高中物理滬科版1第四章電磁波與現(xiàn)代通信 2023版第4章4．3信息的獲取-傳感器

4．3信息的獲取——傳感器1．(2分)(多選)下列說法正確的是()A．發(fā)射出去的無線電波，可以傳播到無限遠處B．雷達是利用無線電波測定物體位置的無線電設備C．波長越短的無線電波，越接近直線傳播D．移動電話是利用無線電波進行通訊的【解析】無線電波在傳播過程中，遇到障礙物就被吸收一部分，能量不斷減少．雷達和移動電話的傳輸都利用了無線電波，波長越短，傳播方式越接近直線傳播．故B、C、D均正確．【答案】BCD2．(2分)(多選)下列過程屬于電磁波接收過程的是()A．調諧 B．調頻C．檢波 D．調幅【解析】調頻和調幅過程屬調制的兩種方式，是發(fā)射電磁波時必須要進行的，所以B，D不屬于接收過程，C中檢波是對調幅波解調時的表述方法，所以屬于接收過程．【答案】AC3．(3分)(多選)電視機在室內接收電視臺向空中發(fā)射的電磁信號，下列判斷正確的是()A．當電視機所在處離電視發(fā)射塔較近時，用室內天線也可以接收信號，這是電磁波的衍射現(xiàn)象B．用室內天線接收時，電視機安放在室內不同位置接收效果不同，這是電磁波在室內反射后產生的干涉現(xiàn)象C．離電視發(fā)射塔遠處要用架設室外天線的方法接收信號，這是由于發(fā)送電視信號用的是微波，波長短，基本上是直線傳播D．有線電視的信號也是通過電磁波傳播【解析】電磁波繞過障礙物進入室內而被電視機天線接收，這是電磁波的衍射現(xiàn)象，故A正確．室內不同位置，由于電磁波在墻壁和其他器物表面反射，然后疊加，形成有的地方強，有的地方弱的現(xiàn)象是波的干涉現(xiàn)象，故B正確．電視信號用的是微波，波長短，基本上是直線傳播，在離發(fā)射塔較遠處，由于微波不能直接傳送到電視機天線，就要架設室外天線來接收微波．有線電視通過傳輸中的振蕩電流來傳送信號，不通過空中的電磁波傳送，故D錯誤．【答案】ABC4．(3分)江蘇人民廣播電臺的頻率是702kHz電磁波在空氣中傳播的速度約為3×108m/s,則江蘇臺節(jié)目的波長是多少米？【解析】由c＝λf，得λ＝eq\f(c,f)＝eq\f(3×108,702×103)m＝m.【答案】m課標導思1.知道傳感器具有將非電學量轉化為電學量的特性．對常見的傳感器的種類有所了解．2．了解各類敏感元件的物理特性．3．了解常見傳感器在生產、生活和科研以及航空航天中的應用，體會傳感器的應用給人們帶來的方便.一、傳感器1．傳感器的特性：是一種能感知和識別信息的裝置，能將感知和測量到的非電學量轉變?yōu)殡妼W量．2．傳感器的組成：傳感器由敏感元件和電路組成．敏感元件是傳感器中的關鍵性元件，承擔著“感知”和轉換外界信息的任務．二、敏感元件的物理特性1．光敏元件能把光信號轉變?yōu)殡娦盘枺昧斯饷綦娮枳柚惦S光照強度變化而改變的特性．2．聲敏元件是聲電轉換器件．它能把聲音信號轉變?yōu)殡娦盘枺?．紅外測溫儀是一種將紅外輻射波轉換成電信號的傳感裝置，能非接觸快速測溫，又不會造成交叉感染．4．數(shù)碼相機和攝像機中的敏感元件叫電荷耦合器件，它能將光信號轉換成模擬電信號，再通過A/D轉換器就可轉換為數(shù)字電信號，以便于計算機處理．5．智能傳感器是將傳感器和電子計算機組合在一起．6．微型傳感器由亞微米至亞毫米范圍內的電子元件和機械元件制成，是一種將傳感、處理、執(zhí)行諸功能融為一體的微機電系統(tǒng)．它的優(yōu)點是尺寸小、集成化程度高，功能強大.一、傳感器及其工作原理1．傳感器能像人的感覺器官那樣感受外界信息，并能按照一定的規(guī)律和要求把這些信息轉換成可用輸出信息的器件或裝置，就叫傳感器．【深化探究】人如何感知信息？提示：人是通過下面五種感覺(如圖)接收外界信息的，因此人本身就是高級傳感器．2．組成：傳感器一般由敏感元件、轉換元件和轉換電路三部分組成．eq\x(非電學量)→eq\x(敏感元件)→eq\x(轉換元件)→eq\x(轉換電路)→eq\x(電學量)(1)敏感元件是傳感器的核心部分，它是利用材料對某一物理量敏感的特性制成的．常用的敏感元件有：雙金屬片、光敏電阻、熱敏電阻、聲敏電阻等．(2)轉換元件的作用是把敏感元件輸出的與被測物理量滿足一定關系的非電信號轉換為電信號的電子元件．(3)轉換電路的作用是將轉換元件轉換的電信號轉換成易于傳播或測量的電學量輸出．3．作用：傳感器的作用是將感受到的非電學量如力、熱、光、聲、化學、生物等量轉換成便于測量的電學量或信號．二、常用傳感器1．雙金屬片溫度傳感器：利用兩片金屬的熱膨脹系數(shù)不同，在溫度變化時兩片金屬伸長或縮短量不同而彎曲，從而控制電路的通斷．應用：電熨斗、恒溫箱等．2．熱敏電阻溫度傳感器：利用熱敏電阻器的電阻值隨溫度變化而改變的特點，在溫度變化時，熱敏電阻器的電阻值發(fā)生變化，從而引起電路中電流和電壓的變化．應用：空調、電冰箱、微波爐、消毒柜等．3．光敏電阻傳感器：利用光敏電阻器的電阻值隨光照的強度變化而改變的特點．無光照時，光敏電阻器的電阻值很大，有光照時，光敏電阻器的電阻值變小，從而引起電路中電流和電壓的變化．應用：工業(yè)自動化控制、光電計數(shù)器，樓道燈開關等．4．紅外線傳感器：接收攜帶信息的紅外線，轉換成電信號，從而獲得紅外線輻射源的相關信息．應用：航空攝影、衛(wèi)星遙感遙測、自動門、紅外線測溫儀、防盜防火警報器、家用電器遙控器等．5．另外還有壓力傳感器、生物傳感器、氣味傳感器、智能傳感器等．傳感器的工作原理及應用(多選)關于傳感器的下列說法正確的是()A．電視機遙控器就是一個傳感器B．傳感器是一種能夠將非電學量轉換為電學量的檢測裝置C．傳感器是實現(xiàn)信息自動檢測和自動控制的首要器件D．無人管理的自動灌溉系統(tǒng)是溫度傳感器在農業(yè)生產中的應用【導析】根據傳感器的特性、原理及應用來分析．【解析】電視機的遙控器是一種發(fā)射和接收紅外線的裝置，不是傳感器，故A錯；自動灌溉系統(tǒng)是一種利用濕度傳感器判斷農田水分蒸發(fā)情況、自動決定供水和停水的裝置，故D錯．故選B、C.【答案】BC對傳感器的理解傳感器是一種感受外部信息，并將其按照一定規(guī)律轉換成電信號的器件或裝置，是實現(xiàn)信息自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)．唱卡拉OK用的話筒內有傳感器，其中有一種是動圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場中，當聲波使膜片前后振動時，就將聲音信號轉變?yōu)殡娦盘?，下列說法正確的是()A．該傳感器是根據電流的磁效應進行工作的B．該傳感器是根據電磁感應的原理進行工作的C．膜片振動時，穿過金屬線圈的磁通量不變D．膜片振動時，金屬線圈中不會產生感應電流【解析】當聲波使膜片前后振動時，膜片后的線圈就跟著振動，從而使處于永磁體磁場的線圈切割磁感線，穿過線圈的磁通量變化，產生感應電流．從而將聲音信號轉化為電信號．可見這是利用了電磁感應原理，故只有B正確．【答案】B1．隨著生活質量的提高，自動干手機已經進入家庭．洗手后，將濕手靠近自動干手機，機內的傳感器便驅動電熱器加熱，有熱空氣從機內噴出，將手烘干．手靠近自動干手機能使傳感器工作，是因為()A．改變了濕度 B．改變了溫度C．改變了磁場 D．改變了電容【解析】自動干手機內的傳感器應用的是電容原理，當手靠近傳感器時，相當于在電容器間增加了一個電介質，改變了電容的大小，使自動干手機開始工作．【答案】D2．(多選)下列說法正確的是()A．熱敏電阻和熱電阻都是溫度敏感元件，二者具有相同的電阻—溫度特性B．傳感器是由敏感元件、處理電路及輔助電源組成的裝置C．溫度傳感器是一種將外部溫度信號轉換為電信號的電子裝置D．向空調傳遞室內溫度信息的設備是一種濕度傳感器【解析】熱敏電阻和熱電阻具有不同的電阻—溫度特性．熱敏電阻的特性是電阻值隨溫度升高而減小，而熱電阻的特性是電阻值隨溫度升高而增大，故A錯，向空調傳遞室內溫度信息的是一種溫度傳感器，故D錯，B、C選項正確．【答案】BC3．如圖4-3-1所示，R1為定值電阻，R2為負溫度系數(shù)的熱敏電阻，L為小燈泡，當溫度降低時()【導學號：17592049】圖4-3-1A．R1兩端的電壓增大B．電流表的示數(shù)增大C．小燈泡的亮度變強D．小燈泡的亮度變弱【解析】R2與燈L并聯(lián)后與R1串聯(lián)，與電源構成閉合電路，當熱敏電阻溫度降低時，電阻R2增大，外電路電阻增大，電流表讀數(shù)減小，燈L兩端電壓增大，燈泡亮度變強，R1兩端電壓減小，故C正確．【答案】C4．完成人類的五種感覺與有關傳感器的對應關系(連線)．eq