高中物理 第三章 傳感器 章末復(fù)習(xí)課 粵教版選修3-2.doc

1、a章末復(fù)習(xí)課【知識體系】 答案填寫變換或轉(zhuǎn)換敏感元件轉(zhuǎn)換元件熱敏電阻光敏電阻主題1常見敏感元件的特點(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小4電容器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

2、板受力時(shí)會改變極板間距，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】如圖所示是一火警報(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()AI變大，U變大BI變大，U變小CI變小，U變大 DI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aa答案：D針對訓(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)

3、控裝置，R1為光敏電阻，R2為定值電阻，A、B接監(jiān)控裝置則()當(dāng)有人通過而遮蔽光線時(shí)，A、B之間電壓升高當(dāng)有人通過而遮蔽光線時(shí)，A、B之間電壓降低當(dāng)僅增大R2的阻值時(shí)，可增大A、B之間的電壓當(dāng)僅減小R2的阻值時(shí)，可增大A、B之間的電壓A BC D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，故錯(cuò)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(shí)，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(shí)，電路中的電流增大，A、B間的電壓U減小，故錯(cuò)誤答案：C主題2傳感器在實(shí)際問題

4、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)換成便于測量的量(一般是電學(xué)量)的一類元件2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受信息；(2)“傳”是指通過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)利用傳感器傳來的信息進(jìn)行某種顯示或某種動(dòng)作3傳感器電路問題的處理思路處理與傳感器有關(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(dòng)態(tài)分析有關(guān))；(3)執(zhí)行電路部分【典例2】如圖甲為半導(dǎo)體材料做成的熱敏電阻的阻值隨溫度變化的曲線，圖

5、乙為用此熱敏電阻R和繼電器做成的溫控電路，設(shè)繼電器的線圈電阻為Rx50 ，當(dāng)繼電器線圈中的電流大于或等于Ic(Ic20 mA)時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合左側(cè)電源電動(dòng)勢為6 V，內(nèi)阻可不計(jì)，試問溫度滿足什么條件時(shí)，電路右側(cè)的小燈泡會發(fā)光？圖甲圖乙解析：由題意可知，小燈泡發(fā)光，需銜鐵被吸合，即繼電器線圈中的電流大于或等于Ic，而左側(cè)的溫控電路aa，通過繼電器線圈的電流等于通過熱敏電阻的電流，即It20 mA，根據(jù)歐姆定律I可得，R 50250，由甲圖可知，此時(shí)對應(yīng)的溫度為50 .答案：溫度高于或等于50 針對訓(xùn)練2在輸液時(shí)，藥液有時(shí)會從針口流出體外，為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)了一種報(bào)警裝置，電路如圖所示M是貼

6、在針口處的傳感器，接觸到藥液時(shí)其電阻RM發(fā)生變化，導(dǎo)致S兩端電壓U增大，裝置發(fā)出警報(bào)，此時(shí)()ARM變大，且R越大，U增大越明顯BRM變大，且R越小，U增大越明顯CRM變小，且R越大，U增大越明顯DRM變小，且R越小，U增大越明顯解析：根據(jù)“S兩端電壓U增大，裝置發(fā)出警報(bào)”這一結(jié)果進(jìn)行反推：說明電路里的電流在增大，再由閉合電路歐姆定律I可知R總在減小，由此可推知傳感器的電阻在變小，再由S與R、M的分壓關(guān)系可討論出R的大小對U的影響報(bào)警器兩端的電壓增大，則說明流過報(bào)警器的電流在增大，根據(jù)閉合電路歐姆定律I可知整個(gè)電路的總電阻R總在減小，則可得RM在變小，排除A、B答案；極限法：假設(shè)R很小，甚至為

7、零，則傳感器部分的電路被短路，故傳感器RM的大小變化對S的電壓就無影響，則R越大，U增大越明顯，排除D項(xiàng)，C項(xiàng)正確答案：C統(tǒng)攬考情傳感器在生產(chǎn)和科技中的應(yīng)用越來越廣泛，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(2014江蘇卷)(多選)如圖所示，導(dǎo)電物質(zhì)為電子的霍爾元件位于兩串聯(lián)線圈之間，線圈中電流為I，線圈間產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B與I成正比，方向垂直于霍爾元件的兩側(cè)面，此時(shí)通過霍爾元件的電流為IH，與其前后表面相連的電壓表測出的霍爾電壓UH滿足：UHk，式中k為霍爾系數(shù)，d為霍爾元件兩側(cè)面間的距離電阻R遠(yuǎn)大于RL，霍爾元件的電阻可以忽略

8、，則()aaA霍爾元件前表面的電勢低于后表面B若電源的正負(fù)極對調(diào)，電壓表將反偏CIH與I成正比D電壓表的示數(shù)與RL消耗的電功率成正比解析：根據(jù)左手定則可以判斷出霍爾元件中的導(dǎo)電物質(zhì)所受安培力指向后表面，即將向后表面?zhèn)纫?，又由于該?dǎo)電物質(zhì)為電子，帶負(fù)電，因此后表面的電勢將低于前表面的電勢，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若電源的正負(fù)極對調(diào)，磁場方向與圖示方向相反，同時(shí)由電路結(jié)構(gòu)可知，流經(jīng)霍爾元件上下面的電流也將反向，因此電子的受力方向不變，即前后表面電勢高低情況不變，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由電路結(jié)構(gòu)可知，RL與R并聯(lián)后與線圈串聯(lián)，因此有IHR(IIH)RL得IIH，故選項(xiàng)C正確；RL消耗的電功率PLRLI，顯然PL與I成

9、正比，又因?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度大小B與I成正比，即B與IH成正比，電壓表的示數(shù)UHk，則UH與I成正比，所以UH與RL消耗的電功率PL成正比，故選項(xiàng)D正確答案：CD針對訓(xùn)練如圖，足夠長的直線ab靠近通電螺線管，與螺線管平行用磁傳感器測量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分布如圖磁感線密集的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度B大，可見中點(diǎn)正上方磁感應(yīng)強(qiáng)度B小而兩端無限遠(yuǎn)的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度趨于0，對照圖象，C對答案：Caa1如圖所示，質(zhì)量不計(jì)的彈簧豎直固定在水平面上，t0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)，然后又被彈起離開彈簧，上

10、升到一定高度后再下落，如此反復(fù)通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測出這一過程彈簧彈力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示，則()At1時(shí)刻小球速度最大Bt1t2這段時(shí)間內(nèi)，小球的速度先增大后減小Ct2t3這段時(shí)間內(nèi)，小球所受合外力一直減小Dt1t3全過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t1t2這段時(shí)間內(nèi)，小球的加速度先減小后增加，小球的速度先增大后減小，故B正確；t2t3這段時(shí)間內(nèi)，從最低點(diǎn)被彈起到彈

11、簧恢復(fù)原長位置，此過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；t2t3這段時(shí)間內(nèi)，小球處于上升過程，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t1t3全過程中，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：B2.(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)簡單的恒溫控制電路，其中熱敏電阻的阻值會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(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將會被吸下B當(dāng)溫度升高到某一數(shù)值，

12、銜鐵P將會被吸下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；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：BD3.如圖所示為大型電子地磅電路圖，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻不計(jì)不稱物體時(shí)，滑片P在A端，滑動(dòng)變阻器接入電路的有效電阻最大，電流較?。环Q物體時(shí)，在壓力作用下滑片P下滑，滑動(dòng)變阻器有效電阻變小，電流變大，這樣把電流對應(yīng)的重量值刻在刻度盤上，就可以讀出被稱物體的重量值若滑動(dòng)變阻器上A、B間距離為L，最大阻值等于定值

13、電阻的阻值R0，已知兩彈簧的總彈力與形變量成正比，比例系數(shù)為k，則所稱物體的重量G與電流大小aaI的關(guān)系為()AG2kLBGkLCGkL DGkL解析：設(shè)放上物體后，滑片P向下滑動(dòng)x，處于平衡由受力平衡得：Gkx.由閉合電路歐姆定律得：IE，由得：G2kL.答案：A4.一熱敏電阻阻值隨溫度變化的圖象如圖所示請應(yīng)用這一熱敏電阻自行設(shè)計(jì)一控制電路當(dāng)溫度高于某一值時(shí)紅色指示燈亮，而溫度低于這一值時(shí)綠色指示燈亮提供的器材有：如下圖所示的繼電器一只(a、b為常閉觸點(diǎn)c、d為常開觸點(diǎn))，熱敏電阻一只，滑動(dòng)變阻器一只，紅綠色指示燈各一個(gè)，兩個(gè)獨(dú)立的電池組，開關(guān)兩個(gè)，導(dǎo)線若干等解析：由題圖甲可以看出熱敏電阻的

14、阻值隨溫度升高而降低，是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，當(dāng)溫度低于某一值時(shí)，熱敏電阻的阻值較大，流過電磁鐵的電流較小，a、b為常閉觸點(diǎn)，連接上綠燈，綠色指示燈亮當(dāng)溫度高于某一值時(shí)，熱敏電阻的阻值較小，流過電磁鐵的電流較大，c、d被閉合，連接上紅燈，紅色指示燈亮滑動(dòng)變阻器作限流式連接，通過調(diào)節(jié)滿足熱敏電阻對某一溫度的控制答案：設(shè)計(jì)的控制電路如圖所示aa5.起跳摸高是學(xué)生常進(jìn)行的一項(xiàng)活動(dòng)，豎直起跳的時(shí)間和平均蹬地力的大小能夠反映學(xué)生在起跳摸高中的素質(zhì)為了測定豎直起跳的時(shí)間和平均蹬地力的大小，老師在地面上安裝了一個(gè)壓力傳感器，通過它可以在計(jì)算機(jī)上繪出平均壓力與時(shí)間的關(guān)系圖象小亮同學(xué)身高1.72 m，站立時(shí)舉手達(dá)到2.14 m，他彎曲兩腿，做好起跳的準(zhǔn)備，再用力蹬地豎直跳起，測得他對傳感器的壓力F與時(shí)間t的關(guān)系圖象如圖所示已知圖中網(wǎng)格間距相等，不計(jì)空氣阻力，