与名师对话·高三课标版物理10-3传感器的简单应用省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

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物理,与名师对话,单击此处编辑母版文本样式,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。感谢您,第1页,(,对应学生用书,P212),一、试验目标,1,认识热敏电阻、光敏电阻等传感器特征,2,了解传感器简单应用,第2页,二、试验原理,1,传感器能够将感受到物理量,(,力、热、光、声等,),转换成便于测量量,(,普通是电学量,),2,其工作过程以下列图所表示：,第3页,三、试验器材,热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、烧杯、冷水、热水、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等,第4页,四、试验过程,1,研究热敏电阻热敏特征,(1),试验步骤,按右图所表示连接好电路，将热敏电阻绝缘处理；,把多用电表置于,“,欧姆,”,挡，并选择适当量程测出烧杯中没有热水时热敏电阻阻值，并记下温度计示数；,第5页,向烧杯中注入少许冷水，使热敏电阻浸没在冷水中，记下温度计示数和多用电表测量热敏电阻阻值；,将热水分几次注入烧杯中，测出不一样温度下热敏电阻阻值，并统计,(2),数据处理,依据统计数据，把测量到温度、电阻值填入下表中，分析热敏电阻特征,.,次数,待测量,温度,(,),电阻,(),第6页,在右图坐标系中，粗略画出热敏电阻阻值随温度改变图线,依据试验数据和,R,t,图线，得出结论：热敏电阻阻值随温度升高而减小，随温度降低而增大,第7页,2,研究光敏电阻光敏特征,(1),试验步骤,将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按如右图所表示电路连接好，其中多用电表置于,“,100,”,挡；,先测出在室内自然光照射下光敏电阻阻值，并统计数据；,第8页,接通电源，让小灯泡发光，调整滑动变阻器使小灯泡亮度逐步变亮，观察表盘指针显示电阻阻值情况，并统计；,用手掌,(,或黑纸,),遮住光，观察光敏电阻阻值又是多少，并统计,第9页,(2),数据处理,把统计结果填入下表中，依据统计数据分析光敏电阻特征,.,结论：光敏电阻阻值被光照射时发生改变，光照增强电阻变小，光照减弱电阻变大,光照强度,弱,中,强,无光照射,阻值,(),第10页,五、注意事项,1,在做热敏试验时，加开水后要等一会儿再测其阻值，以使电阻温度与水温度相同，并同时读出水温,2,光敏试验中，假如效果不显著，可将电阻部分电路放入带盖纸盒中，并经过盖上小孔改变射到光敏电阻上光多少,3,欧姆表每次换挡后都要重新调零,第11页,六、试验改进,对于热敏电阻特征，可用以下试验进行：如右图所表示，将多用电表选择开关置于,“,欧姆,”,挡，再将多用电表两支表笔与负温度系数热敏电阻,R,T,两端相连，这时表针指在某一刻度，观察下述操作过程中指针偏转情况：,操作一：往,R,T,上擦一些酒精,操作二：用吹风机将热风吹向电阻,依据指针偏转方向判定热敏电阻特征,第12页,试验分析：,1,操作一中指针左偏，说明,R,T,阻值增大；酒精蒸发吸热，温度降低，所以热敏电阻阻值随温度降低而增大,2,操作二中指针右偏，,R,T,阻值减小，而电阻,R,T,温度升高，故热敏电阻阻值随温度升高而减小,优点：改进后试验简单易操作，同学们能很快得出结论,第13页,第14页,某同学将,R,T,和两个适当固定电阻,R,1,、,R,2,连成图,(,甲,),虚线框内所表示电路，以使该电路等效电阻,R,L,阻值随,R,T,所处环境温度改变近似为线性，且含有适当阻值范围为了验证这个设计，他采取伏安法测量在不一样温度下,R,L,阻值，测量电路如图,(,甲,),所表示，图中电压表内阻很大,R,L,测量结果如表所表示,第15页,回答以下问题：,(1),依据图,(,甲,),所表示电路，在图,(,乙,),所表示实物图上连线,温度,t,(,),30.0,40.0,50.0,60.0,70.0,80.0,90.0,R,L,阻值,(),54.3,51.5,48.3,44.7,41.4,37.9,34.7,第16页,(2),为了验证,R,L,与,t,之间近似为线性关系，在图,(,丙,),坐标纸上作,R,L,t,关系图线,第17页,(3),在某一温度下，电路中电流表、电压表示数如图,(,丁,),、,(,戊,),所表示电流表读数为,_,，电压表读数为,_,此时等效电阻,R,L,阻值为,_,；热敏电阻所处环境温度约为,_,第18页,思绪启迪,看清题中所给电路组成；仔细分析表中数据；按仪表读数规则读数,尝试解答,(1),依据电路图连接实物图,第19页,(2),依据数据描出点，作出直线,第20页,答案,(1),见尝试解答图,(2),见尝试解答图,(3)115.0 mA,5.0 V,43.5,64.0,第21页,本试验主要考查伏安法测电阻整体电路连线、依据数据画图线及基本仪器读数，主要难点在于准确画出,R,L,t,图线，考查了学生动手能力以及利用图线处理数据能力,.,第22页,第23页,光敏电阻阻值随照射光强弱而改变，作为简化模型，能够近似认为，照射光较强,(,如白天,),时电阻几乎为,0,；照射光线较弱,(,如黑天,),时电阻靠近于无穷大利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，能够实现路灯自动在白天关闭，黑天打开电磁开关内部结构如右图所表示,.,第24页,1,、,2,两接线柱之间是励磁线圈，,3,、,4,两接线柱分别与弹簧片和触点连接当励磁线圈中电流大于,50 mA,时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，,3,、,4,断开；电流小于,50 mA,时，,3,、,4,接通励磁线圈中允许经过最大电流为,100 mA.,第25页,第26页,(2),回答以下问题：,假如励磁线圈电阻为,200,，励磁线圈允许加最大电压为,_V,，保护电阻,R,2,阻值范围为,_.,在有些应用电磁开关场所，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱,3,、,4,之间从断开变为接通为此，电磁开关内部结构应怎样改造？请结合本题中电磁开关内部结构图说明,答：,_.,任意举出一个其它电磁铁应用例子,答：,_.,第27页,尝试解答,(1),电路原理以下列图所表示,第28页,(2),U,磁,m,I,m,R,磁,200,100,10,3,V,20 V.,由题知，欲使电路起到自动控制作用，励磁线圈中电流,I,应满足,50 mA,I,100 mA,，则由闭合电路欧姆定律有：,E,(,R,2,R,磁,),I,即,36,(,R,2,200),I,0,05 A,I,0.1 A,，则,R,2,取值范围为,160,520.,把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，可确保当电磁铁吸合铁片时，,3,、,4,间接通；不吸合时，,3,、,4,间断开,如电磁起重机、电磁打点计时器、电铃等,第29页,答案,(1),如尝试解答图所表示,(2),20,160,520,把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，确保当电磁铁吸合铁片时，,3,、,4,之间接通；不吸合时，,3,、,4,之间断开,电磁起重机,第30页,(,对应学生用书,P214),1,(,南京模拟,),关于传感器工作普通流程，以下说法中正确是,(,),A,非电学量,敏感元件,转换电路,电学量,转换元件,B,电学量,敏感元件,转换电路,转换元件,非电学量,C,非电学量,敏感元件,转换元件,转换电路,电学量,D,非电学量,转换电路,转换元件,敏感元件,电学量,答案,C,第31页,2,以下相关传感器说法中错误是,(,),A,土耳其大地震时用生命探测仪利用了生物传感器,B,“,嫦娥二号,”,卫星搭载立体相机获取月球数据利用了光传感器,C,电子秤称量物体质量是利用了力传感器,D,火灾报警器能够在发生火灾时报警是利用了温度传感器,第32页,解析,生命探测仪是利用生物传感器，立体相机是利用光传感器，电子秤是利用压力传感器，火灾报警器是在烟雾浓度到达一定程度时能够输出电信号，使警铃发声或使红灯闪烁，自动报警，利用了烟雾传感器而不是利用了温度传感器，故,A,、,B,、,C,对，,D,错,答案,D,第33页,3,(,江苏高考,),美国科学家,Willard S,Boyle,与,George E.Smith,因电荷耦合器件,(CCD),主要创造荣获,年度诺贝尔物理学奖,CCD,是将光学量转变成电学量传感器以下器件可作为传感器有,(,),A,发光二极管,B,热敏电阻,C,霍尔元件,D,干电池,答案,BC,第34页,4,如图电容式触摸屏结构主要是在玻璃屏幕上镀一层透明薄膜导体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长电极，在导体层内形成一个低电压交流电场,第35页,在触摸屏幕时，因为人体是导体，手指与内部导体层间会形成一个特殊电容,(,耦合电容,),，四边电极发出电流会流向触点，而电流强弱与手指到电极距离成正比，位于触摸屏后控制器便会计算电流百分比及强弱，准确算出触摸点位置由以上信息可知，以下说法中错误是,(,),第36页,A,电容式触摸屏两极板分别是导体层和手指,B,当用手触摸屏幕时，手指与屏接触面积越大，电容越大,C,当用手触摸屏幕时，手指与屏接触面积越大，电容越小,D,当用手触摸屏幕时，手指和屏接触面积大小影响电容大小,第37页,解析,电容式触摸屏在原理上把人手指看成一个电容器元件一个极板，把导体层看成另一极板，故选项,A,正确；手指和屏接触面积大小会影响到电容大小，接触面积越大，即两极板正对面积越大，电容越大，故选项,B,、,D,正确，,C,错误,答案,C,第38页,5.,如图，一热敏电阻,R,T,放在控温容器,M,内；,为毫安表，量程,6 mA,，内阻为数十欧姆；,E,为直流电源，电动势约为,3 V,，内阻很小；,R,为电阻箱，最大阻值为,999.9,；,S,为开关已知,R,T,在,95,时阻值为,150,，在,20,时阻值约为,550.,现要求在降温过程中测量在,95,20,之间多个温度下,R,T,阻值,第39页,(1),在图中画出连线，完成试验原理电路图,(2),完成以下试验步骤中填空：,a,依照试验原理电路图连线,b,调整控温容器,M,内温度，使得,R,T,温度为,95,.,c,把电阻箱调到适当初值，以确保仪器安全,d,闭合开关调整电阻箱，统计电流表示数,I,0,，并统计,_,e,将,R,T,温度降为,T,1,(20,T,1,95,),；调整电阻箱，使得电流表读数,_,，统计,_,第40页,f,温度为,T,1,时热敏电阻电阻值,R,T,1,_.,g,逐步降低,T,1,数值，直至,20,为止；在每一温度下重复步骤,e f.,解析,(1),电阻箱最大阻值与热敏电阻最大阻值相差不大，所以电阻箱应为与热敏电阻串联,(2),本试验原理是当电路两种状态电流相等时，外电路总电阻相等,.95,和,R,T,时对应电路电阻相等，有,150,R,0,R,T,R,，即,R,T,R,0,R,1,150.,第41页,答案,(1),试验原理电路图如图所表示,(2)d.,电阻箱读数,R,0,e,仍为,I,0,电阻箱读数,R,1,f,R,0,R,1,150,第42页,6,为了节能和环境保护，一些公共场所使用光控开关控制照明系统光控开关可采取光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值伴随光照度而发生改变元件,(,照度能够反应光强弱，光越强照度越大，照度单位为,lx),某光敏电阻,R,P,在不一样照度下阻值以下表：,依据表中数据，请描绘出阻值随照度改变曲线，并说明阻值随照度改变特点,照度,(lx),0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2,电阻,(k),75,40,28,23,20,18,第43页,如图所表示，当,1,、,2,两端所加电压上升至,2 V,时，控制开关自动开启照明系统请利用以下器材设计一个简单电路，给,1,、,2,两端提供电压，要求当日色渐暗照度降低至,1.0(lx),时开启照明系统，在虚线框内完成电路原理图,(,不考虑控制开关对所设计电路影响,),第44页,第45页,答案,光敏电阻阻值随光照度改变曲线如图所表示特点：光敏电阻阻值随光照度增大非线性减小,第46页,第47页,