感器的应用认识 2 了解测温仪 知道应用温度传感器测量温度的优点 3 了解鼠标器的主要结构 知道其工作原理 4 了解光传感器的应用 火灾报警器 自主学习 一 温度传感器的应用 电饭锅 1 电饭锅中的温度传感器主要元件是 它的特点是 常温下具有铁磁性 能够被 磁铁吸引 但是上升到约 103 时 就失去了磁性 不能被磁体吸引了 这个温度在物理 学中称为该材料的 居里温度 或 居里点 2 感温铁氧体是用 和 混合烧制而成的 二 温度传感器的应用 测温仪 1 温度传感器可以把 转换成电信号 由指针式仪表或数字式仪表显示出来 2 测温仪中的测温元件可以是 等 还可以是 等 三 光传感器的应用 鼠标器 火灾报警器 1 机械式鼠标器内的码盘两侧分别装有红外发射管和红外接受管 两个红外接受管就是 两个 2 有的火灾报警器是利用烟雾对光的散射来工作的 其带孔的罩子内装有发光二极管 LED 光电三极管和不透明的挡板 平时光电三极管收不到 LED 发出的光 呈现高电阻状态 烟雾进入罩内后对光有散射作用 使部分光线照射到光电三极管上 其电阻变小 与传 感器连接的电路检测出这种变化 就会发出警报 典型例题 例 1 电饭煲的工作原理如图所示 可分为两部分 即控制部分 由 S2 R1和黄灯组成 工作 加热 部分 有发热电阻 R3 R2和红灯组成 S1是一个磁钢限温开关 手动闭合 当此开关的温度达到居里点 103 时 自动断开 且不能自动复位 S2是一个双金属 片自动开关 当温度达到 70 80 时 自动断开 低于 70 时 自动闭合 红灯 黄 灯是指示灯 通过其电流必须较小 所以 R1 R2起 作用 R3是发热电阻 由于煮 饭前温度低于 70 所以 S2是 填断开或闭合 接通电源并按下 S1后 黄灯熄 而红灯亮 R3发热 当温度达到 70 80 时 S2断开 当温度达到 103 时饭熟 S1 断开 当温度降到 70 以下时 S2闭合 电饭煲处于保温状态 由以上描述可知 R2 R3 填 或 或 若用电饭煲烧水时 直到水被烧干 S1才会断开 试解释此 现象 用心 爱心 专心2 例 2 如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的装置示意图 A 为光源 B 为光电接受器 A B 均固定在车身上 C 为小车的车轮 D 为与 C 同轴相连的齿轮 车 轮转动时 A 发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号 被 B 接受并转换成 电信号 由电子电路记录和显示 若实验显示单位时间内的脉冲数为 n 累计脉冲数为 N 则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理数据是 小车的 速度表达 式为 V 行程的表达式为 S 针对训练 1 测温仪使用的是 A 光传感器B 红外线传感器C 温度传感器D 超声波传感器 2 下列器件是应用光传感器的是 A 鼠标器B 火灾报警器C 测温仪D 电子称 3 鼠标器使用的是 A 压力传感器B 温度传感器 C 光传感器D 红外线传感器 4 关于电饭锅的说法正确的是 A 电饭锅中的温度传感器其主要元件是氧化铁 B 铁氧体在常温下具有铁磁性 温度很高时失去铁磁性 C 用电饭锅烧水 水开时能自动断电 D 用电饭锅煮饭时 若温控开关自动断电后 它不能自动复位 5 应用温度传感器可以远距离读取温度的数值 这是把 转变为 的一大优 点 能力训练 1 有一电学元件 温度升高时电阻却大幅度减小 则这种元件可能是 金属导体 绝缘体 半导体 超导体 用心 爱心 专心3 2 如图所示的电路中 电源两端的电压恒定 L 为小灯泡 R 为光敏电阻 LED 为发光二 极管 电流越大 发出的光越强 且 R 与 LED 相距不变 下列说法正确的是 A 当滑动触头 P 向左移动时 L 消耗的功率增大 B 当滑动触头 P 向左移动时 L 消耗的功率减小 C 当滑动触头 P 向右移动时 L 消耗的功率可能不变 D 无论怎样移动触头 P L 消耗的功率都不变 3 如图所示 R1 R2为定值电阻 L 为小灯泡 R3为光敏 电阻 当照射光强度增大时 A 电压表的示数增大B R2中的电流强度减小 C 小灯泡的功率增大D 电路的路端电压降低 4 下面元件不属于温度传感器的是 A 电熨斗B 电饭锅C 测温仪D 鼠标器 5 用遥控器调换电视频道的过程 实际上就是传感器把光信 号转化成电信号的过程 下列属于这类传感器的是 A 红外报警装置 B 走廊照明灯的声控装置 C 自动洗衣机中的压力传感装置 D 电饭煲中控制加热和保温的温控器 6 火灾报警器使用的是 A 光传感器 B 温度传感器 C 红外线传感器D 超声波传感器 7 将万用表的选择开关置于欧姆档 再将电表的两支表笔分别与光敏电阻 Rg的两端相连 这时表针恰好指在刻度盘的中央 若用不透光的黑纸将 Rg包裹起来 表针将向 填 左 或 右 转动 若用手电筒光照射 Rg 表针将向 填 左 或 右 转动 8 请用仪器 热敏电阻 学生电源 继电器 滑动变阻器 开关 导线等设计一个由温 度控制小灯泡发亮的电路 用心 爱心 专心4 9 如图所示是电饭煲的电路图 S1是一个控温开关 手动闭合后 当此开关温度达到居 里点 103 时 会自动断开 S2是一个自动控温开关 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 计算加热电阻丝 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 10 如图所示甲为在温度为 10 左右的环境中工作的自动恒温箱简图 箱内电阻 R1 20k R2 10k R3 40 k R1为热敏电阻 它的电阻随温度变化的图线如图乙 所示 当 a b 端电压 Uab 0 时 电压鉴别器会令开关 S 接通 恒温箱内的电热丝发热 使箱内温度提高 当 Uab 0 时 电压鉴别器使 S 断开 停止加热 恒温箱内的温度恒定 在 甲 乙 学后反思 用心 爱心 专心5 参考答案 典型例题 例 1 解析 R1 R2起的作用是限流 防止指示灯因电流过大而烧毁 S2是自动控温开 关 当温度低于 70 时自动闭合 当温度高于 70 80 时又自动断开 使电饭煲处于 保温状态 由于 R3的功率较大 因此 R2 R3 由于开关 S1必须当温度达到 103 时才自 动断开 而水的沸点只有 100 所以用电饭煲烧水时 直到水被烧干后 S1才会断开 例 2 解析 小车的速度等于车轮的周长与单位时内车轮转动圈数的乘积 设车轮的半 径为 R 单位时间内车轮转动圈数为 K 则有 V 2 RK 若齿轮的齿数为 P 则齿轮转一 圈电子电路显示的脉冲数为 P 已知单位时间内的脉冲数为 n 所以单位时间内齿轮转动 圈数为 n p 由于齿轮与车轮同轴相连 他们在单位时间内转动圈数相等 即 k n p 由以上可得 V 2 R p 同理 设车轮转动的累计圈数为 k 则有 S 2 RK 且 k N p 所以 S 2 RN p 可见 要测出小车的速度和行程 除单位时间内的脉冲数 n 和累计脉冲数 N 外 还必须 测出车轮半径 R 和齿轮的齿数 针对训练 1 C2 AB3 C4 BD5 非电学量 电学量 能力训练 1 A2 A 3 ABCD 4 D5 A 6 AB 7 左 右 8 设计图如图 闭合 S1后 有电流通过继电器 但 R1较大 继电器产生 的磁场较弱 当 R1的温度升高 电阻减小 继电器产生的磁场显著增大 S2被吸下来 小灯泡发光 温度降低 磁性减弱 S2弹开 小灯泡熄灭 从而达到由温度控制灯炮的 亮和灭 9 1 见例 1 2 加热时电饭煲消耗的电功率 U2 R并 保温时电饭煲消耗的电功率 为 U2 R1 R并 R并 R2R3 R2 R3 500 50 500 50 500 11 从而有 p1 p2 R1 R并 R并 500 500 11 500 11 12 1 3 如果不闭合开关 S1 开始 S2总是闭合的