（新課標(biāo)）2018-2019學(xué)年高考物理 主題四 傳感器章末總結(jié)學(xué)案 新人教版選修3-2

主題四 傳感器章末總結(jié)一、常見敏感元件的特點(diǎn)及應(yīng)用1.光敏電阻光敏電阻在被光照射時(shí)電阻發(fā)生變化，光照增強(qiáng)，電阻減??；光照減弱，電阻增大。2.熱敏電阻和金屬熱電阻金屬熱電阻的電阻率隨溫度升高而增大，熱敏電阻有正溫度系數(shù)熱敏電阻、負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻兩種，正溫度系數(shù)的熱敏電阻的阻值隨溫度升高而增大，負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小。3.霍爾元件能把磁感應(yīng)強(qiáng)度這一磁學(xué)量轉(zhuǎn)換成電壓這一電學(xué)量的元件，UHk。例1 如圖1所示是一火警報(bào)警器的部分電路示意圖。其中R2為用半導(dǎo)體負(fù)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(bào)警器。當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，顯示器的電流I、報(bào)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(shí)，溫度升高，則R2的阻值減小。R2R總I干U1U3I，故顯示器的電流I變小，由UEI干r，I干變大，知U變小，故選項(xiàng)D正確。答案D針對訓(xùn)練 (多選)如圖2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()圖2A.當(dāng)有人通過而遮蔽光線時(shí)，A、B之間電壓增大B.當(dāng)有人通過而遮蔽光線時(shí)，A、B之間電壓減小C.當(dāng)僅增大R2的阻值時(shí)，A、B之間的電壓增大D.當(dāng)僅減小R2的阻值時(shí)，A、B之間的電壓增大解析R1是光敏電阻，有光照射時(shí)，阻值變小，當(dāng)有人通過而遮蔽光線時(shí)，R1的阻值變大，回路中的電流I減小，A、B間的電壓UIR2減小，故A錯(cuò)誤，B正確；由閉合電路歐姆定律得UEI(R1r)，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C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D錯(cuò)誤。答案BC二、傳感器的應(yīng)用1.傳感器的應(yīng)用過程包括三個(gè)環(huán)節(jié)：感、傳、用。(1)“感”是指傳感器的敏感元件感應(yīng)信息，并轉(zhuǎn)化為電學(xué)量。(2)“傳”是指通過電路等將傳感器敏感元件獲取并轉(zhuǎn)化的電學(xué)信息傳給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。(3)“用”是指執(zhí)行機(jī)構(gòu)利用傳感器傳來的信息進(jìn)行某種顯示或某種動作。2.處理與傳感器有關(guān)的電路設(shè)計(jì)問題時(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態(tài)分析有關(guān))。(3)執(zhí)行電路。3.幾種傳感器及與其相聯(lián)系的物理知識的比較傳感器種類敏感元件與之相聯(lián)系的物理知識光電傳感器光敏電阻直流電路動態(tài)分析溫度傳感器熱敏電阻直流電路問題力傳感器壓敏電阻直流電路電容傳感器電容器力學(xué)、運(yùn)動學(xué)與力、運(yùn)動與含電容電路例2 如圖3所示是一種水位自動報(bào)警器的原理示意圖，當(dāng)杯中的水位到達(dá)金屬塊B時(shí)，出現(xiàn)的情況是()圖3A.L1燈亮 B.L2燈亮C.L1、L2兩燈同時(shí)亮 D.L1、L2兩燈都不亮解析由電路結(jié)構(gòu)可以看出，當(dāng)杯中的水位到達(dá)B時(shí)，左側(cè)電路被接通，這樣螺線管就產(chǎn)生磁場，相當(dāng)于一個(gè)磁鐵，對與彈簧相連的銜鐵產(chǎn)生吸引作用，使之向下移動，這樣L2電路被接通，故選項(xiàng)B正確。答案B例3 傳感器擔(dān)負(fù)著信息的采集任務(wù)，在自動控制中發(fā)揮著重要作用，傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹?如溫度、光、聲等)轉(zhuǎn)換成便于測量的量(通常是電學(xué)量)，例如熱敏傳感器，主要是應(yīng)用了半導(dǎo)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4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(bào)警器線路圖。問：圖4(1)為了使溫度過高時(shí)報(bào)警器鈴響，c應(yīng)接在_(填“a”或“b”)處。(2)若要使啟動報(bào)警的溫度提高些，應(yīng)將滑動變阻器的滑片P向_移動。(填“左”或“右”)(3)如果在調(diào)試報(bào)警器達(dá)到最低報(bào)警溫度時(shí)，無論如何調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P都不能使報(bào)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)，則造成工作電路不能工作的原因可能是_。解析(1)熱敏電阻RT在溫度升高時(shí)阻值變小，電路中電流變大，電磁鐵磁性增強(qiáng)，把右側(cè)銜鐵吸引過來，與a接觸，故c應(yīng)接在a處。(2)為使啟動報(bào)警的溫度提高，則應(yīng)使電路中電阻更大，這樣使報(bào)警溫度提高，滑動變阻器的滑片應(yīng)左移。答案(1)a(2)左(3)電源提供電壓太小，以至于電磁鐵磁性太弱或彈簧勁度系數(shù)太大4