江蘇淮陰2012高中物理6.2傳感器的應(yīng)用學(xué)案新人教版選修3-2

1、精誠凝聚=A_A=成就夢想 鑼點(diǎn)亮心燈/(AvA)照亮人生 .鑼A.物體處于失重狀態(tài)B.物體處于超重狀態(tài)C.升降機(jī)一定向上做勻加速運(yùn)動D.升降機(jī)可能向下做勻減速運(yùn)動2 .傳感器是一種采集信息的重要器件,當(dāng)待測壓力 F 作用于可動膜片的電極上時,如圖 2 所示的是一種測定壓力的電容式傳感器,以下說法中正確的是（）6.2 傳感器的應(yīng)用 學(xué)案（人教版選修 3-2 ）課前預(yù)習(xí)練.1._ 傳感器應(yīng)用的一般模式：.2電子秤由_、電壓放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理器和數(shù)字顯示器組成電阻應(yīng)變片受到力的作用， 它的_會發(fā)生變化，從而引起上下表面的電壓差發(fā)生變化.把應(yīng)變片放到合適的電路中， 它能夠把物體的 _這個力學(xué)

2、量轉(zhuǎn)換為 _這個電學(xué)量，因而電子秤是_ 傳感器的應(yīng)用.3._ 電飯鍋中的敏感元件為 _ ，它具有這樣的性質(zhì)：常溫下具有 _ ,能夠被磁體吸引，當(dāng)溫度上升到約103C時，就_ ，不能被磁體吸引，這個溫度在物理學(xué)中稱為該材料的“居里溫度”或“居里點(diǎn)”，電飯鍋是溫度傳感器的應(yīng)用.4傳感器的種類多種多樣，其性能也各不相同，空調(diào)機(jī)在室內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定的溫度后， 會自動停止工作，空調(diào)機(jī)內(nèi)使用的傳感器是（）A.生物傳感器B.紅外傳感器C.溫度傳感器D.壓力傳感器5. 下列器件是應(yīng)用力傳感器的是（）A.鼠標(biāo)器B.火災(zāi)報警器C.測溫儀D.電子秤6. 用遙控器調(diào)換電視機(jī)頻道的過程，實(shí)際上是電視機(jī)中的傳感器把光信號轉(zhuǎn)

3、化為電信號的過程.下列屬于這類傳感器的是（）A.紅外報警裝置B.走廊照明燈的聲控開關(guān)C.自動洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置D.電飯鍋中控制加熱和保溫的溫控器課堂探究練.刪刪鯉刪刪螂盟【概念規(guī)律練】知識點(diǎn)一力傳感器的應(yīng)用1 .壓敏電阻的阻值會隨所受壓力的增大而減小.一同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計了判斷升降 機(jī)運(yùn)動狀態(tài)的裝置， 如圖 1 甲所示，將壓敏電阻平放在升降機(jī)內(nèi)，受壓面朝上，在上面放一 物體 m 升降機(jī)靜止時電流表示數(shù)為io.某過程中電流表的示數(shù)如圖乙所示，則在此過程中（）圖 2精誠凝聚=A_A=成就夢想 鑼點(diǎn)亮心燈/(AvA)照亮人生 .鑼1若 F 向上壓膜片電極，電路中有從a 到 b 的電流2若 F

4、向上壓膜片電極，電路中有從b 到 a 的電流3若 F 向上壓膜片電極，電路中不會出現(xiàn)電流4若電流表有示數(shù)，則說明壓力F 發(fā)生變化5若電流表有示數(shù)，則說明壓力F 不發(fā)生變化A.B.C.D.知識點(diǎn)二溫度傳感器的應(yīng)用3關(guān)于電飯鍋的說法正確的是（）A.電飯鍋中的溫度傳感器其主要元件是氧化鐵B.鐵氧體在常溫下具有鐵磁性，溫度很咼時失去鐵磁性C.用電飯鍋燒水，水開時能自動斷電D.用電飯鍋煮飯時，溫控開關(guān)自動斷電后，它不能自動復(fù)位4.如圖 3 所示是電飯煲的電路圖，S是一個溫控開關(guān)，手動閉合后，當(dāng)此開關(guān)溫度達(dá)到居里點(diǎn)（103C）時會自動斷開，3 是一個自動溫控開關(guān)，當(dāng)溫度低于70C時會自動閉合;溫度高于 8

5、0C時會自動斷開，紅燈是加熱時的指示燈，黃燈是保溫時的指示燈，分流電阻（1）分析電飯煲的工作原理.（2）簡要回答，如果不閉合開關(guān)S,能將飯煮熟嗎？（3）計算加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯煲消耗的電功率之比.知識點(diǎn)三光傳感器的應(yīng)用5.在如圖 4 所示的電路中， 電源兩端的電壓恒定，L為小燈泡，R 為光敏電阻，LED為發(fā)光二極管（電流越大，發(fā)出的光越強(qiáng)），且 R 與LED之間的距離不變，下列說法正確的是（）R =Ra= 500Q,加熱電阻絲精誠凝聚=A_A=成就夢想 鑼點(diǎn)亮心燈/(AvA)照亮人生 .鑼A當(dāng)滑動觸頭 P 向左移動時，B. 當(dāng)滑動觸頭 P 向左移動時，C. 當(dāng)滑動觸頭 P 向右移動時，D

6、. 無論怎樣移動滑動觸頭 P,L消耗的功率增大L消耗的功率減小L消耗的功率可能不變L消耗的功率都不變6.如圖 5 為煙霧散射式火災(zāi)報警器，它主要由帶孔的外罩，發(fā)光二極管LED光電三極管及不透明的擋板組成，請簡述它的工作原理.圖 4圖 5II精誠凝聚7=成就夢想 鑼點(diǎn)亮心燈/(AvA)照亮人生 .鑼【方法技巧練】傳感器問題的分析技巧7 電熨斗在達(dá)到設(shè)定的溫度后就不再升溫，當(dāng)溫度降低時又會繼續(xù)加熱，使它總與設(shè) 定的溫度相差不多. 在熨燙不同的織物時，設(shè)定的溫度可以不同，進(jìn)行這樣的控制， 靠的是 溫度傳感器電熨斗中裝有雙金屬片溫度傳感器，這種雙金屬片的作用是控制電路的通斷，如圖 6 所示為電熨斗的結(jié)

7、構(gòu)圖，圖中雙金屬片上層金屬的膨脹系數(shù)大于下層金屬，請結(jié)合所學(xué)知識回答以下問題：取金 幗片Z(1)常溫下，上、下觸點(diǎn)應(yīng)當(dāng)是接觸的還是分離的？當(dāng)溫度過高時雙金屬片將起怎樣的 作用？(2)熨燙棉麻衣物和熨燙絲綢衣物需要設(shè)定不同的溫度，這是如何利用調(diào)溫旋鈕來實(shí)現(xiàn) 的？&如圖 7 所示為某種電子秤的原理示意圖，AB 為一均勻的滑線電阻，阻值為R,長度為 L,兩邊分別有 Pi、P2兩個滑動頭，Pi可在豎直絕緣光滑的固定桿 MN 上保持水平狀態(tài)而上 下自由滑動，彈簧處于原長時，Pi剛好指著 A 端，Pi與托盤固定相連，若 Pi、P2間出現(xiàn)電壓， 該電壓經(jīng)過放大，通過信號轉(zhuǎn)換后在顯示屏上將顯示物體重力

8、的大小.已知彈簧的勁度系數(shù)圖 7(1) 托盤上未放物體時，在托盤自身重力作用下，Pi離 A 的距離 xi;(2) 托盤上放有質(zhì)量為 m 的物體時，Pi離 A 的距離 X2；(3) 在托盤上未放物體時通常先校準(zhǔn)零點(diǎn)，其方法是：調(diào)節(jié) P2,使 P2離 A 的距離也為 Xi,從而使 Pi、P2間的電壓為零.校準(zhǔn)零點(diǎn)后，將物體m 放在托盤上，試推導(dǎo)出物體質(zhì)量m 與Pl、P2間的電壓 U 之間的函數(shù)關(guān)系式.為 k,托盤自身質(zhì)量為m,電源電動勢為g. 求:彈性銅片鼬點(diǎn)-a舸溫展鈕升降端趙弓廠絕緣支架、金屬底板圖 6E,內(nèi)阻不計，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹橐苍碔I精誠凝聚7=成就夢想 鑼點(diǎn)亮心燈/(AvA)照亮人生

9、 .鑼參考答案課前預(yù)習(xí)練放大(轉(zhuǎn)換)電路T放大(轉(zhuǎn)換)電路T執(zhí)行機(jī)構(gòu)(或顯示系統(tǒng))2. 應(yīng)變片電阻形變電壓力3. 感溫鐵氧體鐵磁性失去磁性4.C 空調(diào)機(jī)根據(jù)溫度調(diào)節(jié)工作狀態(tài)，所以內(nèi)部使用了溫度傳感器，故C 正確.5. D 鼠標(biāo)器中的傳感器是紅外線接收管，屬于光傳感器；火災(zāi)報警器中傳感器是光電三極管，屬于光傳感器；測溫儀用的是溫度傳感器；電子秤的敏感元件是應(yīng)變片，是力傳感器，D 正確.6.A 遙控器發(fā)出紅外線，電視中的傳感器感知紅外線，是紅外線傳感器，所以A 選項(xiàng)正確.課堂探究練1. BD 由乙圖知電流強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼亩叮釉趬好綦娮鑳啥说碾妷翰蛔?，說明壓敏電阻的阻值減小，即物體對壓敏電阻的壓

10、力增大，物體所受支持力大于重力，升降機(jī)勻加速上升或勻減速下降，處于超重狀態(tài)，故選B、D.2.A 當(dāng)F向上壓膜片電極時，板間距離減小，電容器的電容將增大當(dāng)F變化時，電容變化，而板間電壓不變，由Q= CU故帶電荷量Q發(fā)生變化，電容器將發(fā)生充、 放電現(xiàn)象， 回路中有電流，電流計有示數(shù)反之，電流計有示數(shù)時，壓力F必發(fā)生變化.點(diǎn)評 力傳感器能夠把物體的形變轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化，外力越大，電壓或電流的 變化就越大，由變化的差值大小，可以得知外力的大小.3.BD 電飯鍋中的溫度傳感器其主要元件是鐵氧體，故A 選項(xiàng)錯，B 選項(xiàng)正確因水 開時溫度約為 100C,達(dá)不到居里溫度，故不能自動斷電，則選項(xiàng) C 錯.

11、溫控開關(guān)只能手動 閉合，故 D 正確.4. (1)見解析(2)不能(3)12: 1解析(1)電飯煲盛上食物后， 接上電源，S 自動閉合，同時手動閉合 S,這時黃燈短路， 紅燈亮，電飯煲處于加熱狀態(tài)，加熱到80C時，S2自動斷開，S1仍閉合；水燒開后，溫度升高到 103C時，開關(guān) S 自動斷開，這時飯已煮熟，黃燈亮，電飯煲處于保溫狀態(tài)，由于散熱，待溫度降至 70C時，Sa自動閉合，電飯煲重新加熱，溫度達(dá)到80C時，S 又自動斷開，再次處于保溫狀態(tài).(2) 如果不閉合開關(guān) S，則不能將飯煮熟，因?yàn)橹荒芗訜岬?0C.-U2-(3) 加熱時電飯煲消耗的電功率為P=R，保溫時電飯煲消耗的電功率P2=R+

12、R，兩亠亠RRi500X50八十亠R+R并 500+500/11式中R并=R庶=50050Q.從而有P1：P2=500/11 =12：1.點(diǎn)評 電飯煲的工作過程：開始煮飯時，用手壓下開關(guān)按鈕， 永磁體與感溫磁體相吸，手松開后，按鈕不再恢復(fù)到圖示狀態(tài)，則觸點(diǎn)接通，電熱板通電加熱，水沸騰后，由于鍋內(nèi) 保持 100C不變，故感溫磁體仍與永磁體相吸，繼續(xù)加熱，直到飯熟后，水分被大米吸收， 鍋底溫度升高，當(dāng)溫度升至“居里點(diǎn)103C”時，感溫磁體失去鐵磁性，在彈簧作用下，永磁體被彈開，觸點(diǎn)分離，切斷電源，從而停止加熱.如果用電飯煲燒水，水沸騰后，鍋內(nèi)保持100C不變，溫度低于“居里點(diǎn)103C”，電飯煲不能

13、自動斷電只有水燒干后，溫度升高到103C才能自動斷電因此，電飯煲用來燒水不能實(shí)現(xiàn)自動控溫.5. A 滑動觸頭P左移，使其電阻減小，流過二極管的電流增大，從而發(fā)光增強(qiáng)，使光 敏電阻R減小，最終達(dá)到增大流過燈泡的電流的效果. 6 見解析解析 使用時發(fā)光二極管處于發(fā)光狀態(tài)，平時光電三極管收不到LED 發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后對光有散射作用，使部分光線照射到光電三極管上，其電阻變 小與傳感器精誠凝聚=A_A=成就夢想 鑼點(diǎn)亮心燈/(AvA)照亮人生 .鑼連接的電路檢測出這種變化，就會發(fā)出警報.點(diǎn)評 發(fā)光二極管具有單向?qū)щ娦?，?dǎo)電時還能發(fā)光普通二極管只具有單向?qū)щ娦?7 (1)常溫下，上、

14、下觸點(diǎn)應(yīng)是接觸的，但溫度過高時，由于雙金屬片上、下表面受熱 膨脹系數(shù)不同，上部金屬膨脹大，下部金屬膨脹小則雙金屬片向下彎曲，使觸點(diǎn)分離，從 而切斷電源，停止加熱，溫度降低后，雙金屬片恢復(fù)原狀，重新接通電路加熱，這樣循環(huán)進(jìn) 行，起到自動控制溫度的作用.(2)熨燙棉麻衣物和熨燙絲綢衣物需要設(shè)定不同的溫度，此時可通過調(diào)溫旋鈕調(diào)節(jié)升降 螺絲，升降螺絲帶動彈性銅片升降，從而改變觸點(diǎn)接觸的位置，達(dá)到設(shè)定不同溫度的目的.mgmgkL8Tkm=gEU解析托盤的移動帶動Pi移動，使R、F2間出現(xiàn)電勢差，電勢差的大小反映了托盤向下 移動距離的大小，由于R為均勻的滑線電阻，則其阻值與長度成正比.(1) 由力的平衡知識知mg=kxi，解得xi=孚k(2) 放上重物重新平衡后mg+mg= kx2解得X2=由閉合電路歐姆定律知E=IR,由部分電路歐姆定律知U= IR串，xm(由R=L，其中X為P、P2間的距離，貝y x=X2-X1= kL聯(lián)立解得 m=*UgE方法總結(jié)