2019高中物理 第三章 传感器章末复习课学案 粤教版选修3-2.doc

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1、1第三章第三章 传感器传感器章末复习课【知识体系】答案填写 变换或转换 敏感元件 转换元件 热敏电阻 光敏电阻主题 1 常见敏感元件的特点1光敏电阻光敏电阻由金属硫化物等半导体材料制成，其电阻率对光非常敏感光敏电阻的阻值与所受光照的强度有关，光照增强阻值减小，光照减弱阻值增大2金属热电阻金属热电阻的电阻率随温度升高而增大3热敏电阻热敏电阻是由半导体材料制成的，其电阻率对温度非常敏感热敏电阻有正温度系数和负温度系数两种正温度系数热敏电阻的阻值随温度升高而增大，负温度系数热敏电阻的阻值随温度升高而减小4电容器平行板电容器的电容与极板面积，极板间距及电介质材料有关，电容器可以感知引起电容变化的任一外

2、界信息，并将其转化为电容变化例如，当极板受力时会改变极板间距，从而引起电容变化5霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量【典例 1】 (多选)如图所示是火警报警装置的一部分电路示意图，其中R2是半导体热敏传感器，它的阻值随温度升高而减小，a、b接报警器，则( )2AR2处发生火情时，电流表示数变小BR2处发生火情时，电流表示数变大C当a、b两点间电压显著变大，报警器开始报警D当a、b两点间电压显著变小，报警器开始报警解析：当R2处发生火情时，R2阻值减小，则总阻值减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大，故 A 错误，B 正确；因电路中电流增大，则由UabEIr可知，ab两端

3、的电压减小，报警器开始报警，故 C 错误，D 正确答案：BD针对训练1.如图所示是某居民小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻，R2为定值电阻，A、B接监控装置则( )当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压升高当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压降低当仅增大R2的阻值时，可增大A、B之间的电压当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压A BC D解析：R1是光敏电阻，有光照射时，阻值变小，当有人通过而遮蔽光线时，R1的阻值变大，回路中的电流I减小，A、B间的电压UIR2减小，故错误，正确；由闭合电路欧姆定律得：UEI(R1r)，当仅增大R2的阻值时，电路中的电流减小，A、B

4、间的电压U增大，故正确；当仅减小R2的阻值时，电路中的电流增大，A、B间的电压U减小，故错误答案：C主题 2 传感器在实际问题中的应用1传感器是以一定的精度和规律，将所感受到的物理量(如力、热、磁、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)的一类元件32传感器的应用过程包括三个环节：感、传、用(1)“感”是指传感器的敏感元件感受信息；(2)“传”是指通过电路等将传感器敏感元件获取的信息传给执行机构(3)“用”是指执行机构利用传感器传来的信息进行某种显示或某种动作3传感器电路问题的处理思路处理与传感器有关的电路设计问题时，可将整个电路分解为：(1)传感器所在的信息采集部分；(2)转化传输部分(

5、这部分电路往往与直流电路的动态分析有关)；(3)执行电路部分【典例 2】 图为由电源、电磁继电器、滑动变阻器、绿灯泡、小电铃、半导体热敏电阻、开关、导线等组成的一个高温报警器电路图，要求是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警，则图中的甲、乙、丙分别是( )A小电铃、半导体热敏电阻、绿灯泡B绿灯泡、小电铃、半导体热敏电阻C半导体热敏电阻、小电铃、绿灯泡D半导体热敏电阻、绿灯泡、小电铃解析：根据要求，在常温下热敏电阻甲阻值较大，电磁铁磁性较弱，不能将衔铁吸下，此时绿灯所在电路接通，绿灯亮，所以丙为绿灯；温度升高，热敏电阻阻值较小，控制电路电流增大时，电磁铁磁性增大，将衔铁吸下，丙电路断开，乙电路接通

6、电铃响，所以乙为小电铃由以上的分析可知，甲是半导体热敏电阻答案：C针对训练2.(多选)电子打火机的点火原理是压电效应，压电片在受压时会在两侧形成电压且电压大小与压力近似成正比现有一利用压电效应制造的电梯加速度传感器，如图所示压电片安装在电梯地板下，电压表与压电片构成闭合回路用来测量压电片两侧形成的电压若发现电压表示数增大，下列说法正确的是( )4A电梯一定加速上升 B电梯可能减速下降C电梯加速度一定向上D电梯加速度一定向下解析：电压表示数增大说明人对地板的压力变大，对人受力分析知地板对人的支持力大于人所受重力，即人的加速度一定向上，所以电梯可能向上加速，也可能向下减速，故AD 错误，BC 正确

7、答案：BC统揽考情传感器在生产和科技中的应用越来越广泛，这使传感器的原理及应用在高考中出现的可能性有所增加主要以选择题为主，分值为 6 分左右真题例析(2016全国卷)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，当要求热敏电阻的温度达到或超过 60 时，系统报警，提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过Ic时就会报警)，电阻箱(最大阻值为 999.9 )，直流电源(输出电压为U，内阻不计)，滑动变阻器R1(最大阻值为 1 000 )，滑动变阻器R2(最大阻值为 2 000 )，单刀双掷开关一个，导线若干在室温下对系统进行调节，已知U约为 18 V，Ic约为 10 mA；流过报警器的电

8、流超过20 mA 时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，在 60 时阻值为650.0 .(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线(2)在电路中应选用滑动变阻器_(选填“R1”或“R2”)(3)按照下列步骤调节此报警系统电路接通前，需将电阻箱调到一定的阻值，根据实验要求，这一阻值为_；滑动变阻器的滑片应置于_(选填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是_5将开关向_(选填“c”或“d”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至_(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用解析：(1)根据题意可知，本实验要求能用电阻箱进行校准，故电阻箱应与

9、热敏电阻并联，利用单刀双掷开关进行控制；它们再与报警器和滑动变阻器串联即可起到报警作用；(2)电压为 18 V，而报警时的电流为 10 mA，此时电阻约为：R 1 800 18 10 103，而热敏电阻的阻值约为 650 ，故滑动变阻器接入电阻约为 1 150 ，故应选择R2；(3)因要求热敏电阻达到 60 时报警，此时电阻为 650 ，故应将电阻箱调节至650 ，然后由最大调节滑动变阻器，直至报警器报警，故开始时滑片应在b端；目的是让电流由小到大调节，保证报警器的安全使用；将开关接到c端与电阻箱连接，调节滑动变阻器直至报警器开始报警即可；然后再接入热敏电阻，电路即可正常工作答案：(1)如图所

10、示(2)R2 (3)650.0 b 保证报警器的安全使用 c 报警器开始报警针对训练如图，足够长的直线ab靠近通电螺线管，与螺线管平行用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图象是( )解析：通电螺线管周围磁场分布如图磁感线密集的地方磁感应强度B大，可见中点正上方磁感应强度B小而两端无限远的地方磁感应强度趋于 0，对照图象，C 对6答案：C1如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t0 时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程

11、弹簧弹力F随时间t变化的图象如图所示，则( )At1时刻小球速度最大Bt1t2这段时间内，小球的速度先增大后减小Ct2t3这段时间内，小球所受合外力一直减小Dt1t3全过程小球的加速度先减小后增大解析：t1时刻小球刚与弹簧接触，与弹簧接触后，先做加速度不断减小的加速运动，当弹力增大到与重力平衡，即加速度减为零时，速度达到最大，故 A 错误；t2时刻，弹力最大，故弹簧的压缩量最大，小球运动到最低点，速度等于零，故t1t2这段时间内，小球的加速度先减小后增加，小球的速度先增大后减小，故 B 正确；t2t3这段时间内，从最低点被弹起到弹簧恢复原长位置，此过程中小球所受合外力先减小到零，然后增加，选项

12、 C 错误；t2t3这段时间内，小球处于上升过程，先做加速度不断减小的加速运动，后做加速度不断增大的减速运动，则在t1t3全过程中，小球先向下做加速度减小的加速运动，后做加速度增加的减速运动；然后上升阶段再做加速度减小的加速运动，后做加速度增加的减速运动，故选项 D 错误答案：B2.(多选)如图所示为用热敏电阻R和继电器L等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小电源甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器(图中未画出)相连接则( )7A当温度降低到某一数值，衔铁P将会被吸下B当温度升高到某一数值，衔铁P将会被吸下C工作时，应该把恒温箱内的加热器接在

13、C、D端D工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A、B端解析：当温度降低，热敏电阻的阻值增大，电路中电流减小，继电器磁性减弱，衔铁P不动，反之，衔铁P动，被吸下，A 错、B 对；可以判断，应该把恒温箱内的加热器接在A、B端，这样才能实现恒温答案：BD3.(多选)如图所示为握力器原理示意图，握力器把手上的连杆与弹簧一起上下移动，握力的大小可通过一定的换算关系由电流表的示数获得当人紧握握力器时，如果握力越大，下列判断正确的有( )A电路中电阻越大 B电路中电阻越小C电路中电流越小 D电路中电流越大解析：由题图看出，握力越大，变阻器接入电路的电阻越小，外电路的总电阻越小，故 A 错误，B 正确；根据闭合

14、电路欧姆定律可知，电路中电流越大故 C 错误，D 正确答案：BD4如图所示的电路可将声音信号转化为电信号，该电路中右侧固定不动的金属板b，与能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜a通过导线与恒定电源两极相接，若声源S沿水平方向做有规律的振动，则( )Aa振动过程中，ab板间的电场强度不变Ba振动过程中，ab板所带电量不变Ca振动过程中，灵敏电流计中始终有方向不变的电流Da向右的位移最大时，ab两板所构成的电容器的电容最大8解析：a、b间电压不变，a振动过程中，板间距离周期性变化，则由公式E 分析得U d知，a、b板间的电场强度也会周期性变化，故 A 错误；a振动过程中，a、b间电压不

15、变，由公式C 分析得知，a、b 板所带的电量会周期性变化，故 B 错误；a 振动过程中，Q Ua、b 板所带的电量会周期性变化，电容器放电和充电周期性交替产生，所以灵敏电流计中电流的方向也会周期性变化，故 C 错误；a向右的位移最大时，a、b 板间的距离最小，则a、b构成的电容器的电容最大，故 D 正确答案：D5.如图是测量汽车质量的地磅示意图，汽车的质量可通过电流表的示数读出，下列说法正确的是( )A电流表的示数越大说明被测汽车质量越大B电流表的示数越大说明被测汽车质量越小C把图中的电流表换成电压表同样能测量汽车的质量D地磅的最大量程只由弹簧的劲度系数决定，与电路的有关参数无关解析：汽车质量越大，则弹簧受到的压力就越大，P点越向下，连入电路的电阻就越小，所以电流表的示数就越大，故 A 正确，B 错误；如果换成电压表，由于电压表的内阻较大，所以滑动变阻器的阻值发生变化时，电压表的示数变化范围较小，故不能准确的测量，故 C 错误；因为是通过滑动变阻器的阻值变化，将力信号变成了电信号，所以 D 错误答案：A