高二物理课件人教版选修三 传感器及其应用1

欢迎进入物理课堂 第5章传感器及其应用复习二 6 电感传感器 电感式传感器是利用线圈的自感或互感的变化来实现测量或控制的一种装置 一般要利用磁场作为媒介或利用磁体的某些现象 实例 磁性物质探测报警器 例1为了测量列车运行的速度和加速度的大小 可采用如图所示的装置 它是由一块安装在列车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量仪组成的 测量仪未画出 当列车经过线圈上方时 线圈中产生的电流被记录下来 就能求出列车在各位置的速度和加速度 假设磁体端部磁感强度为B 0 004T 且全部集中在端面范围内 与端面垂直 磁体宽度与线圈宽度相同 且都很小 线圈匝数n 5 长L 0 2m 电阻0 4 包括引线电阻 测试记录下来的电流 位移如图所示 试求 在离O 原点 30m 130m处列车的速度v1和v2的大小 假设列车是匀变速运动 求列车加速度的大小 解 I E R nBLv R v IR nBL 0 4I 5 0 004 0 2 100 I 在30m处 I1 0 12A v1 12m s 在130m处 I2 0 15A v2 15m s a v22 v12 2S 0 405m s2 例2用如图示的电磁继电器设计一个高温报警器 要求是 正常情况绿灯亮 有险情时电铃报警 可供选择的器材如下 热敏电阻 绿灯泡 小电铃 学生用电源 继电器 滑动变阻器 开关 导线 解 热敏电阻受到光照射时电阻变小 将热敏电阻 小灯泡 学生用电源 滑动变阻器 开关串联接入继电器的a b端 如图示 将学生用电源与电铃分别接入c d e之间 正常时热敏电阻值大 ab间电流小 磁性弱 ce处于闭合 绿灯亮 有险情时 光敏电阻值小 ab间电流大 磁性强 吸住衔铁 cd闭合 ce断开 绿灯灭 电铃响 例3用如图示的电磁继电器设计一个由光敏电阻来控制路灯的实验电路 要求是 光暗时灯亮 光亮时灯灭 可供选择的器材如下 光敏电阻 小灯泡 学生用电源 继电器 滑动变阻器 开关 导线 解 光敏电阻受到光照射时电阻变小 将光敏电阻 小灯泡 学生用电源 滑动变阻器 开关串联接入继电器的a b端 如图示 将交流电源与路灯接入c e之间 光暗时光敏电阻值大 ab间电流小 磁性弱 ce处于闭合 灯亮 光亮时 光敏电阻值小 ab间电流大 磁性强 吸住衔铁 电路ce处断开 灯灭 例4图1为某一热敏电阻R 电阻值随温度的改变而改变 且对温度很敏感 的I U关系曲线图 为了通过测量得到图1所示I U关系的完整曲线 在图2和图3两个电路中应选择的是图 简要说明理由 电源电动势为9V 内阻不计 滑线变阻器的阻值为0 100 在图4电路中 电源电压恒为9V 电流表读数为70mA 定值电阻R1 250 由热敏电阻的I U关系曲线可知 热敏电阻两端的电压为 V 电阻R2的阻值为 举出一个可以应用热敏电阻的例子 2 电压可从0V调到所需电压 调节范围较大 解 I1 9 250 0 036A 36mAI2 34mA 由图1得UR 5 2V 5 2 R2 9 5 2 0 034 111 8 111 6 112 0 热敏温度计 例5如图示 将一光敏电阻连入多用电表两表笔上 将多用电表的选择开关置于 档 用光照射光敏电阻时表针的偏角为 现用手掌挡住部分光线 表针的偏角变为 则可判断 A B D 不能确定 和 的关系 B 五 传感器可将非电学量转化为电学量 起自动控制作用 如计算机鼠标中有位移传感器 电熨斗 电饭煲中有温度传感器 电视机 录像机 影碟机 空调机中有光电传感器 例6演示位移传感器的工作原理如右图示 物体M在导轨上平移时 带动滑动变阻器的金属滑杆p 通过电压表显示的数据 来反映物体位移的大小x 假设电压表是理想的 则下列说法正确的是 A 物体M运动时 电源内的电流会发生变化B 物体M运动时 电压表的示数会发生变化C 物体M不动时 电路中没有电流D 物体M不动时 电压表没有示数 B 例7唱卡拉OK用的话筒 内有传感器 其中有一种是动圈式的 它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈 线圈处于永磁体的磁场中 当声波使膜片前后振动时 就将声音信号转变为电信号 下列说法正确的是 A 该传感器是根据电流的磁效应工作的B 该传感器是根据电磁感应原理工作的C 膜片振动时 穿过金属线圈的磁通量不变D 膜片振动时 金属线圈中不会产生感应电动势 B 例8用遥控器调换电视机频道的过程 实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程 下列属于这类传感器的是 A 红外报警装置B 走廊照明灯的声控开关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 A 例9将金属块m用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中 如图所示 在箱的上顶板和下底板装有压力传感器 箱可以沿竖直轨道运动 当箱以a 2 0m s2的加速度竖直向上做匀减速运动时 上顶板的传感器显示的压力为6 0N 下底板的传感器显示的压力为10 0N 取g 10m s2 1 若上顶板传感器的示数是下底板传感器的示数的一半 试判断箱的运动情况 2 要使上顶板传感器的示数为零 箱沿竖直方向运动的情况可能是怎样的 向上做匀减速运动a向下a 2m s2 mg F1 F ma m 0 5kg 上顶板示数是下底板示数的1 2 弹簧长度不变F 10NF2 5N mg F2 F ma2 a2 0 静止或匀速运动 上顶板示数为零 则弹簧变短 F 10NF3 0 F mg ma3 a3 10m s2 向上加速或向下减速 加速度a 10m s2 上顶板示数为零 则弹簧变短 F 10NF3 0 F mg ma3 a3 10m s2 向上加速或向下减速 加速度a 10m s2 向上做匀减速运动a 2m s2 mg F1 F ma m 0 5kg 上顶板示数是下底板示数的1 2 弹簧长度不变F 10NF2 5N mg F2 F ma2 a2 0 静止或匀速运动 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全