高三物理《传感器应用》课件一（35张）.pptVIP

解：（1）如图所示，依题意：左侧弹簧对滑块向右的推力 F1=14N，右侧弹簧对滑块的向左的推力 F2=6.0 N．滑块所受合力产生加速度a1，根据牛 顿第二定律有 得 a=4 m/s2 a1与F1同方向，即向前（向右）． （2）a传感器的读数恰为零，即左侧弹簧的弹力F1/=0，因两弹簧相同，左弹簧伸长多少，右弹簧就缩短多少，所以右弹簧的弹力变为F2/=20N。滑块所受合力产生加速度，由牛顿第二定律得，a2=10m/s2，方向向左． 练习：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=2.0 m/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=10 m/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？ m 原来 （1） （2） 解： m 向上做匀减速运动a向下a=2m/s2 F=10N F1 =6N mg a 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=10N F2=5N F mg F2 a2 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≥10N F3=0 F mg a3 F – mg = ma3 a3 ≥ 10m/s2 向上加速或向下减速，加速度a≥ 10m/s2。 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。 e c a b 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。 220V 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。 6.2 传感器的应用（一） 传感器应用的一般模式： 一.力电传感器的应用——电子秤 （1）电子秤使用的测力装置是什么？ 它是由什么元件组成的？ 金属梁 U1 U2 应变片能够把物体形变这个力学量转化为电压这个电学量 （3）应变片能够把什么力学量转化为什么电学量？ （2）简述力传感器的工作原理。 练习.关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是 （ ） A.应变片是由多用半导体材料制成。 B.当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之，变小。 C.传感器输出的是应变片上的电压 D.外力越大，输出的电压差值也越大。 A B D 二. 声传感器的应用——话筒 二. 声传感器的应用——话筒 声电传感器是指将声音信号转换为电信号的一类传感器 常见的动圈式话筒和电容式话筒都是声电传感器。 动圈式话筒的工作原理 膜片接收到声波后引起振动，连接在膜片上的线圈随着一起振动，线圈在永磁体的磁场里振动从而产生感应电流（电信号），感应电流的大小和方向都变化，振幅和频率的变化都由声波决定，这个信号电流经扩音器放大后传给扬声器，从扬声器中就发出放大的声音。优点：结实耐用，实用，方便 电磁感应现象 电容式话筒的工作原理 利用电容器充放电形成的充放电电流。薄金属膜M和固定电极N形成一个电容器，被直流电源充电．当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流，于是电阻R两端就输出了与声音变化规律相同的电压．优点：保真度好。 驻极体话筒的工作原理 驻极体话筒的原理同电容式话筒，只是其内部感受声波的是驻极体塑料薄膜．优点：体积小，重量轻，价格便宜，灵敏度高，工作电压低。 练习：（2003上海试题）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 金属板 金属膜 振动膜 外电路 图5 练习：如图是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，膜后距膜