20xx滬科版高中物理選修3-2第4章第2節(jié)用傳感器做實(shí)驗(yàn)信息時(shí)代離不開(kāi)傳感器word學(xué)案-資料下載頁(yè)
2024-11-18 16:22本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】學(xué)案2用傳感器做實(shí)驗(yàn)信息時(shí)代離不開(kāi)傳感器。[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]、力傳感器的原理和應(yīng)用..解現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中常用的傳感器．。1．帶電粒子在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力F＝Eq.2．當(dāng)帶電粒子以速度v在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，若速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，那么粒。子受到的洛倫茲力為F＝qvB，方向用左手定則判定．。應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)，那么，在垂直于電流和磁場(chǎng)方向的另外兩個(gè)側(cè)面將產(chǎn)生與控制電流和。磁場(chǎng)成正比的電動(dòng)勢(shì)UH，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，即UH＝RHIBd.傳感器在現(xiàn)代生活中的例子有紅外測(cè)溫儀、數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)、酒精濃度測(cè)試儀、煤氣。智能式傳感器集信息檢測(cè)、信息處理、信息記憶、邏輯思維和判斷功能于一身，把計(jì)算。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。散熱，升到一定溫度時(shí)，電阻值迅速增大，相應(yīng)的生熱功率減小，當(dāng)生熱功率小
【正文】 v② 等效電路如圖乙， E＝ I(R＋ ρ cab)③ 由 ①②③ 可得 Q＝ IB(bR＋ ρca)， A正確 ． 7． 如圖 5 所示 ， 厚度為 d、 寬度為 h的導(dǎo)體板放在垂直于它的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 ， 當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體板時(shí) ， 在導(dǎo)體板的上側(cè)面 A和下側(cè)面 A′ 之間會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差 ， 這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng) ． 實(shí)驗(yàn)表明 ， 當(dāng)磁場(chǎng)不太強(qiáng)時(shí) ， 電勢(shì)差 UH、 電流 I 和磁感應(yīng)強(qiáng)度 B的關(guān)系為 UH＝ RHIBd .式中的比例系數(shù) RH稱為霍爾系數(shù) ． 霍爾效應(yīng)可解釋如下 ： 外部磁場(chǎng)的洛倫茲力使運(yùn)動(dòng)的電子聚集在導(dǎo)體板的一側(cè) ， 在導(dǎo)體板的另一側(cè)會(huì)出現(xiàn)多余的正電 荷 ， 從而形成橫向電場(chǎng) ． 橫向電場(chǎng)對(duì)電子施加與洛倫茲力方向相反的電場(chǎng)力 ． 當(dāng)電場(chǎng)力與洛倫茲力達(dá)到平衡時(shí) ， 導(dǎo)體板上下兩側(cè)之間就會(huì)形成穩(wěn)定的電勢(shì)差 ． 設(shè)電流 I 是由電子的定向移動(dòng)形成的 ， 電子的平均定向速度為 v， 電荷量為 e， 回答下列問(wèn)題 ： 圖 5 (1)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí) ， 導(dǎo)體板上側(cè)面 A 的電勢(shì) ________下側(cè)面 A′ 的電勢(shì) (填 “ 高于 ”“ 低于 ” 或 “ 等于 ” )． (2)電子所受的洛倫茲力的大小為 ________． (3)當(dāng)導(dǎo)體板上兩側(cè)之間的電勢(shì)差為 UH時(shí) ， 電子所受電場(chǎng)力的大小 為 ________． (4)由電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡的條件 ， 證明霍爾系數(shù)為 RH＝ 1ne， 其中 n代表導(dǎo)體板單位體積中電子的個(gè)數(shù) ． 解析 (1)導(dǎo)體中電子定向移動(dòng)形成電流，電子運(yùn)動(dòng)方向與電流方向相反，利用左手定 則可判定電子向 A板偏， A′ 板上出現(xiàn)等量正電荷，所以 A板電勢(shì)低于 A′ 板電勢(shì) ． (2)洛倫茲力大小 F 洛 ＝ Bev (3)電場(chǎng)力 F 電 ＝ Ee＝ UHh e (4)由 F 洛 ＝ F 電 得 Bev＝ UHh e UH＝ hvB 導(dǎo)體中通過(guò)的電流 I＝ nevdh 由 UH＝ RHIBd得 hvB＝ RHnevdhBd ，得 RH＝ 1ne. 答案 見(jiàn)解析 題組三 傳感器的應(yīng)用分析 8． 如圖 6 所示為小型電磁繼電器的構(gòu)造示意圖 ， 其中 L 為含鐵心的線圈 ． P為可繞 O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的鐵片 ， K為彈簧 ， S 為一對(duì)觸頭 ， A、 B、 C、 D為四個(gè)接線柱 ． 電磁繼電器與傳感器配合 ， 可完成自動(dòng)控制的要求 ． 其工作方式是 ( ) 圖 6 A． A與 B接信號(hào)電壓 ， C與 D可跟被控電路串聯(lián) B． A與 B接信號(hào)電壓 ， C與 D可跟被控電路并聯(lián) C． C與 D接信號(hào)電壓 ， A與 B可跟被控電路串聯(lián) D． C與 D接信號(hào)電壓 ， A與 B可跟被控電路并聯(lián) 答案 A 9． 如圖 7 所示為一自動(dòng)控制溫度的電路 ， 請(qǐng)說(shuō)明其工作原理 ． 圖 7 答案 見(jiàn)解析 解析 當(dāng)開(kāi)關(guān) P在彈簧拉力作用下拉到上面與 a接觸時(shí)，電熱絲工作；隨著溫度升高，熱敏電阻溫度升高、阻值減小，通過(guò)電磁鐵的電流增大，電磁鐵磁性增強(qiáng)到一定程度時(shí)把 P吸到 b，電熱絲停止工作，指示燈亮． 10． 如圖 8甲所示為一測(cè)量硫化鎘光敏電阻特性的實(shí)驗(yàn)電路 ， 電源電壓恒定 ． 電流表內(nèi) 阻不 計(jì) ， 開(kāi)關(guān)閉合后 ， 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片 ， 使小燈泡發(fā)光亮度逐漸增強(qiáng) ， 測(cè)得流過(guò)電阻的電流和光強(qiáng)的關(guān)系曲線如圖乙所示 ， 試根據(jù)這一特性用圖丙中給定的器材設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)光控電路 ． 圖 8 答案 見(jiàn)解析 解析 由光敏電阻的特性曲線可以看出，當(dāng)入射光增強(qiáng)時(shí)，光敏電阻的阻值減小，通過(guò)光敏電阻的電流增大．根據(jù)題意設(shè)計(jì)的自動(dòng)光控電路如圖所示．控制過(guò)程是：當(dāng)有光照射時(shí)，電路中電流增大，經(jīng)過(guò)放大器輸出一個(gè)較大的電流，驅(qū)動(dòng)電磁繼 電器吸引銜鐵使兩個(gè)觸點(diǎn)斷開(kāi)，當(dāng)無(wú)光照射時(shí)，電路中電流減小，放大器輸出電流減小，電磁繼電器釋放銜鐵，使兩個(gè)觸點(diǎn)閉合，控制電路接通，燈開(kāi)始工作．
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