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1、高二物理期末复习- 传感器编写人：孙克干 20090102一、目标定位1知道传感器的意义（）2了解制作传感器的常用元件（光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻、霍尔元件、干簧管等）的特征3. 了解常见传感器(电子秤、话筒、电熨斗、测温仪、鼠标、火灾报警器) 的工作原理（）5了解光控开关、温度报警器的原理（）二、网络构建三、疑难辨析1霍尔元件的工作原理：霍尔元件是利用霍尔效应来设计的一个矩形半导体薄片，在其前、后、左、右分别引出一个电极，如图所示，沿 PQ 方向通人电流 I，垂直于薄片加匀强磁场 B，则在 MN间会出现电势差 U。设薄片厚度为 d，PQ 方向长度为 L1，MN 方向长度为 L2薄片中的带
2、电粒子受到磁场力发生偏转，使 N 侧电势高于 M 侧，造成半导体内部出现电场带电粒子同时受电场力作用当磁场力与电场力平衡时，MN 间电势差达到恒定qU/L 2=qvB 再根据电流的微观解释 InqSv，得 U=IB/nqd 令 k=1/nq U=kIB/d 即 U 与 B 成正比，这就是为什么霍尔元件能把磁学量转换成电学量的原因了2电饭锅的工作原理：开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态，则触点接通，电热板通电加热，水沸腾后，由于锅内温度保持 100不变，故感温磁体仍与永磁体相吸，继续加热，直到饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里
3、点 103”时，感温磁体失去铁磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源，从而停止加热传感器温 度传感器意义：传感器是把非电学物理量（如位移、速度、压力、温度、湿度、流量、声强、光照度等）转换成易于测量、传输、处理的电学量（如电压、电流、电容等）或电路的通断的一种组件。起自动控制作用。机械鼠标器：火灾报警器：光控开关：光传感器敏感元件光敏电阻：是一种能感知光强的传感器，电阻随光照的增强而减小热敏电阻：是一种能感知温度的传感器，电阻一般随温度升高电阻减小金属热电阻：是一种能感知温度的传感器，温度升高电阻增大霍尔元件：是一种能感知磁场强弱的传感器电容式位移传感器：是一种能感知位移变化的传
4、感器干簧管：一种能感知磁场存在的传感器常见传感器及应用力传感器-电子秤：将应变片的形变量转化为电压差声传感器-话 筒：将声学量转化为电学量电熨斗：双金属片温度传感器的作用:控制电路的通断电饭锅：双金属片温度传感器的作用:控制电路的通断测温仪：将温度转化为电学量（不同温度发射红外线不同）温度报警器：3.机械式鼠标器的工作原理：如图所示，鼠标器移动时，滚球运动通过滚轴带动两个码盘转动，红外接收管就收到断续的红外线脉冲，输出相应的电脉冲信号，计算机分别统计 x、y 两个方向的脉冲信号，处理后使红外接收管屏幕上的光标产生相应的位移4光控开关的工作原理：如图所示，白天，光强度较大，光敏电阻 RG 电阻值
5、较小，加在斯密特触发器 A 端的电压较低，则输出端 Y 输出高电平，发光二极管LED 不导通；当天色暗到一定程度时，R G 的阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端 A 的电压上升到某个值 (16 V)，输出端 Y 突然从高电平跳到低电平，则发光二极管 LED 导通发光( 相当于路灯亮了) ，这样就达到了使路灯天明熄灭，天暗自动开启的目的。要想在天更暗时路灯才会亮，应该把 R1 的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端 A 电压达到某个值( 如 16 V)，就需要 RG 的阻值达到更大，即天色更暗5温度报警器的工作原理：如图所示，常温下调整 R1 的阻值使斯密特触发器的输入端 A 处于低电平
6、，则输出端 Y 处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻 RT 阻值减小，斯密特触发器输入端 A 电势升高，当达到某一值(高电平) ，其输出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声，R 1 的阻值不同，则报警温度不同四、规律运用例 1（热敏电阻的特性）如图所示，R 1 为定值电阻 R2 为负温度系数的热敏电阻， L 为小灯泡，当温度降低时 AR 1 两端的电压增大 B电流表的示数增大C小灯泡的亮度变强 D小灯泡的亮度变弱练 1 如图是一火警报警装置的一部分电路示意图，其中 R2 是半导体热敏传感器，它的电阻随温度升高而减小，a、b 接报警器当传感器 R2 所在
7、处出现火情时，电流表的电流 I 和 a、d 两端电压 U 与出现火情前相比A. I 变大，U 变大 BI 变小，U 变小C. I 变小，U 变大 DI 变大，U 变小例 2（光敏电阻的特性）如图所示，R 1、R 2 为定值电阻， L 为小灯泡，R 3 为光敏电阻，当照射光强度增大时 A电压表的示数增大 B. R2 中电流减小C小灯泡的功率增大 D电路的路端电压增大例 3 （霍尔元件的应用）如图所示，截面为矩形的金属导体，放在磁场中，当导体中通有电流时导体在上下表面的电势有什么关系A M N B. M NC. M N D无法判断例 4（温度传感器的应用）设计一个以热敏电阻为传感器的简易自动报警器
8、：当温度过高时，小灯泡亮或响铃报警，所用的实验器材可能有电磁继电器、电铃、小灯泡、热敏电阻、干电池、滑动变阻器、开关例 5.（电磁继电器与自控电路）现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干如图所示，试设计一个温控电路要求温度低于某一温度时，电炉丝自动通电供热，超过某一温度时，又可以自动断电，画出电路图并说明工作过程例 6：（光传感器的应用）如图所示，电源两端的电压恒定，L 为小灯泡，R 为光敏电阻，D 为发光二极管(电流越大，发光越强)，且 R 与 D 距离不变，下列说法中正确的是( )A当滑动触头向左移动时， L 消耗的功率增大B当滑动触头向左移动时，L 消耗的功率
9、减小C当滑动触头向右移动时，L 消耗的功率可能不变D无论怎样移动滑动触头， L 消耗的功率都不变例 7 （位移传感器应用）如图所示的传感器可以测物体的位移大小，当接有交流电源的电路中电流表的示数变大时，说明( )A物体向左运动B物体向右运动C若物体不动，可能电容器的极板距离变宽D若物体不动，可能电容器的极板距离变窄例 8.如图(甲) 所示为热敏电阻的 Rt 图象，图(乙) 为用此热敏电阻 R 和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为 10，当线圈中的电流大于或等于 20mA 时，继电器的衔铁被吸合为继电器线圈供电的电池电动势 E90 V，内阻可以不计图中的“电源”是恒温箱加热器
10、的电源，问：(1)应该把恒温箱内的加热器接在_( 填“A、B 端”或“C、D 端”) (2)如果要使恒温箱内的温度保持 50，可变电阻 R的值应调节为多大 ?例 9.（力传感器的应用）如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由压敏电阻组成的压力传感器用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为m=2.0kg 的滑块，滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器 a、b 上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器 b 在前，传感器 a 在后汽车静止时，传感器a、b 的示数均为 10 N(取 g=10 m
11、s 2)(1)若车向右运动时，传感器 a 的示数为 14N、b 的示数为 6.0 N，求此时汽车的加速度大小和方向(2)当汽车以怎样的加速度运动时，传感器 a 的示数为零练 9 在奥运会上，运动员参加蹦床项目的比赛假设表演时运动员仅在竖直方向运动，通过传感器将弹簧床面与运动员间的弹力随时间变化的规律在计算机上绘出如图所示的曲线，当地的重力加速度为 g10ms 2，依据图象给出的信息，求：(1)运动员的重力；(2)运动员的最大加速度；(3)运动员蹦离床的最大高度简单的逻辑电路一、目标定位 1知道常见门电路的特点2了解逻辑电路的应用3通过熟悉的事例，类比分析门电路说明：对各种逻辑关系只需要了解它们
12、的意义、条件与结果之 间的关系、真值表即可，对如何实现逻辑关系不必掌握二、概念梳理1 “与 门：（1） “与”逻辑关系：如果一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生，这种关系叫做“与”逻辑关系(2)“与”门电路符号：（3） “与”逻辑关系真值表：(4)“与”门反映的逻辑关系：y=AB2 “或”门：(1)“或”逻辑关系：如果几个条件中，只要有一个得到满足，事件就会发生这种关系叫做“或”逻辑关系(2)“或”门电路符号： (3)“或”逻辑关系真值表：(4)“或”门反映的逻辑关系：y=A+B3 “非”门：(1)“非”逻辑关系：输出状态和输入状态呈相反的逻辑关系，叫做“非”逻辑(2)“非”门电路符号：
13、 (3)“非”逻辑关系真值表：(4)“非”门反映的逻辑关系：例.（逻辑关系的理解）左面是逻辑电路图及其真值表，此逻辑电路为_门电路，在真值表中 X 处的逻辑值为_若用 0 表示关灯，1 表示开灯，灯亮为 1，灯灭为 0，则下列逻辑式正确的是A0+1=0 B . 1+1=1 C . 0+0=0 D1+0=0练习 1：在举重比赛中，有甲、乙、丙三名裁判，其中甲为主裁 判，乙、丙为副裁判，当主裁判和一名以上(包括一名) 副裁判认为运动员上举合格后，才可发出合格信号试列出真值表练习 2：走廊里有一盏电灯，在走廊两端各有一个开关，我们希望不论哪一个开关接通都能使电灯点亮，那么由此设计的电路为： A与门电路 B非门电路 C或门电路 D上述答案都有可能练习 3：如图所示为两个非门和一个或门组成的复合门电路，请在下表中填写该门电路的真值表练习 4：如图是一个火警报警装置的逻辑电路图R 1 是一个热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时电阻值很小，R 是一个阻值较小的分压电阻(1)要做到低温时电铃不响，火警时产生高温，电铃响起在图中虚线处应接入怎样的元件?(2)为什么温度高时电铃会被接通?(3)为了提高该电路的灵敏度，卸报警温度调得稍低些，R 的值应该大些还是小些?Y=A
