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1、高中物理 选修3 2 人教版 第六章 章末整合 章末整合 网络构建 章末整合 专题分类突破 章末整合 一 敏感元件的特点及应用 本章敏感元件有热敏电阻 金属热电阻 光敏电阻和霍尔元件 它们 的特点如下 1 热敏电阻是由半导体材料制成 阻值随温度升高而减小 2 金属热电阻随温度升高 阻值增大 3 光敏电阻是由半导体材料制成 阻值随光照强度的增强而减小 4 霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量 章末整合 专题分类突破 例1 如图甲所示 某同学设计了一种 闯红灯违规证 据模拟记录器 它可以通过拍摄照片来记录机动车 辆闯红灯时的情景 它的工作原理是 当光控开关接 收到某种颜色光时 开
2、关自动闭合 且当压敏电阻受 到车的压力 它的阻值变化引起电流变化达到一定值 时 继电器的衔铁就被吸下 工作电路中的电控照相 机就工作 拍摄违规车辆 光控开关未受到该种光照 射就自动断开 衔铁不被吸引 工作电路中的指示灯 发光 1 要记录车辆违规闯红灯的情景 光控开关应在接收 到 光 填 红 绿 或 黄 时自动闭合 2 已知控制电路的电源电动势为6 V 内阻为1 继 电器电阻为R0 9 当控制电路中电流大于0 06 A 时 衔铁会被吸引 如图乙所示 则只有质量超过 kg的车辆违规时才会被记录 g取10 N kg 当车辆闯红灯或车辆压在压敏电阻超载时 光控开关闭合 继电器的衔铁就被吸 下 电控照相
3、机自动拍照 根据闭合电路欧姆定律I E R r R0 当电流为0 06 A时 外电阻R 90 从图乙中找出对应的压力为4 103 N 400 红 章末整合 专题分类突破 照度 lx 0 20 40 60 81 01 2 电电阻 k 754028232018 特点 光敏电阻的阻值 随光照度的增大而非线性减小 图2 章末整合 专题分类突破 章末整合 专题分类突破 二 常见的传感器 传感器一般是把非电学量转换为电学量 因此往往 与电子元件一起构成电路 比较常见的传感器都可以 与电路进行组合 所以一定要注意电路分析 特别是 要弄清楚各种敏感元件的特性及各种常用电子元件的 工作特点 并针对具体问题具体分
4、析 灵活处理 章末整合 专题分类突破 1 由圆周运动规律知 例3 在航天事业中要用角速度计测得航天 器的自转角速度 结构如图所示 当系统 绕轴OO 转动时 元件A在光滑杆上发生滑 动 并输出电信号成为航天器的制导信号源 已知A质量为m 弹簧的劲度系数为k 原 长为l0 电源电动势为E 内阻不计 滑动 变阻器总长为l 电阻分布均匀 系统静止时 滑动变阻器触头P在中点 与固定接头Q正对 当系统以角速度 转动时 求 1 弹簧形变量x与 的关系式 2 电压表示数U与角速度 的关系式 kx m 2R m 2 l0 x 即kx m 2x m 2l0 2 由串联电路的规律知 章末整合 专题分类突破 三 关于
5、控制电路的问题 分析控制电路的问题 要弄清楚敏感元件的特 性 还要进行正确的电路分析 除此之外还要了 解各种逻辑电路的特点 其中斯密特触发器是具 有特殊功能的 非 门 要特别注意它对电路所带 来的相应变化 章末整合 专题分类突破 例4 如图所示 一热敏电阻RT放在控温容器M 内 A为毫安表 量程6 mA 内阻为数十欧姆 E为直流电源 电动势约为3 V 内阻很小 R为 电阻箱 最大阻值为999 9 S为开关 已知RT 在95 时的阻值为150 在20 时的阻值为 550 现要求在降温过程中测量在95 20 之 间的多个温度RT的阻值 1 在图中画出连线 完成实验原理电路图 2 完成下列实验步骤中
6、的填空 依照实验原理电路图连线 调节控温容器M 内的温度 使得RT的温度为95 将电阻箱调到适当的阻值 以保证仪器安全 闭合开关 调节电阻箱 记录电流表的示数I0 并记录 将RT的温度降为 T1 20 T1 95 调节电阻箱 使得电流表 的读数 记录 温度 为T1的热敏电阻的电阻值RT1 逐 步降低T1的数值 直至20 为止 在每一温度下 重复步骤 替 代 法 串联 如图所示 初始温度为95 电阻箱和热 敏电阻的阻值应保持150 和 电阻箱的阻值之和不变 如果初始温度为20 电阻箱 和热敏电阻的阻值应保持550 和电阻箱的阻值之和不变 电阻箱的读数R0 仍为I0 电阻箱的读数R1 R0 R1
7、150 章末整合 专题分类突破 1 接上电源 S2自动闭合 手动 闭合S1 黄灯短路 红灯亮 处于 加热状态 加热到80 时 S2自 动断开 S1仍闭合 饭煮熟后 温 度升高到103 时 开关S1自动断 开 黄灯亮 电饭煲处于保温状 态 待温度降至70 时 S2自动 闭合 重新加热 温度达到80 时 S2又自动断开 再次处于保温 状态 如此循环 例5 如图所示是电饭煲的电路图 S1是一个温控开关 手动闭合后 当此开关温度达到居里点 103 时 会自动断开 S2是一个自动温控 开关 当温度低于70 时 会自动 闭合 温度高于80 时 会自动断 开 红灯是加热时的指示灯 黄灯 是保温时的指示灯 分
8、流电阻R1 R2 500 加热电阻丝R3 50 两灯电阻不计 1 分析电饭煲的工作原理 2 计算加热和保温两种状态下 电 饭煲消耗的电功率之比 3 简要回答 如果不闭合开关S1能 将饭煮熟吗 章末整合 专题分类突破 例5 如图所示是电饭煲的电路图 S1是一个温控开关 手动闭合后 当此开关温度达到居里点 103 时 会自动断开 S2是一个自动温控 开关 当温度低于70 时 会自动 闭合 温度高于80 时 会自动断 开 红灯是加热时的指示灯 黄灯 是保温时的指示灯 分流电阻R1 R2 500 加热电阻丝R3 50 两灯电阻不计 1 分析电饭煲的工作原理 2 计算加热和保温两种状态下 电 饭煲消耗的
9、电功率之比 3 简要回答 如果不闭合开关S1能 将饭煮熟吗 章末整合 专题分类突破 例5 如图所示是电饭煲的电路图 S1是一个温控开关 手动闭合后 当此开关温度达到居里点 103 时 会自动断开 S2是一个自动温控 开关 当温度低于70 时 会自动 闭合 温度高于80 时 会自动断 开 红灯是加热时的指示灯 黄灯 是保温时的指示灯 分流电阻R1 R2 500 加热电阻丝R3 50 两灯电阻不计 1 分析电饭煲的工作原理 2 计算加热和保温两种状态下 电 饭煲消耗的电功率之比 3 简要回答 如果不闭合开关S1能 将饭煮熟吗 如果不闭合开关S1 开关S2总 是闭合的 R1被短路 功率为 P1 当温度上升到80 时 S2 自动断开 功率降为P2 温度 降低到70 S2自动闭合 温度只能在70 80 之间变化 不能将饭煮熟 再见
