教科版高中物理高二選修學案：第三章傳感器3章末總結有答案

1、1學案 3 章末總結網絡構建區(qū)梳理知識體乘構建內容綱要定義：是把被測的非電信息，按一定規(guī)律轉換成與f-之對應的電信息的器件或裝置結構框圖：非電信息I 敏感元件 I一I 處理電路 I 邑I一 ”力敏兀件光敏元件傳感器敏感元件熱敏元件磁敏元件氣敏元件T擊溫度傳感器應用光傳感器I洗衣機、電冰箱等電器中的傳感器專題整合區(qū)一、常見敏感元件的特點及應用i 光敏電阻：光敏電阻的阻值與所受光照的強度有關，光照增強阻值減小，光照減弱阻值增大.2. 金屬熱電阻：金屬熱電阻的電阻率隨溫度升高而增大.3.熱敏電阻：熱敏電阻有正溫度系數(shù)和負溫度系數(shù)兩種.正溫度系數(shù)的熱敏電阻的阻值隨溫度升高而增大，負溫度系數(shù)的熱敏電阻的

2、阻值隨溫度升高而減小.4 霍爾元件能夠把磁感應強度這個磁學量轉換成電壓這個電學量.【例 1 如圖 1 所示是一火警報警器的部分電路示意圖.其中 R2為用半導體負溫度系數(shù)熱敏材料制成的傳感器，電流表為值班室的顯示器，a、b 之間接報警器當傳感器 R2所在處出現(xiàn)火情時，顯示器的電流 I，報警器兩端的電壓 U 的變化情況是（）圖 1A. I 變大，U 變大B. I 變大，U 變小C. I 變小，U 變大D. I 變小，U 變小解析 R2所在處出現(xiàn)火情時，溫度升高，則R2的阻值減小.R2JTR總I干flUifTU3JTIJ,故顯歸納同黃專題 耕練解題技巧針對訓練如圖 2 所示是某居民小區(qū)門口利用光敏電

3、阻設計的行人監(jiān)控裝置，Ri為光敏電阻，R2為定值電2示器的電流 I 變小，由 U = E I干r, I干變大，知 U 變小，故選項 D 正確.答案 D針對訓練如圖 2 所示是某居民小區(qū)門口利用光敏電阻設計的行人監(jiān)控裝置，Ri為光敏電阻，R2為定值電3阻，A、B 接監(jiān)控裝置.則():通道IIto-光源1圖 2當有人通過而遮蔽光線時，A、B 之間電壓升高當有人通過而遮蔽光線時，A、B 之間電壓降低當僅增大 R2的阻值時，可增大 A、B 之間的電壓 當僅減小 R2的阻值時，可增大 A、B 之間的電壓A .B .C.D .答案 C解析 Ri是光敏電阻，有光照射時，阻值變小，當有人通過而遮蔽光線時，Ri

4、的阻值變大，回路中的電流I 減小，A、B 間的電壓 U = IR2減小，故錯誤，正確；由閉合電路歐姆定律得：U = E l(Ri+ r),當僅增大 R2的阻值時，電路中的電流減小，A、B 間的電壓 U 增大，故正確；當僅減小 R2的阻值時，電路中的電流增大，A、B 間的電壓 U 減小，故 錯誤，故應選 C.二、傳感器的應用1.傳感器的應用傳感器的應用過程包括三個環(huán)節(jié)：感、傳、用.(1) “感”是指傳感器的敏感元件感應信息，并轉化為電學量.(2) “傳”是指通過電路等將傳感器敏感元件獲取并轉化的電學信息傳給執(zhí)行機構.(3) “用”是指執(zhí)行機構利用傳感器傳來的信息進行某種顯示或某種動作.2傳感器電

5、路問題的設計思路處理與傳感器有關的電路設計問題時，可將整個電路分解為：(1) 傳感器所在的信息采集部分；(2) 轉化傳輸部分(這部分電路往往與直流電路的動態(tài)分析有關);執(zhí)行電路.【例 2】傳感器擔負著信息的采集任務，在自動控制中發(fā)揮著重要作用，傳感器能夠將感受到的物理量(如溫度、光、聲等)轉換成便于測量的量(通常是電學量)，例如熱敏傳感器，主要是應用了半導體材料制成的熱 敏電阻，某熱敏電阻 RT阻值隨溫度變化的圖線如圖 3 甲所示，圖乙是由該熱敏電阻 RT作為傳感器制作的簡 單自動報警器線路圖.問：圖 3甲針對訓練如圖 2 所示是某居民小區(qū)門口利用光敏電阻設計的行人監(jiān)控裝置，Ri為光敏電阻，R

6、2為定值電4(1)為了使溫度過高時報警器鈴響，c 應接在_(填“a”或“ b”)處.(2)若要使啟動報警的溫度提高些，應將滑動變阻器的滑片P 向_ 移動(填“左”或“右”).圖 55(3)如果在調試報警器達到最低報警溫度時，無論如何調節(jié)滑動變阻器的滑片P 都不能使報警器工作，且電路連接完好，各電路元件都能處于工作狀態(tài)，則造成工作電路實際不能工作的原因可能是 解析 熱敏電阻 RT在溫度升高時阻值變小，電路中電流變大，電磁鐵磁性增強，把右側銜鐵吸引過來，與 a 接觸，故 c 應接在 a 處；為使啟動報警的溫度提高，則應使電路中電阻更大，這樣使報警溫度提高，滑片 應左移.答案(1)a(2)左(3)電

7、源提供電壓太小，以至于電磁鐵磁性太弱或彈簧勁度系數(shù)太大【例 3 熱敏電阻阻值隨溫度變化的圖像如圖4 甲所示請應用這一熱敏電阻自行設計一控制電路當溫度高于某一值后紅色指示燈亮，則溫度低于這一值時綠色指示燈亮.給你的器材有：如圖乙所示的繼電器一個(a、b 為常閉觸點.c、d 為常開觸點)、熱敏電阻一只、滑動變阻器一只、紅綠色指示燈各一個、兩個獨立的電池組、開關兩個、導線若干等.解析 由題圖中甲可以看出熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，是負溫度系數(shù)的熱敏電阻當溫度低于這一值時，熱敏電阻的阻值較大，流過電磁鐵的電流較小，a、b 為常閉觸點，連接上綠燈，綠色指示燈亮.當溫度高于這一值時，熱敏電阻的阻值較小

8、，流過電磁鐵的電流較大，c、d 被閉合，連接上紅燈，紅色指示燈亮，滑動變阻器作限流式連接，通過調節(jié)滿足熱敏電阻對某一溫度的控制.紅燈自我檢測區(qū)1.(常見敏感元件的特點及應用)如圖 5 所示，RT為正溫度系數(shù)熱敏電阻，Ri為光敏電阻，R2和 R3均為定值電阻，電源電動勢為E,內阻為r，-一為理想電壓表，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大，可能的原因是熱敏電阻I-答案 設計的控制電路乙O-6熱敏電阻溫度升高，其他條件不變熱敏電阻溫度降低，其他條件不變光照增強，其他條件不變光照減弱，其他條件不變A .B .C.D .答案 D解析 電壓表示數(shù)變大，而 R3為定值電阻，說明流經 R3的電流增大，由電路結構可知，這可能

9、是由于 RT阻值減小或Ri阻值增大，由熱敏電阻和光敏電阻特性知，可能是由于溫度降低或光照減弱，故、正確，、錯誤.2.（傳感器的應用）如圖 6 所示是一種水位自動報警器的原理示意圖，當杯中的水的水位到達金屬塊B 時,出現(xiàn)的情況是（）1L岡-lit- P-電源電源答案 B解析 由電路結構可以看出，當杯中的水的水位到達B時， 左端電路被接通，這樣螺線管就產生磁場，相當于一個磁鐵，對與彈簧相連的銜鐵產生吸引作用，使之向下移動，這樣3.（傳感器的應用）如圖 7 所示為大型電子地磅電路圖，電源電動勢為E,內阻不計不稱物體時，滑片P在 A 端，滑動變阻器接入電路的有效電阻最大，電流較??；稱物體時，在壓力作用

10、下滑片P 下滑，滑動變阻器有效電阻變小， 電流變大，這樣把電流對應的重量值刻在刻度盤上，就可以讀出被稱物體的重量值.若滑動變阻器上 A、B 間距離為 L,最大阻值等于定值電阻的阻值Ro,已知兩彈簧的總彈力與形變量成正比,A. Li燈亮C. Li、L2兩燈同時亮圖 6B . L2燈亮D . Li、L2兩燈都不亮L2電路被接通.7由受力平衡得：G= kxL x由閉合電路歐姆定律得：（Ro+ 廠 Ro）l = E由得：G = 2kL .IRo4.（傳感器的應用）用如圖 8 所示的電磁繼電器設計一個高溫報警器，要求是：正常情況綠燈亮，有險情時 電鈴報警可供選擇的器材如下：熱敏電阻、綠燈泡、小電鈴、學生用電源、繼電器、滑動變阻器、開關、圖 8答案如下圖所示.解析 將熱敏電阻、學生用電源、滑動變阻器、開關串聯(lián)接入繼電器的a、b 端；將學生用電源與電鈴、綠燈泡分別接入 c、d、e 之間正常情況時熱敏電阻阻值大，ab 間電流小，電磁鐵磁性弱，c、e 接通，綠燈亮，溫度升高時，熱敏電阻阻