2018-2019学年高中物理 第六章 传感器本章优化总结学案 新人教版选修3-2.doc

第六章 传感器本章优化总结专题一传感器的工作原理及常用敏感元件常用敏感元件及特性(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电阻、负温度系数电阻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量的元件，UHk.如图所示，RT为负温度系数的热敏电阻，R为定值电阻，若往RT上擦些酒精，在环境温度不变的情况下，关于电压表示数的变化情况，下列说法中正确的是()A变大B变小C先变大后变小再不变D先变小后变大再不变解析往RT上擦酒精后，酒精挥发吸热，热敏电阻RT温度降低，电阻值增大，根据串联电路的分压特点，电压表示数变小当酒精挥发完毕后，RT的温度逐渐升高到环境温度后不变，所以热敏电阻的阻值逐渐变小，最后不变，故电压表的示数将逐渐变大，最后不变，所以选项D正确答案D传感器电路的分析方法同电路的动态问题分析一样，先从部分到整体，再到部分涉及到电路的计算问题时，由于敏感元件变化的特性，所以找准对应时刻、位置等，把握图象的信息非常重要 如图甲为半导体材料做成的热敏电阻随温度变化的曲线，用该热敏电阻和继电器做成温控电路(如图乙所示)(1)简要分析温控电路的工作过程(2)设继电器的线圈电阻为50 ，继电器线圈中的电流大小等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合，左侧电源的电动势为6 V，内阻可以不计，试问温度满足什么条件时，右侧的灯泡会发光？解析(1)温度升高，热敏电阻的阻值变小，继电器线圈中的电流增大温度升高到一临界值t0时，继电器线圈中的电流将达到或超过继电器的动作电流，继电器将吸合，右侧灯泡电路接通，灯泡发光，右侧加热器电路被断开当温度低于t0时，继电器线圈中的电流小于动作电流，右侧灯泡电路断开，灯泡不亮，右侧加热器电路接通，加热器工作(2)继电器、电源与热敏电阻串联，当I20 mA0.02 A时，设此时热敏电阻的阻值为R，则I，代入数值得0.02 A，解得R250 .对照Rt图象知此时的温度为50 ，即t50 时，右侧的灯泡会发光答案(1)见解析(2)t50 专题二自动控制电路的分析方法传感器问题具有涉及知识点多、综合性强、能力要求高等特点，而传感器的形式又多种多样，原理较难理解，搞清传感器的工作原理是求解问题的关键1确定传感器所感受到的物理量传感器所感受到的物理量有力、热、磁、光、声等2转换电路把输出转换成电学量信号通过元件把敏感元件的输出转换成电学量信号，最后借助于转换电路把电学量信号转换为便于处理、显示、记录或控制的量如图所示，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工作答案见解析自动控制电路的设计应注意的几点(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 按图所示连接好电路，合上S1、S2，发现小灯泡不亮，原因是_；用电吹风对热敏电阻吹一会儿热风，会发现小灯泡_，原因是_；停止吹风，会发现_，原因是_；将热敏电阻迅速降温会发现_解析：热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小答案：热敏电阻阻值较大，左侧电路电流较小，电磁铁磁性较弱吸不住衔铁变亮电吹风对热敏电阻加热使其阻值变小，电路中电流增大，电磁铁吸住衔铁小灯泡不会立即熄灭热敏电阻温度仍然较高小灯泡熄灭