2018-2019学年高中物理 第6章 传感器章末复习课学案 新人教版选修3-2

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1、第6章传感器章末复习课【知识体系】[答案填写]　①非电学　②电学　③通断　④光敏　⑤金属热　⑥霍尔元件　⑦温度　⑧声主题1　常用敏感元件及应用1．常见敏感元件及特性．(1)光敏电阻：光敏电阻在被光照射时电阻发生变化，光照增强电阻减小，光照减弱电阻增大．(2)热敏电阻和金属热电阻：金属热电阻的电阻率随温度升高而增大，热敏电阻有正温度系数、负温度系数两种．正温度系数的热敏电阻的阻值随温度升高而增大，负温度系数的热敏电阻的阻值随温度升高而减小．(3)霍尔元件：能把磁感应强度这一磁学量转换成电压这一电学

2、量的元件，UH＝k.2．传感器应用的一般模式．【典例1】　如图是一火警报警器的部分电路示意图．其中R2为用半导体负温度系数热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a，b之间接报警器．当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I，报警器两端的电压U的变化情况是(　　)A．I变大，U变大　　B．I变大，U变小C．I变小，U变大D．I变小，U变小解析：R2所在处出现火情时，温度升高，则R2的阻值减小．R2减小→R总减小→I干增大→U1增大→U3减小→I减小，故显示器的电流I变小，由U＝E－I干r

3、，I干变大，知U变小，故选项D正确．答案：D针对训练1．(多选)在温控电路中，通过热敏电阻的阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制．如图所示的电路，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻(温度越高电阻越小)，C为电容器．当环境温度降低时(　　)A．电容器C的带电荷量增大B．电压表的读数增大C．电容器C两极板间的电场强度减小D．R1消耗的功率增大解析：当环境温度降低时．R2的阻值变大，电路的总电阻变大．由I＝知I变小，又U＝E－Ir，电压表的读数U增大，B正确；又由U1＝IR1及P1＝I2R1

4、可知U1变小，R1耗的功率P1变小，D错误；电容器两极板间的电压U2＝U－U1，故U2变大，由场强E′＝，Q＝CU2可知Q、E′都增大，故A正确，C错误．答案：AB题后反思本题利用热敏电阻为传感器，将温度变化的信号转化为电信号，结合电子线路来控制加热电路．正确的电路分析、计算及看懂热敏电阻的电阻值随温度变化的曲线，是解决本类习题的关键．主题二　自动控制电路的设计设计自动控制电路时，一般按照以下思路进行．1．根据题目给出的仪器和要求画出控制电路和工作电路．控制电路由电源、开关、光敏电阻(或热敏电阻

5、等其他敏感元件)、电磁继电器和导线等组成；工作电路由电源、用电器(灯泡、电热丝或其他用电器)、导线等组成．这两个电路相互独立，又通过继电器相关联，继电器实际上是工作电路的开关．2．分析电路的合理性．电路设计完成后，要对它的合理性进行分析，用光照射光敏电阻或对热敏电阻加热，检查工作电路的接通和断开是否符合实际要求．比如，自控路灯电路的设计要求是白天切断工作电路，使路灯熄灭，晚上接通工作电路，使路灯点亮发光．【典例2】　气体传感器利用物质的化学反应将某种气体的浓度转换成电信号并输出，如图所示，B为将

6、可燃气体或有毒气体(如CO、CH4、瓦斯、煤气等)浓度转换为电信号的传感器，俗称电子鼻．当有毒气体浓度大时，其电阻变小．根据如下材料：电源电压U＝220V，M为排风扇，G为继电器，A为控制电源，S为控制开关，请设计一个家用自动排烟电路，并在图中完成连线图．解析：电磁继电器起开关作用，所以电池组、开关和电磁继电器应组成一个电路，另一个是由排风扇和高压电源组成的电路．答案：如图所示．自动控制电路的设计应注意的四点1．要明确设计意图，弄清控制条件和相应的自动控制原理．2．要明确应选用哪种传感器，该传感

7、器怎样感知控制条件及怎样转化为电学量输出．3．选用什么样的执行机构，该执行机构怎样执行自动控制．4．采用什么样的电路来实现自动控制．针对训练2．如图所示，A是浮子，B是金属触头，C为住宅楼房顶上的蓄水池，M是带水泵的电动机，D是弹簧，E是衔铁，F是电磁铁，S1、S2分别为触头开关，S为开关，J为电池．请利用上述材料，设计一个住宅楼房顶上的自动注水装置．(1)连接电路图；(2)简述其工作原理(涉及的元件可用字母代替)．解析：(1)如图所示．(2)按图接好电路，合上开关S，水泵工作，水位升高，当浮子

8、上升使B接触到S1时，左侧电路(控制电路)工作，电磁铁F有磁力，拉下衔铁E，使S2断开，电动机M不工作，停止注水，当水位下降使B与S1脱离，电磁铁电路停止工作，F无磁性，弹簧的弹力使D拉动E，使S2接通，M工作．方法总结：自动控制电路的设计应注意的四点(1)要明确设计意图，弄清控制条件和相应的自动控制原理．(2)要明确应选用哪种传感器，该传感器怎样感知控制条件及怎样转化为电学量输出．(3)选用什么样的执行机构，该执行机构怎样执行自动控制．(4)采用什么样的电路来实现自动控制．统揽考情随着科学技术