【物理】2018届二轮复习传感器的应用原理分析学案（全国通用）

【物理】2018届二轮复习传感器的应用原理分析学案（全国通用）

第21点　传感器的应用原理分析 ‎1．传感器定义 感受非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电学量，或转换为电路的通断的一类元件．‎ ‎2．传感器的原理分析 ‎(1)感受量分析 要明确传感器所感受的物理量，如力、热、光、磁、声等．‎ ‎(2)输出信号分析 明确传感器的敏感元件，分析它的输入信号及输出信号，以及输入信号与输出信号间的变化规律．‎ ‎(3)电路结构分析 认真分析传感器所在的电路结构，在熟悉常用电子元件工作特点基础上，分析电路输出信号与输入信号间的规律．‎ 对点例题　如图1所示，A是浮子，B是金属触头，C为住宅楼房顶上的蓄水池，M是带水泵的电动机，D是弹簧，E是衔铁，F是电磁铁，S1、S2分别为触头开关，S为开关，J为电池．请利用上述器材，设计一个住宅楼房顶上的自动注水装置．‎ 图1‎ ‎(1)在图中连接电路图．‎ ‎(2)简述其工作原理．(涉及到的元件可用字母代替)‎ 解题指导　(1)电路图如图所示 ‎(2)按图接好电路，合上开关S，缺水时水泵工作，水位升高，当浮子上升使B接触到S1时，左侧电路(控制电路)工作，电磁铁F有磁力，拉下衔铁E，使S2断开，电动机M不工作，停止注水，当水位下降使B与S1脱离，控制电路停止工作，F无磁性，使S2接通，M工作．‎ 答案　见解题指导 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；要理清两个回路：含继电器的控制回路及含电动机的执行回路．‎ ‎1．太阳能是一种清洁“绿色”能源．太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件．某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时(没有储存电能)的I－U特性．所用的器材包括：太阳能电池，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干．‎ ‎(1)为了达到上述目的，请将图2连成一个完整的实验电路图．‎ ‎(2)该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图3所示的I－U图像．由图可知，当电压小于2.0 V时，太阳能电池的电阻________(填“很大”或“很小”)；当电压为2.8 V时，太阳能电池的电阻约为________Ω.‎ ‎　‎ 图2　　　　　　　　　　图3　‎ 答案　见解析 解析　(1)实验电路如图所示 ‎(2)当电压小于2.0 V时，电流几乎为0，太阳能电池的电阻很大；当电压为2.8 V时，对应电流约为2.8 mA，太阳能电池的电阻约为R＝ Ω＝1.0×103 Ω.‎ ‎2．自己设计一个以热敏电阻为传感器的简易自动报警器的实验电路图，要求当温度过高时，灯泡亮或电铃报警．所用的实验器材可以有电磁继电器、电铃、灯泡、热敏电阻、干电池、滑动变阻器、开关．‎ 答案　实验电路图如图所示 解析　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．‎