2018-2019學(xué)年高中物理 第三章 傳感器章末復(fù)習(xí)課學(xué)案 教科版選修3-2.doc

第三章 傳感器鞏固層知識整合體系構(gòu)建 核心速填1傳感器及其工作原理(1)定義：將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量或控制電路的通斷的元件(2)敏感元件熱敏電阻和金屬熱電阻溫度傳感器光敏電阻光傳感器應(yīng)變片力傳感器雙金屬片溫度傳感器2傳感器的應(yīng)用(1)工作模式：傳感器放大轉(zhuǎn)換電路(2)應(yīng)用(3)利用斯密特觸發(fā)器將連續(xù)變化的模擬信號轉(zhuǎn)換為突變的數(shù)字信號提升層能力強(qiáng)化常見敏感元件及其特性1.光敏電阻光敏電阻在被光照射時電阻發(fā)生變化，光照增強(qiáng)電阻減小，光照減弱電阻增大2金屬熱電阻金屬熱電阻的電阻率隨溫度升高而增大3熱敏電阻熱敏電阻有正溫度系數(shù)、負(fù)溫度系數(shù)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4電容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)極板受力時會改變極板間距，從而引起電容變化如圖31所示，有的計算機(jī)鍵盤的每一個鍵下面都連一小塊金屬片，與該金屬片隔有一定空隙還有另一塊小的固定金屬片，這兩塊金屬片組成一個小電容器，該電容器的電容C可用公式Ce計算，式中常量e91012 Fm1，S表示金屬片的正對面積，d表示兩金屬片間的距離當(dāng)鍵被按下時，此小電容器的電容發(fā)生變化，與之相連的電子線路就能檢測出哪個鍵被按下了，從而給出相應(yīng)的信號設(shè)每個金屬片的正對面積為50 mm2，鍵未被按下時兩金屬片間的距離為0.6 mm.如果電容變化了0.25 pF，電子線路恰能檢測出必要的信號，則鍵至少要被按下_mm.圖31【解析】計算機(jī)鍵盤是一個電容傳感器，由題意知它是靠改變兩極板間距從而改變電容，得到相應(yīng)的電信號又因兩極板間距減小，電容變大，設(shè)原間距為d0，按下鍵后間距為d時電子線路恰能檢測出必要的信號，則根據(jù)Ce，CeS得d m0.45103 m0.45 mm，所以鍵至少要被按下的距離為0.6 mm0.45 mm0.15 mm.【答案】0.15針對訓(xùn)練1.如圖32所示是某居民小區(qū)門口利用光敏電阻設(shè)計的行人監(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 () 【導(dǎo)學(xué)號：24622109】圖32當(dāng)有人通過而遮蔽光線時，A、B之間電壓增大當(dāng)有人通過而遮蔽光線時，A、B之間電壓減小當(dāng)僅增大R2的阻值時，A、B之間的電壓增大當(dāng)僅減小R2的阻值時，A、B之間的電壓增大ABC DCR1是光敏電阻，有光照射時，阻值變小，當(dāng)有人通過而遮蔽光線時，R1的阻值變大，回路中的電流I減小，A、B間的電壓UIR2減小，故錯誤，正確；由閉合電路歐姆定律得：UEI(R1r)，當(dāng)僅增大R2的阻值時，電路中的電流減小，A、B間的電壓U增大，故正確；當(dāng)僅減小R2的阻值時，電路中的電流增大，A、B間的電壓U減小，故錯誤故應(yīng)選C.傳感器的應(yīng)用1.傳感器的應(yīng)用過程包括三個環(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)計問題時，可將整個電路分解為(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)行電路如圖33所示是一種水位自動報警器的原理示意圖，當(dāng)杯中的水的水位到達(dá)金屬塊B時，出現(xiàn)的情況是() 【導(dǎo)學(xué)號：24622110】圖33AL1燈亮 BL2燈亮CL1、L2兩燈同時亮 DL1、L2兩燈都不亮B由電路結(jié)構(gòu)可以看出，當(dāng)杯中的水的水位到達(dá)B時，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B正確一語通關(guān)傳感器的應(yīng)用過程包括三個環(huán)節(jié)：感、傳、用(1)“感”是指傳感器的敏感元件感受信息，并轉(zhuǎn)換為電學(xué)量(2)“傳”是指通過電路等將傳感器敏感元件獲取并轉(zhuǎn)換的電學(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. 針對訓(xùn)練2氧化錫傳感器主要用于汽車尾氣中一氧化碳濃度的檢測它的電阻隨一氧化碳濃度的變化而變化，在如圖34甲所示的電路中，不同的一氧化碳濃度對應(yīng)著傳感器的不同電阻，這樣，顯示儀表的指針就與一氧化碳濃度有了對應(yīng)關(guān)系，觀察儀表指針就能判斷一氧化碳濃度是否超標(biāo)，有一種氧化錫傳感器，其技術(shù)資料中給出的是電導(dǎo)(即電阻的倒數(shù))濃度曲線如圖34乙，電壓表示數(shù)U0與一氧化碳濃度c之間的對應(yīng)關(guān)系正確的是()甲乙圖34B當(dāng)一氧化碳濃度增大時，傳感器的電導(dǎo)增大，電阻R傳減小，由閉合電路歐姆定律知，電路中的電流IE/(R0RR傳r)增大，電壓表的示數(shù)U0IR0增大，故C、D錯誤；由題圖知，傳感器的電導(dǎo)與濃度成正比，傳感器的電阻R傳與濃度成反比，但電壓表的示數(shù)U0與傳感器的電阻R傳并不成正比關(guān)系，所以，電壓表示數(shù)U0與一氧化碳濃度c之間的關(guān)系圖線并不是直線，A錯，答案為B.