高中物理第三章传感器3生活中的传感器4简单的光控和温控电路选学省公开课一等奖新名师获奖课

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生活中传感器4简单光控和温控电路（选学）第三章传感器1/261.了解各种传感器在日常生活和生产中应用.2.会分析简单光控和温控电路.目标定位2/26二、简单光控和温控电路三、自动控制电路分析与设计栏目索引一、生活中传感器对点检测自查自纠3/26一、生活中传感器知识梳理1.洗衣机中传感器全自动洗衣机已实现了利用

和电脑技术对洗涤全过程进行检测和控制.近年流行含糊洗衣机中传感器大致有：____传感器、

传感器、

传感器、

传感器、

传感器、

传感器、(压电)传感器.2.电冰箱中传感器电冰箱主要由

系统和控制系统两大部分组成.控制系统主要包含：_________控制、

控制、

保护等.答案传感器水位负载量水温布质洗涤粉脏污程度脱水制冷温度自动除霜温度过热及过电流4/263.家用报警器(1)居家生活中，煤气泄漏，会危及人身安全，需要加以防范.我们能够利用

元件制作有害气体报警器和可燃气体报警器.(2)有一个敲击防盗报警器，它利用

式传感器对门窗玻璃损毁产生反应，形成对报警装置开启.还有一个冲击防盗报警器，由

传感器和

____电路两部分组成.气敏压电冲击执行答案5/264.传感器与人感官(1)

传感器和由它制成录像头、监控探头，能够类比人眼睛.(2)对有毒有害气体进行监控

和

传感器，相当于人鼻和舌等嗅觉、味觉器官.(3)

和

传感器，以及

传感器能够认为相当于人类触觉器官，如手、足、皮肤等.(4)

传感器不妨认为是机器耳朵.声光化学生物力学振动答案温度6/26典例精析例1如图1所表示为某种电冰箱内温度控制器结构.铜制测温泡1、细管2和弹性金属膜盒3连通成密封系统，里面充有氯甲烷和它蒸气，组成了一个温度传感器.膜盒3为扁圆形(图中显示它切面)，右表面固定，左表面经过小柱体与弹簧片4连接.盒中气体压强增大时，盒体就会膨胀.测温泡1安装在冰箱图1(1)为何当冰箱内温度较高时压缩机能够自动开始工作，而在到达设定低温后又自动停顿工作？解析答案冷藏室中.5、6分别是电路动触点和静触点，控制制冷压缩机工作.弹簧7两端分别连接到弹簧片4和连杆9上.连杆9下端是装在机箱上轴.凸轮8是由设定温度旋钮(图中未画出)控制，逆时针旋转时凸轮连杆上端右移，从而加大对弹簧7拉力.7/26解析冰箱内温度较高时，密封系统中压强增大，盒体膨胀，膜盒3经过小柱体带动弹簧片4，使动触点5与静触点6接触，控制压缩机自动开始工作，而在到达设定温度时弹簧带动弹簧片4将触点5、6断开，使压缩机停顿工作.答案看法析8/26(2)为何用凸轮能够改变设定温度？解析凸轮逆时针转动会加大连杆9对弹簧7拉力，该拉力与弹性金属膜盒3共同控制弹簧片4运动，而弹簧7上弹力改变会改变设定温度.答案看法析解析答案9/26例2如图2所表示为冲击防盗报警器冲击传感器结构示意图.在外壳绝缘基板上固定一个螺栓，螺栓上有一个弹簧，弹簧顶端焊有一个钢球，它们都是电良导体，外壳也使用电良导体制成.请简述这种装置防盗原理.图2答案在静止状态下，不论传感器置于何种状态，钢球和外壳呈断开状态不会导通，一旦传感器受到外力冲击，如砸、碰、撞、敲击、撬动时，则钢球受到扰动产生运动与外壳接通，便可触发执行电路，使报警装置开始工作.返回答案10/26二、简单光控和温控电路知识梳理1.光控自动照明电路利用

电阻作控制元件，从而经过光线来实现自动控制，使电路在天亮时自动

，天黑时自动

.2.温控电熨斗利用

电阻作控制元件，从而使电熨斗温度在

指定值时，电热器供电加热，不然将电源关闭.答案光敏切断导通热敏低于11/26例3如图3所表示是一个烟雾报警器控制电路图，其原理简化以下：调整可变电阻R1使U23＝0.当有烟雾时，

开始触发工作，其中Rg是光敏电阻.由此可知，要使

开始工作则应满足(

)典例精析解析答案图3返回A.φ2>φ3

B.φ2<φ3 C.φ2＝φ3

D.无法判断12/26所以当φ2>φ3时，控制电路开始工作.答案A返回13/26例4如图4所表示为某小型电磁继电器结构示意图，其中L为含铁芯线圈.P为可绕O点转动铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱.电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制要求，其工作方式是(

)三、自动控制电路分析与设计典例精析图4A.A与B接信号电压，C与D跟被控电路串联B.A与B接信号电压，C与D跟被控电路并联C.C与D接信号电压，A与B跟被控电路串联D.C与D接信号电压，A与B跟被控电路并联解析答案总结提升返回14/26解析A、B接电磁继电器线圈，所以A、B应接信号电压，线圈电流随信号电压改变使电磁继电器吸引或释放P，从而使C、D接通或断开，进而起到控制作用.故正确答案为A.答案A总结提升15/26总结提升设计自动控制电路时，普通按照以下思绪进行：(1)依据题目给出仪器和要求画出控制电路和工作电路控制电路由电源、开关、光敏电阻(或热敏电阻等其它敏感元件)、电磁继电器和导线等组成；工作电路由电源、用电器(灯泡、电热丝或其它用电器)、导线等组成.这两个电路相互独立，又经过电磁继电器相关联，电磁继电器实际上是工作电路开关.(2)分析自控电路合理性电路设计完成后，要对它合理性进行分析，用光照射光敏电阻或对热敏电阻加热，检验工作电路接通和断开是否符合实际要求.比如，自控路灯电路设计要求是白天切断工作电路，使路灯熄灭，晚上接通工作电路，使路灯发光.返回16/26对点检测自查自纠1234解析答案A.常温时上下触点是接触B.双金属片温度升高时，上层金属片形变较大，

双金属片将向下弯曲C.原来温度控制在80℃断开电源，现要求60℃断开电源，应使调温旋钮下

移一些D.由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些1.(生活中传感器应用)(多项选择)如图5所表示是自动调温式电熨斗，以下说法正确是(

)图517/26解析常温工作时，上下触点是接通，当温度升高时，上层金属片形变大，向下弯曲，切断电源.断电温度要升高则应使调温旋钮下移一些，A、B、D对，C错.1234答案ABD18/262.(自动控制电路分析与设计)如图6所表示是自动水位报警示意图，其中继电器线圈经过电流时，磁铁吸引衔铁1，使它与触头3断开，与触头2接触.若要求水位正常时绿灯亮，高出一定水位时红灯亮，现有红、绿灯泡各一个，红灯泡应安在___位置，绿灯泡应安在__位置(填“A”或“B”).1234解析答案图619/26解析水位正常时，线圈中没有电流，衔铁1与触头3接触，这时应绿灯亮，所以绿灯泡应安在A位置，当高出一定水位时，线圈中有电流，磁铁吸引衔铁1，使它与触头3断开，与触头2接触，这时应红灯亮，所以红灯泡应安在B位置.1234答案B

A20/2612343.(生活中传感器应用)如图7所表示是电煲电路图，S1是一个温控开关，手动闭合后，当此开关温度到达居里点(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.红灯是加热时指示灯，黄灯是保温时指示灯.分流电阻R1＝R2＝500Ω，加热电阻丝R3＝50Ω，两灯电阻不计.(1)分析电饭煲工作原理；解析答案图721/261234解析接上电源，S2自动闭合，同时手动闭合S1，这时黄灯短路，红灯亮，电饭煲处于加热状态.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，S1自动断开，黄灯亮，电饭煲处于保温状态，因为散热，待温度降至70℃时，S2自动闭合，电饭煲重新加热，温度到达80℃时，S2又自动断开，再次处于保温状态，如此循环.答案看法析22/261234(2)计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗电功率之比；答案看法析解析答案23/26解析假如不闭合S1，开始时S2是闭合，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℃之间改变，不能将饭煮熟.1234(3)简明回答，假如不闭合开关S1能将饭煮熟吗？答案看法析解析答案24/264.(自动控制电路分析与设计)按如图8所表示连接好电路，合上S，发觉小灯泡不亮，原因是________________________________________________________________；用电吹风对热敏电阻吹一会儿，会发觉小灯泡__，原因是________________________________________________