2019-2020学年人教版物理选修3-2抢分教程课件：第六章 传感器 章末专题归纳

1、| |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2 章末专题归纳章末专题归纳 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2 非电学量非电学量 电学量电学量通断通断 温度温度 光光 力力 声声 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2 1传感器感受的通常是非电学量，如力、热、磁、传感器感受的通常是非电学量，如力、热、磁、 光、声等，而它输出的通常是电学量，这些输出信号是非光、声等，而它输出的通常是电学量，这些输出信号是非 常微弱的，通常要经过放大后，再送给控制系统产生各种常微弱的，通常要经过放大后，再送给控制系统产生各种 控制动作，传感器原理如框图所示：控

2、制动作，传感器原理如框图所示： 专题一传感器的工作原理及常用敏感元件专题一传感器的工作原理及常用敏感元件 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2 2常见敏感元件及特性常见敏感元件及特性 (1)光敏电阻：光敏电阻在被光照射时电阻发生变光敏电阻：光敏电阻在被光照射时电阻发生变 化，光照增强电阻减小，光照减弱电阻增大。化，光照增强电阻减小，光照减弱电阻增大。 (2)热敏电阻和金属热电阻：金属热电阻的电阻率随热敏电阻和金属热电阻：金属热电阻的电阻率随 温度升高而增大，热敏电阻有正温度系数电阻、负温度系温度升高而增大，热敏电阻有正温度系数电阻、负温度系 数电阻两种。正温度系数的热敏电

3、阻的阻值随温度升高而数电阻两种。正温度系数的热敏电阻的阻值随温度升高而 增大，负温度系数的热敏电阻的阻值随温度升高而减小。增大，负温度系数的热敏电阻的阻值随温度升高而减小。 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2 3传感器应用的一般模式为传感器应用的一般模式为 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2 例例 1 一热敏电阻阻值随温度变化的图像如图一热敏电阻阻值随温度变化的图像如图61 甲所示，请应用这一热敏电阻自行设计一控制电路。当温甲所示，请应用这一热敏电阻自行设计一控制电路。当温 度高于某一值后红色指示灯亮。而温度低于这一值时绿色度高于某一值后红色指示

4、灯亮。而温度低于这一值时绿色 指示灯亮。指示灯亮。 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2 图图61 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2 给你的器材有；如图给你的器材有；如图61乙所示的继电器一只乙所示的继电器一只(a、b 为常闭触点。为常闭触点。c、d为常开触点为常开触点)。热敏电阻一只、滑动变。热敏电阻一只、滑动变 阻器一只、红绿色指示灯各一个、两个独立的电池组、开阻器一只、红绿色指示灯各一个、两个独立的电池组、开 关两个、导线若干等。关两个、导线若干等。 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2 思路引导思路引导 热敏电阻在温

5、度较高时阻值较小，此时热敏电阻在温度较高时阻值较小，此时 与之串接的电路电流较大。只有流过继电器的电流增大到与之串接的电路电流较大。只有流过继电器的电流增大到 恰当值，才会使继电器工作使恰当值，才会使继电器工作使c、d闭合。闭合。 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2 解析解析由图甲可以看出热敏电阻的阻值随温度升高由图甲可以看出热敏电阻的阻值随温度升高 而降低，是负温度系数的热敏电阻，设计的控制电路如下而降低，是负温度系数的热敏电阻，设计的控制电路如下 图所示。当温度低于这一值时，热敏电阻的阻值较大，流图所示。当温度低于这一值时，热敏电阻的阻值较大，流 过电磁铁的电流较小

6、，过电磁铁的电流较小，a、b为常闭触点，连接上绿灯，绿为常闭触点，连接上绿灯，绿 色指示灯亮。当温度高于这一值时，热敏电阻的阻值较色指示灯亮。当温度高于这一值时，热敏电阻的阻值较 小，流过电磁铁的电流较大，小，流过电磁铁的电流较大，c、d被闭合，连接上红灯，被闭合，连接上红灯， 红色指示灯亮。滑动变阻器作限流式连接，通过调节满足红色指示灯亮。滑动变阻器作限流式连接，通过调节满足 热敏电阻对某一温度的控制。热敏电阻对某一温度的控制。 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2 答案答案设计的控制电路如下图所示：设计的控制电路如下图所示： | |第六章第六章 传感器传感器| | |

7、物理|选修3-2 方法总结方法总结 滑动变阻器在电路中作限流式连接，若增大滑动变阻滑动变阻器在电路中作限流式连接，若增大滑动变阻 器的值，则控制的温度值增大；若减小滑动变阻器的值，器的值，则控制的温度值增大；若减小滑动变阻器的值， 则控制的温度值减小。则控制的温度值减小。 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2 1如图如图62所示，一火警报警器的部分电路示意所示，一火警报警器的部分电路示意 图。其中图。其中R2为用半导体负温度系数热敏材料制成的传感为用半导体负温度系数热敏材料制成的传感 器，电流表为值班室的显示器，器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。当传之间接报

8、警器。当传 感器感器R2所在处出现火情时，显示器的电流所在处出现火情时，显示器的电流I，报警器两端，报警器两端 的电压的电压U的变化情况是的变化情况是 变式训练变式训练 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2 图图62 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2 AI变大，变大，U变大变大BI变大，变大，U变小变小 CI变小，变小，U变大变大 DI变小，变小，U变小变小 解析解析R2所在处出现火情时，温度升高，则所在处出现火情时，温度升高，则R2的阻值的阻值 减小。减小。R2R总 总 I干 干 U1U3I，故显示器，故显示器 的电流的电流I变小，由变小，由U

9、EI干 干r， ，I干 干变大，知 变大，知U变小，故选项变小，故选项 D正确。正确。 答案答案D | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2 传感器问题具有涉及知识点多、综合性强、能力要求传感器问题具有涉及知识点多、综合性强、能力要求 高等特点，而传感器的形式又多种多样，原理较难理解，高等特点，而传感器的形式又多种多样，原理较难理解， 搞清传感器的工作原理是求解问题的关键。搞清传感器的工作原理是求解问题的关键。 1感受量分析感受量分析 要明确传感器所感受的物理量，如力、热、光、磁、要明确传感器所感受的物理量，如力、热、光、磁、 声等。声等。 专题二分析传感器工作原理的思路和方

10、法专题二分析传感器工作原理的思路和方法 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2 2输出信号分析输出信号分析 明确传感器的敏感元件，分析它的输入信号及输出信明确传感器的敏感元件，分析它的输入信号及输出信 号，以及输入信号与输出信号间的变化规律。号，以及输入信号与输出信号间的变化规律。 3电路结构分析电路结构分析 认真分析传感器所在电路的结构，在熟悉常用电子元认真分析传感器所在电路的结构，在熟悉常用电子元 件工作特点的基础上，分析电路输出信号与输入信号间的件工作特点的基础上，分析电路输出信号与输入信号间的 规律。规律。 几种传感器与其相联系的物理知识几种传感器与其相联系的物理知

11、识 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2 传感器种类传感器种类敏感元件敏感元件与之相联系的物理知识与之相联系的物理知识 光电传感器光电传感器光敏电阻光敏电阻直流电路动态分析直流电路动态分析 温度传感器温度传感器热敏电阻热敏电阻直流电路问题直流电路问题 力传感器力传感器压敏电阻等压敏电阻等 力学、运动学与直流电力学、运动学与直流电 路路 电容传感器电容传感器电容器电容器力、运动与含容电路力、运动与含容电路 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2 例例 2 如图如图63为某一热敏电阻为某一热敏电阻(电阻值随温度的改电阻值随温度的改 变而改变，且对温度很敏感

12、变而改变，且对温度很敏感)的的IU关系曲线图。关系曲线图。 图图63 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2 (1)为了通过测量得到如图为了通过测量得到如图63所示所示IU关系的完整关系的完整 曲线，在图曲线，在图64甲和图甲和图64乙两个电路中应选择的是图乙两个电路中应选择的是图 _；简要；简要 说明理由：说明理由：_。 (电源电动势为电源电动势为9 V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为，内阻不计，滑动变阻器的阻值为 0100 ) | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2 图图64 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2 (2)在如图在如

13、图65所示电路中，电源电压恒为所示电路中，电源电压恒为9 V，电流，电流 表读数为表读数为70 mA，定值电阻，定值电阻R1250 。由热敏电阻的。由热敏电阻的I U 关 系 曲 线 可 知 ， 热 敏 电 阻 两 端 的 电 压 为关 系 曲 线 可 知 ， 热 敏 电 阻 两 端 的 电 压 为 _ _ V； 电阻电阻R R2 2的阻值为的阻值为_ _ 。 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2 图图65 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2 (3)举出一个应用热敏电阻的例子。举出一个应用热敏电阻的例子。 思路引导思路引导 (1)为得到为得到IU关

14、系的完整曲线、滑动变阻器应接成关系的完整曲线、滑动变阻器应接成 分压式电路；分压式电路； (2)应根据串并联电路特点和应根据串并联电路特点和IU图像求电压和电图像求电压和电 阻阻。 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2 答案答案(1)甲因为甲电路电压可从甲因为甲电路电压可从0 V调到所需电调到所需电 压，电压调节范围大压，电压调节范围大 (2)5.0117.6 (3)恒温箱、自动孵化器、热敏温度计等恒温箱、自动孵化器、热敏温度计等(任选一例任选一例) | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2 2

15、传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发 挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、如温度、 光、声等光、声等)转换成便于测量的量转换成便于测量的量(通常是电学量通常是电学量)，例如热敏，例如热敏 传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，某热传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，某热 敏电阻敏电阻RT阻值随温度变化的图线如图阻值随温度变化的图线如图66甲所示，图乙甲所示，图乙 是由该热敏电阻是由该热敏电阻RT作为传感器制作的简单自动报警器线作为传感器制作的简单自动报警器线 路图。问：路图。

16、问： 变式训练变式训练 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2 图图66 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2 (1)为 了 使 温 度过高时报警器铃响 ，为 了 使 温 度过高时报警器铃响 ， c应 接 在应 接 在 _(填填“a”或或“b”)处。处。 (2)若要使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器若要使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器 的滑片的滑片P向向_(选填选填“左左”或或“右右”)移动。移动。 (3)如果在调试报警器达到最低报警温度时，无论如如果在调试报警器达到最低报警温度时，无论如 何调节滑动变阻器的滑片何调节滑动变阻器的滑片P都不能使报警器工作，且电路都不能使报警器工作，且电路 连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电 路不能工作的原因可能是路不能工作的原因可能是_ _ | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2 解析解析(1)热敏电阻热敏电阻RT在温度升高时阻值