（人教版2019選擇性必修第二冊）高二物理同步備課 第五章《傳感器》章末復(fù)習(xí)（復(fù)習(xí)課件）

章末復(fù)習(xí)第五章

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高中選擇性必修第二冊知識清單01重點突破02鞏固提升03知識清單PART01知識清單01傳感器定義：將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量或者控制電路通斷的元件敏感元件溫度傳感器：熱敏電阻和金屬熱電阻光傳感器：光敏電阻霍爾元件工作流程：非電學(xué)量→敏感元件→轉(zhuǎn)換元件→轉(zhuǎn)換電路→電學(xué)量重點突破PART02常見傳感器的特點及應(yīng)用011.傳感器感受的通常是非電學(xué)量,如力、熱、磁、光、聲等,而它輸出的通常是電學(xué)量,這些輸出信號是非常微弱的,通常要經(jīng)過放大后,再送給控制系統(tǒng)產(chǎn)生各種控制動作,傳感器原理如下所示。非電學(xué)量→敏感元件→轉(zhuǎn)換器件→轉(zhuǎn)換電路→電學(xué)量2.傳感器的種類根據(jù)被測量的物理量,可分為聲、光、壓力、位移、加速度、溫度等傳感器;根據(jù)具體工作原理的不同,可分為電阻式、電容式、電感式、光電式、熱電式、壓電式、磁電式等傳感器。常見傳感器的特點及應(yīng)用013.常見敏感元件及特性(1)光敏電阻:光敏電阻在被光照射時電阻發(fā)生變化,光照增強(qiáng)電阻減小,光照減弱電阻增大。(2)熱敏電阻和金屬熱電阻:金屬熱電阻的電阻率隨溫度升高而增大,熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小。(3)電容器:平行板電容器的電容與極板面積、極板間距及電介質(zhì)材料有關(guān),電容器可以感知引起電容變化的任一外界信息并將其轉(zhuǎn)化為電容變化。例如,當(dāng)極板受力時會改變極板間距,從而引起電容變化。(4)霍爾元件:能把磁感應(yīng)強(qiáng)度這一磁學(xué)量轉(zhuǎn)換成電壓這一電學(xué)量的元件。傳感器的應(yīng)用021.傳感器的應(yīng)用過程包括三個環(huán)節(jié):感、傳、用。(1)“感”是指傳感器的敏感元件感應(yīng)信息,并轉(zhuǎn)化為電學(xué)量。(2)“傳”是指通過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)利用傳感器傳來的信息進(jìn)行某種顯示或某種動作。2.處理與傳感器有關(guān)的電路設(shè)計問題時,可將整個電路分解為:(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態(tài)分析有關(guān));(3)執(zhí)行電路。鞏固提升PART3鞏固提升1.如圖所示,一火警報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之間接報警器。當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時,顯示器的電流I、報警器兩端的電壓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:D解析:R2所在處出現(xiàn)火情時,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D正確。鞏固提升2.現(xiàn)要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng),要求當(dāng)熱敏電阻的溫度達(dá)到或超過60℃

時,系統(tǒng)報警。提供的器材有:熱敏電阻、報警器(內(nèi)阻很小,流過的電流超過Ic時就會報警)、電阻箱(最大阻值為999.9Ω)、直流電源(輸出電壓為U,內(nèi)阻不計)、滑動變阻器R1(最大阻值為1000Ω)、滑動變阻器R2(最大阻值為2000Ω)、單刀雙擲開關(guān)一個、導(dǎo)線若干。在室溫下對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。已知U約為18V,Ic約為10mA;流過報警器的電流超過20mA時,報警器可能損壞;該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小,在60℃時阻值為650.0Ω。鞏固提升(1)完成待調(diào)節(jié)的報警系統(tǒng)原理電路圖的連線。

(2)電路中應(yīng)選用滑動變阻器

(選填“R1”或“R2”)。

(3)按照下列步驟調(diào)節(jié)此報警系統(tǒng):①電路接通前,需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值,根據(jù)實驗要求,這一阻值為

Ω;滑動變阻器的滑片應(yīng)置于

(選填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是

。

②將開關(guān)向

(選填“c”或“d”)端閉合,緩慢移動滑動變阻器的滑片,直至

。

(4)保持滑動變阻器滑片的位置不變,將開關(guān)向另一端閉合,報警系統(tǒng)即可正常使用。鞏固提升解析:(1)先用電阻箱替代熱敏電阻,連接成閉合回路進(jìn)行調(diào)試。電路圖連接如答案所示。(2)當(dāng)電路中電流Ic=10mA時,根據(jù)閉合電路歐姆定律有Ic=,解得R總=1800Ω,此時熱敏電阻的阻值為650Ω,則滑動變阻器的阻值為1150Ω,所以滑動變阻器選R2。(3)①當(dāng)熱敏電阻阻值小于650Ω時,報警器就會報警,用電阻箱替代熱敏電阻進(jìn)行調(diào)節(jié),應(yīng)把電阻箱的阻值調(diào)到650Ω。若接通電源后電路中的電流過大(超過20mA),報警器就會損壞,電流越小越安全,所以為了電路安全,閉合開關(guān)前滑片應(yīng)置于b端。②用電阻箱替代熱敏電阻進(jìn)行調(diào)試,應(yīng)將開關(guān)向c端閉合,開關(guān)閉合后要減小電路中的電阻直至報警器報警。