作为杰出的教学工作者，能够保证教课的顺利开展，高中教师要准备好教案，这是老师职责的一部分。教案可以保证学生们在上课时能够更好的听课，帮助高中教师能够更轻松的上课教学。写好一份优质的高中教案要怎么做呢？以下是小编为大家收集的“传感器的应用学案”欢迎大家与身边的朋友分享吧！

6.3实验：传感器的应用学案（人教版选修3-2）JaB88.CoM

1．斯密特触发器的特点：当输入端电压逐渐上升到某一个值(1.6V)时，输出端会突然从________跳到____________，当输入端电压下降到另一个值(0.8V)时，输出端会从________跳到__________．
2．下列说法中正确的是()
A．电饭锅中的敏感元件是光敏电阻
B．测温仪中测温元件可以是热敏电阻
C．机械式鼠标中的传感器接收到连续的红外线，输出不连续的电脉冲
D．火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现低电阻状态，有烟雾时呈现高电阻状态
3．某市为了节约能源，合理适时地使用路灯，要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的某种特性制成自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制．这是利用半导体的()
A．压敏性B．光敏性
C．热敏性D．三种特性都利用了
【概念规律练】
知识点传感器的应用实验
1．如图1所示的光控电路用发光二极管LED模拟路灯，RG为光敏电阻．A为斯密特触发器输入端，在天黑时路灯(发光二极管)会点亮．下列说法正确的是()
图1
A．天黑时，Y处于高电平
B．天黑时，Y处于低电平
C．当R1调大时，天更暗时，灯(发光二极管)点亮
D．当R1调大时，天较亮时，灯(发光二极管)就能点亮
2．如图2是温度报警器电路示意图，下列关于此电路的分析正确的是()
图2
A．当RT的温度升高时，RT减小，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声
B．当RT的温度升高时，RT减小，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声
C．当增大R1时，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声
D．当增大R1时，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声
【方法技巧练】
自动控制电路的分析及设计技巧
3．自己设计一个以热敏电阻为传感器的简易自动报警器，当温度过高时，小灯泡亮或响铃报警．所用的实验器材可能有电磁继电器、电铃、小灯泡、热敏电阻、干电池、滑动变阻器、开关．
4．已知光敏电阻随入射光的增强，其电阻值减小，请利用图3所示器材设计一个路灯自动控制电路．

参考答案
课前预习练
1．高电平低电平(0.25V)低电平高电平(3.4V)
2．B[电饭锅中的敏感元件是感温铁氧体，A错误；机械式鼠标中的传感器接收断续的红外线脉冲，输出相应的电脉冲信号，C错误；火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现高电阻状态，有烟雾时呈现低电阻状态，D错误．]
3．B[题目中半导体应能感知光照强度变化，并输出电信号，控制电路通断，所以利用了半导体的光敏性，故B正确．]
课堂探究练
1．BC[天黑时，RG阻值增大到一定值，斯密特触发器输入端A的电压上升到某个值，输出端Y突然由高电平跳到低电平；R1调大时，A端电压降低，只有天更暗时，RG电阻更大时，路灯才点亮，故B、C正确．]
2．BC[当RT温度升高时，电阻减小，A点电势升高到某一数值，Y端电势突然降低，蜂鸣器导通发出警报，A错，B对．当增大R1时，A端电势升高到某一数值，Y端电势突然降低，电流通过蜂鸣器，发生报警声，C对，D错．]
点评斯密特触发器是具有特殊功能的非门，用符号表示．当输入端电压上升到某一个值(1.6V)时，输出端会突然从高电平跳到低电平(0.25V)，当输入端电压下降到另一个值(0.8V)时，输出端会从低电平跳到高电平(3.4V)．
3．实验电路如下图所示
当温度升高时，热敏电阻的阻值减小，通过电磁继电器螺线管的电流增大，磁性增强，吸下金属片，触点接通，灯泡亮或电铃响，起到报警作用．通过调节滑动变阻器的阻值，可以达到调节报警温度的目的．
4．见解析
解析电路如图所示
控制过程是：当有光照射时，光电流经过放大器输出一个较大的电流，驱动电磁继电器吸合，使两个触点断开，当无光照时，光电流减小，放大器输出电流减小，电磁继电器释放衔铁，使两个触点闭合，控制路灯电路接通，路灯开始工作．
方法总结在分析和设计自动控制电路时，要透彻理解各个元件的特性，如光敏电阻、热敏电阻、电磁继电器、斯密特触发器等；在涉及门电路的电路图时，电流的通路并不能完整地呈现出来，所以不能用原来的电路知识来理解，而是要正确理清电路中的逻辑关系．

相关知识

传感器的应用实例

古人云，工欲善其事，必先利其器。作为高中教师就要早早地准备好适合的教案课件。教案可以让学生能够在课堂积极的参与互动，帮助高中教师能够井然有序的进行教学。写好一份优质的高中教案要怎么做呢？下面是小编精心为您整理的“传感器的应用实例”，供大家参考，希望能帮助到有需要的朋友。

§6.4传感器的应用实例
学习目标：
１、知道二极管的单向导电性和发光二极管的发光特性.
２、知道晶体三极管的放大特性.
３、掌握逻辑电路的基本知识和基本应用.
４、综合实验培养动手能力，体会物理知识实际中的应用.
自主学习：
１、普通二极管和发光二极管
（１）二极管具有＿＿＿＿＿＿导电性。
（２）发光二极管除了具有单向导电性外，导电时还能＿＿＿＿。普通的发光二极管是用磷化镓和磷砷化镓等半导体材料制成，直接将电能转化为光能。该类发光二极管的正向导通电压大于1.8v.
２、晶体三极管
（１）晶体三极管能够把微弱的信号＿＿＿＿＿。晶体三极管的三极分别为发射极e.基极b和集电极c.
（２）传感器输出的电流或电压很＿＿＿，用一个三极管可以放大几十倍以至上百倍。三极管的放大作用表现为基极b的电流对电极c的电流起了控制作用。
３、逻辑电路
（１）对于与门电路，只要一个输入端输入为“＿＿”，则输出端一
定是“０”；反之，只有当所有输入都同时为“＿＿”，输出才是“１”。
（２）对于或门电路，只要有一个输入“＿＿”，则输出一定是“１”；反之，只有当所有输入都同时为“＿＿”时，输出才是“０”。
（３）非门电路中，当输入为“０”时，输出总是“＿＿”；当输入为“１”时，输出反而是“＿＿”。非门电路也称为反相器。
（４）斯密特触发器是具有特殊功能的非门。
典型例题：
例１：如图所示的光控电路，用二极管LED模仿路灯，ＲG为光敏电阻，Ｒ1的最大电阻为,Ｒ2为，试分析其工作原理。

例２：温度报警器电路如图所示，请说明其工作原理。
针对训练：
1、可以用型号为74LS14的非门集成电路，发光二极管和限流电阻来组成一个逻辑电平检测器，电路如图所示。使用时，将检测器的输入端Ａ接到被测点。
请分析：当被测点为高电平时，LED是否发光？低电平时呢？说出道理。

２、随着人们生活质量的提高，自动干手机已进入家庭洗手间，当人将湿手靠近干手机时，机内的传感器便驱动电热器加热，于是有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近干手机能使传感器工作，这是因为（）
Ａ、改变了湿度Ｂ、改变了温度Ｃ、改变了磁场Ｄ、改变了电容

能力训练：
1、大多楼道灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没有反应。
（１）控制电路中接入了哪几种传感器？
（２）这几种传感器来的信号，应通过哪几种门电路后，再进入执行电路？
２、当前大量使用的磁敏器件是霍尔元件与集成电路制在一起的磁传感器，它有以下两种。
(１)一种是“线性”的。它是将霍尔元件和放大器集成在一个芯片内，其输出的电压与感受到的磁感应强度成正比地连续变化。请你提出一种方案，利用它来测量电流的大小。
(２)另一种叫做“开关型”的，当磁场到一定程度时它才会输出高电平，而在磁场弱到一定程度时输出低电平（或者相反），也就是说，它只能在高、低电平之间跃变。请你提出一种方案，利用它来测量物体的转速。
３、要使例题１中路灯在天更暗时才会亮，应该怎样调节Ｒ1的阻值？并说明原理。
４、要使例题２中的热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应怎样调节Ｒ1的阻值？
并说明原理。
学后反思：

参考答案
典型例题：
例1、解析：白天，光强度较大，光敏电阻ＲG电阻值较小，加在斯密特触发器Ａ端的电压较低，则输出端Ｙ输出高电平，发光二极管LED不导通；当天色暗到一定程度时，ＲG的阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端Ａ的电压上升到某个值(1.6V)，输出端Ｙ突然从高电平跳到低电平，则发光二极管LED导通发光(相当于路灯亮了)，这样就达到了使路灯天明熄灭，天暗自动开启的目的。
例2、解析：常温下，调整Ｒ1的阻值使斯密特触发器的输入端Ａ处于低电平，则输出端Ｙ处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度高时，热敏电阻ＲT阻值减小,斯密特触发器输入端Ａ电势升高，当达到某一值(高电平)，其输出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声，Ｒ1的阻值不同，则报警温度不同。
针对训练：
１、当被测点为高电平时，斯密特触发器输入端Ａ为高电平，则输出端Ｙ为低电平，故LED发光；当被测点为低电平时，Ａ即为低电平，则输出端Ｙ为高电平，LED不发光。
２、Ａ
能力训练：
１、答：
(1)接入了两种传感器：光传感器（通常用的是光敏电阻）；声传感器（通常用的是微型驻极体话筒）。
(2)因为点亮楼道灯需要同时具备两个条件，即足够暗的光照和足够大的声音，所以要使用与门。
２、答：
(1)设计方案如右图所示。在Ｃ形软铁芯１上绕制线圈２，霍尔传感器３置入铁芯的间隙中，并与数字毫伏表４相连。线圈中通入的待测电流Ｉ越强，铁芯间隙中的磁场强度就越大，则传感器输出的电压越大。
(2)设计方案如图所示。转动物体１的边缘上嵌入一个小永磁体２，霍尔传感器３固定在近旁，并在计数电路和显示屏４相连。物体每转动一周，传感器就输出一个电压脉冲，计数显示的数字就增加１。配合秒表测出在时间t内转动的周数n，就可以计算出转速。
３、答：要使在天更暗时路灯才会亮，应该把Ｒ1的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端Ａ电压达到某个值（如1.6v），就需要ＲG的阻值达到更大，即天色更暗。
４、答：要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应减小Ｒ1的阻值，Ｒ1阻值越小，要使斯密特触发器输入端达到高电平，则热敏电阻阻值要求越小，即温度越高。

传感器的原理及应用

传感器的原理及应用

要点一传感器的工作原理
即学即用
1.半导体中参与导电的电流载体称为载流子.N型半导体的载流子是带负电的电子,P型半
导体的载流子是带正电的“空穴”.一块厚度为d、高度为l的长方形半导体样品,置于
方向如图所示、磁感应强度大小为B的匀强磁场中,当半导体样品中通以如图所示方向、大小为I的恒定电流时,
样品上、下底面出现恒定电势差U,且上表面带正电、下表面带负电.设半导体样品中每个载流子带电荷量为q,半
导体样品中载流子的密度（单位体积内载流子的个数）用n表示,则下列关于样品材料类型的判断和其中载流子密
度n的大小,正确的是（）
A.是N型半导体B.是P型半导体
C.n=D.n=
答案BD
要点二传感器的应用
即学即用
2.如图（1）所示为一测量硫化镉光敏电阻特性的实验电路,电源电压恒定.电流表内阻不计,开关闭合后,调节滑动变
阻器滑片,使小灯泡发光逐渐增强,测得流过电阻的电流和光强的关系曲线如图（2）所示,试根据这一特性设计一
个路灯的自动光控电路.

答案由光敏电阻的特性曲线可以看出,当入射光增强时,光敏电阻的阻值减小,流过光敏电阻的电流增大.
根据题意设计一个路灯自动控制电路如下图所示.

控制过程是:当有光照时,光电流经过放大器输出一个较大的电流,驱动电磁继电器吸合,使两个常闭触点断开,路
灯熄灭;当无光照时,光电流减小,放大器输出电流减小,电磁继电器释放衔铁,使两个常闭触点闭合,控制路灯电路
接通,路灯开始工作.

题型1电路设计性问题
【例1】现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干.如图所示,试设计一个温控电路.
要求温度低于某一温度时,电炉丝自动通电供热,超过某一温度时,又可以自动断电,画出电路图说明工作过程.
答案电路图如下图所示

工作过程：闭合S当温度低于设计值时热敏电阻阻值大,通过电磁继电器的电流不能使它工作,K接通电炉丝加热.
当温度达到设计值时,热敏电阻减小到某值,通过电磁继电器的电流达到工作电流,K断开,电炉丝断电,停止供热.
当温度低于设计值,又重复前述过程.
题型二结合传感器的综合试题
【例2】用如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度,该装置是在矩形箱子的前、后壁
上各安装一个由力敏电阻组合成的压力传感器,用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0kg的滑块,滑块可无摩擦
滑动,两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上,其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出.现将装置沿运动
方向固定在汽车上,传感器b在前,传感器a在后.汽车静止时,传感器a、b的示数均为10N.（g取10m/s2）

（1）若传感器a的示数为14N,b的示数为6.0N,求此时汽车的加速度大小和方向.
（2）当汽车以怎样的加速度运动时,传感器a的示数为零.
答案（1）4m/s2向右（2）10m/s2向左
题型3生活物理
【例3】如图所示为某种电子秤的原理示意图,AB为一均匀的滑动变阻器,阻值为R,长度为L,两边分别有P1、P2两
个滑动头,P1可在竖直绝缘光滑的固定杆MN上保持水平状态而上下自由滑动,弹簧处于原长时,P1刚好指着A端,P1
与托盘固定相连,若P1、P2间出现电压时,该电压经过放大,通过信号转换器后在显示屏上可显示物体重力的大小.
已知弹簧的劲度系数为k,托盘自身质量为m0,电源电动势为E,内阻不计,当地的重力加速度为g.求：
（1）托盘尚未放物体时,在托盘自身重力作用下,P1离A的距离x1.
（2）托盘上放有质量为m的物体时,P1离A的距离x2.
（3）在托盘上未放物体时通常先校准零点,其方法是：调节P2,使P2离A的距离也为x1,从而使P1、P2间的电压为
零.校准零点后,将物体m放在托盘上,试推导出物体质量m与P1、P2间的电压U之间的函数关系式.
答案（1）（2）（3）m=

1.关于传感器的下列说法正确的是（）
A.所有传感器的材料都是由半导体材料做成的
B.金属材料也可以制成传感器
C.传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号
D.以上说法均不正确
答案B
2.如图所示,是一个测定液面高度的传感器,在导线芯的外面涂上一层绝缘物质,放在导
电液体中,导线芯和导电液构成电容器的两极.把这两极接入外电路,当外电路中的电
流变化使电容值增大时,则导电液体的深度h变化为（）
A.h增大B.h减小C.h不变D.无法确定
答案A
3.请设计一个用光敏电阻来模拟路灯的自动夜开昼关的电路.提供的仪器：光敏电阻、小灯泡、电源、继电器、滑动
变阻器、开关、导线若干.
答案电路设计如下图所示.原理简述：据光敏电阻的阻值随入射光强度的增强而减小,当白天时,照射光敏电阻的
光强度大,R1阻值减小,电流增大,电磁铁把衔铁P吸下使B脱离A,切断电灯电路,夜晚时相反.
4.把蜂鸣器、光敏电阻、干簧管继电器开关、电源按如图甲所示电路连接,制成光电报警装置.当报警器有光照射时,
蜂鸣器发声,当没有光照或者光照很弱时,蜂鸣器不发声.①光敏电阻:光敏电阻受光照后,阻值会变小.②干簧管继
电器开关:由干簧管和绕在干簧管外的线圈组成,如图乙所示.当线圈中有一定的电流时,线圈产生的磁场使密封在
干簧管内的两个铁质簧片磁化,两个簧片在磁力作用下由原来的分离状态变成闭合状态.当线圈中没有电流或者电
流很微弱时,磁场消失,簧片在弹力的作用下回复到分离状态.试说明光电报警器的工作原理.

答案当报警器有光照射时,光敏电阻阻值减小,电路中电流增大,线圈产生的磁场使密封在干簧管内的两个铁质
簧片磁化,两个簧片由原来的分离状态变成闭合状态,蜂鸣器电路接通,蜂鸣器发声.反之,当没有光照射或光照很
微弱时,光敏电阻阻值很大,电路中的电流很小,干簧管内的两个铁质簧片处于分离状态,连接蜂鸣器的电路断开,
蜂鸣器不发声.

1.关于传感器的作用,下列说法正确的有（）
A.通常的传感器可以直接用来进行自动控制
B.传感器可以用来采集信息
C.传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量
D.传感器可以将所有感受到的信号都转换为电学量
答案BC
2.如图所示,截面为矩形的金属导体,放在磁场中,当导体中通有电流时,导体的上下表面的电
势关系为（）
A.UMUNB.UM=UNC.UMUND.无法判断
答案A
3.如图所示,R1、R2为定值电阻,L为小灯泡,R3为光敏电阻,当照射光强度增大时（）
A.电压表的示数增大B.R2中电流减小
C.小灯泡的功率增大D.电路中路端电压增大
?答案ABC
4.唱卡拉OK用的话筒内有传感器.其中有一种是动圈式的,它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小线圈,线圈
处于永磁体的磁场中,当声波使膜片前后振动时,就将声音信号转变为电信号.下列说法正确的是（）
A.该传感器是根据电流的磁效应工作的
B.该传感器是根据电磁感应原理工作的
C.膜片振动时,穿过金属线圈的磁通量不变
D.膜片振动时,金属线圈中不会产生感应电动势
?答案B
5.（2009晋中质检）互感器是一种特殊的变压器,借助它,交流电压表（或电流表）可以间接测量高电压和大电流.
如下图所示为电压互感器或电流互感器的接线图,其中正确的是（）

答案A
6.如图所示为理想变压器原线圈所接交流电压的图象.原、副线圈匝数比n1∶n2=10∶1,串联
在原线圈电路中电流表的示数为1A,下列说法正确的是（）
A.变压器输出端所接电压表的示数为20V
B.变压器的输出功率为200W
C.变压器输出端的交流电频率为50Hz
D.串在变压器输出端的电流表示数为10A
答案C
7.（2009聊城模拟）钳形电流表的外形和结构如图（a）所示.电流表的读数为1.2A.图（b）中用同一电缆线绕
了3匝,则（）

A.这种电流表能测直流电流,图（b）的读数为2.4A
B.这种电流表能测交流电流,图（b）的读数为0.4A
C.这种电流表能测交流电流,图（b）的读数为3.6A
D.这种电流表既能测直流电流,又能测交流电流,图（b）的读数为3.6A
答案C
8.理想变压器连接电路如图甲所示,当输入电压波形如图乙时,已知原、副线圈的匝数比为10∶1,安培表读数为2A,则（）

A.伏特表读数282VB.伏特表读数28.2V
C.输入功率为56.4WD.输入功率为40W
答案D
9.如图甲所示,在变压器的输入端串接上一只整流二极管D,在变压器输入端加上如图乙所示的交变电压u1=Um1sinωt,
设t=0时刻为a“+”、b“-”,则副线圈输出的电压的波形（设c端电势高于d端电势时的电压为正）是图中的（）

答案B
10.如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图.变压器输入电压是市电网的电压,不会有很大的波动.输出电压
通过输电线输送给用户,输电线的电阻用R0表示,变阻器R表示用户用电器的总电阻,当滑动变阻器触头P向下移
动时,下列说法中错误的是（）

A.相当于在增加用电器的数目
B.V1表的示数随V2表的示数的增大而增大
C.A1表的示数随A2表的示数的增大而增大
D.变压器的输入功率在增大
答案B
11.为了减少因火电站中煤的燃烧对大气的污染而大力发展水电站.三峡水利工程中某一水力发电站的发电机组设计
为:水以v1=3m/s的速度流入水轮机后以v2=1m/s的速度流出,流出水位比流入水位低10m,水流量Q=10m3/s,水
轮机效率为75%,发电机效率为80%,试问:
（1）发电机组的输出电功率是多少?
（2）如果发电机输出的电压为240V,用户所需电压为220V,输电线路中能量损失为5%,输电线电阻为50/3Ω,那么所需升、降压变压器的原、副线圈的匝数比分别是多少?
答案（1）624kW
（2）433∶2600026945∶433
12.如图所示,小型交流发电机的电动势为E=20V,内阻不计,它通过一个阻值R=6Ω
的指示灯连接到一个理想降压变压器的输入端.在变压器的输出端并联着24盏规
格都是“6V,0.25W”彩色小灯泡,每只灯泡都正常发光,导线电阻不计.求:
（1）原线圈中的电流.
（2）降压变压器的初级、次级线圈的匝数比.
（3）若只使用18盏彩色小灯泡,通过计算说明这时每盏小灯泡的工作状态如何.（设小灯泡的电阻不随温度变化）
答案（1）A（2）
（3）每盏灯泡的电阻RL==144Ω
18盏灯的总电阻R总==8Ω
设这时副线圈中的电流为I2,则原线圈中的电流为I2
由功率关系得E（）-（）2R=I22R总
代入数据得I2=A
这时每盏灯泡的电压U2′=I2R总=V6V
所以灯泡比原来更亮,有可能烧坏.
13.如图所示,原线圈匝数为n1,两个副线圈的匝数分别为n2和n3.四只完全相同的灯泡分别接在
理想变压器的原、副线圈的回路中,当原线圈回路中a、b接入交流电压U0时,四只灯泡均正
常发光,则三组线圈的匝数比n1∶n2∶n3等于多少?灯泡的额定电压U额等于多少?
答案3∶2∶1U0

传感器的应用（二）学案课件练习

俗话说，凡事预则立，不预则废。作为教师就需要提前准备好适合自己的教案。教案可以更好的帮助学生们打好基础，帮助教师有计划有步骤有质量的完成教学任务。教案的内容要写些什么更好呢？为满足您的需求，小编特地编辑了“传感器的应用（二）学案课件练习”，供大家借鉴和使用，希望大家分享！

1.如图6－3－7所示为一个逻辑电平检测电路，A与被测点相接，则()
A．A为低电平，LED发光图6－3－7
B．A为高电平，LED发光
C．A为低电平，LED不发光
D．A为高电平，LED不发光
解析：A为低电平时，Y为高电平，LED的电压小，不发光；A为高电平时，Y为低电平，LED的电压大，发光，故B、C正确。
答案：BC
2．如图6－3－8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()
图6－3－8
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．发生火灾时，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．发生火灾时，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
解析：平时光电三极管收不到LED发出的光呈高阻值状态。发生火灾时，由于烟雾对光的散射作用，部分光线照射到光电三极管上，光电三极管导通，就会发出警报，C正确。
答案：C
3.如图6－3－9所示的光控电路用发光二极管LED模拟路灯，RG为光敏电阻。A为斯密特触发器输入端，在天黑时路灯(发光二极管)会点亮。下列说法正确的是()
A．天黑时，Y处于高电平图6－3－9
B．天黑时，Y处于低电平
C．当R1调大时，天更暗时，灯(发光二极管)点亮
D．当R1调大时，天较亮时，灯(发光二极管)就能点亮
解析：天黑时，RG阻值增大到一定值，斯密特触发器输入端A的电压上升到某个值，输出端Y突然由高电平跳到低电平；R1调大时，A端电压降低，只有天更暗时，RG电阻更大时，路灯才点亮，故B、C正确。
答案：BC
4．某同学想把房间窗帘改成自动开启、自动关闭的，他的设想是：白天房间要透光，也要防止太阳光直射室内，因此要用薄纱型的窗帘；傍晚太阳下山后，要用厚绒的窗帘，请你帮他设计电路，选购器材并连好电路图。
解析：如图所示，白天光照很亮，照射到光敏控制器上，电阻很小，电流较大，电磁铁磁性强，吸引衔铁向下，使得触点b、c接触，电动机乙转动，关闭薄纱窗帘，同时应拉开厚绒窗帘；傍晚后光线很暗，光敏控制器接收光照少，电阻变大，电流很小，电磁铁磁性非常弱，弹簧将衔铁拉起，使b、a接触，电动机甲转动，拉开薄纱窗帘，同时关闭厚绒窗帘。
答案：见解析
5．如图6－3－10甲所示，为热敏电阻的R－t图像，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器的电阻为100Ω。当线圈的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势E＝9.0V，内阻可以不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。则
图6－3－10
(1)应该把恒温箱内的加热器接在________(填“A、B端”或“C、D端”)。
(2)如果要使恒温箱内的温度保持50℃，可变电阻R′的阻值应调节为________Ω。
解析：(1)恒温箱内的加热器应接在A、B端。当线圈中的电流较小时，继电器的衔铁在上方，恒温箱的加热器处于工作状态，恒温箱内温度升高。
(2)随着恒温箱内温度升高，热敏电阻R的阻值变小，则线圈中的电流变大，当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸到下方来，则恒温箱加热器与电源断开，加热器停止工作，恒温箱内温度降低。
随着恒温箱内温度降低，热敏电阻R的阻值变大，则线圈中的电流变小，当线圈的电流小于20mA时，继电器的衔铁又被释放到上方，则恒温箱加热器又开始工作，这样就可以使恒温箱内保持在某一温度。
要使恒温箱内的温度保持50℃，即50℃时线圈内的电流为20mA。由闭合电路欧姆定律I＝Er＋R＋R′，r为继电器的电阻。由图甲可知，50℃时热敏电阻的阻值为90Ω，所以R′＝EI－R－r＝260Ω。
答案：(1)A、B端(2)260
6.如图6－3－11所示，斯密特触发器可以将连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号，当加在它的输入端A的电势逐渐上升到1.6V，输出端Y会突然从高电平跳到低电平0.25V，而当输入端A的电势下降到0.8V时，输出端Y会从低电平跳到高电平3.4V。如图6－3图6－3－11
－12所示是一个温度报警器的简易电路图，RT为热敏电阻，R1为可变电阻(最大阻值为1kΩ)，蜂鸣器工作电压3～5V，热敏电阻的阻值随温度变化如图6－3－13所示，若要求热敏电阻在感测到80℃时报警，则R1应调至____kΩ；若要求热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，R1的阻值应________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
图6－3－12图6－3－13
解析：热敏电阻在80℃时的电阻是RT＝80Ω，斯密特触发器输入端A的电势是0.8V时，输出端Y的电压为3.4V，这时蜂鸣器开始工作。由串联电路分压特点知：
R1RT＝U1UT＝5－0.80.8
∴R1＝80×4.20.8Ω＝420Ω＝0.42kΩ。
由热敏电阻的阻值随温度变化的图像可知，温度升高时，热敏电阻的阻值减小，而斯密特触发器输入端的电压仍保持不变，则电阻R1的阻值应减小。
答案：0.42减小

实验12传感器的简单应用学案

实验12传感器的简单应用
一、实验目的
1．认识热敏电阻、光敏电阻等传感器的特性．
2．了解传感器的简单应用．
二、实验要求
(一)研究热敏电阻的热敏特性
1．实验原理：闭合电路的欧姆定律，用欧姆表进行测量和观察．
2．实验器材：NTC热敏电阻，多用电表，温度计，水杯、冷水和热水．
3．实验步骤
(1)按图所示连接好电路，将热敏电阻绝缘处理．
(2)把多用电表置于“欧姆”挡，并选择适当的量程测出烧杯中没有热水时热敏电阻的阻值，并记下温度计的示数．
(3)向烧杯中注入少量的冷水，使热敏电阻浸没在冷水中，记下温度计的示数和多用电表测量的热敏电阻的阻值．
(4)将热水分几次注入烧杯中，测出不同温度下热敏电阻的阻值，并记录．
4．数据处理：在下图坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线．
5．实验结论：热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增大，半导体热敏电阻也可以用作温度传感器．
(二)研究光敏电阻的光敏特性
1．实验原理：闭合电路的欧姆定律，用欧姆表进行测量和观察．
2．实验器材：光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器、导线．
3．实验步骤
(1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按如图所示电路连接好，其中多用电表置于“×100”挡．
(2)先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值，并记录数据．
(3)打开电源，让小灯泡发光，调节小灯泡的亮度使之逐渐变亮，观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录．
(4)用手掌(或黑纸)遮光时电阻值又是多少，并记录．
4．数据处理：根据记录数据分析光敏电阻的特性．
5．实验结论
(1)光敏电阻在暗环境下电阻值很大，强光照射下电阻值很小．
(2)光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量．
(三)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
一、热敏电阻的应用
用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻RT，在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线性的．某同学将RT和两个适当的固定电阻R1、R2连成如图甲虚线框内所示的电路，以使电路的等效电阻RL的阻值随RT所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围．为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下RL的阻值，测量电路器材如图乙所示，图中的电压表内阻很大．RL的测量结果如表所示．
温度t/℃30.040.050.060.070.080.090.0
RL阻值/Ω54．351．548．344．741．437．934．7
回答下列问题：
(1)根据图甲所示的电路，在图乙所示的实物图上连线．
(2)为了检验RL与t之间近似为线性关系，在坐标纸上作RL－t关系图线．
(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图丙、丁所示．电流表的读数为________，电压表的读数为________.此时等效电阻RL的阻值为________；热敏电阻所处环境的温度约为________.
解析：(1)根据电路图连接实物图，R1与RT并联，再与R2串联，滑动变阻器为限流接法，注意各电表的极性，开关控制整个电路，实物连图如答案图所示．
(2)根据表中数据，在RL－t图象中描点，作RL－t图象为一条直线．如答案图所示．
(3)读出电压U＝5．00V，电流I＝115mA．RL＝UI＝43．5Ω，再由RL－t关系图线找出RL＝43．5Ω对应的温度t＝64．0℃.
答案：(1)连线如图所示
(2)RL－t关系图线如图所示
(3)115mA5．00V43．5Ω64．0℃(62～66℃均正确)
二、光电传感器的应用
为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统．光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)．某光敏电阻ROS在不同照度下的阻值如下表所示：
照度(lx)0.20.40.60.81．01．2
电阻(kΩ)7540282320xx
(1)根据表中数据，请在如图给定的坐标系中描绘出光敏电阻阻值随照度变化的曲线，并说明光敏电阻阻值随照度变化的特点．
(2)如图所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗、照度降低至1．0lx时启动照明系统，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的影响)
提供的器材如下：
光敏电阻ROS(符号，阻值见上面表格)
直流电源E(电动势3V，内阻不计)；
定值电阻：R1＝10kΩ、R2＝20kΩ、R3＝40kΩ(限选其中之一并在图中标出)
开关S及导线若干．
解析：(1)根据表中的数据，在坐标系中描点连线，得到如图所示的变化曲线．由图可知光敏电阻阻值随照度变化的特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小．
(2)因天色渐暗、照度降低至1．0lx时启动照明系统，此时光敏电阻阻值为20kΩ，两端电压为2V，电源电动势为3V，故应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10kΩ，即选用R1．此电路的原理图如图所示．
答案：见解析
三、传感器在实验中的应用
传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用．有一种测量人的体重的电子秤，其测量部分的原理图如图中的虚线框所示，它主要由压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)和显示体重大小的仪表○(实质是理想电流表)组成．压力传感器表面能承受的最大压强为1×107Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如表所示．设踏板和压杆的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4．8V，取g＝10m/s2．请作答：
压力F/N0250500750100012501500…
电压R/Ω300270240210180150120…
(1)该秤零点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘________A处．
(2)如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20mA，这个人的质量是________kg.
解析：(1)由题表格知，踏板空载时，压力传感器的电阻R＝300Ω，此时○中电流I＝UR＝4.8300A＝1．6×10－2A．
(2)当电流I′＝20mA＝2×10－2A时，压力传感器的电阻R′＝UI′＝4.82×10－2Ω＝240Ω，对应表格中，这个人的质量为50kg.
答案：(1)1．6×10－2(2)50

文章来源：http://m.jab88.com/j/39085.html

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