传感器导学案
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《认识传感器》导学案第一课时一、导入引言大家都知道,传感器在我们生活中起着非常重要的作用。
但你们是否知道传感器是什么?它是如何工作的呢?本节课我们就来认识一下传感器,了解它的作用和原理。
二、知识梳理1. 什么是传感器?传感器是一种能够将作用于它的物理量或化学量转换为电信号的装置。
它可以感知和收集环境中的各种信息,并将这些信息转化为电信号输出。
2. 传感器的分类传感器根据测量的物理量不同,可以分为光学传感器、温度传感器、压力传感器、湿度传感器、气体传感器等。
3. 传感器的原理传感器是由感受器、转换器和显示器组成的系统。
感受器是接受和感知外界物理量的部分,转换器是将感受器接收到的物理量转换为电信号的部分,显示器则是将电信号转换为我们可以看到的物理量。
三、案例分析我们日常生活中用到的传感器有很多种。
比如手机上的光线传感器可以感知周围的环境光线强弱,从而自动调节屏幕的亮度;汽车上的温度传感器可以感知外界温度,车内空调根据温度情况自动调节;智能家居中的湿度传感器可以感知空气湿度,自动调节加湿器工作。
这些传感器的应用让我们的生活变得更加方便和智能。
四、拓展应用1. 请同学们结合生活实际,思考一下身边还有哪些传感器的应用?2. 设计一个有创意的传感器应用场景,可以是未来的科技产品或者环境监测系统等。
五、团体讨论请同学们结合课上所学知识,分成小组讨论以下问题:1. 传感器在工业生产中的应用有哪些?2. 传感器的发展趋势是什么?六、总结归纳通过这节课的学习,我们对传感器有了更加深入的了解。
传感器作为一种重要的智能装置,广泛应用于各个领域,为我们的生活和工作带来了诸多便利。
希望同学们能够在今后的学习和生活中更加关注传感器的发展和应用,探索更多有趣的技术创新。
七、课后作业1. 搜索网上了解一个与传感器相关的新闻或科技产品,写一篇关于传感器的短文。
2. 设计一个与传感器相关的科技创新产品,画出产品原理图和功能介绍。
八、评价反馈请同学们对本节课的学习内容和教学方式做出评价,以便老师及时调整教学策略,提高教学质量。
《传感器及其应用》导学案
一、导学目标
本导学案旨在帮助学生了解传感器的基本原理、分类、应用以及未来发展方向,提高学生对传感器技术的认识和理解,培养学生的创新能力和实践能力。
二、导学内容
1. 传感器的定义和作用
2. 传感器的分类及原理
3. 传感器在各个领域的应用
4. 传感器的未来发展方向
三、导学步骤
1. 导入:通过举例引入传感器的观点,让学生了解传感器在平时生活中的应用,引起学生的兴趣。
2. 进修:介绍传感器的定义和作用,让学生了解传感器是一种能够感知周围环境并将感知到的信息转化为电信号的装置。
3. 分类及原理:讲解传感器的分类及工作原理,让学生了解不同类型的传感器在不同领域的应用。
4. 应用:介绍传感器在工业、医疗、农业等领域的应用,让学生了解传感器技术对各行业的重要性。
5. 未来发展:讨论传感器技术的未来发展方向,引导学生思考传感器在智能化、自动化领域的应用前景。
四、导学活动
1. 观看相关视频:观看传感器相关的视频,了解传感器的工作原理和应用途景。
2. 小组讨论:分组讨论传感器在不同领域的应用,分享自己的见解和观点。
3. 实地考察:组织学生去实地考察传感器在工业生产线、医疗设备等领域的应用情况,深入了解传感器技术在实际生活中的应用。
4. 设计实验:让学生设计一个简单的传感器实验,体验传感器的工作原理和应用。
五、总结
通过本导学案的进修,学生将对传感器技术有更深入的了解,培养了他们的实践能力和创新认识,为将来的科学钻研和工程实践打下良好的基础。
传感器技术是未来科技发展的重要方向,希望学生能够在这个领域有更多的探索和发展。
《传感器的应用》导学案一、学习目标1、了解传感器的定义和工作原理。
2、掌握常见传感器的类型及其应用领域。
3、能够分析实际问题中传感器的作用和工作过程。
4、培养对科技发展的关注和创新意识。
二、学习重点1、常见传感器的类型和工作原理。
2、传感器在不同领域的应用实例。
三、学习难点1、传感器工作原理的理解。
2、如何根据实际需求选择合适的传感器。
四、知识链接1、物理学中的电学知识,如电阻、电容、电感等。
2、电路的基本组成和工作原理。
五、学习过程(一)传感器的定义与工作原理1、传感器的定义传感器是一种能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。
简单来说,传感器就是将非电物理量转换成电信号的装置。
2、传感器的工作原理传感器通常由敏感元件和转换元件组成。
敏感元件直接感受被测量,并输出与被测量有确定关系的物理量;转换元件将敏感元件输出的物理量转换成电信号。
例如,温度传感器中的热敏电阻就是敏感元件,它的电阻值会随温度的变化而变化;而与之相连的电路则将电阻的变化转换为电压或电流的变化,这就是转换元件的作用。
(二)常见传感器的类型1、物理传感器(1)温度传感器常见的温度传感器有热电偶、热电阻(如铂电阻、热敏电阻)和集成温度传感器等。
热电偶利用两种不同金属的温差产生电动势来测量温度;热电阻则根据电阻值随温度的变化来测量温度;集成温度传感器具有体积小、精度高、使用方便等优点,广泛应用于电子设备、汽车等领域。
(2)压力传感器压力传感器可以测量气体或液体的压力。
常见的有应变式压力传感器、电容式压力传感器和压电式压力传感器等。
应变式压力传感器通过测量弹性元件在压力作用下产生的应变来测量压力;电容式压力传感器利用电容的变化来测量压力;压电式压力传感器则基于某些晶体的压电效应,在压力作用下产生电荷。
(3)位移传感器位移传感器用于测量物体的位移或位置变化。
例如,电感式位移传感器通过电感的变化来测量位移;电容式位移传感器利用电容的变化来测量位移;光栅式位移传感器则通过光栅的莫尔条纹来测量位移,具有精度高、测量范围大等优点。
《传感器的应用》导学案一、学习目标1、了解传感器的定义和工作原理。
2、掌握常见传感器的类型及其应用领域。
3、能够分析实际生活中传感器的工作过程和作用。
4、培养对传感器技术的兴趣,激发创新思维。
二、学习重难点1、重点(1)常见传感器的类型和工作原理。
(2)传感器在不同领域的应用实例。
2、难点(1)传感器信号的转换和处理过程。
(2)如何根据实际需求选择合适的传感器。
三、知识回顾在开始学习传感器的应用之前,让我们先来回顾一下一些相关的基础知识。
什么是物理量?物理量是指物理学中用于描述物质或系统性质和状态的量,比如长度、质量、温度、电流等。
而传感器就是一种能够将物理量转换为便于测量和处理的电信号的装置。
四、传感器的定义与工作原理1、传感器的定义传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
2、工作原理传感器通常由敏感元件和转换元件组成。
敏感元件直接感受被测量,并输出与被测量有确定关系的物理量;转换元件将敏感元件输出的物理量转换为电信号。
例如,温度传感器中的热敏电阻就是敏感元件,它的电阻值会随温度的变化而变化。
而将电阻值的变化转换为电压变化的电路就是转换元件。
五、常见传感器的类型1、温度传感器(1)热电偶:利用两种不同金属在温度变化时产生的热电势差来测量温度。
(2)热敏电阻:电阻值随温度变化而显著改变。
(3)红外温度传感器:通过检测物体发出的红外线来测量其温度。
温度传感器广泛应用于工业生产、家用电器(如空调、冰箱)、医疗设备等领域。
2、压力传感器(1)应变式压力传感器:基于电阻应变效应,当压力作用在弹性元件上时,弹性元件产生应变,从而导致电阻值的变化。
(2)电容式压力传感器:利用电容的变化来测量压力。
压力传感器常用于汽车轮胎压力监测、工业自动化控制系统等。
3、位移传感器(1)电感式位移传感器:通过电感量的变化来测量位移。
《常见传感器的工作原理》导学案一、学习目标1、了解常见传感器的类型和应用领域。
2、掌握常见传感器的工作原理。
3、能够分析传感器在实际生活和工业生产中的工作过程。
二、学习重难点1、重点(1)掌握电阻式、电容式、电感式传感器的工作原理。
(2)理解压电式、热电式、光电式传感器的工作机制。
2、难点(1)对各类传感器工作原理中物理概念的理解和运用。
(2)如何将传感器的工作原理与实际应用场景相结合。
三、知识回顾1、物理学中的电学基本概念,如电阻、电容、电感等。
2、电磁感应、压电效应、热电效应、光电效应等物理现象的基础知识。
四、学习内容(一)传感器的定义与分类1、传感器的定义传感器是一种能感受被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。
2、传感器的分类(1)按被测量分类:可分为位移传感器、速度传感器、温度传感器、压力传感器等。
(2)按工作原理分类:电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、热电式传感器、光电式传感器等。
(二)电阻式传感器1、工作原理电阻式传感器是将被测量的变化转换为电阻值的变化。
常见的有电阻应变式传感器和热电阻传感器。
(1)电阻应变式传感器:基于电阻应变效应,即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时,其电阻值发生变化。
(2)热电阻传感器:利用导体或半导体的电阻值随温度变化的特性来测量温度。
2、应用实例(1)电阻应变式传感器常用于称重、测力等领域,如电子秤、汽车衡。
(2)热电阻传感器广泛应用于工业温度测量、环境温度监测等。
(三)电容式传感器1、工作原理电容式传感器是将被测量的变化转换为电容值的变化。
其基本原理是平行板电容器的电容值与极板间的距离、极板的面积以及介质的介电常数有关。
当被测量导致这些参数发生变化时,电容值也随之改变。
2、应用实例(1)电容式位移传感器可用于测量微小位移。
(2)电容式湿度传感器用于环境湿度的检测。
(四)电感式传感器1、工作原理电感式传感器是利用电磁感应原理,将被测量的变化转换为电感量的变化。
《认识常见的传感器》导学案导学目标:1. 了解传感器的定义和作用;2. 掌握常见的传感器种类及其应用领域;3. 能够分析传感器的工作原理和特点。
导学内容:一、传感器的定义和作用传感器是一种能够将各种非电信号(如温度、压力、光线等)转化为电信号的器件,它能够感知周围环境的变化,并将这些变化转化为电信号输出,从而实现对环境的监测和控制。
二、常见的传感器种类及其应用领域1. 温度传感器:用于测量环境温度,广泛应用于空调、冰箱、热水器等家电产品中;2. 压力传感器:用于测量气体或液体的压力,常用于汽车制动系统、工业生产中的压力监测等领域;3. 光敏传感器:用于检测光线强度,常见于自动照明系统、光控开关等场合;4. 气体传感器:用于检测空气中的气体成分,被广泛应用于环境监测、安全防护等领域;5. 加速度传感器:用于检测物体的加速度,常见于智能手机、运动追踪器等设备中。
三、传感器的工作原理和特点传感器的工作原理通常是通过感知元件和信号处理电路共同完成的。
感知元件卖力感知外部环境的变化,将其转化为电信号;信号处理电路则卖力对电信号进行放大、滤波、转换等操作,最终输出可供系统应用的信号。
传感器的特点包括:1. 灵敏度高:能够对微小的环境变化做出反应;2. 稳定性好:在长时间应用过程中能够保持较稳定的性能;3. 可靠性强:能够在恶劣环境下正常工作。
导学案练习:1. 请列举三种常见的传感器及其应用领域。
2. 传感器的工作原理是什么?请简要描述。
3. 传感器的特点有哪些?请简要说明。
拓展阅读:1. 通过搜索引擎查找更多传感器的种类及其应用案例,进一步了解传感器在各个领域的应用;2. 搜集相关资料,了解传感器技术的发展趋势和未来应用前景。
导学案总结:通过进修本导学案,我们对传感器的定义、作用、种类及其应用领域有了更深入的了解,同时也掌握了传感器的工作原理和特点。
在未来的进修和实践中,我们可以更好地运用传感器技术,为生活和工作带来便利和创新。
《传感器的应用》导学案一、学习目标1、了解传感器的定义和工作原理。
2、熟悉常见传感器的类型及其特点。
3、掌握传感器在不同领域的应用实例。
二、知识储备1、传感器的定义传感器是一种能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。
简单来说,传感器就是能把外界的非电信号转换成电信号的装置。
2、传感器的工作原理传感器通常由敏感元件和转换元件组成。
敏感元件直接感受被测量,并输出与被测量有确定关系的物理量;转换元件则将敏感元件输出的物理量转换成电信号。
三、常见传感器类型1、物理传感器(1)温度传感器常见的有热电偶、热电阻和热敏电阻等。
热电偶利用不同金属之间的温差产生电动势来测量温度;热电阻则是根据电阻值随温度的变化来测量;热敏电阻的电阻值对温度变化非常敏感。
(2)压力传感器例如应变式压力传感器,它通过测量弹性元件在压力作用下产生的应变来转换为电信号。
(3)位移传感器如电容式位移传感器,通过电容的变化来反映位移的大小。
2、化学传感器(1)气体传感器用于检测各种气体的浓度,如一氧化碳、二氧化碳、甲烷等。
常见的有半导体式气体传感器、电化学气体传感器等。
(2)湿度传感器一般基于湿敏材料的电阻或电容变化来测量环境湿度。
3、生物传感器利用生物活性物质(如酶、抗体、核酸等)与待测物质发生特异性反应,产生可测量的信号。
四、传感器在工业生产中的应用1、自动化生产线在自动化生产线上,传感器用于检测零件的位置、尺寸、形状等参数,确保生产过程的准确性和高效性。
例如,光电传感器可以检测零件的到位情况,压力传感器可以监测加工过程中的压力变化,从而控制加工精度。
2、质量检测通过传感器对产品的物理、化学性质进行检测,如硬度、成分、表面粗糙度等,保证产品质量符合标准。
五、传感器在智能家居中的应用1、温度与湿度控制温湿度传感器可以实时监测室内的温度和湿度,自动控制空调、加湿器等设备,提供舒适的居住环境。
2、照明控制光敏传感器能够根据环境光线的强弱自动调节灯光的亮度,实现节能和便捷。
《探究传感器的工作原理》导学案一、学习目标1、理解传感器的定义和作用。
2、掌握常见传感器的工作原理,如温度传感器、压力传感器、光电传感器等。
3、学会分析传感器在实际应用中的工作过程和信号转换机制。
4、培养对传感器技术的兴趣,激发创新思维和解决实际问题的能力。
二、学习重点1、常见传感器的工作原理。
2、传感器的信号转换过程。
三、学习难点1、复杂传感器的工作机制分析。
2、如何将传感器原理应用于实际系统设计。
四、知识回顾在开始探究传感器的工作原理之前,让我们先回顾一些相关的基础知识。
1、电学基础知识:包括电流、电压、电阻、电容等基本概念。
2、物理学中的热学、力学、光学等知识:例如温度的概念、压力的产生、光的特性等。
五、新课导入在我们的日常生活中,传感器无处不在。
从智能手机中的各种感应功能,到汽车的自动驾驶系统,再到工业生产中的自动化控制,传感器都发挥着至关重要的作用。
那么,传感器究竟是如何工作的呢?让我们一起来探究吧!六、传感器的定义和分类1、定义传感器是一种能够感知物理量、化学量或生物量等信息,并将其转换为电信号或其他易于处理和传输的信号的装置。
2、分类(1)按照被测量的物理量分类,可分为温度传感器、压力传感器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器、光传感器、声音传感器等。
(2)按照工作原理分类,可分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、磁电式传感器、光电式传感器等。
七、常见传感器的工作原理1、温度传感器(1)热敏电阻式温度传感器热敏电阻是一种对温度敏感的电阻元件,其电阻值随温度的变化而变化。
通常分为正温度系数热敏电阻(PTC)和负温度系数热敏电阻(NTC)。
PTC 热敏电阻的电阻值随温度升高而增大,NTC 热敏电阻的电阻值随温度升高而减小。
在实际应用中,将热敏电阻接入测量电路,通过测量电阻值的变化来确定温度的变化。
(2)热电偶温度传感器热电偶是由两种不同金属材料组成的闭合回路。
当两个接点处于不同温度时,回路中会产生热电动势。
《传感器及其应用》导学案导学目标:1. 了解传感器的定义、分类和原理;2. 了解传感器在各个领域的应用;3. 掌握传感器的选择和应用方法;4. 能够分析和解决传感器应用中的常见问题。
导学内容:一、传感器的定义及分类1. 传感器是什么?传感器是一种能够感知、检测并将感知到的信息转化为可用信号的装置,它可以将各种物理量、化学量或生物量转化为电信号,以便被测量和处理。
2. 传感器的分类根据测量原理和测量对象的不同,传感器可以分为光学传感器、温度传感器、压力传感器、流量传感器等多种类型。
二、传感器的原理及应用1. 传感器的工作原理传感器通过感知外部环境的物理量变化,将这些变化转化为电信号输出,从而实现对环境的监测和控制。
2. 传感器的应用领域传感器广泛应用于工业自动化、环境监测、医疗器械、智能家居等领域,如温度传感器用于温度控制,压力传感器用于压力监测等。
三、传感器的选择和应用1. 选择传感器的注意事项在选择传感器时,需要思量测量范围、精度、稳定性、响应时间等因素,以确保传感器能够准确、可靠地工作。
2. 传感器的应用方法在应用传感器时,需要正确安装、校准和维护传感器,保证其正常工作并延长应用寿命。
四、传感器应用中的常见问题及解决方法1. 传感器误差问题传感器在应用过程中可能出现误差,需要通过校准和调整来解决。
2. 传感器信号干扰问题传感器信号可能受到干扰,需要通过屏蔽、滤波等方法来减少干扰影响。
导学案练习:1. 请简要介绍传感器的定义和分类。
2. 举例说明传感器在工业自动化中的应用。
3. 如何选择适合的传感器?4. 传感器误差如何校准和调整?5. 传感器信号干扰如何解决?导学案延伸阅读:1. 《传感器技术与应用》2. 《传感器在环境监测中的应用》3. 《传感器在智能家居中的应用》希望通过本次进修,同砚们能够对传感器的定义、分类、原理和应用有更深入的了解,为未来的进修和工作打下坚实的基础。
《传感器的应用》导学案一、学习目标1、了解传感器的定义和工作原理。
2、掌握常见传感器的类型及其应用领域。
3、能够分析传感器在实际生活和工业生产中的应用案例。
4、培养对科技发展的关注和创新思维。
二、学习重点1、常见传感器的工作原理和特点。
2、传感器在不同领域的应用实例分析。
三、学习难点1、理解传感器的工作原理和内部结构。
2、对复杂应用案例中传感器的作用和性能进行准确评估。
四、知识链接1、物理中的电学知识,如电阻、电容、电感等。
2、信息技术中的数据采集和处理方法。
五、学习过程(一)传感器的定义和工作原理1、传感器的定义传感器是一种能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。
简单来说,传感器就是将非电量信号转换为电量信号的装置。
2、传感器的工作原理传感器通常由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成。
敏感元件直接感受被测量,并输出与被测量有确定关系的物理量;转换元件将敏感元件输出的物理量转换为电信号;测量电路则将电信号进行处理和转换,以满足后续的测量和控制要求。
例如,温度传感器中的热敏电阻就是敏感元件,它的电阻值会随温度的变化而变化。
通过测量电路测量热敏电阻的电阻值,就可以得到对应的温度值。
(二)常见传感器的类型1、物理传感器(1)力学传感器压力传感器:常用于测量气体或液体的压力,如汽车轮胎压力监测系统。
加速度传感器:广泛应用于智能手机、平板电脑等设备中,用于检测设备的运动状态。
称重传感器:在工业生产中用于测量物体的重量,如电子秤。
(2)温度传感器热电偶:利用两种不同金属的热电效应来测量温度,适用于高温环境。
热敏电阻:电阻值随温度变化明显,精度较高,常用于家用电器中的温度控制。
(3)光学传感器光电传感器:通过检测光的强度或光的变化来实现测量,如自动门的感应装置。
光纤传感器:利用光纤的特性进行测量,具有抗干扰能力强、精度高的特点,常用于桥梁结构监测。
(4)声学传感器麦克风:将声音信号转换为电信号,广泛应用于音频设备和通信领域。
第六章传感器的应用一、力传感器的作用及原理力传感器可以用来测重力、压力、拉力等各种力,应变片能够把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量。
1.应变片能够把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量。
2.力传感器的应用——电子秤图所示是一个应变式力传感器,弹簧钢制成的梁形元件右端固定,在梁的上下表面各贴一个应变片,在梁的自由端施力F,则梁发生弯曲,上表面拉伸,下表面压缩,上表面应变片的电阻变大,下表面应变片的电阻变小。
力F越大,弯曲形变越大,应变片的电阻变化就越大。
如果让应变片中通过的电流保持恒定,那么上表面应变片两端的电压变大,下表面应变片两端的电压变小。
传感器把这两个电压的差值输出。
力F越大,输出的电压差值也就越大。
【例题1】为了锻炼身体,小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计,如图所示是原理图。
轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R1间的摩擦不计),弹簧劲度系数为100 N/cm。
定值电阻R0=5 Ω,ab是一根长为5 cm的均匀电阻丝,阻值R1=25 Ω,电源输出电压恒为U=3 V,理想电流表的量程为0~0.6 A.当拉环不受力时,滑片P处于a端。
下列关于这个电路的说法正确的是(不计电源内阻)()A.小明在电路中连入R0的目的是保护电路B.当拉环不受力时,闭合开关后电流表的读数为0.1 AC.当拉力为400 N时,电流表指针指在0.3 A处D.当拉力为400 N时,电流表指针指在0.5 A处二、温度传感器的工作原理温度传感器是利用热敏电阻的阻值会随温度的变化而变化的原理制成的,它能把温度这个热学量转换为电压这个电学量.如各种家用电器(空调、冰箱、热水器、饮水机等)的温度控制器、火警报警器、恒温箱等.1.双金属片温度传感器的工作原理:温度变化时,因双金属片上层金属与下层金属的热膨胀系数不同,双金属片发生弯曲从而控制电路的通断.2.双金属片温度传感器在电熨斗中的应用:如图所示为电熨斗的构造,其中双金属片上层金属的热膨胀系数大于下层金属。
常温时,电熨斗的上、下触点接触,这样电熨斗接通电源后能进行加热.当温度过高时双金属片膨胀,因上层的热膨胀系数较大,故上层膨胀的厉害,双金属片向下弯曲,弯曲到一定程度后,两触点分离,电路断开,电热丝停止加热;当温度降低后,双金属片恢复原状,重新接通电路加热。
3.感温铁氧体在电饭煲中的应用:(1)电饭锅中温度传感器的主要元件为感温铁氧体.感温铁氧体常温下具有铁磁性,温度上升到约103 ℃时,失去铁磁性,这一温度称为该材料的“居里温度”或“居里点”.(2)用手按下开关按钮通电加热,开始煮饭,当锅内温度达到103 ℃时,感温铁氧体失去磁性,与永久磁铁失去吸引力,被弹簧弹开,从而推动杠杆使触点开关断开。
①如果用电饭锅烧水,水沸腾后,锅内的温度保持在100 ℃不变,低于“居里温度”(103 ℃),电饭锅不能自动断电,只有水烧干后,温度升高到103 ℃才能自动断电,因此用电饭锅来烧水、煲汤不能实现自动控温。
②煮饭饭熟后,水分被大米吸收,锅底的温度会升高,当温度上升到“居里温度”(约103 ℃)时,感温磁体失去磁性,在弹簧作用下永磁铁与之分离,开关自动断开,且不能自动复位。
【例题2】如图所示是自动调温式电熨斗,下列说法不正确的是()A.常温时上、下触点是接触的B.双金属片温度升高时,上金属片形变较大,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【例题3】电饭锅的结构如图所示,如果感温磁体的“居里温度”为103 ℃,下列说法中正确的是() A.常温下感温磁体具有较强的磁性B.当温度超过103 ℃时,感温磁体的磁性较强C.饭熟后,水分被大米吸收,锅底的温度会达到103 ℃,这时开关按钮会跳起D.常压下只要锅内有水,锅内的温度就不可能达到103 ℃,开关按钮就不会自动跳起三、光传感器的应用——火灾报警器光传感器是利用光敏电阻的阻值会随光照强度的变化而变化的原理制成的,它能把光照强度这个光学量转换为电压这个电学量.如图所示是火灾报警器的内部结构,它由发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板组成,请简述它的工作原理。
正常情况下,光电三极管接收不到LED发出的光,呈现高电阻状态,当烟雾进入罩内后对光有散射作用,使部分光线照射到光电三极管上,其电阻变小,与传感器连接的电路检测出这种变化,就会发出警报。
【例题4】如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图,罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板.平时光电三极管接收不到LED发出的光,呈现高电阻状态.发生火灾时,下列说法正确的是()A.进入罩内的烟雾遮挡了光线,使光电三极管电阻更大,检测电路检测出变化发出警报B.光电三极管温度升高,电阻变小,检测电路检测出变化发出警报C.进入罩内的烟雾对光有散射作用,部分光线照到光电三极管上,电阻变小,发出警报D.以上说法均不正确四、传感器的应用设计1.传感器的应用过程包括三个环节:感、传、用.(1)“感”是指传感器的敏感元件感应信息,并转化为电学量.(2)“传”是指通过电路等将传感器敏感元件获取并转化的电学信息传给执行机构.(3)“用”是指执行机构利用传感器传来的信息进行某种显示或某种动作.2.传感器电路问题的设计思路处理与传感器有关的电路设计问题时,可将整个电路分解为:(1)传感器所在的信息采集部分;(2)转化传输部分(这部分电路往往与直流电路的动态分析有关);(3)执行电路.【例题5】(2016·全国乙卷)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,要求当热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时,系统报警。
提供的器材有:热敏电阻,报警器(内阻很小,流过的电流超过I c时就会报警),电阻箱(最大阻值为999.9 Ω),直流电源(输出电压为U,内阻不计),滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 Ω),单刀双掷开关一个,导线若干。
在室温下对系统进行调节。
已知U约为18 V,I c约为10 mA;流过报警器的电流超过20 mA时,报警器可能损坏;该热敏电阻的阻值随温度升高而减小,在60 ℃时阻值为650.0 Ω。
(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线。
(2)电路中应选用滑动变阻器_______(填“R1”或“R2”)。
(3)按照下列步骤调节此报警系统:①电路接通前,需将电阻箱调到一固定的阻值,根据实验要求,这一阻值为________Ω;滑动变阻器的滑片应置于________(填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是________________________。
②将开关向____(填“c”或“d”)端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直至___________。
(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变,将开关向另一端闭合,报警系统即可正常使用。
【练习题组】1.某仪器内部电路如图所示,其中M是一个质量较大的金属块,左、右两端分别与金属丝制作的弹簧相连,并套在光滑水平细杆上,a、b、c三块金属片的间隙很小(b固定在金属块上).当金属块处于平衡时两根弹簧均处于原长状态.若将该仪器固定在一辆汽车上,则下列说法正确的是() A.当汽车加速前进时,甲灯亮B.当汽车加速前进时,乙灯亮C.当汽车刹车时,乙灯亮D.当汽车刹车时,甲、乙灯均不亮2.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,有位同学利用压敏电阻设计了一个判断小车运动状态的装置,其工作原理如图(a)所示,将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上,中间放置一个绝缘重球.小车向右做直线运动过程中,电流表示数变化与时间t的关系如图(b)所示,下列判断正确的是()A.从t1到t2时间内,小车做匀速直线运动B.从t1到t2时间内,小车做匀加速直线运动C.从t2到t3时间内,小车做匀速直线运动D.从t2到t3时间内,小车做匀加速直线运动3.如图所示是某种汽车上的一种自动测定油箱内油面高度的装置.R是滑动变阻器.它的金属滑片是杠杆的一端,从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度,当滑动变阻器的金属滑片向下移动时()A.电路中的电流减小,油箱油面降低B.电路中的电流减小,油箱油面升高C.电路中的电流增大,油箱油面降低D.电路中的电流增大,油箱油面升高4.酒精测试仪用于机动车驾驶人员是否酗酒及其他严禁酒后作业人员的现场检测,它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器.这种酒精气体传感器的电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比,在如图7所示的电路中,电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是()A.U越大,表示c越大,c与U成正比B.U越大,表示c越大,但是c与U不成正比C.U越大,表示c越小,c与U成反比D.U越大,表示c越小,但是c与U不成反比5.如图所示是某居民小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置,R1为光敏电阻,R2为定值电阻,A、B 接监控装置.则()①当有人通过而遮蔽光线时,A、B之间电压升高②当有人通过而遮蔽光线时,A、B之间电压降低③当仅增大R2的阻值时,可增大A、B之间的电压④当仅减小R2的阻值时,可增大A、B之间的电压A.①③B.①④C.②③D.②④6.如图所示为一测定液面高低的传感器示意图,A为固定的导体芯,B为导体芯外面的一层绝缘物质,C为导电液体,把传感器接到图示电路中,已知灵敏电流计指针偏转方向与电流方向相同。
如果发现指针正向右偏转,则导电液体深度h的变化情况为()A.正在增大B.正在减小C.不变D.无法确定7.如图所示是用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器,下列说法中正确的是() A.严重污染时,LDR是高电阻B.轻度污染时,LDR是高电阻C.无论污染程度如何,LDR的电阻不变,阻值大小由材料本身因素决定D.该仪器不会受到白天光照的影响8.在家用电热灭蚊器中,电热部分主要元件是PTC元件,PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器,其电阻率ρ随温度t的变化规律如图所示,由于这种特性,PTC元件具有发热、保温双重功能。
对此,以下判断正确的是()①通电后,其电功率先增大后减小②通电后,其电功率先减小后增大③当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在t1不变④当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在t1和t2之间的某一值不变A.①②B.②③C.②④D.①④9.如图所示为用热敏电阻R和继电器L等组成的一个简单的恒温控制电路,其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小.电源甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路,电源乙与恒温箱加热器(图中未画出)相连接.则()A.当温度降低到某一数值,衔铁P将会被吸下B.当温度升高到某一数值,衔铁P将会被吸下C.工作时,应该把恒温箱内的加热器接在C、D端D.工作时,应该把恒温箱内的加热器接在A、C端10.(多选)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(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量),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。