2014届高考物理一轮复习金榜：103实验：传感器的简单应用概述.ppt

第十章 交变电流 第3讲 实验：传感器的简单应用;传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等，并能将它们按照一定的规律转换为 等，或转换为电路的 ． 二、制作传感器需要的元件 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 ，光照减弱电阻 ．;增大 ;三、传感器的分类;例1 如图所示为大型电子地磅电路图，电源电动势为E，内阻不计．不称物体时，滑片P在A端，滑动变阻器接入电路的有效电阻最大，电流最小；称重物时，在压力作用下使滑片P下滑，滑动变阻器有效电阻变小，电流变大，这样把与电流对应的重量值刻在刻度盘上，就可以读出被称物体的重量了．若滑动变阻器上A、B间距离为L，最大阻值等于定值电阻R0的阻值，已知两弹簧的总弹力与形变量成正比，比例系数为k，则所称重物的重量G与电流大小I的关系为(　　);【方法与知识感悟】力电传感器电路中的关键元件是滑动变阻器、电容器、弹簧等，解答这类问题的关键是：滑片移动的距离、电容器的板间距离与力学物理量的联系． 力电传感器的力电联系图：;例2 一般的电熨斗用合金丝作发热 元件，合金丝电阻随温度T变化的 关系如图中实线①所示，由于环境 温度以及熨烫的衣物厚度、干湿不同，熨斗的散热功率不同，因而熨斗的温度可能会在较大范围内波动，易损坏衣物，有一种用主要成分为钛酸钡，被称为“PTC”的特殊材料作发热元件的电熨斗．PTC材料的电阻随温度变化的关系如图中实线②所示．根据图线分析可知(　　) A．处于冷态的PTC电熨斗比普通电熨斗升温快 B．PTC电熨斗能自动控制温度，温度稳定在T0～T6之间 C．PTC电熨斗能自动控制温度，温度稳定在T6～T7之间 D．PTC电熨斗不能自动控制温度;例3 光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用，比如用于街道路灯的自动控制．图为模拟电路，其中A为光敏电阻，B为电磁继电器，C为照明电路，D为路灯，请连成正确的电路，达到日出灯熄、日落灯亮的效果．;【解析】本题考查光敏电阻的特性及在传感器中的应用，同时考查了电路的连接．在能力方面重点考查学生的实验与探究能力．当天亮时，光线照射光敏电阻A其阻值迅速减小，控制回路电流增大，继电器B工作，吸住衔铁使触点断开，路灯熄灭．当夜晚降临，光线变暗，光敏电阻A的阻值增大，控制回路电流减小，弹簧将衔铁拉起，触点接通，路灯点亮．;【方法与知识感悟】解答继电器控制电路的设计问题，应弄清以下两个问题： (1)弄清两个电路：控制电路(直流电源、光敏电阻或热敏电阻、继电器构成的闭合回路)、主电路(继电器吸引衔铁控制主电路的开关)． (2)弄清控制关系：光敏电阻(或热敏电阻)控制继电器中的电流，继电器电流增大吸引衔铁控制主电路的开关(断开或闭合)．;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，热敏电阻的阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是把热敏电阻Rt作为传感器制成的简单自动报警器线路图．;(1)为了使温度过高时报警器铃响，c应接在 (填a或b)处． (2)若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P向 (填左或右)移动． (3)如果在调试报警器达最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片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__________________________________________________ ．;3．为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统．光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)．某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表：;光敏电阻Rp； 电源E(电动势3 V，内阻不计)； 定值电阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ，R3＝40 kΩ(限选其中之一并在图中标出)； 开关S及导线若干．;4．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家电产品中，它是利用热敏电阻的阻值随温度的变化而变化的特性工作的．如图(甲)中，电源的电动势E＝9.0 V，内电阻可忽略不计；G为灵敏电流表，内阻Rg保持不变；R为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图(乙)