2017_2018學(xué)年高中物理第4章傳感器與現(xiàn)代社會(huì)同步備課（課件學(xué)案）（打包6套）滬科版.zip

2017_2018學(xué)年高中物理第4章傳感器與現(xiàn)代社會(huì)同步備課（課件學(xué)案）（打包6套）滬科版.zip,2017,_2018,學(xué)年,高中物理,傳感器,現(xiàn)代社會(huì),同步,備課,課件,打包,滬科版 3章末總結(jié) 第4章傳感器與現(xiàn)代社會(huì) 內(nèi)容索引 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 題型探究 達(dá)標(biāo)檢測(cè) 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 1 傳感器與現(xiàn)代社會(huì) 組成 定義 通過(guò)測(cè)量外界的物理量化學(xué)量或生物量來(lái)捕捉和識(shí)別信息 并將被測(cè)量的 轉(zhuǎn)換成 的裝置 分類(lèi) 敏感元件 轉(zhuǎn)換電路 物理型傳感器化學(xué)型傳感器生物型傳感器 按 的不同劃分 檢測(cè)量 非電學(xué)量 電學(xué)量 溫度傳感器 力傳感器磁傳感器紅外測(cè)溫儀數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)酒精濃度測(cè)試儀 應(yīng)用 傳感器與現(xiàn)代社會(huì) 研究熱敏電阻的溫度特性曲線 2 題型探究 一 常見(jiàn)敏感元件的特點(diǎn)及應(yīng)用 1 光敏電阻 光敏電阻的阻值與所受光照的強(qiáng)度有關(guān) 光照增強(qiáng)阻值減小 光照減弱阻值增大 2 熱敏電阻 熱敏電阻有正溫度系數(shù) 負(fù)溫度系數(shù)和臨界溫度系數(shù)三種 正溫度系數(shù)的熱敏電阻的阻值隨溫度升高而增大 負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小 3 霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換成電壓這個(gè)電學(xué)量 例1如圖1所示是一火警報(bào)警器的部分電路示意圖 其中R2為用半導(dǎo)體負(fù)溫度系數(shù)熱敏材料制成的傳感器 電流表為值班室的顯示器 a b之間接報(bào)警器 當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí) 顯示器的電流I 報(bào)警器兩端的電壓U的變化情況是A I變大 U變大B I變大 U變小C I變小 U變大D I變小 U變小 答案 解析 圖1 R2所在處出現(xiàn)火情時(shí) 溫度升高 則R2的阻值減小 R2 R總 I干 U1 U3 I 故顯示器的電流I變小 由U E I干r I干變大 知U變小 故選項(xiàng)D正確 針對(duì)訓(xùn)練如圖2所示是某居民小區(qū)門(mén)口利用光敏電阻設(shè)計(jì)的行人監(jiān)控裝置 R1為光敏電阻 R2為定值電阻 A B接監(jiān)控裝置 則 當(dāng)有人通過(guò)而遮蔽光線時(shí) A B之間電壓升高 當(dāng)有人通過(guò)而遮蔽光線時(shí) A B之間電壓降低 當(dāng)僅增大R2的阻值時(shí) 可增大A B之間的電壓 當(dāng)僅減小R2的阻值時(shí) 可增大A B之間的電壓 答案 解析 圖2 A B C D R1是光敏電阻 有光照射時(shí) 阻值變小 當(dāng)有人通過(guò)而遮蔽光線時(shí) R1的阻值變大 回路中的電流I減小 A B間的電壓U IR2減小 故 錯(cuò)誤 正確 由閉合電路歐姆定律得 U E I R1 r 當(dāng)僅增大R2的阻值時(shí) 電路中的電流減小 A B間的電壓U增大 故 正確 當(dāng)僅減小R2的阻值時(shí) 電路中的電流增大 A B間的電壓U減小 故 錯(cuò)誤 故應(yīng)選C 二 傳感器的應(yīng)用 1 傳感器的應(yīng)用傳感器的應(yīng)用過(guò)程包括三個(gè)環(huán)節(jié) 感 傳 用 1 感 是指?jìng)鞲衅鞯拿舾性袘?yīng)信息 并轉(zhuǎn)化為電學(xué)量 2 傳 是指通過(guò)電路等將傳感器敏感元件獲取并轉(zhuǎn)化的電學(xué)信息傳給執(zhí)行機(jī)構(gòu) 3 用 是指執(zhí)行機(jī)構(gòu)利用傳感器傳來(lái)的信息進(jìn)行某種顯示或某種動(dòng)作 2 傳感器電路問(wèn)題的設(shè)計(jì)思路處理與傳感器有關(guān)的電路設(shè)計(jì)問(wèn)題時(shí) 可將整個(gè)電路分解為 1 傳感器所在的信息采集部分 2 轉(zhuǎn)化傳輸部分 這部分電路往往與直流電路的動(dòng)態(tài)分析有關(guān) 3 執(zhí)行電路 例2小強(qiáng)用恒溫箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí) 發(fā)現(xiàn)恒溫箱的溫度持續(xù)升高 無(wú)法自動(dòng)控制 經(jīng)檢查 恒溫箱的控制器沒(méi)有故障 參照?qǐng)D3 下列對(duì)故障判斷正確的是A 只可能是熱敏電阻出現(xiàn)故障B 只可能是溫度設(shè)定裝置出現(xiàn)故障C 熱敏電阻和溫度設(shè)定裝置都可能出現(xiàn)故障D 可能是加熱器出現(xiàn)故障 圖3 答案 解析 由恒溫箱原理圖可知 若熱敏電阻出現(xiàn)故障或溫度設(shè)定裝置出現(xiàn)故障都會(huì)向控制器傳遞錯(cuò)誤信息 導(dǎo)致控制器發(fā)出錯(cuò)誤指令 故C正確 A B錯(cuò)誤 若加熱器出現(xiàn)故障 只有一種可能 即不能加熱 而題中加熱器一直加熱才會(huì)使溫度持續(xù)升高 故D錯(cuò)誤 例3傳感器擔(dān)負(fù)著信息的采集任務(wù) 在自動(dòng)控制中發(fā)揮著重要作用 傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹?如溫度 光 聲等 轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量的量 通常是電學(xué)量 例如熱敏傳感器 主要是應(yīng)用了半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻 某熱敏電阻RT阻值隨溫度變化的圖線如圖4甲所示 圖乙是由該熱敏電阻RT作為傳感器制作的簡(jiǎn)單自動(dòng)報(bào)警器線路圖 問(wèn) 圖4 1 為了使溫度過(guò)高時(shí)報(bào)警器鈴響 c應(yīng)接在 填 a 或 b 處 2 若要使啟動(dòng)報(bào)警的溫度提高些 應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向 移動(dòng) 填 左 或 右 3 如果在調(diào)試報(bào)警器達(dá)到最低報(bào)警溫度時(shí) 無(wú)論如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P都不能使報(bào)警器工作 且電路連接完好 各電路元件都能處于工作狀態(tài) 則造成工作電路實(shí)際不能工作的原因可能是 圖4 答案 解析 a 左 以至于電磁鐵磁性太弱或彈簧勁度系數(shù)太大 電源提供電壓太小 熱敏電阻RT在溫度升高時(shí)阻值變小 電路中電流變大 電磁鐵磁性增強(qiáng) 把右側(cè)銜鐵吸引過(guò)來(lái) 與a接觸 故c應(yīng)接在a處 為使啟動(dòng)報(bào)警的溫度提高 則應(yīng)使電路中電阻更大 這樣使報(bào)警溫度提高 滑片應(yīng)左移 達(dá)標(biāo)檢測(cè) 3 1 傳感器的應(yīng)用 如圖5所示是一種水位自動(dòng)報(bào)警器的原理示意圖 當(dāng)杯中的水的水位到達(dá)金屬塊B時(shí) 出現(xiàn)的情況是A L1燈亮B L2燈亮C L1 L2兩燈同時(shí)亮D L1 L2兩燈都不亮 答案 解析 圖5 由電路結(jié)構(gòu)可以看出 當(dāng)杯中的水的水位到達(dá)金屬塊B時(shí) 左端電路被接通 這樣螺線管就產(chǎn)生磁場(chǎng) 相當(dāng)于一個(gè)磁鐵 對(duì)與彈簧相連的銜鐵產(chǎn)生吸引作用 使之向下移動(dòng) 這樣L2電路被接通 1 2 3 2 傳感器的應(yīng)用 一熱敏電阻在溫度為80 時(shí)阻值很大 當(dāng)溫度達(dá)到100 時(shí)阻值就很小 今用一電阻絲給水加熱 并配以熱敏電阻以保持水溫在80 到100 之間 可將電阻絲與熱敏電阻并聯(lián) 一并放入水中 如圖6所示 圖中R1為熱敏電阻 R2為電阻絲 請(qǐng)簡(jiǎn)述其工作原理 圖6 答案 解析 見(jiàn)解析 1 2 3 開(kāi)始水溫較低時(shí) R1阻值較大 電阻絲R2對(duì)水進(jìn)行加熱 當(dāng)水溫達(dá)到100 左右時(shí) R1阻值變得很小 R2被短路 將停止加熱 當(dāng)溫度降低到80 時(shí) R1阻值又變得很大 R2又開(kāi)始加熱 這樣就可達(dá)到保溫的效果 1 2 3 3 傳感器的應(yīng)用 用如圖7所示的電磁繼電器設(shè)計(jì)一個(gè)高溫報(bào)警器 要求是 正常情況綠燈亮 有險(xiǎn)情時(shí)電鈴報(bào)警 可供選擇的器材如下 熱敏電阻 綠燈泡 小電鈴 學(xué)生用電源 繼電器 滑動(dòng)變阻器 開(kāi)關(guān) 導(dǎo)線 圖7 答案 解析 如圖所示 1 2 3 將熱敏電阻 學(xué)生用電源 滑動(dòng)變阻器 開(kāi)關(guān)串聯(lián)接入繼電器的a b端 將學(xué)生用電源與電鈴 綠燈泡分別接入c d e之間 正常情況時(shí)熱敏電阻阻值大 ab間電流小 電磁鐵磁性弱 ce接通 綠燈亮 溫度升高時(shí) 熱敏電阻阻值變小 ab間電流變大 電磁鐵磁性變強(qiáng) 吸住銜鐵 cd接通 ce斷開(kāi) 綠燈滅 電鈴響 1 2 3