【物理】2018届二轮复习传感器及其应用教案

【物理】2018届二轮复习传感器及其应用教案

传感器及其使用 复习目标 ‎1.知道什么是传感器.‎ ‎2.知道热敏电阻和光敏电阻的作用.‎ ‎3.会讨论常见的各种传感器的工作原理、元件特征及设计方案.‎ ‎4.会设计简单的温度报警器．‎ 考点详析 实验目的 ‎1．认识热敏电阻、光敏电阻等传感器的特性．‎ ‎2．了解传感器在技术上的简单应用．‎ 实验器材 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．‎ 实验过程 一、研究热敏电阻的热敏特性 二、研究光敏电阻的光敏特性 注意事项 ‎1．在做热敏实验时，加开水后要等一会儿再测其阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温．‎ ‎2．光敏实验中，如果效果不明显，可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中，并通过盖上小孔改变射到光敏电阻上的光的多少．‎ ‎3．欧姆表每次换挡后都要重新调零．‎ ‎★典型案例★‎ 某兴趣小组为了研制一台“电子秤”，找到一个力电转换传感器，该传感器的输出电压正比于受压面的正压力，实验操作时，先调节传感器输入端的电压(要求从零开始调节)，使力电转换传感器在空载时的输出电压为零；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压。‎ ‎(1)如图所示，E为直流电源；S为开关；R为滑动变阻器；为电压表，在图中用笔画线代替导线连接成实验电路图。‎ ‎(2)若将质量为m0的砝码放在力电转换传感器的受压面上，电压表的示数为U0；然后取下砝码，再将待测质量为m的物体放在力电转换传感器的受压面上，电压表的示数为U，则待测物体的质量m＝________。‎ ‎【答案】(1)如图所示　(2) ‎ ‎【解析】(1)要求传感器输入端的电压从零开始调节，故滑动变阻器采用分压式接法。‎ ‎【名师点睛】这是一道设计型实验题，属开放型试题中重要的一种．力电转换器是学生没有用过的新仪器，能不能在试题所提供的各种信息中抓住最关键的有用信息，对学生的处理信息、电路设计和实验创新能力提出了较高要求。‎ ‎★针对练习1★（多选）如图是电饭锅的结构图，如果感温磁体的“居里温度”为103℃时，下列说法中正确的是： （ ）‎ A．常温下感温磁体具有较强的磁性，能自动吸起永磁体，通电加热 B．当温度超过103℃时，感温磁体的磁性消失，弹簧推动杠杆断开触点 C．饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会超过103℃，这时开关按钮不会跳起 D．常压下只要锅内有水，锅内的温度不可能达到103℃，开关按钮就不会自动跳起 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ 开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态，电路接通，电饭锅加热，因此不会自动被吸引的，故A正确；如果在1标准大气压下用电饭锅烧水，水沸腾后不会自动断电，当水烧干后，温度升高达到103℃时，感温铁氧体便失去了铁磁性会自动断电，故B正确；饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点”103℃时，感温磁体失去磁性，在弹簧作用下，切断电源，故C错误；如果在1标准大气压下用电饭锅烧水，水在沸腾后温度为100℃，不会自动断电，故D正确；故选ABD.‎ ‎【名师点睛】考查了电饭锅应用了温度传感器概念及特点，注意掌握“居里温度”为103℃．电饭锅应用了温度传感器，它的主要元件感温铁氧体．铁氧体的特点：在常温下具有铁磁性，但温度升高到103℃时便失去了铁磁性，不能被磁铁吸引．这个温度称为这种材料的“居里温度”或“居里点”． ‎ ‎★针对练习2★加速度传感器如图甲所示。较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用弹簧3拉着；R为滑动变阻器，4是滑动片，它与电阻器任一端间的电阻值都与它到这端的距离成正比。工作时将框架固定在被测物体上，使弹簧及电阻R均与物体的运动方向平行。当被测物体加速运动时，滑块将在弹簧的作用下，以同样的加速度运动。通过电路中电压表的读数，可以得知加速度的大小。电压表为指针式直流电压表（可视为理想电压表）。‎ ‎（1）电压表零刻度在表盘中央（即可显示正负电压），当P端的电势高于Q端时，指针向零点左侧偏转。当物体具有图示方向的加速度a时，电压表的指针将向零点__________（填“左”、“右”）侧偏转。‎ ‎（2）若将电压表的表盘换成直接表示加速度大小及方向的刻度盘，则表盘的刻度__________（填“均匀”、“非均匀”）分布。‎ ‎（3）电压表是由灵敏电流计改装而成的，灵敏电流计表盘如图乙所示。当被测物体具有图示方向大小为1m/s2的加速度时，滑动片4从MN的中央向某侧平移的距离为MN总长的1/6且滑动片4在M或N端时，灵敏电流计示数最大。若将灵敏电流计的表盘换成直接表示加速度大小及方向的刻度盘，则灵敏电流计表盘上－30刻线处对应的加速度为__________。‎ ‎【答案】（1）右 （2）均匀 （3）－3m/s2‎ ‎【名师点睛】本题中应变式加速度计体现了一种重要的实验设计思想--转换思想，即把难以直接测量的力学量转换为容易测量的电学量．这类题目是力与电综合题，关键要寻找力电联系的桥梁。‎ ‎ ‎