高考物理复习第十一章交变电流及传感器3传感器及其应用市赛课公开课一等奖省名师获奖课件

第十一章交变电流及传感器第3讲传感器及其应用1/402/401.知道什么是传感器，了解非电学量转换成电学量技术意义．2.观察光敏电阻、热敏电阻和金属热电阻、霍尔元件等各种传感器元件，了解它们特征．3.知道常见传感器工作原理．4.了解电饭锅工作原理．3/401.传感器：有这么一类元件，能够感受诸如力、温度、光、声、化学成份等__________，并把它们按照一定规律转化为电压、电流等_________，或转化为_____________.2.光敏电阻：通常是由硫化镉等______________制成，其特点是光照变强，电阻______．光敏电阻是把__________这个光学量转换为_______这一电学量元件．非电学量电学量电路通断

半导体材料变小光照强弱电阻4/403.金属热电阻和热敏电阻：金属热电阻是由铂、铜等__________制成，其特点是温度升高，电阻_______；热敏电阻是由半导体材料制成，其特点是温度升高，电阻_______．它们都能够把温度这个热学量转化为________这个电学量．4.霍尔元件：通常是由_____________制成，其产生霍尔电压UH＝__________.霍尔元件能把____________这一磁学量转换为电压这个电学量．金属材料变大变小电阻半导体元件

磁感应强度

5/405.力传感器：经典应用是电子秤，其中主要元件为__________，它作用是将__________这一力学量转化为_______这一电学量．6.温度传感器：经典应用是日光灯开启器和电熨斗，其中主要元件为双金属片．日光灯开启器中__________，其外层材料热膨胀系数________内层材料热膨胀系数．电熨斗工作原理(以下列图)：应变片物体形变电压双金属片小于6/407/40双金属片上层金属热膨胀系数________下层，常温下，弹性铜片和双金属片触点是_______，通电后，电热丝发烧，当温度升高到某一值时，双金属片上层金属受热膨胀，形变量大于下层金属，双金属片向下弯曲，使触点________，切断电路；伴随温度降低，当降到某一温度时，双金属片收缩恢复原状，两触点又_______，接通电路．调温旋钮下压弹性铜片，可使触点分离温度_______；上提弹性铜片，可_______触点分离温度，从而实现了调温控制．大于接触分离接触升高降低8/407.感温铁氧体：也叫感温磁体．常温下含有________，能够被磁体吸引，当温度上升到约103℃时，就____________，不能被磁体吸引了．这个温度在物理学中称为该材料“__________”或“__________”．铁磁性失去铁磁性居里温度居里点9/408.电饭锅：结构图如图所表示．10/40其工作过程：开始煮饭时_______开关按钮，因为常温下感温铁氧体含有磁性，永磁体将_______感温磁体，所以手松开后这个按钮不会恢复到图示位置，则触点接触，电路接通，这时电饭锅处于_______状态．当水沸腾时，水温度保持沸点_______，故感温磁体仍与永磁体相吸，继续加热．当饭煮熟后，水分被大米吸收，锅底温度_______，当温度超出103℃时，感温磁体失去磁性，因为_______作用，按钮开关将恢复到如图所表示位置，切断电源，从而停顿加热．压下吸引加热不变上升弹簧11/40光信号电信号散射发光二极管光电三极管不透明挡板高电阻光电三极管变小

12/4013/40热敏电阻特征14/40BD

15/4016/40若保持电源电动势E不变，由闭合电路欧姆定律U2临＝E－I(r＋R1临)，当临界温度升高，R1临减小，为确保U2临不变，应增大I，需减小R2，即将R2滑片上移，C项错误；同理当临界温度降低，应将R2滑片下移，D项正确．17/40霍尔电压UH公式推导18/4019/40BCD

20/4021/40电容式传感器分类22/40典题演示3传感器是自动控制设备中不可缺乏元件，已经渗透到宇宙开发、环境保护、交通运输以及家庭生活等各种领域．以下列图所表示为几个电容式传感器，其中经过改变电容器两极板间距离而引发电容改变是()C23/40【解析】A是经过改变介电常数改变电容，A错误；B和D是经过改变正对面积改变电容，B、D错误；C是经过改变两极板间距改变电容，C正确．24/40应变片是用半导体材料制成，当外力越大时，弯曲形变越大，上下表面阻值改变就越大，假如确保经过应变片电流恒定，那么上下表面电压差就越大，传感器输出就是电压差．双金属片应用是不一样金属受热膨胀系数不一样，从而到达控制电路通断目标．应变片和双金属片区分25/40典题演示4(多项选择)关于电子秤中应变式力传感器，以下说法中正确是()A.应变片是由导体材料制成B.当应变片表面拉伸时，其电阻变大，反之电阻变小C.传感器输出是应变片上电压D.外力越大，输出电压差值也越大BD

26/4027/401.(多项选择)传感器已经广泛应用于我们生活，为我们带来了方便．以下能够用来控制电路通断温度传感器元件有()A.双金属片 B.应变片C.感温铁氧体 D.干簧管AC

28/40【解析】因为两层金属热膨胀系数不一样，双金属片受热发生弯曲，控制电路通断，所以双金属片是温度传感器，A正确；压力作用大，应变片发生形变，电阻改变，应变片是一个力传感器，所以B错误；感温铁氧体是温度传感器，它在常温下含有铁磁性，能被磁铁吸引，当温度上升到约103℃时，就失去磁性，不能被磁铁吸引了，C正确；干簧管是一个磁传感器，当磁体靠近它时，两簧片被磁化而接通，起到开关作用，D错误．29/402.(多项选择)利用光敏电阻制作光传感器，统计了传送带上工件输送情况．如图甲所表示为某工厂成品包装车间光传感统计器，光传感器B能接收到发光元件A发出光．每当工件挡住A发出光时，光传感器就输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间关系，如图乙所表示．若传送带一直匀速运动，每两个工件间距离为0.1m，则以下说法中正确是()A.传送带运动速度是0.1m/sB.传送带运动速度是0.2m/sC.该传送带每小时输送3600个工件D.该传送带每小时输送7200个工件

BD

30/4031/40ACD

32/40【解析】常温下感温磁体含有较强磁性，温度到约103℃，失去铁磁性．常压下只要锅内有水，因水沸点为100℃，水未完全蒸发掉前，其温度就不会升高到103℃，开关按钮就不会自动跳起．33/404.(·南通、连云港、扬州、淮安二模)电容式加速度传感器原理结构如图所表示，质量块右侧连接轻质弹簧，左侧连接电介质，弹簧右端和电容器都固定在外框上．质量块可带动电介质移动改变电容．则()A.电介质插入极板间越深，电容器电容越小B.当传感器以恒定加速度运动时，电路中有恒定电流C.若传感器原来向右匀速运动，突然减速时弹簧会伸长D.当传感器由静止突然向右加速瞬间，电路中有顺时针方向电流

D

34/40【解析】电介质插入极板间越深，电容器电容越大，A项错误；传感器以恒定加速度运动时，弹簧弹力提供质量块加速度，加速度不变则弹力不变，电介质插入深度不变，电容器电容不变，电路中无电流，B项错误；向右匀速突然减速，因为惯性弹簧将被压缩，C项错误；传感器由静止突然向右加速，电介质插入深度变大，电容器电容变大，而电容器两端电压不变，电容器带电荷量变大，电容器充电，电路中形成顺时针电流，D项正确．35/40AD

36/40【解析】一个车轮经过感应线时，压力先变大后变小，电容器先充电后放电，A项正确；由图乙看出充电时电流先变大后变小，放电时电流也是先变大后变小，B项错误；车轮停在感应线上，压力不变则电压不变，电路中没有电流，C项错误；前轮越过感应线再倒回，两次经过感应线，形成两个脉冲电流，电子眼拍照，D项正确．37/406.如图所表示，图甲为热敏电阻R-t图象，图乙为用此热敏电阻R、可变电阻R′和继电器组成一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈电阻为100Ω.当线圈电流大于或等于10mA时，继电器衔铁被吸合．E是为继电器线圈供电电池，电动势E＝6V，内阻不计．图中“电源”是恒温箱加热器电源．38