《201x年高中物理6.2传感器的应用新人教版选修》由会员分享，可在线阅读，更多相关《201x年高中物理6.2传感器的应用新人教版选修（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、了解了解传传感器感器应应用的一般模式用的一般模式知道知道电电子秤、子秤、电电熨斗的工作原理熨斗的工作原理知道知道电饭锅电饭锅的的结结构与原理，加深构与原理，加深对对温度温度传传感器感器的的应应用用认识认识了解光了解光传传感器的感器的应应用用火灾火灾报报警器警器能能够够根据根据传传感器的工作原理感器的工作原理简单简单分析分析传传感器的感器的应应用用在日常生活中，我在日常生活中，我们经们经常常见见到到电电子秤例如，在超市子秤例如，在超市里，当我里，当我们购买们购买水果水果时时，售，售货员货员把水果放在表面平整的把水果放在表面平整的电电子秤上，子秤上，电电子秤就可子秤就可显显示出所示出所购购水果的水
2、果的质质量及量及应应付的付的钱钱数数你想探究一下它的工作原理你想探究一下它的工作原理吗吗？1电电子子秤秤里里有有_片片，电电压压放放大大器器、模模数数转转换换器器、微微处处理理器器和和数数字字显显示示器器等等器器件件电电阻阻应应变变片片受受到到力力的的作作用用时时，它它的的_会会发发生生变变化化，把把应应变变片片放放在在合合适适的的电电路路 ，它它能能够够把把物物体体_，这这个个力力学学量量转转换换为为_这这个个电电学量，因而学量，因而电电子秤是子秤是_的的应应用用2在在电电熨熨斗斗中中，装装有有双双金金属属片片温温度度传传感感器器，其其作作用用是是_当当温温度度发发生生变变化化时时，双双金金
3、属属片片的的_不同，从而能控制不同，从而能控制电电路的通断路的通断3电电饭饭锅锅中中的的温温度度传传感感器器主主要要元元件件是是_，它它的的特特点点是是：常常温温下下具具有有铁铁磁磁性性，能能够够被被磁磁体体吸吸引引，但但是是上上升升到到约约103时时，就就失失去去了了磁磁性性，不不能能被被磁磁体体吸吸引引了了这这个个温温度在物理学中称度在物理学中称为该为该材料的材料的“_”或或“居里点居里点”4感感温温铁铁氧氧体体是是用用_、_和和_混混合合烧结烧结而成的而成的答案：答案：1.电电阻阻应变应变片；片；电电阻；形阻；形变变；电压电压；力；力传传感器感器2控制控制电电路的通断；膨路的通断；膨胀胀
4、系数系数3感温感温铁铁氧体；居里温度氧体；居里温度4氧化氧化锰锰、氧化、氧化锌锌、氧化、氧化铁铁粉末粉末(1)力力传传感器的感器的应应用用电电子秤子秤常常用用的的一一种种力力传传感感器器是是由由金金属属梁梁和和应应变变片片组组成成的的，应变应变片是一种敏感元件，片是一种敏感元件，现现在多用半在多用半导导体材料制成体材料制成此种力此种力传传感器的工作原理感器的工作原理如如图图所所示示：弹弹簧簧钢钢制制成成的的梁梁形形元元件件右右端端固固定定，在在梁梁的的上上下下表表面面各各贴贴一一个个应应变变片片，在在梁梁的的自自由由端端施施力力F，则则梁梁发发生生弯弯曲曲，上上表表面面拉拉伸伸，下下表表面面压
5、压缩缩，上上表表面面应应变变片片的的电电阻阻变变大大，下下表表面面的的电电阻阻变变小小F越越大大，弯弯曲曲形形变变越越大大，应应变变片片的的阻阻值值变变化化就就越越大大如如果果让让应应变变片片中中通通过过的的电电流流保保持持恒恒定定，那那么么上上面面应应变变片片两两端端的的电电压压变变大大，下下面面应应变变片片两两端端的的电电压压变变小小传传感感器器把把这这两两个个电电压压的的差差值值输输出出外外力力越越大大，输输出的出的电压电压差差值值也就越大也就越大应应变变片片能能把把物物体体形形变变这这个个力力学学量量，转转换换为为电电压压这这个个电电学量学量(2)温度温度传传感器的感器的应应用用电电熨
6、斗熨斗电电熨熨斗斗能能够够自自动动控控制制温温度度，其其装装有有双双金金属属片片温温度度传传感器，感器，这这种种传传感器的作用是控制感器的作用是控制电电路的通断路的通断电电熨斗的熨斗的结结构构图图如如图图为为电电熨熨斗斗的的结结构构图图，图图中中双双金金属属片片上上层层金金属属的的膨膨胀胀系数大于下系数大于下层层金属金属用用电电熨熨斗斗熨熨烫烫棉棉麻麻衣衣物物需需要要设设定定较较高高的的温温度度，熨熨烫烫丝丝绸绸衣衣物物需需要要设设定定较较低低的的温温度度它它是是如如何何利利用用调调温温旋旋钮钮来来实实现现的？的？答答案案：通通过过调调温温旋旋钮钮来来调调节节升升降降螺螺丝丝的的高高度度来来实
7、实现现不不同同温温度度的的设设定定如如需需设设定定的的温温度度较较高高，则则应应使使升升降降螺螺丝丝下下降；反之，升高降；反之，升高.(1)电电饭饭锅锅中中应应用用了了温温度度传传感感器器，它它的的主主要要元元件件是是感感温温铁铁氧体氧体它它的的特特点点是是常常温温下下具具有有铁铁磁磁性性，能能够够被被磁磁体体吸吸引引，但但是是上上升升到到约约103时时，就就失失去去了了铁铁磁磁性性，不不能能被被磁磁体体吸吸引引了了这这个个温温度度在在物物理理学学中中称称为为该该材材料料的的“居居里里温温度度”或或“居居里里点点”(2)电饭锅电饭锅的的结结构构(1)用用电饭锅烧电饭锅烧水，水开后能否自水，水开
8、后能否自动动断断电电？(2)用用电电饭饭锅锅煮煮饭饭，饭饭熟熟后后，水水分分被被大大米米吸吸收收，锅锅底底的的温度会有什么温度会有什么变变化？化？这时电饭锅这时电饭锅会自会自动动地地发发生哪些生哪些动动作？作？答答案案：(1)水水沸沸腾腾后后温温度度在在100不不变变，没没有有达达到到居居里里点点，故故不不会会断断电电，只只能能等等到到水水熬熬干干后后，温温度度升升至至103才才会会断断电电(2)饭饭熟熟后后，水水分分被被大大米米吸吸收收，锅锅底底的的温温度度会会升升高高，当当温温度度上上升升到到“居居里里温温度度”(约约103)时时，感感温温铁铁氧氧体体失失去去磁磁性性，磁磁铁铁与之分离，开
9、关自与之分离，开关自动动断开，且不能自断开，且不能自动动复位复位.(1)有些火灾有些火灾报报警器是利用烟警器是利用烟雾对雾对光的散射来工作的光的散射来工作的(2)这这种种火火灾灾报报警警器器的的工工作作原原理理结结构构：带带孔孔的的罩罩子子内内装装有有发发光光二二极极管管LED、光光电电三三极极管管和和不不透透明明的的挡挡板板平平时时，光光电电三三极极管管收收不不到到LED发发出出的的光光，呈呈现现高高电电阻阻状状态态烟烟雾雾进进入入罩罩内内后后对对光光有有散散射射作作用用，使使部部分分光光线线照照射射到到光光电电三三极极管管上上，其其电电阻阻变变小小与与传传感感器器连连接接的的电电路路检检测
10、测出出这这种种变变化化，就会就会发发出警出警报报如如图图所示的装置可以所示的装置可以测测量汽量汽车车在水平路面上做匀加速在水平路面上做匀加速直直线线运运动动的加速度，的加速度，该该装置在矩形箱子的前、后壁上各安装置在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏装一个由力敏电电阻阻组组成的成的压压力力传传感器用两根相同的感器用两根相同的轻弹轻弹簧簧夹夹着一个着一个质质量量为为2.0kg的滑的滑块块，滑，滑块块可无摩擦滑可无摩擦滑动动，两，两弹弹簧的另一端分簧的另一端分别压别压在在传传感器感器a、b上，其上，其压压力大小可直接从力大小可直接从传传感器的液晶感器的液晶显显示屏上示屏上读读出出现现将装置沿运将
11、装置沿运动动方向固定在方向固定在汽汽车车上，上，传传感器感器b在前，在前，传传感器感器a在后，汽在后，汽车车静止静止时时，传传感感器器a、b的示数均的示数均为为10N(取取g10m/s2)(1)若若传传感感器器a的的示示数数为为14N、b的的示示数数为为6.0N，求求此此时时汽汽车车的加速度大小和方向的加速度大小和方向(2)当当汽汽车车以以怎怎样样的的加加速速度度运运动动时时，传传感感器器a的的示示数数为为零零解解析析：传传感感器器上上所所显显示示的的力力的的大大小小，即即弹弹簧簧对对传传感感器器的的压压力力，据据牛牛顿顿第第三三定定律律知知，此此即即为为弹弹簧簧上上的的弹弹力力大大小小，亦即
12、亦即该弹该弹簧簧对对滑滑块块的的弹弹力大小力大小(1)如如图图所所示示，依依题题意意：左左侧侧弹弹簧簧对对滑滑块块向向右右的的推推力力F114N，右，右侧弹侧弹簧簧对对滑滑块块的向左的推力的向左的推力F26.0N.答案：答案：2向右向右(2)10m/s2向左向左 (2010潮潮州州高高二二检检测测)压压敏敏电电阻阻的的阻阻值值会会随随所所受受压压力力的的增增大大而而减减小小一一同同学学利利用用压压敏敏电电阻阻设设计计了了判判断断升升降降机机运运动动状状态态的的装装置置，如如图图甲甲所所示示，将将压压敏敏电电阻阻平平放放在在升升降降机机内内，受受压压面面朝朝上上，在在上上面面放放一一物物体体m，
13、升升降降机机静静止止时时电电流流表表示示数数为为I0.某某过过程中程中电电流表的示数如流表的示数如图图乙所示，乙所示，则则在此在此过过程中程中()A物体物体处处于失重状于失重状态态B物体物体处处于超重状于超重状态态C升降机一定向上做匀加速运升降机一定向上做匀加速运动动D升降机可能向下做匀减速运升降机可能向下做匀减速运动动答案：答案：BD解解析析：电电流流表表的的示示数数变变为为2I0.且且保保持持不不变变，说说明明压压敏敏电电阻阻的的阻阻值值比比升升降降机机静静止止时时小小，压压敏敏电电阻阻所所受受压压力力变变大大，物物体体处处于于超超重重状状态态，即即物物体体具具有有向向上上的的加加速速度度
14、，B、D正正确确，A、B错误错误.在家用在家用电热灭电热灭蚊器中，蚊器中，电热电热部分主要元件是部分主要元件是PTC元件，元件，PTC元件是由元件是由钛钛酸酸钡钡等半等半导导体材料制成的体材料制成的电电阻器，其阻器，其电电阻阻率率随温度随温度t的的变变化关系如化关系如图图所示，由于所示，由于这这种特性，种特性，PTC元元件具有件具有发热发热、保温双重功能、保温双重功能对对此，以下判断正确的是此，以下判断正确的是()通通电电后，其后，其电电功率先增大，后减小功率先增大，后减小通通电电后，其后，其电电功率先减小，后增大功率先减小，后增大当当其其产产生生的的热热量量与与散散发发的的热热量量相相等等时
15、时，温温度度保保持持在在t1不不变变当当其其产产生生的的热热量量与与散散发发的的热热量量相相等等时时，温温度度保保持持在在t1和和t2之之间间的某一的某一值值不不变变ABCD解解析析：当当电电热热灭灭蚊蚊器器温温度度由由0升升到到t1的的过过程程中中，电电阻阻器器的的电电阻阻率率随随温温度度升升高高而而减减小小，其其电电阻阻R随随之之减减小小，由由于于加加在在灭灭蚊蚊器器上上的的电电压压U保保持持不不变变，灭灭蚊蚊器器的的热热功功率率P随随之之增增大大，当当tt1时时，PP1达达到到最最大大当当温温度度由由t1升升高高到到t2的的过过程程中中，增增大大，R增增大大，P减减小小；而而温温度度越越
16、高高，其其与与外外界界环环境境温温度度的的差差别别也也就就越越大大，高高于于环环境境温温度度的的电电热热灭灭蚊蚊器器的的散散热热功功率率P也也就就越越大大；因因此此在在这这之之间间的的某某一一温温度度t3会会有有PP3P，即即电电热热功功率率P减减小小到到等等于于散散热热功功率率时时，即即达达到到保保温温；当当tP，使使温温度度自自动动升升高高到到t3；当当tt3，P解解析析：R1、R2起起的的作作用用是是限限流流，防防止止指指示示灯灯(氖氖泡泡)因因电电流流过过大大而而烧烧毁毁，S2是是自自动动控控制制温温度度开开关关，当当温温度度低低于于70时时自自动动闭闭合合，当当温温度度高高于于708
17、0时时又又自自动动断断开开，使使电电饭饭煲煲处处于于保保温温状状态态，由由于于R3的的功功率率较较大大，因因此此R2R3，由由于于开开关关S1必必须须当当温温度度达达到到103时时才才自自动动断断开开，而而水水的的沸沸点点只只有有100，因因此此用用电电饭饭煲煲烧烧水水时时，直直到到水水被被烧烧干干后后S1才会断开才会断开.如如图图(1)所示所示为为一一测测量硫化量硫化镉镉光敏光敏电电阻特性的阻特性的实验电实验电路，路，电电源源电压电压恒定，恒定，电电流表内阻不流表内阻不计计，开关，开关闭闭合后，合后，调节调节滑滑动动变变阻器滑片，使小灯泡阻器滑片，使小灯泡发发光逐光逐渐渐增增强强，测测得流得
18、流过电过电阻的阻的电电流和光流和光强强的关系曲的关系曲线线如如图图(2)所示，所示，试试根据根据这这一特性一特性设计设计一一个自个自动动光控光控电电路路解解析析：由由光光敏敏电电阻阻的的特特性性曲曲线线可可以以看看出出，当当入入射射光光增增强强时时，光敏，光敏电电阻的阻阻的阻值值减小，流减小，流过过光敏光敏电电阻的阻的电电流增大流增大根据根据题题意意设计设计一个路灯自一个路灯自动动控制控制电电路如路如图图所示所示控控制制过过程程是是：当当有有光光照照时时，光光电电流流经经过过放放大大器器输输出出一一个个较较大大的的电电流流，驱驱动动电电磁磁继继电电器器吸吸合合使使两两个个常常闭闭触触点点断断开
19、开，当当无无光光照照时时，光光电电流流减减小小，放放大大器器输输出出电电流流减减小小，电电磁磁继继电电器器释释放放衔衔铁铁，使使两两个个常常闭闭触触点点闭闭合合，控控制制路路灯灯电电路路接接通通，路灯开始工作路灯开始工作点点评评：光：光传传感器是重要的感器是重要的传传感器之一，人感器之一，人们们运用硫化运用硫化镉对镉对可可见见光敏感的特性，制作路灯自光敏感的特性，制作路灯自动动开关、光照自开关、光照自动调动调节节装置等自控装置等自控设备设备，利用某些半，利用某些半导导体材料体材料对红对红外光敏感的外光敏感的特性，制作遥控特性，制作遥控设备设备，广泛的，广泛的应应用在用在电视电视机、机、录录像机
20、、空像机、空调调、影碟机等家用、影碟机等家用电电器的操作中，由于器的操作中，由于对红对红外光敏感的元外光敏感的元件件对对可可见见光不敏感，用它制作的装置不受可光不敏感，用它制作的装置不受可见见光影响，因光影响，因此它的此它的应应用十分广泛用十分广泛如如图图所示，所示，电电源两端的源两端的电压电压恒定，恒定，L为为小灯泡，小灯泡，R为为光光敏敏电电阻，阻，D为发为发光二极管光二极管(电电流越大，流越大，发发光越光越强强)，且，且R与与D距离不距离不变变，下列，下列说说法中正确的是法中正确的是()A当滑当滑动动触触头头向左移向左移动时动时，L消耗的功率增大消耗的功率增大B当滑当滑动动触触头头向左移向左移动时动时，L消耗的功率减小消耗的功率减小C当滑当滑动动触触头头向右移向右移动时动时，L消耗的功率可能不消耗的功率可能不变变D无无论论怎怎样样移移动动滑滑动动触触头头，L消耗的功率不消耗的功率不变变答案：答案：A解解析析：电电源源电电压压恒恒定定，也也就就是是说说，并并联联电电路路两两端端的的电电压压恒恒定定，当当滑滑动动触触头头向向左左移移动动时时，发发光光二二极极管管发发光光变变强强，光敏光敏电电阻的阻的电电阻阻变变小，所以小，所以电电流流变变大，大，则则L的功率的功率变变大大
