最新沪科版高中物理选修3-2第4章《传感器与现代社会》章末总结优质课件.ppt

图3
解析 热敏电阻 RT 在温度升高时阻值变小，电路中电流变大，电磁铁磁性增强，把右侧 衔铁吸引过来，与 a 接触，故 c 应接在 a 处；为使启动报警的温度提高，则应使电路中 电阻更大，这样使报警温度提高，滑片应左移 .
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例 3 一热敏电阻阻值随温度变化的图像如图 4 甲所示，
值时，可增大 A、B 之间的电压
A.①③ B.①④
C.②③
D.②④
图2
解析 R1 是光敏电阻，有光照射时，阻值变小，当有人通过而遮蔽光线时，R1 的阻值变大， 回路中的电流 I 减小，A、B 间的电压 U＝IR2 减小，故①错误，②正确； 由闭合电路欧姆定律得：U＝E－I(R1＋r)，当仅增大 R2 的阻值时，电路中的电流减小，A、 B 间的电压 U 增大，故③正确； 当仅减小 R2 的阻值时，电路中的电流增大，A、B 间的电压 U 减小，故④错误，故应选 C.
2.传感器电路问题的设计思路
处理与传感器有关的电路设计问题时，可将整个电路分解为： (1)传感器所在的信息采集部分； (2)转化传输部分(这部分电路往往与直流电路的动态分析有关)； (3)执行电路.
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例 2 传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的 物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热敏传感器，主要是应 用了半导体材料制成的热敏电阻，某热敏电阻 RT 阻值随温度变化的图线如图 3 甲所示，图乙 是由该热敏电阻 RT 作为传感器制作的简单自动报警器线路图.问：
请应用这一热敏电阻自行设计一控制电路，当温度高于
某一值后红色指示灯亮，而温度低于这一值时绿色指示
灯亮，并且说明滑动变阻器的作用．
给你的器材有：如图乙所示的继电器一只，热敏电阻一只、
图4
滑动变阻器一只、红、绿色指示灯各一个、两个独立的电池组、开关两个、导线若干．
解析 由题图甲所示可以看出热敏电阻的阻值随温度升高而降低，是负温度系数的热敏电阻，设计的控 制电路如图所示．当温度低于这一值时，热敏电阻的阻值较大，流过电磁铁的电流较小，绿灯所在电路 闭合，绿色指示灯亮．当温度高于这一值时，热敏电阻的阻值较小，流过电磁铁的电流较大，红灯所在 电路闭合，红色指示灯亮．滑动变阻器作限流式连接，通过调
2.(传感器的应用)如图 6 所示是一种水位自动报警器的原理示意图，当杯中的水的水位到达
高中物理·选修3-2·沪科版
第4章 传感器与现代社会
学案3 章末总结
非电学量 电学量 检测量
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一、常见敏感元件的特点及应用
1.光敏电阻：光敏电阻的阻值与所受光照的强度有关，光照增强阻值减小，光照减弱阻值 增大. 2.金属电阻：金属热电阻的电阻率随温度升高而增大. 3.热敏电阻：热敏电阻有正温度系数和负温度系数两种.正温度系数的热敏电阻的阻值随温
(1)为了使温度过高时报警器铃响，c 应接在_____a___(填“a”或“b”)处.
(2)若要使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器的滑片 P 向__左__移动(填“左”或“右”). (3)如果在调试报警器达到最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器的滑片 P 都不能使报警 器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路实际不能工作的 原因可能是__电__源__提__供__电__压__太__小__，__以__至__于__电__磁__铁__磁__性__太__弱__或__弹__簧__劲__度__系__数__太__大__.
数增大，可能的原因是
(D )
①热敏电阻温度升高，其他条件不变 ②热敏电阻温度降低，其他条件不变 ③光照增
强，其他条件不变 ④光照减弱，其他条件不变
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
图5
解析 电压表示数变大，而 R3 为定值电阻，说明流经 R3 的电流增大，由电路结构可知， 这可能是由于 RT 阻值减小或 R1 阻值增大，由热敏电阻和光敏电阻特性知，可能是由于 温度降低或光照减弱，故②、④正确，①、③错误.
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
( D)
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
图1
解析 R2 所在处出现火情时，温度升高，则 R2 的阻值减小.R2↓→R 总↓→ I 干↑→U1↑→U3↓→I↓，故显示器的电流 I 变小，由 U＝E－I 干 r，I 干变大， 知 U 变小，故选项 D 正确.
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二、传感器的应用
1.传感器的应用
传感器的应用过程包括三个环节：感、传、用. (1)“感”是指传感器的敏感元件感应信息，并转化为电学量. (2)“传”是指通过电路等将传感器敏感元件获取并转化的电学信息传给执行机构 . (3)“用”是指执行机构利用传感器传来的信息进行某种显示或某种动作.
答案 (1)控制电路见解析图． (2)此方案中滑动变阻器的作用：主要是 通过调节满足热敏电阻对某一温度的控制．
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1.(常见敏感元件的特点及应用)如图 5 所示，RT 为正温度系数热敏电阻，R1 为光敏电阻，
R2 和 R3 均为定值电阻，电源电动势为 E，内阻为 r， 为理想电压表，现发现电压表示
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针对训练 如图 2 所示是某居民小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1 为光敏电
阻，R2 为定值电阻，A、B 接监控装置.则
(C )
①当有人通过而遮蔽光线时，A、B 之间电压升高 ②当有人通过而遮蔽光线时，A、B
之间电压降低 ③当仅增大 R2 的阻值时，可增大 A、B 之间的电压 ④当仅减小 R2 的阻
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. 4.霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量.
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例 1 如图 1 所示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