2015-2016學(xué)年高中物理第六章傳感器章末整合提升學(xué)案新選修3-2

1、第六章傳感器h 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建臺(tái)客觀簡(jiǎn)明* 了然_定義:指這樣一類元件，它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等物理量,并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為便于傳送和處理的另一個(gè)物理量（通常 是電壓、電流等電學(xué)量）或轉(zhuǎn)換為電路的通斷熱嫩電阻和金屬熱電阻敏感元件光敏電阻，霍爾元件（力傳感器（電子秤）應(yīng)用溫度傳感器（電熨斗.、電飯鍋）光傳感器（火災(zāi)報(bào)警器）戸分類突破/整合釋讎點(diǎn)撥_一、敏感元件的特點(diǎn)及應(yīng)用本章敏感元件有熱敏電阻、金屬熱電阻、光敏電阻和霍爾元件它們的特點(diǎn)如下：1 熱敏電阻是由半導(dǎo)體材料制成，阻值隨溫度升高而減小；2金屬熱電阻隨溫度升高，阻值增大；3 光敏電阻是由半導(dǎo)體材料制成，阻值隨光照強(qiáng)度的

2、增強(qiáng)而減??；4 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.【例 1 如圖 1 所示，RT為正溫度系數(shù)熱敏電阻，R為光敏電阻，R2和R均為定值電阻，電源 電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r, 1為理想電壓表，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大，可能的原因是（）A. 熱敏電阻溫度升高，其他條件不變B. 熱敏電阻溫度降低，其他條件不變C. 光照增強(qiáng)，其他條件不變D. 光照減弱，其他條件不變傳感*器實(shí)驗(yàn):傳感器的應(yīng)用光控開(kāi)關(guān) 溫度報(bào)警器2答案 BD解析 電壓表示數(shù)增大，而F3為定值電阻，說(shuō)明流經(jīng)R3的電流增大，由電路結(jié)構(gòu)可知，這 可能是由于Rr 阻值減小或R阻值增大造成的，由熱敏電阻和光敏電阻特性知，可能是由于 溫

3、度降低或光照減弱，故 B、D 正確，A、C 錯(cuò)誤.【例 2 如圖 2 所示，F(xiàn)T為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，R為定值電阻，若往R上擦些酒精，在環(huán)境溫度不變的情況下，關(guān)于電壓表示數(shù)的變化情況，下列說(shuō)法中正確的是（）A. 變大B. 變小C. 先變大后變小再不變D. 先變小后變大再不變答案 D解析 往RT上擦酒精后，酒精揮發(fā)吸熱，熱敏電阻Rr 溫度降低，電阻值增大，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)，電壓表示數(shù)變小.當(dāng)酒精揮發(fā)完畢后，Rr 的溫度逐漸升高到環(huán)境溫度后不變， 所以熱敏電阻的阻值逐漸變小，最后不變，故電壓表的示數(shù)將逐漸變大，最后不變，所以選項(xiàng) D 正確.二、常見(jiàn)的傳感器傳感器一般是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量

4、，因此往往與電子元件一起構(gòu)成電路，比較常見(jiàn)的傳感器都可以與電路進(jìn)行組合，所以一定要注意電路分析， 特別是要弄清楚各種敏感元件的特性及各種常用電子元件的工作特點(diǎn)，并針對(duì)具體問(wèn)題具體分析，靈活處理.【例 3 如圖 3 所示是某種汽車上的一種自動(dòng)測(cè)定油箱內(nèi)油面高度的裝置.R是滑動(dòng)變阻器，它的金屬滑片是杠桿的一端， 從油量表（由電流表改裝而成）指針?biāo)傅目潭?，就可以知道?箱內(nèi)油面的高度，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的金屬滑片向下移動(dòng)時(shí)（ ）圖 23M0電路中的電流增大，油箱油面降低A.B.電路中的電流減小，油箱油面降低電路中的電流減小，油箱油面升高4D.電路中的電流增大，油箱油面升高答案 D解析 當(dāng)油箱油面升高時(shí)，

5、由于浮力作用使金屬滑片向下移動(dòng)，回路電阻減小，電流增大，故 D 項(xiàng)正確.【例 4 氧化錫傳感器主要用于汽車尾氣中一氧化碳濃度的檢測(cè)，它的電阻隨一氧化碳濃度的變化而變化，在圖 4 甲所示的電路中，不同的一氧化碳濃度對(duì)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(duì)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)）一 CO 濃度曲線如圖乙所示，請(qǐng)判斷下列選項(xiàng)中電壓表示數(shù)U0與一氧化碳濃度c之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖象正確的是（）答案 B三、關(guān)于控制電路的問(wèn)題分析控制電路的問(wèn)題， 要弄清楚敏感元件的特性， 還要進(jìn)行正確的電路分析， 除此

6、之外還 要了解各種邏輯電路的特點(diǎn)， 其中斯密特觸發(fā)器是具有特殊功能的“非”門(mén)，要特別注意它對(duì)電路所帶來(lái)的相應(yīng)變化.【例 5 圖 5 甲為斯密特觸發(fā)器的符號(hào)，當(dāng)加在它的輸入端 A 的電壓逐漸上升到某個(gè)值 （1.6 V） 時(shí)，輸出端 Y 會(huì)突然從高電平跳到低電平（0.25 V） ， 而當(dāng)輸入端 A 的電壓下降到另一個(gè)值的 時(shí)候 （0.8 V） ,Y 會(huì)從低電平跳到高電平（3.4 V）.由此可知，斯密特觸發(fā)器是具有特殊功能 的 （填“與門(mén)”、 “或門(mén)”或“非門(mén)”）.如圖乙、丙是某同學(xué)設(shè)計(jì)的兩個(gè)電路圖圖中R 是可調(diào)電阻，Rr 是熱敏電阻，其阻值會(huì)隨溫度的升高而減小回答下面問(wèn)題：1能作為溫度報(bào)警器的電路

7、圖是 _（填“乙”或“丙”）；2為使熱敏電阻在感測(cè)到更高溫度時(shí)才報(bào)警，應(yīng)該調(diào)節(jié)R，使其阻值 _ （填“增大”或“減小”）.5答案（1）非門(mén)（2）乙 減小解析（1）斯密特觸發(fā)器的輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)相反， 相當(dāng)于“非門(mén)”電路.（2）溫度升高 時(shí)，熱敏電阻阻值減小， 其兩端電壓減小，題圖乙中，斯密特觸發(fā)器的輸入端 A 的電壓升高， 輸出端 Y 跳到低電平，蜂鳴器兩端電壓增大，蜂鳴器工作報(bào)警；而題圖丙中，溫度升高時(shí)，熱敏電阻兩端電壓減小，斯密特觸發(fā)器的輸入端 A 的電壓降低，輸出端 Y 跳到高電平，蜂鳴器兩端電壓減小，蜂鳴器不工作更高溫度時(shí)，熱敏電阻阻值減小， 要使熱敏電阻所分的電壓不變，則應(yīng)使得題圖乙中F阻值減小.【例 6】如圖 6 所示是用斯密特觸發(fā)器控制某宿舍樓道內(nèi)照明燈的示意圖，試說(shuō)明其工作原理.圖 6答案見(jiàn)解析解析 天較亮?xí)r，光敏電阻 Rs 阻值較小，斯密特觸發(fā)器輸入端A 電勢(shì)較低，則輸出端 Y 輸出高電平，線圈A中無(wú)電流，工作電路不通天較暗時(shí)，光敏電阻Rs阻值增大，斯密特觸發(fā)器輸入端 A 電勢(shì)升高，當(dāng)升高到一定值，輸出端 Y 由高電平突然跳到低電平， 有電流通過(guò) 線圈代