高二物理第六章：传感器3~4节人教实验版知识精讲

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1、高二物理第六章：传感器3~4节人教实验版【本讲教育信息】一.教学内容：第六章：传感器3~4节二.知识要点：知识与技能（1）知道温度传感器的应用——电饭锅的结构和工作原理．（2）知道温度传感器的应用——测温仪的工作原理．（3）知道光传感器的应用——鼠标器、火灾报警器的结构和工作原理．（4）了解两个开关的控制原理。三.重点、难点解析：1.温度传感器的应用——电饭锅（1）感温铁氧体①组成：氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成．②特点：常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，温度达到约103℃，失去铁磁性．③居里点：又称居里温度，即指10

2、3℃．（2）电饭锅的结构如图所示．（3）电饭锅的工作原理开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态，则触点接通，电热板通电加热，水沸腾后，由于锅内保持100℃不变，故感温磁体仍与永磁体相吸，继续加热，直到饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点103℃”时，感温磁体失去铁磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源，从而停止加热．如果用电饭锅烧水，在水沸腾后因为水温保持在100℃，故不能自动断电，只有水烧干后，温度升高到103℃，才能自动断电．2.温度传感器的应

3、用——测温仪（1）温度传感器测温仪的优点：可以远距离读取温度的数值．因为温度信号变成电信号后可以远距离传输．（2）常见的测温元件：热敏电阻、金属热电阻、热电偶及红外线敏感元件等．3.光传感器的应用用心爱心专心（1）机械式鼠标器①内部组成：滚球、滚轴与码盘、红外发射管与红外接收管．（光传感器，如图所示）②工作原理：鼠标器移动时，滚球运动通过轴带动两个码盘转动，红外接收管就收到断续的红外线脉冲，输出相应的电脉冲信号，计算机分别统计x、y两个方向的脉冲信号，处理后就使屏幕上的光标产生相应的位移（2）火灾报警器如图所示为利用烟雾对光的

4、散射工作的一种火灾报警器，其工作原理是：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．（3）常见的光传感器：光敏电阻、光电管、光电二极管、光电三极管等4.光控开关（1）如图所示光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻，R1的最大电阻为51，R2为330．工作原理白天，光强度较大．光敏电阻RG电阻值较小，加在斯密特触发器A端的电压较

5、低，则输出端Y输出高电平，发光二极管LED不导通；当天色暗到一定程度时，RG的阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端A的电压上升到某个值（1.6V），输出端Y突然从高电平跳到低电平，则发光二极管LED导通发光（相当于路灯亮了），这样就达到了使路灯天明熄灭，天暗自动开启的目的．（2）下图电路分析用心爱心专心①电磁继电器工作原理由于集成电路允许通过的电流较小，要用白炽灯泡模仿路灯，就要使用继电器来启闭工作电路．如图所示．其中图中虚线框内即为电磁继电器J，D为动触点，E为静触点．当线圈A中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔铁B向下运动，

6、从而带动动触点D向下与E接触，将工作电路接通，当线圈A中电流为零时，电磁铁失去磁性，衔铁B在弹簧作用下拉起，带动触点D与E分离，自动切断工作电路．②控制电路原理天较亮时。光敏电阻RG阻值较小，斯密特触发器输入端A电势较低，则输出端Y输出高电平，线圈中无电流，工作电路不通；天较暗时，光敏电阻RG电阻增大，斯密特触发器输入端A电势升高，当升高到一定值，输出端Y由高电平突然跳到低电平，有电流通过线圈A，电磁继电器工作，接通工作电路，使路灯自动开启；天明后，RG阻值减小，斯密特触发器输入端A电势逐渐降低，降到一定值，输出端Y突然由低电

7、平跳到高电平，则线圈A不再有电流，则电磁继电器自动切断工作电路的电源，路灯熄灭．5.温度报警器（1）温度报警器电路如图所示（2）工作原理常温下，调整R1的阻值使斯密特触发器的输入端A处于低电平，则输出端Y处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻Rt阻值减小，斯密特触发器输入端A电势升高，当达到某一值（高电平），其输出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声，R1的阻值不同，则报警温度不同．【典型例题】例1.如下图是电饭煲的电路图，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℃

8、）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欧姆，加热电阻丝R3=50欧姆用心爱心专心，两灯电阻不计．（1）分析电饭煲的工作原理．（2）计算加热和