高中物理《傳感器的應(yīng)用》學(xué)案1

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111 傳感器的應(yīng)用（二） 自主探究 一．溫度傳感器的應(yīng)用——電飯鍋 1．電飯鍋中的溫度傳感器主要元件是____________，它的特點(diǎn)是：常溫下具有鐵磁性，能夠被磁鐵吸引，但是上升到約103℃時(shí)，就失去了磁性，不能被磁體吸引了。這個(gè)溫度在物理學(xué)中稱為該材料的“居里溫度”或“居里點(diǎn)”。 2．感溫鐵氧體是用___________和___________混合燒制而成的。 二．溫度傳感器的應(yīng)用——測(cè)溫儀 1．溫度傳感器可以把_________轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由指針式儀表或數(shù)字式儀表顯示出來(lái)。 2．測(cè)溫儀中的測(cè)溫元件可以是___________、__________、_________等，還可以是__________等。 三．光傳感器的應(yīng)用——鼠標(biāo)器、火災(zāi)報(bào)警器 1．機(jī)械式鼠標(biāo)器內(nèi)的碼盤兩側(cè)分別裝有紅外發(fā)射管和紅外接受管，兩個(gè)紅外接受管就是兩個(gè)__________。 2．有的火災(zāi)報(bào)警器是利用煙霧對(duì)光的散射來(lái)工作的，其帶孔的罩子內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板。平時(shí)光電三極管收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)。煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后對(duì)光有散射作用，使部分光線照射到光電三極管上，其電阻變小。與傳感器連接的電路檢測(cè)出這種變化，就會(huì)發(fā)出警報(bào)。 嘗試體驗(yàn) 1．用遙控器調(diào)換電視頻道的過(guò)程，實(shí)際上就是傳感器把光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)的過(guò)程，下列屬于這類傳感器的是（ ） A．紅外報(bào)警裝置 B．走廊照明燈的聲控裝置 C．自動(dòng)洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置 D．電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器 2．如圖所示的電路中，電源兩端的電壓恒定，L為小燈泡，R為光敏電阻，LED為發(fā)光二極管（電流越大，發(fā)出的光越強(qiáng)），且R與LED相距不變，下列說(shuō)法正確的是（ ） A．當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率增大 B．當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率減小 C．當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向右移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率可能不變 D．無(wú)論怎樣移動(dòng)觸頭P，L消耗的功率都不變 3．電飯煲的工作原理如圖所示，可分為兩部分，即控制部分：由S2、、R1和黃燈組成，工作（加熱）部分；有發(fā)熱電阻R3、、R2和紅燈組成，S1是一個(gè)磁鋼限溫開(kāi)關(guān)，手動(dòng)閉合，當(dāng)此開(kāi)關(guān)的溫度達(dá)到居里點(diǎn)（103℃）時(shí)，自動(dòng)斷開(kāi)，且不能自動(dòng)復(fù)位，S2是一個(gè)雙金屬片自動(dòng)開(kāi)關(guān)，當(dāng)溫度達(dá)到70℃—80℃時(shí)，自動(dòng)斷開(kāi)，低于70℃時(shí)，自動(dòng)閉合，紅燈、黃燈是指示燈，通過(guò)其電流必須較小，所以R1、、R2起_________作用，R3是發(fā)熱電阻，由于煮飯前溫度低于70℃，所以S2是________（填斷開(kāi)或閉合）。接通電源并按下S1后，黃燈熄而紅燈亮，R3發(fā)熱，當(dāng)溫度達(dá)到70℃—80℃時(shí)，S2斷開(kāi)，當(dāng)溫度達(dá)到103℃時(shí)飯熟，S1斷開(kāi)，，當(dāng)溫度降到70℃以下時(shí)，S2閉合，電飯煲處于保溫狀態(tài)，由以上描述可知R2_____R3（填﹤或﹦或﹥），若用電飯煲燒水時(shí)，直到水被燒干S1才會(huì)斷開(kāi)，試解釋此現(xiàn)象。 領(lǐng)悟整合 4．如圖所示甲為在溫度為10℃左右的環(huán)境中工作的自動(dòng)恒溫箱簡(jiǎn)圖，箱內(nèi)電阻R1＝20kΩ，R2＝10kΩ，R3＝40 kΩ，R1為熱敏電阻，它的電阻隨溫度變化的圖線如圖乙所示。當(dāng)a、b端電壓Uab﹤0時(shí)，電壓鑒別器會(huì)令開(kāi)關(guān)S接通，恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱，使箱內(nèi)溫度提高；當(dāng)Uab﹥0時(shí)，電壓鑒別器使S斷開(kāi)，停止加熱，恒溫箱內(nèi)的溫度恒定在＿＿＿℃。 甲 乙 開(kāi)放探究 5．如圖所示為一實(shí)驗(yàn)小車中利用光電脈沖測(cè)量車速和行程的裝置示意圖，A為光源，B為光電接受器，A、B均固定在車身上，C為小車的車輪，D為與C同軸相連的齒輪。車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，A發(fā)出的光束通過(guò)旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號(hào)，被B接受并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由電子電路記錄和顯示。若實(shí)驗(yàn)顯示單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)為n，累計(jì)脈沖數(shù)為N，則要測(cè)出小車的速度和行程還必須測(cè)量的物理數(shù)據(jù)是______________________________ ____________________________； 小車的速度表達(dá)式為V＝________________； 行程的表達(dá)式為S＝_________________。 6．如圖所示是電飯煲的電路圖，S1是一個(gè)控溫開(kāi)關(guān)，手動(dòng)閉合后，當(dāng)此開(kāi)關(guān)溫度達(dá)到居里點(diǎn)（103℃）時(shí)，會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)。S2是一個(gè)自動(dòng)控溫開(kāi)關(guān)，當(dāng)溫度低于70℃時(shí)會(huì)自動(dòng)閉合；溫度高于80℃時(shí)，會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)。紅燈是加熱時(shí)的指示燈，黃燈是保溫時(shí)的指示燈。分流電阻R1＝R2＝500Ω，計(jì)算加熱電阻絲R3＝50Ω，兩燈電阻不計(jì)。 （1）分析電飯煲的工作原理。 （2）計(jì)算加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯煲消耗的電功率之比。 （3）簡(jiǎn)要回答，如果不閉合開(kāi)關(guān)S1，能將飯煮熟嗎？ 111