高考物理復(fù)習(xí)第十一章交變電流及傳感器3傳感器及其應(yīng)用市賽課公開課一等獎(jiǎng)省名師獲獎(jiǎng)?wù)n件

第十一章交變電流及傳感器第3講傳感器及其應(yīng)用1/402/401.知道什么是傳感器，了解非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量技術(shù)意義．2.觀察光敏電阻、熱敏電阻和金屬熱電阻、霍爾元件等各種傳感器元件，了解它們特征．3.知道常見傳感器工作原理．4.了解電飯鍋工作原理．3/401.傳感器：有這么一類元件，能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成份等__________，并把它們按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)化為電壓、電流等_________，或轉(zhuǎn)化為_____________.2.光敏電阻：通常是由硫化鎘等______________制成，其特點(diǎn)是光照變強(qiáng)，電阻______．光敏電阻是把__________這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為_______這一電學(xué)量元件．非電學(xué)量電學(xué)量電路通斷

半導(dǎo)體材料變小光照強(qiáng)弱電阻4/403.金屬熱電阻和熱敏電阻：金屬熱電阻是由鉑、銅等__________制成，其特點(diǎn)是溫度升高，電阻_______；熱敏電阻是由半導(dǎo)體材料制成，其特點(diǎn)是溫度升高，電阻_______．它們都能夠把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)化為________這個(gè)電學(xué)量．4.霍爾元件：通常是由_____________制成，其產(chǎn)生霍爾電壓UH＝__________.霍爾元件能把____________這一磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量．金屬材料變大變小電阻半導(dǎo)體元件

磁感應(yīng)強(qiáng)度

5/405.力傳感器：經(jīng)典應(yīng)用是電子秤，其中主要元件為__________，它作用是將__________這一力學(xué)量轉(zhuǎn)化為_______這一電學(xué)量．6.溫度傳感器：經(jīng)典應(yīng)用是日光燈開啟器和電熨斗，其中主要元件為雙金屬片．日光燈開啟器中__________，其外層材料熱膨脹系數(shù)________內(nèi)層材料熱膨脹系數(shù)．電熨斗工作原理(以下列圖)：應(yīng)變片物體形變電壓雙金屬片小于6/407/40雙金屬片上層金屬熱膨脹系數(shù)________下層，常溫下，彈性銅片和雙金屬片觸點(diǎn)是_______，通電后，電熱絲發(fā)燒，當(dāng)溫度升高到某一值時(shí)，雙金屬片上層金屬受熱膨脹，形變量大于下層金屬，雙金屬片向下彎曲，使觸點(diǎn)________，切斷電路；伴隨溫度降低，當(dāng)降到某一溫度時(shí)，雙金屬片收縮恢復(fù)原狀，兩觸點(diǎn)又_______，接通電路．調(diào)溫旋鈕下壓彈性銅片，可使觸點(diǎn)分離溫度_______；上提彈性銅片，可_______觸點(diǎn)分離溫度，從而實(shí)現(xiàn)了調(diào)溫控制．大于接觸分離接觸升高降低8/407.感溫鐵氧體：也叫感溫磁體．常溫下含有________，能夠被磁體吸引，當(dāng)溫度上升到約103℃時(shí)，就____________，不能被磁體吸引了．這個(gè)溫度在物理學(xué)中稱為該材料“__________”或“__________”．鐵磁性失去鐵磁性居里溫度居里點(diǎn)9/408.電飯鍋：結(jié)構(gòu)圖如圖所表示．10/40其工作過(guò)程：開始煮飯時(shí)_______開關(guān)按鈕，因?yàn)槌叵赂袦罔F氧體含有磁性，永磁體將_______感溫磁體，所以手松開后這個(gè)按鈕不會(huì)恢復(fù)到圖示位置，則觸點(diǎn)接觸，電路接通，這時(shí)電飯鍋處于_______狀態(tài)．當(dāng)水沸騰時(shí)，水溫度保持沸點(diǎn)_______，故感溫磁體仍與永磁體相吸，繼續(xù)加熱．當(dāng)飯煮熟后，水分被大米吸收，鍋底溫度_______，當(dāng)溫度超出103℃時(shí)，感溫磁體失去磁性，因?yàn)開______作用，按鈕開關(guān)將恢復(fù)到如圖所表示位置，切斷電源，從而停頓加熱．壓下吸引加熱不變上升彈簧11/40光信號(hào)電信號(hào)散射發(fā)光二極管光電三極管不透明擋板高電阻光電三極管變小

12/4013/40熱敏電阻特征14/40BD

15/4016/40若保持電源電動(dòng)勢(shì)E不變，由閉合電路歐姆定律U2臨＝E－I(r＋R1臨)，當(dāng)臨界溫度升高，R1臨減小，為確保U2臨不變，應(yīng)增大I，需減小R2，即將R2滑片上移，C項(xiàng)錯(cuò)誤；同理當(dāng)臨界溫度降低，應(yīng)將R2滑片下移，D項(xiàng)正確．17/40霍爾電壓UH公式推導(dǎo)18/4019/40BCD

20/4021/40電容式傳感器分類22/40典題演示3傳感器是自動(dòng)控制設(shè)備中不可缺乏元件，已經(jīng)滲透到宇宙開發(fā)、環(huán)境保護(hù)、交通運(yùn)輸以及家庭生活等各種領(lǐng)域．以下列圖所表示為幾個(gè)電容式傳感器，其中經(jīng)過(guò)改變電容器兩極板間距離而引發(fā)電容改變是()C23/40【解析】A是經(jīng)過(guò)改變介電常數(shù)改變電容，A錯(cuò)誤；B和D是經(jīng)過(guò)改變正對(duì)面積改變電容，B、D錯(cuò)誤；C是經(jīng)過(guò)改變兩極板間距改變電容，C正確．24/40應(yīng)變片是用半導(dǎo)體材料制成，當(dāng)外力越大時(shí)，彎曲形變?cè)酱螅舷卤砻孀柚蹈淖兙驮酱螅偃绱_保經(jīng)過(guò)應(yīng)變片電流恒定，那么上下表面電壓差就越大，傳感器輸出就是電壓差．雙金屬片應(yīng)用是不一樣金屬受熱膨脹系數(shù)不一樣，從而到達(dá)控制電路通斷目標(biāo)．應(yīng)變片和雙金屬片區(qū)分25/40典題演示4(多項(xiàng)選擇)關(guān)于電子秤中應(yīng)變式力傳感器，以下說(shuō)法中正確是()A.應(yīng)變片是由導(dǎo)體材料制成B.當(dāng)應(yīng)變片表面拉伸時(shí)，其電阻變大，反之電阻變小C.傳感器輸出是應(yīng)變片上電壓D.外力越大，輸出電壓差值也越大BD

26/4027/401.(多項(xiàng)選擇)傳感器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于我們生活，為我們帶來(lái)了方便．以下能夠用來(lái)控制電路通斷溫度傳感器元件有()A.雙金屬片 B.應(yīng)變片C.感溫鐵氧體 D.干簧管AC

28/40【解析】因?yàn)閮蓪咏饘贌崤蛎浵禂?shù)不一樣，雙金屬片受熱發(fā)生彎曲，控制電路通斷，所以雙金屬片是溫度傳感器，A正確；壓力作用大，應(yīng)變片發(fā)生形變，電阻改變，應(yīng)變片是一個(gè)力傳感器，所以B錯(cuò)誤；感溫鐵氧體是溫度傳感器，它在常溫下含有鐵磁性，能被磁鐵吸引，當(dāng)溫度上升到約103℃時(shí)，就失去磁性，不能被磁鐵吸引了，C正確；干簧管是一個(gè)磁傳感器，當(dāng)磁體靠近它時(shí)，兩簧片被磁化而接通，起到開關(guān)作用，D錯(cuò)誤．29/402.(多項(xiàng)選擇)利用光敏電阻制作光傳感器，統(tǒng)計(jì)了傳送帶上工件輸送情況．如圖甲所表示為某工廠成品包裝車間光傳感統(tǒng)計(jì)器，光傳感器B能接收到發(fā)光元件A發(fā)出光．每當(dāng)工件擋住A發(fā)出光時(shí)，光傳感器就輸出一個(gè)電信號(hào)，并在屏幕上顯示出電信號(hào)與時(shí)間關(guān)系，如圖乙所表示．若傳送帶一直勻速運(yùn)動(dòng)，每?jī)蓚€(gè)工件間距離為0.1m，則以下說(shuō)法中正確是()A.傳送帶運(yùn)動(dòng)速度是0.1m/sB.傳送帶運(yùn)動(dòng)速度是0.2m/sC.該傳送帶每小時(shí)輸送3600個(gè)工件D.該傳送帶每小時(shí)輸送7200個(gè)工件

BD

30/4031/40ACD

32/40【解析】常溫下感溫磁體含有較強(qiáng)磁性，溫度到約103℃，失去鐵磁性．常壓下只要鍋內(nèi)有水，因水沸點(diǎn)為100℃，水未完全蒸發(fā)掉前，其溫度就不會(huì)升高到103℃，開關(guān)按鈕就不會(huì)自動(dòng)跳起．33/404.(·南通、連云港、揚(yáng)州、淮安二模)電容式加速度傳感器原理結(jié)構(gòu)如圖所表示，質(zhì)量塊右側(cè)連接輕質(zhì)彈簧，左側(cè)連接電介質(zhì)，彈簧右端和電容器都固定在外框上．質(zhì)量塊可帶動(dòng)電介質(zhì)移動(dòng)改變電容．則()A.電介質(zhì)插入極板間越深，電容器電容越小B.當(dāng)傳感器以恒定加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中有恒定電流C.若傳感器原來(lái)向右勻速運(yùn)動(dòng)，突然減速時(shí)彈簧會(huì)伸長(zhǎng)D.當(dāng)傳感器由靜止突然向右加速瞬間，電路中有順時(shí)針?lè)较螂娏?/p>

D

34/40【解析】電介質(zhì)插入極板間越深，電容器電容越大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；傳感器以恒定加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧彈力提供質(zhì)量塊加速度，加速度不變則彈力不變，電介質(zhì)插入深度不變，電容器電容不變，電路中無(wú)電流，B項(xiàng)錯(cuò)誤；向右勻速突然減速，因?yàn)閼T性彈簧將被壓縮，C項(xiàng)錯(cuò)誤；傳感器由靜止突然向右加速，電介質(zhì)插入深度變大，電容器電容變大，而電容器兩端電壓不變，電容器帶電荷量變大，電容器充電，電路中形成順時(shí)針電流，D項(xiàng)正確．35/40AD

36/40【解析】一個(gè)車輪經(jīng)過(guò)感應(yīng)線時(shí)，壓力先變大后變小，電容器先充電后放電，A項(xiàng)正確；由圖乙看出充電時(shí)電流先變大后變小，放電時(shí)電流也是先變大后變小，B項(xiàng)錯(cuò)誤；車輪停在感應(yīng)線上，壓力不變則電壓不變，電路中沒(méi)有電流，C項(xiàng)錯(cuò)誤；前輪越過(guò)感應(yīng)線再倒回，兩次經(jīng)過(guò)感應(yīng)線，形成兩個(gè)脈沖電流，電子眼拍照，D項(xiàng)正確．37/406.如圖所表示，圖甲為熱敏電阻R-t圖象，圖乙為用此熱敏電阻R、可變電阻R′和繼電器組成一個(gè)簡(jiǎn)單恒溫箱溫控電路，繼電器線圈電阻為100Ω.當(dāng)線圈電流大于或等于10mA時(shí)，繼電器銜鐵被吸合．E是為繼電器線圈供電電池，電動(dòng)勢(shì)E＝6V，內(nèi)阻不計(jì)．圖中“電源”是恒溫箱加熱器電源．38