《高考物理 第10章 交變電流 傳感器 交變電流 傳感器 基礎(chǔ)課時28 傳感器的工作原理及應(yīng)用》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理 第10章 交變電流 傳感器 交變電流 傳感器 基礎(chǔ)課時28 傳感器的工作原理及應(yīng)用（31頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、 基礎(chǔ)課時基礎(chǔ)課時28傳感器的工作原理及應(yīng)用傳感器的工作原理及應(yīng)用知識梳理知識梳理知識點(diǎn)一、傳感器及其工作原理知識點(diǎn)一、傳感器及其工作原理1.概念概念傳感器是能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹總鞲衅魇悄軌驅(qū)⒏惺艿降奈锢砹?力、熱、光、聲等非電學(xué)量力、熱、光、聲等非電學(xué)量)，轉(zhuǎn)換成便于測量的量轉(zhuǎn)換成便于測量的量(一般是電學(xué)量一般是電學(xué)量)的一類元件。的一類元件。2.工作原理工作原理其工作過程是利用某一元件對某一物理量敏感，按一定規(guī)律將其工作過程是利用某一元件對某一物理量敏感，按一定規(guī)律將這一物理量轉(zhuǎn)換成便于利用的信號，從而方便檢測或自動化控這一物理量轉(zhuǎn)換成便于利用的信號，從而方便檢測或自動化控制。制。知識點(diǎn)二
2、、傳感器元件及常用實(shí)例知識點(diǎn)二、傳感器元件及常用實(shí)例1.傳感器元件傳感器元件2.常用實(shí)例常用實(shí)例1.關(guān)于傳感器的下列說法正確的是關(guān)于傳感器的下列說法正確的是()A.所有傳感器的材料都是由半導(dǎo)體材料做成的所有傳感器的材料都是由半導(dǎo)體材料做成的B.金屬材料也可以制成傳感器金屬材料也可以制成傳感器C.傳感器主要是通過感知電壓的變化來傳遞信號的傳感器主要是通過感知電壓的變化來傳遞信號的D.以上說法都不正確以上說法都不正確解析解析半導(dǎo)體材料可以制成傳感器，其他材料也可以制成傳半導(dǎo)體材料可以制成傳感器，其他材料也可以制成傳感器，如金屬氧化物氧化錳就可以制成溫度計，所以選項感器，如金屬氧化物氧化錳就可以制成
3、溫度計，所以選項A錯誤，錯誤，B正確；傳感器不但能感知電壓的變化，還能感受力、正確；傳感器不但能感知電壓的變化，還能感受力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，所以選項溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，所以選項C錯誤。錯誤。答案答案B診斷自測診斷自測2.(多選多選)下列說法正確的是下列說法正確的是()A.傳感器擔(dān)負(fù)著信息采集的任務(wù)傳感器擔(dān)負(fù)著信息采集的任務(wù)B.傳感器是把非電信號轉(zhuǎn)換為電信號的主要工具傳感器是把非電信號轉(zhuǎn)換為電信號的主要工具C.霍爾元件把光學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量霍爾元件把光學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量D.以上說法都不正確以上說法都不正確解析解析傳感器擔(dān)負(fù)著信息采集的任務(wù)，是把非電信號轉(zhuǎn)換為電傳感器擔(dān)
4、負(fù)著信息采集的任務(wù)，是把非電信號轉(zhuǎn)換為電信號，故選項信號，故選項A、B正確，正確，D錯誤；霍爾元件把磁學(xué)量轉(zhuǎn)化為電錯誤；霍爾元件把磁學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量，故選項學(xué)量，故選項C錯誤。錯誤。答案答案AB3.(多選多選)如圖如圖1所示是電飯鍋的結(jié)構(gòu)圖，如果感溫磁體的所示是電飯鍋的結(jié)構(gòu)圖，如果感溫磁體的“居里居里溫度溫度”為為103 ，下列說法中正確的是，下列說法中正確的是()圖圖1A.常溫下感溫磁體具有較強(qiáng)的磁性常溫下感溫磁體具有較強(qiáng)的磁性B.當(dāng)溫度超過當(dāng)溫度超過103 時，感溫磁體的磁性較強(qiáng)時，感溫磁體的磁性較強(qiáng)C.飯熟后，水分被大米吸收，鍋底的溫度會超過飯熟后，水分被大米吸收，鍋底的溫度會超過103
5、 ，這時開，這時開關(guān)按鈕會自動跳起關(guān)按鈕會自動跳起D.常壓下只要鍋內(nèi)有水，鍋內(nèi)的溫度就不可能達(dá)到常壓下只要鍋內(nèi)有水，鍋內(nèi)的溫度就不可能達(dá)到103 ，開關(guān)，開關(guān)按鈕就不會自動跳起按鈕就不會自動跳起解析解析常溫下感溫磁體的磁性較強(qiáng)，當(dāng)按下開關(guān)按鈕，永磁體常溫下感溫磁體的磁性較強(qiáng)，當(dāng)按下開關(guān)按鈕，永磁體與感溫磁體相互吸引而接通電路，而感溫磁體的居里溫度是與感溫磁體相互吸引而接通電路，而感溫磁體的居里溫度是103 ，常壓下只要鍋內(nèi)有水，鍋內(nèi)溫度就不可能達(dá)到，常壓下只要鍋內(nèi)有水，鍋內(nèi)溫度就不可能達(dá)到103 ，開關(guān)，開關(guān)就不會自動斷開，飯熟后，水分被吸收，鍋底溫度就會達(dá)到就不會自動斷開，飯熟后，水分被吸收
6、，鍋底溫度就會達(dá)到103 ，感溫磁體磁性消失，在彈簧的作用下開關(guān)自動跳起。綜上，感溫磁體磁性消失，在彈簧的作用下開關(guān)自動跳起。綜上所述選項所述選項A、C、D正確，正確，B錯誤。錯誤。答案答案ACD4.(多選多選)如圖如圖2所示，所示，R1、R2為定值電阻，為定值電阻，L為小燈泡，為小燈泡，R3為光敏為光敏電阻，當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時電阻，當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時()圖圖2A.電壓表的示數(shù)增大電壓表的示數(shù)增大B.R2中電流減小中電流減小C.小燈泡的功率增大小燈泡的功率增大D.電路的路端電壓增大電路的路端電壓增大解析光敏電阻解析光敏電阻R3為光敏感元件，同時也是轉(zhuǎn)換器件。當(dāng)光強(qiáng)為光敏感元件，同時也是轉(zhuǎn)換器件
7、。當(dāng)光強(qiáng)度增大時，度增大時，R3阻值減小，外電路電阻隨阻值減小，外電路電阻隨R3的減小而減小，干路的減小而減小，干路電流增大，電流增大，R1兩端電壓增大，同時內(nèi)電壓增大，故電路路端電兩端電壓增大，同時內(nèi)電壓增大，故電路路端電壓減小，選項壓減小，選項A正確，選項正確，選項D錯誤；由路端電壓減小，而錯誤；由路端電壓減小，而R1兩端兩端電壓增大，可知電壓增大，可知R2兩端電壓必減小，則兩端電壓必減小，則R2中電流減小，結(jié)合干中電流減小，結(jié)合干路電流增大知，流過小燈泡的電流必增大，則小燈泡的功率增路電流增大知，流過小燈泡的電流必增大，則小燈泡的功率增大，選項大，選項B、C正確。正確。答案答案ABC考點(diǎn)
8、一溫度傳感器的應(yīng)用考點(diǎn)一溫度傳感器的應(yīng)用【例【例1】一些材料的電阻隨溫度的升高而變化。如圖一些材料的電阻隨溫度的升高而變化。如圖3甲是由某甲是由某金屬材料制成的電阻金屬材料制成的電阻R隨攝氏溫度隨攝氏溫度t變化的圖象，若用該電阻與電變化的圖象，若用該電阻與電池池(電動勢電動勢E1.5 V，內(nèi)阻不計，內(nèi)阻不計)、電流表、電流表(量程為量程為5 mA，內(nèi)阻不計，內(nèi)阻不計)、電阻箱電阻箱R串聯(lián)起來，連接成如圖乙所示的電路，用該電阻做測溫串聯(lián)起來，連接成如圖乙所示的電路，用該電阻做測溫探頭，把電流表的電流刻度改為相應(yīng)的溫度刻度，就得到了一個探頭，把電流表的電流刻度改為相應(yīng)的溫度刻度，就得到了一個簡單的
9、簡單的“金屬電阻溫度計金屬電阻溫度計”。(1)電流刻度較大處對應(yīng)的溫度刻度電流刻度較大處對應(yīng)的溫度刻度 ；(選填選填“較大較大”或或“較較小小”)(2)若電阻箱阻值若電阻箱阻值R150 ，當(dāng)電流為，當(dāng)電流為5 mA時對應(yīng)的溫度數(shù)值時對應(yīng)的溫度數(shù)值為為 。圖圖3解析解析(1)由題圖甲可知，溫度升高，電阻阻值增大，電路中電由題圖甲可知，溫度升高，電阻阻值增大，電路中電流減小，因此電流刻度較大處對應(yīng)的溫度刻度較小。流減小，因此電流刻度較大處對應(yīng)的溫度刻度較小。(2)電流為電流為5 mA時，電路總電阻為時，電路總電阻為300 ，電阻箱阻值，電阻箱阻值R150 ，則則R150 ，由題圖甲得對應(yīng)的溫度為，
10、由題圖甲得對應(yīng)的溫度為50 。答案答案(1)較小較小(2)50【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】1.利用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻制作的熱傳感器，一般體積很小，可利用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻制作的熱傳感器，一般體積很小，可以用來測量很小范圍內(nèi)的溫度變化，反應(yīng)快，而且精確度高。以用來測量很小范圍內(nèi)的溫度變化，反應(yīng)快，而且精確度高。(1)如果將負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻與電源、電流表和其他元件串聯(lián)如果將負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻與電源、電流表和其他元件串聯(lián)成一個電路，其他因素不變，只要熱敏電阻所處區(qū)域的溫度降成一個電路，其他因素不變，只要熱敏電阻所處區(qū)域的溫度降低，電路中電流將變低，電路中電流將變 (填填“大大”或或“小小”)。(2)上
11、述電路中，我們將電流表中的電流刻度換成相應(yīng)的溫度刻上述電路中，我們將電流表中的電流刻度換成相應(yīng)的溫度刻度，就能直接顯示出熱敏電阻附近的溫度。如果刻度盤正中的度，就能直接顯示出熱敏電阻附近的溫度。如果刻度盤正中的溫度為溫度為20 (如圖如圖4甲所示甲所示)，則，則25 的刻度應(yīng)在的刻度應(yīng)在20 的刻度的的刻度的 (填填“左左”或或“右右”)側(cè)。側(cè)。(3)為了將熱敏電阻放置在某蔬菜大棚內(nèi)檢測大棚內(nèi)溫度變化，為了將熱敏電阻放置在某蔬菜大棚內(nèi)檢測大棚內(nèi)溫度變化，請用圖乙中的器材請用圖乙中的器材(可增加元器件可增加元器件)設(shè)計一個電路。設(shè)計一個電路。圖圖4解析解析(1)因為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻溫度降低時，
12、電阻增大。故因為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻溫度降低時，電阻增大。故電路中電流會減小。電路中電流會減小。(2)由由(1)的分析知，溫度越高，電流越大，的分析知，溫度越高，電流越大，25 的刻度應(yīng)對應(yīng)較的刻度應(yīng)對應(yīng)較大電流，故在大電流，故在20 的刻度的右側(cè)。的刻度的右側(cè)。(3)如圖所示。如圖所示。答案答案(1)小小(2)右右(3)見解析見解析考點(diǎn)二光電傳感器的應(yīng)用考點(diǎn)二光電傳感器的應(yīng)用【例【例2】(多選多選)如圖如圖5所示為光敏電阻自動計數(shù)器的示意圖，圖所示為光敏電阻自動計數(shù)器的示意圖，圖中虛線表示激光，圓柱體表示隨傳送帶運(yùn)動的貨物，其中中虛線表示激光，圓柱體表示隨傳送帶運(yùn)動的貨物，其中R1為為光敏電阻
13、，光敏電阻，R2為定值電阻，此光電計數(shù)器的基本工作原理是為定值電阻，此光電計數(shù)器的基本工作原理是()圖圖5A.當(dāng)光照射當(dāng)光照射R1時，信號處理系統(tǒng)獲得高電壓時，信號處理系統(tǒng)獲得高電壓B.當(dāng)光照射當(dāng)光照射R1時，信號處理系統(tǒng)獲得低電壓時，信號處理系統(tǒng)獲得低電壓C.信號處理系統(tǒng)每獲一次低電壓就計數(shù)一次信號處理系統(tǒng)每獲一次低電壓就計數(shù)一次D.信號處理系統(tǒng)每獲一次高電壓就計數(shù)一次信號處理系統(tǒng)每獲一次高電壓就計數(shù)一次解析解析激光是照在光敏電阻激光是照在光敏電阻R1上，信號處理系統(tǒng)與上，信號處理系統(tǒng)與R1并聯(lián)，其并聯(lián)，其電壓就是電壓就是R1上的電壓，當(dāng)貨物擋光時上的電壓，當(dāng)貨物擋光時R1阻值大，電壓高，貨
14、物阻值大，電壓高，貨物擋光一次，就計數(shù)擋光一次，就計數(shù)(貨物的個數(shù)貨物的個數(shù))一次，故一次，故B、D正確。正確。答案答案BD【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】2.(多選多選)利用光敏電阻制作的光傳感器，記錄了傳送帶上工件的利用光敏電阻制作的光傳感器，記錄了傳送帶上工件的輸送情況，如圖輸送情況，如圖6甲所示為某工廠成品包裝車間的光傳感記錄器，甲所示為某工廠成品包裝車間的光傳感記錄器，光傳感器光傳感器B能接收到發(fā)光元件能接收到發(fā)光元件A發(fā)出的光，每當(dāng)工件擋住發(fā)出的光，每當(dāng)工件擋住A發(fā)出發(fā)出的光時，光傳感器就輸出一個電信號，并在屏幕上顯示出電信的光時，光傳感器就輸出一個電信號，并在屏幕上顯示出電信號與時間的關(guān)
15、系，如圖乙所示。若傳送帶始終勻速運(yùn)動，每兩號與時間的關(guān)系，如圖乙所示。若傳送帶始終勻速運(yùn)動，每兩個工件間的距離為個工件間的距離為0.2 m，則下列說法正確的是，則下列說法正確的是()圖圖6A.傳送帶運(yùn)動的速度是傳送帶運(yùn)動的速度是0.1 m/sB.傳送帶運(yùn)動的速度是傳送帶運(yùn)動的速度是0.2 m/sC.該傳送帶每小時輸送該傳送帶每小時輸送3 600個工件個工件D.該傳送帶每小時輸送該傳送帶每小時輸送7 200個工件個工件答案答案BC1.利用傳感器可以探測、感受外界的信號、物理條件等。圖利用傳感器可以探測、感受外界的信號、物理條件等。圖7甲甲所示為某同學(xué)用傳感器做實(shí)驗得到的小燈泡的所示為某同學(xué)用傳感
16、器做實(shí)驗得到的小燈泡的UI關(guān)系圖線。關(guān)系圖線。圖圖7(1)實(shí)驗室提供的器材有：電流傳感器、電壓傳感器、滑動變阻實(shí)驗室提供的器材有：電流傳感器、電壓傳感器、滑動變阻器器A(阻值范圍阻值范圍010 )、滑動變阻器、滑動變阻器B(阻值范圍阻值范圍0100 )、電、電動勢為動勢為6 V的電源的電源(不計內(nèi)阻不計內(nèi)阻)、小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干。該同、小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干。該同學(xué)做實(shí)驗時，滑動變阻器選用的是學(xué)做實(shí)驗時，滑動變阻器選用的是 (選填選填“A”或或“B”)；請在圖；請在圖乙的方框中畫出該實(shí)驗的電路圖。乙的方框中畫出該實(shí)驗的電路圖。(2)如果將該小燈泡接入丙圖所示的電路中，已知電流傳感器的如果將
17、該小燈泡接入丙圖所示的電路中，已知電流傳感器的示數(shù)為示數(shù)為0.3A，電源電動勢為，電源電動勢為3 V。則此時小燈泡的電功率為。則此時小燈泡的電功率為 W，電源的內(nèi)阻為電源的內(nèi)阻為 。答案答案(1)A實(shí)驗電路圖如圖所示實(shí)驗電路圖如圖所示(2)0.69(0.660.72均可均可)2.33(2.002.67均可均可)2.如圖如圖8所示，圖甲為熱敏電阻的所示，圖甲為熱敏電阻的Rt圖象，圖乙為用此熱敏電圖象，圖乙為用此熱敏電阻阻R和繼電器組成的一個簡單恒溫箱溫控電路，繼電器的電阻和繼電器組成的一個簡單恒溫箱溫控電路，繼電器的電阻為為100 。當(dāng)線圈的電流大于或等于。當(dāng)線圈的電流大于或等于20 mA時，繼
18、電器的銜鐵時，繼電器的銜鐵被吸合。為繼電器線圈供電的電池的電動勢被吸合。為繼電器線圈供電的電池的電動勢E9.0 V，內(nèi)阻，內(nèi)阻不計。圖中的不計。圖中的“電源電源”是恒溫箱加熱器的電源。是恒溫箱加熱器的電源。圖圖8(1)應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在 (填填“A、B”或或“C、D端端”)。(2)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持在如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持在50 ，可變電阻，可變電阻R的阻值應(yīng)的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為調(diào)節(jié)為 。解析解析(1)恒溫箱內(nèi)的加熱器應(yīng)接在恒溫箱內(nèi)的加熱器應(yīng)接在A、B端。當(dāng)線圈中的電流較端。當(dāng)線圈中的電流較小時，繼電器的銜鐵在上方，恒溫箱的加熱器處于工作狀態(tài)，小時，繼電
19、器的銜鐵在上方，恒溫箱的加熱器處于工作狀態(tài)，恒溫箱內(nèi)溫度升高。隨著恒溫箱內(nèi)溫度升高，熱敏電阻恒溫箱內(nèi)溫度升高。隨著恒溫箱內(nèi)溫度升高，熱敏電阻R的阻值的阻值變小，則線圈中的電流變大，當(dāng)線圈的電流大于或等于變小，則線圈中的電流變大，當(dāng)線圈的電流大于或等于20 mA時，時，繼電器的銜鐵被吸到下方來，則恒溫箱加熱器與電源斷開，加繼電器的銜鐵被吸到下方來，則恒溫箱加熱器與電源斷開，加熱器停止工作，恒溫箱內(nèi)溫度降低。隨著恒溫箱內(nèi)溫度降低，熱器停止工作，恒溫箱內(nèi)溫度降低。隨著恒溫箱內(nèi)溫度降低，熱敏電阻熱敏電阻R的阻值變大，則線圈中的電流變小，當(dāng)線圈的電流小的阻值變大，則線圈中的電流變小，當(dāng)線圈的電流小于于2
20、0 mA時，繼電器的銜鐵又被釋放到上方，則恒溫箱加熱器又時，繼電器的銜鐵又被釋放到上方，則恒溫箱加熱器又開始工作，這樣就可以使恒溫箱內(nèi)保持在某一溫度。開始工作，這樣就可以使恒溫箱內(nèi)保持在某一溫度。答案答案(1)A、B端端(2)2603.(2015河南鄭州模擬河南鄭州模擬)如圖如圖9為某一熱敏電阻為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改電阻值隨溫度的改變而改變，且對溫度很敏感變而改變，且對溫度很敏感)的的IU關(guān)系曲線圖。關(guān)系曲線圖。圖圖9(1)為了通過測量得到如圖為了通過測量得到如圖9所示所示IU關(guān)系的完整曲線，在圖關(guān)系的完整曲線，在圖10甲甲和乙兩個電路中應(yīng)選擇的是圖和乙兩個電路中應(yīng)選擇的是圖 ；簡要說明理由：；簡要說明理由： 。(電源電動勢為電源電動勢為9 V，內(nèi)阻不計，滑動變阻器的阻值為，內(nèi)阻不計，滑動變阻器的阻值為0100 )圖圖10(2)在如圖在如圖11所示電路中，電源電壓恒為所示電路中，電源電壓恒為9 V，電流表讀數(shù)為，電流表讀數(shù)為70 mA，定值電阻，定值電阻R1250 。由熱敏電阻的。由熱敏電阻的IU關(guān)系曲線可知，關(guān)系曲線可知，熱敏電阻兩端的電壓為熱敏電阻兩端的電壓為 V；電阻；電阻R2的阻值為的阻值為 。圖圖11答案答案(1)甲因為甲電路電壓可從甲因為甲電路電壓可從0 V調(diào)到所需電壓，電壓調(diào)節(jié)調(diào)到所需電壓，電壓調(diào)節(jié)范圍大范圍大(2)5.0117.6
高考物理 第10章 交變電流 傳感器 交變電流 傳感器 基礎(chǔ)課時28 傳感器的工作原理及應(yīng)用
