高中物理 第三章 傳感器章末復(fù)習(xí)課學(xué)案 粵教版選修32

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1、 第三章 傳感器 章末復(fù)習(xí)課 【知識(shí)體系】 [答案填寫]?、僮儞Q或轉(zhuǎn)換?、诿舾性、坜D(zhuǎn)換元件?、軣崦綦娮琛、莨饷綦娮? 主題1　常見(jiàn)敏感元件的特點(diǎn) 1．光敏電阻． 光敏電阻由金屬硫化物等半導(dǎo)體材料制成，其電阻率對(duì)光非常敏感．光敏電阻的阻值與所受光照的強(qiáng)度有關(guān)，光照增強(qiáng)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． 熱敏電阻是由半導(dǎo)體材料制成的，其電阻率對(duì)溫度非常敏感．熱敏電阻有正溫度系數(shù)和負(fù)溫度系數(shù)兩種．正溫度系數(shù)熱敏電阻的阻值隨溫度升高而增大，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減?。? 4．電容器．

2、 平行板電容器的電容與極板面積，極板間距及電介質(zhì)材料有關(guān)，電容器可以感知引起電容變化的任一外界信息，并將其轉(zhuǎn)化為電容變化．例如，當(dāng)極板受力時(shí)會(huì)改變極板間距，從而引起電容變化． 5．霍爾元件． 能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換成電壓這個(gè)電學(xué)量． 【典例1】　(多選)如圖所示是火警報(bào)警裝置的一部分電路示意圖，其中R2是半導(dǎo)體熱敏傳感器，它的阻值隨溫度升高而減小，a、b接報(bào)警器，則(　　) A．R2處發(fā)生火情時(shí)，電流表示數(shù)變小 B．R2處發(fā)生火情時(shí)，電流表示數(shù)變大 C．當(dāng)a、b兩點(diǎn)間電壓顯著變大，報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警 D．當(dāng)a、b兩點(diǎn)間電壓顯著變小，報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警 解析：當(dāng)R2處發(fā)生火情

3、時(shí)，R2阻值減小，則總阻值減小，由閉合電路歐姆定律可知，電路中電流增大，故A錯(cuò)誤，B正確；因電路中電流增大，則由Uab＝E－Ir可知，ab兩端的電壓減小，報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警，故C錯(cuò)誤，D正確． 答案：BD 針對(duì)訓(xùn)練 1.如圖所示是某居民小區(qū)門口利用光敏電阻設(shè)計(jì)的行人監(jiān)控裝置，R1為光敏電阻，R2為定值電阻，A、B接監(jiān)控裝置．則(　　) ①當(dāng)有人通過(guò)而遮蔽光線時(shí)，A、B之間電壓升高 ②當(dāng)有人通過(guò)而遮蔽光線時(shí)，A、B之間電壓降低 ③當(dāng)僅增大R2的阻值時(shí)，可增大A、B之間的電壓 ④當(dāng)僅減小R2的阻值時(shí)，可增大A、B之間的電壓 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 解析：

4、R1是光敏電阻，有光照射時(shí)，阻值變小，當(dāng)有人通過(guò)而遮蔽光線時(shí)，R1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①錯(cuò)誤，②正確；由閉合電路歐姆定律得：U＝E－I(R1＋r)，當(dāng)僅增大R2的阻值時(shí)，電路中的電流減小，A、B間的電壓U增大，故③正確；當(dāng)僅減小R2的阻值時(shí)，電路中的電流增大，A、B間的電壓U減小，故④錯(cuò)誤． 答案：C 主題2　傳感器在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用 1．傳感器是以一定的精度和規(guī)律，將所感受到的物理量(如力、熱、磁、光、聲等)轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量的量(一般是電學(xué)量)的一類元件． 2．傳感器的應(yīng)用過(guò)程包括三個(gè)環(huán)節(jié)：感、傳、用． (1)“感”是指?jìng)鞲衅鞯拿舾性惺?/p>

5、信息； (2)“傳”是指通過(guò)電路等將傳感器敏感元件獲取的信息傳給執(zhí)行機(jī)構(gòu)． (3)“用”是指執(zhí)行機(jī)構(gòu)利用傳感器傳來(lái)的信息進(jìn)行某種顯示或某種動(dòng)作． 3．傳感器電路問(wèn)題的處理思路． 處理與傳感器有關(guān)的電路設(shè)計(jì)問(wèn)題時(shí)，可將整個(gè)電路分解為： (1)傳感器所在的信息采集部分； (2)轉(zhuǎn)化傳輸部分(這部分電路往往與直流電路的動(dòng)態(tài)分析有關(guān))； (3)執(zhí)行電路部分． 【典例2】　圖為由電源、電磁繼電器、滑動(dòng)變阻器、綠燈泡、小電鈴、半導(dǎo)體熱敏電阻、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等組成的一個(gè)高溫報(bào)警器電路圖，要求是：正常情況綠燈亮，有險(xiǎn)情時(shí)電鈴報(bào)警，則圖中的甲、乙、丙分別是(　　) A．小電鈴、半導(dǎo)體熱敏電阻、

6、綠燈泡 B．綠燈泡、小電鈴、半導(dǎo)體熱敏電阻 C．半導(dǎo)體熱敏電阻、小電鈴、綠燈泡 D．半導(dǎo)體熱敏電阻、綠燈泡、小電鈴 解析：根據(jù)要求，在常溫下熱敏電阻甲阻值較大，電磁鐵磁性較弱，不能將銜鐵吸下，此時(shí)綠燈所在電路接通，綠燈亮，所以丙為綠燈；溫度升高，熱敏電阻阻值較小，控制電路電流增大時(shí)，電磁鐵磁性增大，將銜鐵吸下，丙電路斷開(kāi)，乙電路接通電鈴響，所以乙為小電鈴．由以上的分析可知，甲是半導(dǎo)體熱敏電阻． 答案：C 針對(duì)訓(xùn)練 2.(多選)電子打火機(jī)的點(diǎn)火原理是壓電效應(yīng)，壓電片在受壓時(shí)會(huì)在兩側(cè)形成電壓且電壓大小與壓力近似成正比．現(xiàn)有一利用壓電效應(yīng)制造的電梯加速度傳感器，如圖所示．壓電片安

7、裝在電梯地板下，電壓表與壓電片構(gòu)成閉合回路用來(lái)測(cè)量壓電片兩側(cè)形成的電壓．若發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．電梯一定加速上升 B．電梯可能減速下降 C．電梯加速度一定向上 D．電梯加速度一定向下 解析：電壓表示數(shù)增大說(shuō)明人對(duì)地板的壓力變大，對(duì)人受力分析知地板對(duì)人的支持力大于人所受重力，即人的加速度一定向上，所以電梯可能向上加速，也可能向下減速，故AD錯(cuò)誤，BC正確． 答案：BC 統(tǒng)攬考情 傳感器在生產(chǎn)和科技中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，這使傳感器的原理及應(yīng)用在高考中出現(xiàn)的可能性有所增加．主要以選擇題為主，分值為6分左右． 真題例析 (2016全國(guó)Ⅰ卷)現(xiàn)要組裝

8、一個(gè)由熱敏電阻控制的報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)要求熱敏電阻的溫度達(dá)到或超過(guò)60 ℃時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警，提供的器材有：熱敏電阻，報(bào)警器(內(nèi)阻很小，流過(guò)的電流超過(guò)Ic時(shí)就會(huì)報(bào)警)，電阻箱(最大阻值為999.9 Ω)，直流電源(輸出電壓為U，內(nèi)阻不計(jì))，滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為1 000 Ω)，滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值為2 000 Ω)，單刀雙擲開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干． 在室溫下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，已知U約為18 V，Ic約為10 mA；流過(guò)報(bào)警器的電流超過(guò)20 mA時(shí)，報(bào)警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，在60 ℃時(shí)阻值為650.0 Ω. (1)完成待調(diào)節(jié)的報(bào)警系統(tǒng)原理電路圖的連線． (2)在電路

9、中應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器________(選填“R1”或“R2”)． (3)按照下列步驟調(diào)節(jié)此報(bào)警系統(tǒng)． ①電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一定的阻值，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，這一阻值為_(kāi)___________Ω；滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于________(選填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是_______________． ②將開(kāi)關(guān)向________(選填“c”或“d”)端閉合，緩慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，直至________________________________________． (4)保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，將開(kāi)關(guān)向另一端閉合，報(bào)警系統(tǒng)即可正常使用． 解析：(1)根據(jù)題意可知

10、，本實(shí)驗(yàn)要求能用電阻箱進(jìn)行校準(zhǔn)，故電阻箱應(yīng)與熱敏電阻并聯(lián)，利用單刀雙擲開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制；它們?cè)倥c報(bào)警器和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)即可起到報(bào)警作用；(2)電壓為18 V，而報(bào)警時(shí)的電流為10 mA，此時(shí)電阻約為：R＝ Ω＝1 800 Ω，而熱敏電阻的阻值約為650 Ω，故滑動(dòng)變阻器接入電阻約為1 150 Ω，故應(yīng)選擇R2；(3)①因要求熱敏電阻達(dá)到60 ℃時(shí)報(bào)警，此時(shí)電阻為650 Ω，故應(yīng)將電阻箱調(diào)節(jié)至650 Ω，然后由最大調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，直至報(bào)警器報(bào)警，故開(kāi)始時(shí)滑片應(yīng)在b端；目的是讓電流由小到大調(diào)節(jié)，保證報(bào)警器的安全使用；②將開(kāi)關(guān)接到c端與電阻箱連接，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器直至報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警即可；然后再接入熱敏電阻

11、，電路即可正常工作． 答案：(1)如圖所示 (2)R2　(3)①650.0　b　保證報(bào)警器的安全使用?、赾　報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警 針對(duì)訓(xùn)練 如圖，足夠長(zhǎng)的直線ab靠近通電螺線管，與螺線管平行．用磁傳感器測(cè)量ab上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示的大致圖象是(　　) 解析：通電螺線管周圍磁場(chǎng)分布如圖．磁感線密集的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度B大，可見(jiàn)中點(diǎn)正上方磁感應(yīng)強(qiáng)度B?。鴥啥藷o(wú)限遠(yuǎn)的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度趨于0，對(duì)照?qǐng)D象，C對(duì)． 答案：C 1．如圖所示，質(zhì)量不計(jì)的彈簧豎直固定在水平面上，t＝0時(shí)刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點(diǎn)

12、，然后又被彈起離開(kāi)彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復(fù)．通過(guò)安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測(cè)出這一過(guò)程彈簧彈力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示，則(　　) A．t1時(shí)刻小球速度最大 B．t1～t2這段時(shí)間內(nèi)，小球的速度先增大后減小 C．t2～t3這段時(shí)間內(nèi)，小球所受合外力一直減小 D．t1～t3全過(guò)程小球的加速度先減小后增大 解析：t1時(shí)刻小球剛與彈簧接觸，與彈簧接觸后，先做加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)彈力增大到與重力平衡，即加速度減為零時(shí)，速度達(dá)到最大，故A錯(cuò)誤；t2時(shí)刻，彈力最大，故彈簧的壓縮量最大，小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)，速度等于零，故t1～t2這段時(shí)間內(nèi)，小球的加速度先減小后增加，

13、小球的速度先增大后減小，故B正確；t2～t3這段時(shí)間內(nèi)，從最低點(diǎn)被彈起到彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)位置，此過(guò)程中小球所受合外力先減小到零，然后增加，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；t2～t3這段時(shí)間內(nèi)，小球處于上升過(guò)程，先做加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng)，后做加速度不斷增大的減速運(yùn)動(dòng)，則在t1～t3全過(guò)程中，小球先向下做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，后做加速度增加的減速運(yùn)動(dòng)；然后上升階段再做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，后做加速度增加的減速運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：B 2.(多選)如圖所示為用熱敏電阻R和繼電器L等組成的一個(gè)簡(jiǎn)單的恒溫控制電路，其中熱敏電阻的阻值會(huì)隨溫度的升高而減小．電源甲與繼電器、熱敏電阻等組成控制電路，電源乙與恒溫箱加熱器

14、(圖中未畫出)相連接．則(　　) A．當(dāng)溫度降低到某一數(shù)值，銜鐵P將會(huì)被吸下 B．當(dāng)溫度升高到某一數(shù)值，銜鐵P將會(huì)被吸下 C．工作時(shí)，應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在C、D端 D．工作時(shí)，應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在A、B端 解析：當(dāng)溫度降低，熱敏電阻的阻值增大，電路中電流減小，繼電器磁性減弱，銜鐵P不動(dòng)，反之，銜鐵P動(dòng)，被吸下，A錯(cuò)、B對(duì)；可以判斷，應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在A、B端，這樣才能實(shí)現(xiàn)恒溫． 答案：BD 3.(多選)如圖所示為握力器原理示意圖，握力器把手上的連桿與彈簧一起上下移動(dòng)，握力的大小可通過(guò)一定的換算關(guān)系由電流表的示數(shù)獲得．當(dāng)人緊握握力器時(shí)，如果握力越大，下列判斷

15、正確的有(　　) A．電路中電阻越大　 B．電路中電阻越小 C．電路中電流越小 D．電路中電流越大 解析：由題圖看出，握力越大，變阻器接入電路的電阻越小，外電路的總電阻越小，故A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路中電流越大．故C錯(cuò)誤，D正確． 答案：BD 4．如圖所示的電路可將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，該電路中右側(cè)固定不動(dòng)的金屬板b，與能在聲波驅(qū)動(dòng)下沿水平方向振動(dòng)的鍍有金屬層的振動(dòng)膜a通過(guò)導(dǎo)線與恒定電源兩極相接，若聲源S沿水平方向做有規(guī)律的振動(dòng)，則(　　) A．a(chǎn)振動(dòng)過(guò)程中，ab板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變 B．a(chǎn)振動(dòng)過(guò)程中，ab板所帶電量不變 C．a(chǎn)振動(dòng)過(guò)程中，靈敏電

16、流計(jì)中始終有方向不變的電流 D．a(chǎn)向右的位移最大時(shí)，ab兩板所構(gòu)成的電容器的電容最大 解析：a、b間電壓不變，a振動(dòng)過(guò)程中，板間距離周期性變化，則由公式E＝分析得知，a、b板間的電場(chǎng)強(qiáng)度也會(huì)周期性變化，故A錯(cuò)誤；a振動(dòng)過(guò)程中，a、b間電壓不變，由公式C＝分析得知，a、b 板所帶的電量會(huì)周期性變化，故B錯(cuò)誤；a 振動(dòng)過(guò)程中，a、b 板所帶的電量會(huì)周期性變化，電容器放電和充電周期性交替產(chǎn)生，所以靈敏電流計(jì)中電流的方向也會(huì)周期性變化，故C錯(cuò)誤；a向右的位移最大時(shí)，a、b 板間的距離最小，則a、b構(gòu)成的電容器的電容最大，故D正確． 答案：D 5.如圖是測(cè)量汽車質(zhì)量的地磅示意圖，汽車的質(zhì)量可通過(guò)

17、電流表的示數(shù)讀出，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．電流表的示數(shù)越大說(shuō)明被測(cè)汽車質(zhì)量越大 B．電流表的示數(shù)越大說(shuō)明被測(cè)汽車質(zhì)量越小 C．把圖中的電流表?yè)Q成電壓表同樣能測(cè)量汽車的質(zhì)量 D．地磅的最大量程只由彈簧的勁度系數(shù)決定，與電路的有關(guān)參數(shù)無(wú)關(guān) 解析：汽車質(zhì)量越大，則彈簧受到的壓力就越大，P點(diǎn)越向下，連入電路的電阻就越小，所以電流表的示數(shù)就越大，故A正確，B錯(cuò)誤；如果換成電壓表，由于電壓表的內(nèi)阻較大，所以滑動(dòng)變阻器的阻值發(fā)生變化時(shí)，電壓表的示數(shù)變化范圍較小，故不能準(zhǔn)確的測(cè)量，故C錯(cuò)誤；因?yàn)槭峭ㄟ^(guò)滑動(dòng)變阻器的阻值變化，將力信號(hào)變成了電信號(hào)，所以D錯(cuò)誤． 答案：A 我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，需要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，改變粗放式增長(zhǎng)模式，不斷優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)健康可持續(xù)發(fā)展進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化，推動(dòng)城鄉(xiāng)發(fā)展一體化因：我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展還面臨區(qū)域發(fā)展不平衡、城鎮(zhèn)化水平不高、城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡不協(xié)調(diào)等現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。