2024-2025人教高中物理同步講義練習(xí)選擇性必修二5.1 認(rèn)識(shí)傳感器5.2 常見(jiàn)傳感器的工作原理及應(yīng)用 （含答案） （人教2019選擇性必修二）

2024-2025人教高中物理同步講義練習(xí)選擇性必修二5.1認(rèn)識(shí)傳感器5.2常見(jiàn)傳感器的工作原理及應(yīng)用基礎(chǔ)導(dǎo)學(xué)要點(diǎn)一、認(rèn)識(shí)傳感器傳感器：它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等被測(cè)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可用信號(hào)輸出。通常轉(zhuǎn)換成的可用信號(hào)是電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，可以很方便地進(jìn)行測(cè)量、傳輸、處理和控制。工作原理eq\x(非電學(xué)量)→eq\x(\a\al(傳感器,敏感元件、轉(zhuǎn)換器件、轉(zhuǎn)換電路))→eq\x(電學(xué)量)要點(diǎn)二、傳感器的組成與應(yīng)用模式1．敏感元件：是指能直接感受或響應(yīng)外界被測(cè)非電學(xué)量的部分。2．轉(zhuǎn)換元件：是指能將敏感元件輸出的信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的部分。它們分別完成檢測(cè)和轉(zhuǎn)換兩個(gè)基本功能。要點(diǎn)三、光敏電阻1．特點(diǎn)：光照越強(qiáng)，電阻越小。2．原因：光敏電阻的構(gòu)成物質(zhì)為半導(dǎo)體材料，無(wú)光照時(shí)，載流子極少，導(dǎo)電性能不好；隨著光照的增強(qiáng)，載流子增多，導(dǎo)電性變好。3．作用：把光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量。要點(diǎn)四、熱敏電阻和金屬熱電阻1．熱敏電阻熱敏電阻由半導(dǎo)體材料制成，其電阻隨溫度的變化明顯，溫度升高電阻減小，如圖甲所示為某一熱敏電阻的電阻隨溫度變化的特性曲線。甲乙2．金屬熱電阻有些金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，這樣的電阻也可以制作溫度傳感器，稱(chēng)為熱電阻，如圖乙所示為某金屬導(dǎo)線電阻的溫度特性曲線。3．熱敏電阻與金屬熱電阻的區(qū)別熱敏電阻金屬熱電阻特點(diǎn)電阻隨溫度的變化而變化且非常明顯電阻率隨溫度的升高而增大制作材料半導(dǎo)體金屬導(dǎo)體優(yōu)點(diǎn)靈敏度好化學(xué)穩(wěn)定性好，測(cè)溫范圍大作用能夠?qū)囟冗@個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量4.注意：在工作溫度范圍內(nèi)，電阻值隨溫度上升而增加的是正溫度系數(shù)(PTC)熱敏電阻器；電阻值隨溫度上升而減小的是負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻器。要點(diǎn)五、力傳感器的應(yīng)用——電子秤1．組成及敏感元件：由金屬梁和應(yīng)變片組成，敏感元件是應(yīng)變片。2．工作原理：3．作用：應(yīng)變片將物體形變這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量。要點(diǎn)六、霍爾元件1.如圖所示，在一個(gè)很小的矩形半導(dǎo)體(例如砷化銦)薄片上，制作四個(gè)電極E、F、M、N，就成為一個(gè)霍爾元件．2．霍爾效應(yīng)的原理外部磁場(chǎng)使運(yùn)動(dòng)的載流子受到洛倫茲力，在導(dǎo)體板的一側(cè)聚集，在導(dǎo)體板的另一側(cè)會(huì)出現(xiàn)多余的另一種電荷，從而形成橫向電場(chǎng)；橫向電場(chǎng)對(duì)電子施加與洛倫茲力方向相反的靜電力，當(dāng)靜電力與洛倫茲力達(dá)到平衡時(shí)，導(dǎo)體板左右兩側(cè)會(huì)形成穩(wěn)定的電壓．3．霍爾電壓UH＝keq\f(IB,d)(1)其中k為比例系數(shù)，稱(chēng)為霍爾系數(shù)，其大小與薄片的材料有關(guān)．(2)一個(gè)霍爾元件的d、k為定值，再保持I恒定，則UH的變化就與B成正比，因此霍爾元件又稱(chēng)磁敏元件．要點(diǎn)突破突破一：傳感器的工作原理及種類(lèi)1．傳感器的構(gòu)造傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、轉(zhuǎn)換電路三部分組成．(1)敏感元件的作用：利用各種物理、化學(xué)、生物效應(yīng)等原理制成，感受被測(cè)量，并將其轉(zhuǎn)換成與被測(cè)量成一定關(guān)系的易于測(cè)量的物理量．(2)轉(zhuǎn)換元件的作用：將敏感元件輸出的物理量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量輸出．(3)轉(zhuǎn)換電路的作用：將轉(zhuǎn)換元件輸出的微弱電學(xué)量轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量的電學(xué)量．2．傳感器的工作原理傳感器感受的通常是非電學(xué)量，如壓力、溫度、位移、濃度、速度、酸堿度等，而它輸出的通常是電學(xué)量，如電壓值、電流值、電荷量等，這些輸出信號(hào)是非常微弱的，通常要經(jīng)過(guò)放大后，再送給控制系統(tǒng)產(chǎn)生各種控制動(dòng)作．傳感器工作原理如下所示：eq\x(非電學(xué)量)→eq\x(敏感元件)→eq\x(轉(zhuǎn)換器件)→eq\x(轉(zhuǎn)換電路)→eq\x(電學(xué)量)3．傳感器是如何分類(lèi)的？傳感器可按下列三種不同的方法進(jìn)行分類(lèi)：(1)按被測(cè)量分類(lèi)：加速度傳感器、速度傳感器、位移傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、負(fù)荷傳感器、扭矩傳感器；(2)按工作原理分類(lèi)：電阻應(yīng)變式、壓變式、電容式、渦流式、動(dòng)圈式、磁電式、差動(dòng)變壓器式等；(3)按能量傳遞方式分類(lèi)：有源傳感器和無(wú)源傳感器兩大類(lèi)．突破二：干簧管和干簧繼電器的特點(diǎn)是什么？普通干簧管內(nèi)有兩個(gè)簧片，是用有彈性的軟磁合金材料制成的，它們密封在玻璃管中，成為一組常開(kāi)型觸點(diǎn)．管中充入惰性氣體(如氮?dú)?來(lái)防止觸點(diǎn)被氧化．小型干簧管價(jià)格約為1元．條形永磁體必須按照?qǐng)D甲所示的方位靠近干簧管，才能使簧片得到最好的磁化，導(dǎo)致兩個(gè)簧片相對(duì)的部分形成相反的磁極而吸合．圖中虛線為磁感線．如圖乙所示，如果將干簧管H放入一個(gè)螺線管L中，兩者就組合成為干簧繼電器．當(dāng)螺線管中通入電流時(shí)，電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)就使干簧管中簧片被磁化而吸合．干簧繼電器的優(yōu)點(diǎn)是：體積小、重量輕、靈敏(螺線管匝數(shù)很多時(shí)，通入幾毫安的電流就能使簧片吸合)、簧片能夠快速動(dòng)作、觸點(diǎn)的壽命長(zhǎng)．典例精析題型一：熱敏電阻的特征例一．如圖所示，R1為定值電阻，R2為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，當(dāng)溫度降低時(shí)，電阻變大，L為小燈泡，當(dāng)溫度降低時(shí)()A．R1兩端的電壓增大B．電流表的示數(shù)增大C．小燈泡的亮度變強(qiáng)D．小燈泡的亮度變?nèi)踝兪竭w移1：如圖所示，將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)置于“歐姆”擋，再將電表的兩支表筆與一熱敏電阻Rt的兩端相連，這時(shí)表針恰好指在刻度盤(pán)的正中間．若往Rt上擦一些酒精，表針將向________(填“左”或“右”)移動(dòng)；若用吹風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)吹向電阻，表針將向________(填“左”或“右”)移動(dòng)．題型二：光敏電阻的特征例二．如圖所示，R1、R2為定值電阻，L為小燈泡，R3為光敏電阻，當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時(shí)()A．電壓表的示數(shù)增大B．R2中電流減小C．小燈泡的功率增大 D．電路的路端電壓增大變式遷移2：如右圖所示，將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)置于歐姆擋，再將電表的兩支表筆分別與光敏電阻RG的兩端相連，這時(shí)表針恰好指在刻度盤(pán)的中央．若用不透光的黑紙將RG包裹起來(lái)，表針將向________(填“左”或“右”)轉(zhuǎn)動(dòng)；若用手電筒照射RG，表針將向________(填“左”或“右”)轉(zhuǎn)動(dòng)．強(qiáng)化訓(xùn)練選擇題1．現(xiàn)代生活離不開(kāi)智能手機(jī)，手機(jī)有很多功能需要傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如當(dāng)人將手機(jī)靠近耳朵接聽(tīng)電話時(shí)，手機(jī)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉屏幕從而達(dá)到防誤觸的目的，實(shí)現(xiàn)這一功能可能用到的傳感器為（）A．光傳感器和位移傳感器B．磁傳感器和溫度傳感器C．磁傳感器和聲傳感器D．壓力傳感器和加速度傳感器2．交通警察檢測(cè)駕駛員是否酒后駕駛時(shí)，會(huì)讓駕駛員朝檢測(cè)器吹一口氣。這種檢測(cè)器使用的傳感器是（）A．聲音傳感器 B．電化學(xué)傳感器C．壓力傳感器 D．溫度傳感器3．磁傳感器是將磁信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的儀器.如圖所示，將探頭放在磁場(chǎng)中，可以很方便的測(cè)量磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向.探頭可能是（）A．感應(yīng)線圈 B．熱敏電阻 C．霍爾元件 D．干簧管4、傳感器是一種采集信息的重要器件。如圖所示是一種測(cè)定壓力的電容式傳感器。當(dāng)待測(cè)壓力F作用于可動(dòng)膜片電極時(shí)，可使膜片產(chǎn)生形變，引起電容的變化，將電容器、靈敏電流計(jì)和電源串聯(lián)成閉合電路，那么（）①當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí)，電容將減小②當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí)，電容將增大③若電流計(jì)有示數(shù)，則壓力F發(fā)生變化④若電流計(jì)有示數(shù)，則壓力F不發(fā)生變化。A．①③ B．①④ C．②③ D．②④5、傳感器的種類(lèi)多種多樣，其性能也各不相同，空調(diào)機(jī)在室內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定的穩(wěn)定后，會(huì)自動(dòng)停止工作，其中空調(diào)機(jī)內(nèi)使用了下列哪種傳感器（）A．生物傳感器 B．紅外傳感器C．溫度傳感器 D．光傳感器6、為了更加安全、快捷地測(cè)量體溫，醫(yī)療機(jī)構(gòu)大量采用了非接觸式體溫計(jì)，這種體溫計(jì)采用了（）A．壓力傳感器 B．聲音傳感器C．紅外傳感器 D．生物傳感器7、如圖所示是會(huì)議室和賓館房間的天花板上裝有的火災(zāi)報(bào)警器的結(jié)構(gòu)原理圖，罩內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板。平時(shí)光電三極管接收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A．進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧遮擋了光線，使光電三極管電阻更大，檢測(cè)電路檢測(cè)出變化發(fā)出警報(bào)B．光電三極管溫度升高，電阻變小，檢測(cè)電路檢測(cè)出變化發(fā)出警報(bào)C．進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧對(duì)光有散射作用，部分光線照到光電三極管上，電阻變小，檢測(cè)電路檢測(cè)出變化發(fā)出警報(bào)D．以上說(shuō)法均不正確8、隨著生活水平的提高，電子秤已經(jīng)成為日常生活中不可或缺的一部分，電子秤的種類(lèi)也有很多，如圖所示是用平行板電容器制成的廚房用電子秤及其電路簡(jiǎn)圖。稱(chēng)重時(shí)，把物體放到電子秤面板上，壓力作用會(huì)導(dǎo)致平行板上層膜片電極下移。則（）A．電容器儲(chǔ)存的電能減少B．電容器的電容減小，帶電荷量減小C．膜片下移過(guò)程中，電流表有a到b的電流D．電子秤是一個(gè)壓力傳感器，穩(wěn)定后電容器兩板間電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)9、如圖所示，水平的傳送帶上放一物體，物體下表面及傳送帶上表面均粗糙，導(dǎo)電性能良好的彈簧的右端與物體及滑動(dòng)變阻器滑片相連，彈簧左端固定在墻壁上，不計(jì)滑片與滑動(dòng)變阻器線圈間摩擦。當(dāng)傳送帶如箭頭方向運(yùn)動(dòng)且速度為v時(shí)，物體與傳送帶發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，當(dāng)傳送帶逐漸加速到時(shí)，物體受到的摩擦力和燈泡的亮度將（）A．摩擦力不變，燈泡的亮度變亮B．摩擦力不變，燈泡的亮度不變C．摩擦力變大，燈泡的亮度變亮D．摩擦力變小，燈泡的亮度變暗10、下面哪一項(xiàng)不是現(xiàn)代傳感器的應(yīng)用（）A．將自己的銀行卡插進(jìn)自動(dòng)取款機(jī)里可以取錢(qián)，而不必麻煩銀行工作人員B．電梯的兩門(mén)靠攏接觸到人體時(shí)，門(mén)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)而不會(huì)夾傷人C．電飯煲能自動(dòng)加熱和保溫而不會(huì)把飯燒焦D．當(dāng)你走近自動(dòng)門(mén)時(shí)，門(mén)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)5.1認(rèn)識(shí)傳感器5.2常見(jiàn)傳感器的工作原理及應(yīng)用基礎(chǔ)導(dǎo)學(xué)要點(diǎn)一、認(rèn)識(shí)傳感器傳感器：它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等被測(cè)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可用信號(hào)輸出。通常轉(zhuǎn)換成的可用信號(hào)是電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，可以很方便地進(jìn)行測(cè)量、傳輸、處理和控制。工作原理eq\x(非電學(xué)量)→eq\x(\a\al(傳感器,敏感元件、轉(zhuǎn)換器件、轉(zhuǎn)換電路))→eq\x(電學(xué)量)要點(diǎn)二、傳感器的組成與應(yīng)用模式1．敏感元件：是指能直接感受或響應(yīng)外界被測(cè)非電學(xué)量的部分。2．轉(zhuǎn)換元件：是指能將敏感元件輸出的信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的部分。它們分別完成檢測(cè)和轉(zhuǎn)換兩個(gè)基本功能。要點(diǎn)三、光敏電阻1．特點(diǎn)：光照越強(qiáng)，電阻越小。2．原因：光敏電阻的構(gòu)成物質(zhì)為半導(dǎo)體材料，無(wú)光照時(shí)，載流子極少，導(dǎo)電性能不好；隨著光照的增強(qiáng)，載流子增多，導(dǎo)電性變好。3．作用：把光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量。要點(diǎn)四、熱敏電阻和金屬熱電阻1．熱敏電阻熱敏電阻由半導(dǎo)體材料制成，其電阻隨溫度的變化明顯，溫度升高電阻減小，如圖甲所示為某一熱敏電阻的電阻隨溫度變化的特性曲線。甲乙2．金屬熱電阻有些金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，這樣的電阻也可以制作溫度傳感器，稱(chēng)為熱電阻，如圖乙所示為某金屬導(dǎo)線電阻的溫度特性曲線。3．熱敏電阻與金屬熱電阻的區(qū)別熱敏電阻金屬熱電阻特點(diǎn)電阻隨溫度的變化而變化且非常明顯電阻率隨溫度的升高而增大制作材料半導(dǎo)體金屬導(dǎo)體優(yōu)點(diǎn)靈敏度好化學(xué)穩(wěn)定性好，測(cè)溫范圍大作用能夠?qū)囟冗@個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量4.注意：在工作溫度范圍內(nèi)，電阻值隨溫度上升而增加的是正溫度系數(shù)(PTC)熱敏電阻器；電阻值隨溫度上升而減小的是負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻器。要點(diǎn)五、力傳感器的應(yīng)用——電子秤1．組成及敏感元件：由金屬梁和應(yīng)變片組成，敏感元件是應(yīng)變片。2．工作原理：3．作用：應(yīng)變片將物體形變這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量。要點(diǎn)六、霍爾元件1.如圖所示，在一個(gè)很小的矩形半導(dǎo)體(例如砷化銦)薄片上，制作四個(gè)電極E、F、M、N，就成為一個(gè)霍爾元件．2．霍爾效應(yīng)的原理外部磁場(chǎng)使運(yùn)動(dòng)的載流子受到洛倫茲力，在導(dǎo)體板的一側(cè)聚集，在導(dǎo)體板的另一側(cè)會(huì)出現(xiàn)多余的另一種電荷，從而形成橫向電場(chǎng)；橫向電場(chǎng)對(duì)電子施加與洛倫茲力方向相反的靜電力，當(dāng)靜電力與洛倫茲力達(dá)到平衡時(shí)，導(dǎo)體板左右兩側(cè)會(huì)形成穩(wěn)定的電壓．3．霍爾電壓UH＝keq\f(IB,d)(1)其中k為比例系數(shù)，稱(chēng)為霍爾系數(shù)，其大小與薄片的材料有關(guān)．(2)一個(gè)霍爾元件的d、k為定值，再保持I恒定，則UH的變化就與B成正比，因此霍爾元件又稱(chēng)磁敏元件．要點(diǎn)突破突破一：傳感器的工作原理及種類(lèi)1．傳感器的構(gòu)造傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、轉(zhuǎn)換電路三部分組成．(1)敏感元件的作用：利用各種物理、化學(xué)、生物效應(yīng)等原理制成，感受被測(cè)量，并將其轉(zhuǎn)換成與被測(cè)量成一定關(guān)系的易于測(cè)量的物理量．(2)轉(zhuǎn)換元件的作用：將敏感元件輸出的物理量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量輸出．(3)轉(zhuǎn)換電路的作用：將轉(zhuǎn)換元件輸出的微弱電學(xué)量轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量的電學(xué)量．2．傳感器的工作原理傳感器感受的通常是非電學(xué)量，如壓力、溫度、位移、濃度、速度、酸堿度等，而它輸出的通常是電學(xué)量，如電壓值、電流值、電荷量等，這些輸出信號(hào)是非常微弱的，通常要經(jīng)過(guò)放大后，再送給控制系統(tǒng)產(chǎn)生各種控制動(dòng)作．傳感器工作原理如下所示：eq\x(非電學(xué)量)→eq\x(敏感元件)→eq\x(轉(zhuǎn)換器件)→eq\x(轉(zhuǎn)換電路)→eq\x(電學(xué)量)3．傳感器是如何分類(lèi)的？傳感器可按下列三種不同的方法進(jìn)行分類(lèi)：(1)按被測(cè)量分類(lèi)：加速度傳感器、速度傳感器、位移傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、負(fù)荷傳感器、扭矩傳感器；(2)按工作原理分類(lèi)：電阻應(yīng)變式、壓變式、電容式、渦流式、動(dòng)圈式、磁電式、差動(dòng)變壓器式等；(3)按能量傳遞方式分類(lèi)：有源傳感器和無(wú)源傳感器兩大類(lèi)．突破二：干簧管和干簧繼電器的特點(diǎn)是什么？普通干簧管內(nèi)有兩個(gè)簧片，是用有彈性的軟磁合金材料制成的，它們密封在玻璃管中，成為一組常開(kāi)型觸點(diǎn)．管中充入惰性氣體(如氮?dú)?來(lái)防止觸點(diǎn)被氧化．小型干簧管價(jià)格約為1元．條形永磁體必須按照?qǐng)D甲所示的方位靠近干簧管，才能使簧片得到最好的磁化，導(dǎo)致兩個(gè)簧片相對(duì)的部分形成相反的磁極而吸合．圖中虛線為磁感線．如圖乙所示，如果將干簧管H放入一個(gè)螺線管L中，兩者就組合成為干簧繼電器．當(dāng)螺線管中通入電流時(shí)，電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)就使干簧管中簧片被磁化而吸合．干簧繼電器的優(yōu)點(diǎn)是：體積小、重量輕、靈敏(螺線管匝數(shù)很多時(shí)，通入幾毫安的電流就能使簧片吸合)、簧片能夠快速動(dòng)作、觸點(diǎn)的壽命長(zhǎng)．典例精析題型一：熱敏電阻的特征例一．如圖所示，R1為定值電阻，R2為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，當(dāng)溫度降低時(shí)，電阻變大，L為小燈泡，當(dāng)溫度降低時(shí)()A．R1兩端的電壓增大B．電流表的示數(shù)增大C．小燈泡的亮度變強(qiáng)D．小燈泡的亮度變?nèi)跛悸伏c(diǎn)破：解析：R2與燈L并聯(lián)后與R1串聯(lián)，與電源構(gòu)成閉合電路，當(dāng)溫度降低時(shí)，電阻R2增大，外電路電阻增大，電流表讀數(shù)減小，燈L電壓增大，燈泡亮度變強(qiáng)，R1兩端電壓減小，故C正確，其余各項(xiàng)均錯(cuò)．答案：C【反思總結(jié)】解此類(lèi)問(wèn)題時(shí)，R2相當(dāng)于一個(gè)滑動(dòng)變阻器．要把R2與金屬熱電阻區(qū)別開(kāi)．變式遷移1：如圖所示，將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)置于“歐姆”擋，再將電表的兩支表筆與一熱敏電阻Rt的兩端相連，這時(shí)表針恰好指在刻度盤(pán)的正中間．若往Rt上擦一些酒精，表針將向________(填“左”或“右”)移動(dòng)；若用吹風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)吹向電阻，表針將向________(填“左”或“右”)移動(dòng)．解析：若往Rt上擦一些酒精，由于酒精蒸發(fā)吸熱，熱敏電阻Rt溫度降低，電阻值最大，所以電流減小，指針應(yīng)向左偏；用吹風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)吹向電阻，電阻Rt溫度升高，電阻值減小，電流增大，指針向右偏．答案：左右題型二：光敏電阻的特征例二．如圖所示，R1、R2為定值電阻，L為小燈泡，R3為光敏電阻，當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時(shí)()A．電壓表的示數(shù)增大B．R2中電流減小C．小燈泡的功率增大 D．電路的路端電壓增大解析：當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時(shí)，R3阻值減小，外電路電阻隨R3的減小而減小，R1兩端電壓因干路電流增大而增大，同時(shí)內(nèi)電壓增大，故路端電壓減小，而電壓表的示數(shù)增大，A正確，D錯(cuò)誤；由路端電壓減小，而R1兩端電壓增大可知，R2兩端電壓必減小，則R2中電流減小，故B正確；結(jié)合干路電流增大可知流過(guò)小燈泡的電流必增大，則小燈泡的功率增大．故正確答案為ABC.答案：ABC【反思總結(jié)】解決含有熱敏電阻、光敏電阻的直流電路動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題時(shí)，一是應(yīng)明確熱敏電阻、光敏電阻的電阻特性；二是根據(jù)閉合電路歐姆定律及串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)來(lái)分析電路中某一電阻變化而引起的整個(gè)電路中各部分電學(xué)量的變化情況，即R局eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(增大,減小))→R總eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(增大,減小))→I總eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(減小,增大))→U端eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(增大,減小))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(I分的變化,U分的變化))變式遷移2：如右圖所示，將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)置于歐姆擋，再將電表的兩支表筆分別與光敏電阻RG的兩端相連，這時(shí)表針恰好指在刻度盤(pán)的中央．若用不透光的黑紙將RG包裹起來(lái)，表針將向________(填“左”或“右”)轉(zhuǎn)動(dòng)；若用手電筒照射RG，表針將向________(填“左”或“右”)轉(zhuǎn)動(dòng)．解析：歐姆表的表盤(pán)刻度最右邊是0，最左邊是無(wú)窮大．將RG包裹起來(lái)，光照變?nèi)?，光敏電阻阻值增大，指針向左偏轉(zhuǎn)；用手電筒照射RG時(shí)，光照變強(qiáng)，光敏電阻阻值減小，指針向右偏轉(zhuǎn)．答案：左右強(qiáng)化訓(xùn)練選擇題1．現(xiàn)代生活離不開(kāi)智能手機(jī)，手機(jī)有很多功能需要傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如當(dāng)人將手機(jī)靠近耳朵接聽(tīng)電話時(shí)，手機(jī)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉屏幕從而達(dá)到防誤觸的目的，實(shí)現(xiàn)這一功能可能用到的傳感器為（）A．光傳感器和位移傳感器B．磁傳感器和溫度傳感器C．磁傳感器和聲傳感器D．壓力傳感器和加速度傳感器【答案】A【解析】當(dāng)人將手機(jī)靠近耳朵接聽(tīng)電話時(shí)，改變了位移，并且耳朵會(huì)擋住光線，所以可能用到的傳感器為光傳感器和位移傳感器。故選A。2．交通警察檢測(cè)駕駛員是否酒后駕駛時(shí)，會(huì)讓駕駛員朝檢測(cè)器吹一口氣。這種檢測(cè)器使用的傳感器是（）A．聲音傳感器 B．電化學(xué)傳感器C．壓力傳感器 D．溫度傳感器【答案】B【解析】檢測(cè)器檢測(cè)駕駛員口中吹出的氣體中是否含有酒精分子，與聲音、壓力、溫度無(wú)關(guān)，這種檢測(cè)器使用的傳感器是氣體傳感器，屬于電化學(xué)傳感器故選B。3．磁傳感器是將磁信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的儀器.如圖所示，將探頭放在磁場(chǎng)中，可以很方便的測(cè)量磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向.探頭可能是（）A．感應(yīng)線圈 B．熱敏電阻 C．霍爾元件 D．干簧管【答案】C【解析】將探頭放在磁場(chǎng)中，可以很方便的測(cè)量磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，將磁信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，所以探頭可能是霍爾元件。故選C.4、傳感器是一種采集信息的重要器件。如圖所示是一種測(cè)定壓力的電容式傳感器。當(dāng)待測(cè)壓力F作用于可動(dòng)膜片電極時(shí)，可使膜片產(chǎn)生形變，引起電容的變化，將電容器、靈敏電流計(jì)和電源串聯(lián)成閉合電路，那么（）①當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí)，電容將減小②當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí)，電容將增大③若電流計(jì)有示數(shù)，則壓力F發(fā)生變化④若電流計(jì)有示數(shù)，則壓力F不發(fā)生變化。A．①③ B．①④ C．②③ D．②④【答案】C【解析】①②當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí)，板間距離減小，由電容的決定式可知電容器的電容將增大，故①錯(cuò)誤、②正確；③④當(dāng)F變化時(shí)，電容變化，而板間電壓不變，由Q=CU故電容器所帶電荷量Q發(fā)生變化，電容器將發(fā)生充、放電現(xiàn)象，回路中有電流，電流計(jì)有示數(shù)；反之，電流計(jì)有示數(shù)時(shí)，壓力F必發(fā)生變化，故③正確，④錯(cuò)誤。故選C。5、傳感器的種類(lèi)多種多樣，其性能也各不相同，空調(diào)機(jī)在室內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定的穩(wěn)定后，會(huì)自動(dòng)停止工作，其中空調(diào)機(jī)內(nèi)使用了下列哪種傳感器（）A．生物傳感器 B．紅外傳感器C．溫度傳感器 D．光傳感器【答案】C【解析】空調(diào)機(jī)根據(jù)溫度調(diào)節(jié)工作狀態(tài)，所以?xún)?nèi)部使用了溫度傳感器，C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。6、為了更加安全、快捷地測(cè)量體溫，醫(yī)療機(jī)構(gòu)大量采用了非接觸式體溫計(jì)，這種體溫計(jì)采用了（）A．壓力傳感器 B．聲音傳感器C．紅外傳感器 D．生物傳感器【答案】C【解析】一切物體都會(huì)向外輻射紅外線，溫度越高，輻射的紅外線越多，紅外線溫度計(jì)是通過(guò)接收身體表面輻射出來(lái)的紅外線來(lái)測(cè)溫的，屬于紅外傳感器，故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。7、如圖所示是會(huì)議室和賓館房間的天花板上裝有的火災(zāi)報(bào)警器的結(jié)構(gòu)原理圖，罩內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板。平時(shí)光電三極管接收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A．進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧遮擋了光線，使光電三極管電阻更大，檢測(cè)電路檢測(cè)出變化發(fā)出警報(bào)B．光電三極管溫度升高，電阻變小，檢測(cè)電路檢測(cè)出變化發(fā)出警報(bào)C．進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧對(duì)光有散射作用，部分光線照到光電三極管上，電阻變小，檢測(cè)電路檢測(cè)出變化發(fā)出警報(bào)D．以上說(shuō)法均不正確【答案】C【解析】發(fā)生火災(zāi)時(shí)，煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后對(duì)光有散射作用，使部分光線照射到光電三極管上，其電阻變小，與傳感器連接的電路檢測(cè)出這種變化，就會(huì)發(fā)出警報(bào)。故選C。8、隨著生活水平的提高，電子秤已經(jīng)成為日常生活中不可或缺的一部分，電子秤的種類(lèi)也有很多，如圖所示是用平行板電容器制成的廚房用電子秤及其電路簡(jiǎn)圖。稱(chēng)重時(shí)，把物體放到電子秤面板上，壓力作用會(huì)導(dǎo)致平行板上層膜片電極下移。則（）A．電容器儲(chǔ)存的電能減少B．電容器的電容減小，帶電荷量減小C．膜片下移過(guò)程中，電流表有a到b的電流D．電子秤是一個(gè)壓力傳感器，穩(wěn)定后電容器兩板間電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)【答案】D【解析】AB．根據(jù)電容器表達(dá)式當(dāng)兩個(gè)極板的距離減小時(shí)，電容器的電容增大；再根據(jù)電容器定義式由于電容器一直和電源相連，電壓不變，當(dāng)電容增大時(shí)，帶電荷量增大，則電容器儲(chǔ)存的電能增加；所以AB錯(cuò)誤；C膜片下移過(guò)程中，電容器充電，則電流表有b到a的電流，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．電子秤是一個(gè)壓力傳感器，當(dāng)壓力穩(wěn)定后，電容器停止充電，電路中的電流為零，即電流表示數(shù)為零，兩極板的電勢(shì)差不變，等于電源的電動(dòng)勢(shì)，所以D正確。故選D。9、如圖所示，水平的傳送帶上放一物體，物體下表面及傳送帶上表面均粗糙，導(dǎo)電性能良好的彈簧的右端與物體及滑動(dòng)變阻器滑片相連，彈簧左端固定在墻壁上，不計(jì)滑片與滑動(dòng)變阻器線圈間摩擦。當(dāng)傳送帶如箭頭方向運(yùn)動(dòng)且速度為v時(shí)，物體與傳送帶發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，當(dāng)傳送帶逐漸加速到時(shí)，物體受到的摩擦力和燈泡的亮度將（）A．摩擦力不變，燈泡的亮度變亮B．摩擦力不變，燈泡的亮度不變C．摩擦力變大，燈泡的亮度變亮D．摩擦力變小，燈泡的亮度變暗【答案】B【解析】因摩擦力大小只與壓力大小及接觸面的粗糙程度有關(guān)與物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)，故物體所受摩擦力不變；由于傳送帶運(yùn)動(dòng)且速度為v時(shí)，物體與傳送帶發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，故物體受到的摩擦力和彈簧彈力是一對(duì)平衡力；當(dāng)傳送帶逐漸加速到2v時(shí)，因物體所受摩擦力不變，則物體仍處于平衡狀態(tài)，故物體的位置將不發(fā)生變化，與滑動(dòng)變阻器保持相對(duì)靜止，滑動(dòng)變阻器接入電阻不變，則由歐姆定律可得電路中電流不變，燈泡的亮度不變．故選B。10、下面哪一項(xiàng)不是現(xiàn)代傳感器的應(yīng)用（）A．將自己的銀行卡插進(jìn)自動(dòng)取款機(jī)里可以取錢(qián)，而不必麻煩銀行工作人員B．電梯的兩門(mén)靠攏接觸到人體時(shí)，門(mén)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)而不會(huì)夾傷人C．電飯煲能自動(dòng)加熱和保溫而不會(huì)把飯燒焦D．當(dāng)你走近自動(dòng)門(mén)時(shí)，門(mén)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)【答案】A【解析】A．將自己的銀行卡插進(jìn)自動(dòng)取款機(jī)里可以取錢(qián)，而不必麻煩銀行工作人員，應(yīng)用了磁記錄技術(shù)，與現(xiàn)代傳感器無(wú)關(guān)，故A符合題意；B．電梯的兩門(mén)靠攏接觸到人體時(shí)，門(mén)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)而不會(huì)夾傷人，應(yīng)用了壓力傳感器，故B不符合題意；C．電飯煲能自動(dòng)加熱和保溫而不會(huì)把飯燒焦，應(yīng)用了溫度傳感器，故C不符合題意；D．當(dāng)你走近自動(dòng)門(mén)時(shí)，門(mén)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，應(yīng)用了微波或紅外傳感器，故D不符合題意。故選A。第五章傳感器第2節(jié)常見(jiàn)傳感器的工作原理及應(yīng)用【核心素養(yǎng)目標(biāo)】物理觀念了解光敏電阻的特性及其在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用。科學(xué)思維了解金屬熱電阻和熱敏電阻的特性及其在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用?？茖W(xué)探究了解電阻應(yīng)變片、電容式位移傳感器的特性及其在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任通過(guò)常見(jiàn)傳感器的工作原理及應(yīng)用知識(shí)應(yīng)用的實(shí)例，感受物理中科學(xué)技術(shù)與社會(huì)的緊密聯(lián)系，體會(huì)科學(xué)知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和科學(xué)意識(shí)。知識(shí)點(diǎn)一光敏電阻【情境導(dǎo)入】智能手機(jī)屏幕的光線過(guò)強(qiáng)會(huì)對(duì)眼睛有害，因此手機(jī)都有一項(xiàng)可以調(diào)節(jié)亮度的功能，該功能既可以自動(dòng)調(diào)節(jié)，也可以手動(dòng)調(diào)節(jié)。自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，手機(jī)是感知外界光線強(qiáng)弱的感光元件是什么呢？【知識(shí)梳理】光敏電阻在被光照射時(shí)發(fā)生變化，光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為這個(gè)電學(xué)量．【重難詮釋】【典例精析】例1．(多選)如圖所示，這是用光敏電阻LDR和燈泡制成的一種簡(jiǎn)易水污染指示器，下列說(shuō)法中正確的是()A．嚴(yán)重污染時(shí)，LDR是高電阻B．輕度污染時(shí)，LDR是高電阻C.無(wú)論污染程度如何，LDR的電阻不變，阻值大小由材料本身因素決定D．該儀器的使用會(huì)因?yàn)榘滋旌屯砩鲜艿接绊懼R(shí)點(diǎn)二金屬熱電阻和熱敏電阻【情境導(dǎo)入】某興趣小組為了研究電子溫控裝置，將熱敏電阻R1(負(fù)溫度系數(shù))、定值電阻R2以及電壓表和電流表連入如圖所示的電路中，熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小。(1)閉合開(kāi)關(guān)S后，溫度升高時(shí)，電流表的示數(shù)如何變化？(2)閉合開(kāi)關(guān)S后，溫度降低時(shí)，電壓表的示數(shù)如何變化？【知識(shí)梳理】1．金屬熱電阻：金屬的電阻率隨溫度的而增大，利用這一特性，金屬絲可以制作傳感器，稱(chēng)為熱電阻．2．熱敏電阻：用材料制成，氧化錳制成的熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而．【重難詮釋】有些半導(dǎo)體在溫度變化時(shí)導(dǎo)電能力也會(huì)變化，因此可以用這種半導(dǎo)體材料制作熱敏電阻。熱敏電阻是電阻值隨溫度變化而變化的敏感元件。在其工作溫度范圍內(nèi)，電阻值隨溫度升高而增大的是正溫度系數(shù)(PTC)熱敏電阻；電阻值隨溫度升高而減小的是負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻。金屬熱電阻和熱敏電阻的區(qū)別項(xiàng)目金屬熱電阻熱敏電阻(NTC)特點(diǎn)電阻率隨溫度的升高而增大電阻率隨溫度的升高而減小R－T圖像制作材料金屬半導(dǎo)體導(dǎo)電原理自由電子的定向移動(dòng)自由電子和空穴等載流子優(yōu)點(diǎn)化學(xué)穩(wěn)定性好，測(cè)溫范圍大靈敏度較好作用將溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量【典例精析】例2．如圖所示的是一火災(zāi)報(bào)警器的部分電路示意圖，其中R3為熱敏電阻，其阻值隨溫度升高而減小。值班室的顯示器為電路中的電流表，a、b之間接報(bào)警器。當(dāng)R3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()A．I變大，U變大B．I變大，U變小C．I變小，U變小D．I變小，U變大知識(shí)點(diǎn)三電阻應(yīng)變片【情境導(dǎo)入】如圖所示是一個(gè)應(yīng)變式力傳感器，彈簧鋼制成的梁形元件右端固定，在梁的上、下表面各貼一個(gè)應(yīng)變片．結(jié)合力傳感器的特點(diǎn)，敘述它的工作原理．【知識(shí)梳理】1．電阻應(yīng)變效應(yīng)：金屬導(dǎo)體在外力作用下發(fā)生機(jī)械形變時(shí)，其電阻也隨之變化的現(xiàn)象．2．電阻應(yīng)變片：電阻應(yīng)變片有金屬電阻應(yīng)變片和，半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片的工作原理是基于半導(dǎo)體材料的．3．電阻應(yīng)變片能夠把物體形變這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為這個(gè)電學(xué)量．【重難詮釋】【典例精析】例3．壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，有位同學(xué)設(shè)計(jì)了利用壓敏電阻判斷豎直升降機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置，其工作原理圖如圖甲所示，將壓敏電阻固定在升降機(jī)底板上，其上放置一個(gè)物塊，在升降機(jī)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，電流表示數(shù)如圖乙所示，已知升降機(jī)靜止時(shí)電流表的示數(shù)為I1.下列判斷正確的是()A．0到t1時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)一定靜止B．t1到t2時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．t1到t2時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度在變化D．t2到t3時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)可能向下勻速運(yùn)動(dòng)針對(duì)訓(xùn)練一、單選題1．有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件分別接入如圖所示電路中A、B兩點(diǎn)后，用黑紙包住元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數(shù)，下列說(shuō)法正確的是（）A．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是光敏電阻B．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變化，這只元件一定是定值電阻C．用黑紙包住與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是光敏電阻D．用黑紙包住與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)相同，這只元件一定是定值電阻2．傳感器根據(jù)具體工作原理的不同，可分為電阻式、電容式、電感式、……等等，下列關(guān)于傳感器的分類(lèi)及工作原理正確的是（）A．熱敏電阻和金屬熱電阻都是電阻式傳感器，兩者的電阻都隨溫度的升高而增大B．圖1所示的傳感器是電容式傳感器，當(dāng)被測(cè)物體向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，電容器的電容增大C．圖2所示的傳感器是電感式傳感器，當(dāng)被測(cè)物體向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，電感線圈的自感系數(shù)增大D．金屬電阻應(yīng)變片是電阻式傳感器，當(dāng)應(yīng)變片上的金屬絲受到拉力時(shí)，應(yīng)變片的電阻增大3．下列有關(guān)傳感器的敘述中正確的是（）A．自動(dòng)門(mén)上安裝了紅外線傳感器，紅外線傳感器就是溫度傳感器B．干簧管是將磁感應(yīng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電阻的一種元件C．與熱敏電阻相比，金屬熱電阻的靈敏度差，測(cè)溫范圍小D．壓電晶體的敏感元件就是轉(zhuǎn)換元件4．如圖，在電路中接一段鎢絲（從舊白熾燈中取出），閉合開(kāi)關(guān)，燈泡正常發(fā)光，當(dāng)用打火機(jī)給鎢絲加熱時(shí)燈泡亮度明顯變暗，根據(jù)鎢絲的上述特性，可用鎢絲來(lái)制作一個(gè)溫度傳感器，下面的說(shuō)法中正確的是（）A．該傳感器利用了鎢絲的化學(xué)性質(zhì)B．該傳感器的原理是把電學(xué)量（電阻）轉(zhuǎn)換為熱學(xué)量（溫度）C．該傳感器的敏感元件是鎢絲，轉(zhuǎn)換元件是燈泡D．該傳感器利用了鎢絲電阻隨溫度變化而變化的特性5．學(xué)校為了預(yù)防冠狀病毒的傳播，每天用體溫槍檢測(cè)師生進(jìn)校門(mén)時(shí)體溫，該裝置可能采用了（）A．紅外線傳感器 B．壓力傳感器C．生物傳感器 D．聲波傳感器6．壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，利用壓敏電阻可以設(shè)計(jì)一個(gè)電路來(lái)判斷升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況，其工作原理圖如圖甲所示。將壓敏電阻固定在升降機(jī)底板上，其上放置一個(gè)絕緣物塊。0～t1時(shí)間內(nèi)升降機(jī)勻速下降，從時(shí)刻開(kāi)始，電流表中電流隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示，下列說(shuō)法中正確的是（）A．t1～t2時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)加速度的大小可能先減小后增大B．t2～t3時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)C．t3～t4時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)可能處于失重狀態(tài)D．t3～t4時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)可能一直減速下降二、多選題7．下列器件中應(yīng)用光敏傳感器的是（）A．光電鼠標(biāo)器 B．火災(zāi)報(bào)警器 C．測(cè)溫儀 D．電子秤8．如圖所示是光電計(jì)數(shù)器的工作示意圖，其中A是發(fā)光儀器，B是傳送帶上的物品，為光敏電阻，為定值電阻，此光電計(jì)數(shù)器的基本工作原理是（）A．當(dāng)有光照射時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得高電壓B．當(dāng)有光照射時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得低電壓C．信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計(jì)數(shù)一次D．信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計(jì)數(shù)一次9．利用半導(dǎo)體材料可以制成（）A．標(biāo)準(zhǔn)電阻 B．熱敏電阻C．光敏電阻 D．晶體管10．為保證師生用電安全，學(xué)校電路系統(tǒng)中安裝有由熱敏電阻制成的溫度監(jiān)測(cè)器，如圖所示為理想變壓器，原、副線圈匝數(shù)比為，原線圈接交流電壓，圖中電壓表和電流表為理想電表，為阻值隨溫度的升高而減小的熱敏電阻，為定值電阻，則下列說(shuō)法正確的是（）A．變壓器輸入與輸出功率之比為 B．變壓器副線圈中電流的頻率為C．當(dāng)處溫度升高時(shí)，電壓表示數(shù)不變 D．當(dāng)處溫度升高時(shí)，電流表示數(shù)減小11．如圖所示，電路中A、B兩點(diǎn)之間分別接入定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件后，用黑紙包住元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數(shù)，下列說(shuō)法中正確的是（）A．若置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大，則這只元件一定是熱敏電阻B．若置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變化，則這只元件一定是定值電阻C．若用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)變化較大，則這只元件一定是光敏電阻D．若用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)相同，則這只元件一定是定值電阻12．有些樓道照明燈的控制電路具有這樣的功能：當(dāng)樓道里很昏暗時(shí)，出現(xiàn)聲音燈就開(kāi)啟；而在樓道里明亮?xí)r，即使有聲音燈也沒(méi)有反應(yīng)。既可以方便照明，又可以節(jié)約用電。這樣的照明燈的控制電路中，一定接人了哪幾種傳感器（）A．溫度傳感器 B．光傳感器C．聲音傳感器 D．熱傳感器13．傳感器的使用使我們的生活更加方便、安全和舒適，下列應(yīng)用了力傳感器的是（）A．無(wú)人管理自動(dòng)灌溉系統(tǒng) B．商場(chǎng)使用的電子秤C．酒店大廳的自動(dòng)門(mén) D．給貨車(chē)稱(chēng)重的地磅14．下列說(shuō)法正確的是（）A．電子秤所使用的測(cè)力裝置是力傳感器B．電飯鍋中的溫度傳感器其主要元件是感溫鐵氧體C．話筒是一種常用的聲音傳感器，其作用是將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為聲信號(hào)D．干簧管可以起到開(kāi)關(guān)作用，是一種能夠感知溫度的傳感器第五章傳感器第2節(jié)常見(jiàn)傳感器的工作原理及應(yīng)用【核心素養(yǎng)目標(biāo)】物理觀念了解光敏電阻的特性及其在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用。科學(xué)思維了解金屬熱電阻和熱敏電阻的特性及其在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用?？茖W(xué)探究了解電阻應(yīng)變片、電容式位移傳感器的特性及其在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任通過(guò)常見(jiàn)傳感器的工作原理及應(yīng)用知識(shí)應(yīng)用的實(shí)例，感受物理中科學(xué)技術(shù)與社會(huì)的緊密聯(lián)系，體會(huì)科學(xué)知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和科學(xué)意識(shí)。知識(shí)點(diǎn)一光敏電阻【情境導(dǎo)入】智能手機(jī)屏幕的光線過(guò)強(qiáng)會(huì)對(duì)眼睛有害，因此手機(jī)都有一項(xiàng)可以調(diào)節(jié)亮度的功能，該功能既可以自動(dòng)調(diào)節(jié)，也可以手動(dòng)調(diào)節(jié)。自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，手機(jī)是感知外界光線強(qiáng)弱的感光元件是什么呢？【答案】大多數(shù)手機(jī)中數(shù)碼相機(jī)的感光元件基本上都是CMOS的。感光元件又叫圖像傳感器?！局R(shí)梳理】光敏電阻在被光照射時(shí)電阻發(fā)生變化，光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量．【重難詮釋】【典例精析】例1．(多選)如圖所示，這是用光敏電阻LDR和燈泡制成的一種簡(jiǎn)易水污染指示器，下列說(shuō)法中正確的是()A．嚴(yán)重污染時(shí)，LDR是高電阻B．輕度污染時(shí)，LDR是高電阻C.無(wú)論污染程度如何，LDR的電阻不變，阻值大小由材料本身因素決定D．該儀器的使用會(huì)因?yàn)榘滋旌屯砩鲜艿接绊憽敬鸢浮緼D【解析】嚴(yán)重污染時(shí)，透過(guò)污水照到LDR上的光線較少，LDR電阻較大，故A正確，B錯(cuò)誤；LDR由半導(dǎo)體材料制成，受光照影響電阻會(huì)發(fā)生變化，故C錯(cuò)誤；白天和晚上自然光強(qiáng)弱不同，或多或少會(huì)影響LDR的電阻，故D正確。知識(shí)點(diǎn)二金屬熱電阻和熱敏電阻【情境導(dǎo)入】某興趣小組為了研究電子溫控裝置，將熱敏電阻R1(負(fù)溫度系數(shù))、定值電阻R2以及電壓表和電流表連入如圖所示的電路中，熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小。(1)閉合開(kāi)關(guān)S后，溫度升高時(shí)，電流表的示數(shù)如何變化？(2)閉合開(kāi)關(guān)S后，溫度降低時(shí)，電壓表的示數(shù)如何變化？【答案】(1)溫度升高時(shí)，熱敏電阻的阻值變小，干路的電流變大，所以電流表的示數(shù)變大。(2)溫度降低，熱敏電阻的阻值變大，干路中的電流變小，R2兩端的電壓變小，電壓表的示數(shù)變小?！局R(shí)梳理】1．金屬熱電阻：金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，利用這一特性，金屬絲可以制作溫度傳感器，稱(chēng)為熱電阻．2．熱敏電阻：用半導(dǎo)體材料制成，氧化錳制成的熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減?。局仉y詮釋】有些半導(dǎo)體在溫度變化時(shí)導(dǎo)電能力也會(huì)變化，因此可以用這種半導(dǎo)體材料制作熱敏電阻。熱敏電阻是電阻值隨溫度變化而變化的敏感元件。在其工作溫度范圍內(nèi)，電阻值隨溫度升高而增大的是正溫度系數(shù)(PTC)熱敏電阻；電阻值隨溫度升高而減小的是負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻。金屬熱電阻和熱敏電阻的區(qū)別項(xiàng)目金屬熱電阻熱敏電阻(NTC)特點(diǎn)電阻率隨溫度的升高而增大電阻率隨溫度的升高而減小R－T圖像制作材料金屬半導(dǎo)體導(dǎo)電原理自由電子的定向移動(dòng)自由電子和空穴等載流子優(yōu)點(diǎn)化學(xué)穩(wěn)定性好，測(cè)溫范圍大靈敏度較好作用將溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量【典例精析】例2．如圖所示的是一火災(zāi)報(bào)警器的部分電路示意圖，其中R3為熱敏電阻，其阻值隨溫度升高而減小。值班室的顯示器為電路中的電流表，a、b之間接報(bào)警器。當(dāng)R3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()A．I變大，U變大B．I變大，U變小C．I變小，U變小D．I變小，U變大【答案】C【解析】熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，發(fā)生火情時(shí)，R3的阻值減小，則干路電流I總增大，由U＝E－I總r知U將減小，由U1＝I總R1知R1兩端電壓將增大，由U2＝U－U1知U2減小，由I＝eq\f(U2,R2)知I將減小，故C正確。知識(shí)點(diǎn)三電阻應(yīng)變片【情境導(dǎo)入】如圖所示是一個(gè)應(yīng)變式力傳感器，彈簧鋼制成的梁形元件右端固定，在梁的上、下表面各貼一個(gè)應(yīng)變片．結(jié)合力傳感器的特點(diǎn)，敘述它的工作原理．答案在梁的自由端施加力F，則梁發(fā)生彎曲，上表面拉伸，下表面壓縮，上表面應(yīng)變片的電阻變大，下表面應(yīng)變片的電阻變?。越大，彎曲形變?cè)酱?，?yīng)變片的電阻變化就越大．如果讓?xiě)?yīng)變片中通過(guò)的電流保持恒定，那么上表面應(yīng)變片兩端的電壓變大，下表面應(yīng)變片兩端的電壓變?。畟鞲衅靼堰@兩個(gè)電壓的差值輸出．力F越大，輸出的電壓差值也就越大．【知識(shí)梳理】1．電阻應(yīng)變效應(yīng)：金屬導(dǎo)體在外力作用下發(fā)生機(jī)械形變時(shí)，其電阻也隨之變化的現(xiàn)象．2．電阻應(yīng)變片：電阻應(yīng)變片有金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片，半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片的工作原理是基于半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)．3．電阻應(yīng)變片能夠把物體形變這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量．【重難詮釋】【典例精析】例3．壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，有位同學(xué)設(shè)計(jì)了利用壓敏電阻判斷豎直升降機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置，其工作原理圖如圖甲所示，將壓敏電阻固定在升降機(jī)底板上，其上放置一個(gè)物塊，在升降機(jī)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，電流表示數(shù)如圖乙所示，已知升降機(jī)靜止時(shí)電流表的示數(shù)為I1.下列判斷正確的是()A．0到t1時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)一定靜止B．t1到t2時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．t1到t2時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度在變化D．t2到t3時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)可能向下勻速運(yùn)動(dòng)【答案】C【解析】從0～t1時(shí)間內(nèi)，電流不變，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知電路中的總阻值不變，升降機(jī)可能靜止也可能勻速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；t1～t2時(shí)間內(nèi)，電流增大，則電阻減小，因?yàn)閴好綦娮璧淖柚惦S所受壓力的增大而減小，所以壓力增大，由牛頓第三定律得物塊受到的支持力逐漸增大，根據(jù)牛頓第二定律有FN－mg＝ma，合力向上，加速度向上，逐漸增大，故B錯(cuò)誤，C正確；t2～t3時(shí)間內(nèi)電流不變，電阻不變，壓力不變，電流大于靜止時(shí)的電流，壓力大于靜止時(shí)的壓力，物塊受重力和支持力，根據(jù)牛頓第二定律有FN′－mg＝ma′，合力向上，加速度向上，大小不變，所以t2～t3時(shí)間內(nèi)升降機(jī)勻加速上升或勻減速下降，故D錯(cuò)誤．針對(duì)訓(xùn)練一、單選題1．有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件分別接入如圖所示電路中A、B兩點(diǎn)后，用黑紙包住元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數(shù)，下列說(shuō)法正確的是（）A．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是光敏電阻B．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變化，這只元件一定是定值電阻C．用黑紙包住與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是光敏電阻D．用黑紙包住與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)相同，這只元件一定是定值電阻【答案】C【解析】定值電阻阻值不隨溫度以及光照強(qiáng)度的變化而變化；熱敏電阻阻值隨溫度的變化而變化；光敏電阻阻值隨光照強(qiáng)度的變化而變化；A．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是熱敏電阻，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變化，這只元件可能是定值電阻，也可能是光敏電阻，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．用黑紙包住與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是光敏電阻，選項(xiàng)C正確；D．用黑紙包住與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)相同，這只元件可能是定值電阻，也可能是熱敏電阻，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。2．傳感器根據(jù)具體工作原理的不同，可分為電阻式、電容式、電感式、……等等，下列關(guān)于傳感器的分類(lèi)及工作原理正確的是（）A．熱敏電阻和金屬熱電阻都是電阻式傳感器，兩者的電阻都隨溫度的升高而增大B．圖1所示的傳感器是電容式傳感器，當(dāng)被測(cè)物體向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，電容器的電容增大C．圖2所示的傳感器是電感式傳感器，當(dāng)被測(cè)物體向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，電感線圈的自感系數(shù)增大D．金屬電阻應(yīng)變片是電阻式傳感器，當(dāng)應(yīng)變片上的金屬絲受到拉力時(shí)，應(yīng)變片的電阻增大【答案】D【解析】A．熱敏電阻是用半導(dǎo)體材料制成，阻值隨溫度的升高而減??；金屬熱電阻的電阻率隨溫度的升高而增大，故A錯(cuò)誤；B．圖1所示的傳感器是電容式傳感器，當(dāng)被測(cè)物體向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，電容器極板間電介質(zhì)減小，根據(jù)可知，電容器的電容減小，故B錯(cuò)誤；C．圖2所示的傳感器是電感式傳感器，當(dāng)被測(cè)物體向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，鐵芯抽出，則自感系數(shù)減小，故C錯(cuò)誤；D．金屬電阻應(yīng)變片是電阻式傳感器，當(dāng)應(yīng)變片上的金屬絲受到拉力時(shí)，應(yīng)變片的電阻增大，故D正確。故選D。3．下列有關(guān)傳感器的敘述中正確的是（）A．自動(dòng)門(mén)上安裝了紅外線傳感器，紅外線傳感器就是溫度傳感器B．干簧管是將磁感應(yīng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電阻的一種元件C．與熱敏電阻相比，金屬熱電阻的靈敏度差，測(cè)溫范圍小D．壓電晶體的敏感元件就是轉(zhuǎn)換元件【答案】D【解析】A．自動(dòng)門(mén)上安裝了紅外線傳感器，紅外線傳感器是依靠物體發(fā)出的紅外線來(lái)工作的，與溫度傳感器不同，A錯(cuò)誤；B．干簧管能夠感知磁場(chǎng)，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)，B錯(cuò)誤；C．與熱敏電阻相比，金屬熱電阻的靈敏度差，測(cè)溫范圍大，C錯(cuò)誤；D．壓電晶體的敏感元件同時(shí)兼為轉(zhuǎn)換元件，D正確。故選D。4．如圖，在電路中接一段鎢絲（從舊白熾燈中取出），閉合開(kāi)關(guān)，燈泡正常發(fā)光，當(dāng)用打火機(jī)給鎢絲加熱時(shí)燈泡亮度明顯變暗，根據(jù)鎢絲的上述特性，可用鎢絲來(lái)制作一個(gè)溫度傳感器，下面的說(shuō)法中正確的是（）A．該傳感器利用了鎢絲的化學(xué)性質(zhì)B．該傳感器的原理是把電學(xué)量（電阻）轉(zhuǎn)換為熱學(xué)量（溫度）C．該傳感器的敏感元件是鎢絲，轉(zhuǎn)換元件是燈泡D．該傳感器利用了鎢絲電阻隨溫度變化而變化的特性【答案】D【解析】BD．由題可知，鎢絲的電阻隨溫度的升高而增大，利用該特性制作的溫度傳感器，能夠把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量，故D正確，B錯(cuò)誤；AC．該傳感器利用了鎢絲的物理性質(zhì)，敏感元件和轉(zhuǎn)換元件都是鎢絲，故AC錯(cuò)誤。?故選D。5．學(xué)校為了預(yù)防冠狀病毒的傳播，每天用體溫槍檢測(cè)師生進(jìn)校門(mén)時(shí)體溫，該裝置可能采用了（）A．紅外線傳感器 B．壓力傳感器C．生物傳感器 D．聲波傳感器【答案】A【解析】紅外線有熱效應(yīng)，體溫槍是根據(jù)紅外線的熱效應(yīng)造成的測(cè)溫裝置。故選A。6．壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，利用壓敏電阻可以設(shè)計(jì)一個(gè)電路來(lái)判斷升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況，其工作原理圖如圖甲所示。將壓敏電阻固定在升降機(jī)底板上，其上放置一個(gè)絕緣物塊。0～t1時(shí)間內(nèi)升降機(jī)勻速下降，從時(shí)刻開(kāi)始，電流表中電流隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示，下列說(shuō)法中正確的是（）A．t1～t2時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)加速度的大小可能先減小后增大B．t2～t3時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)C．t3～t4時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)可能處于失重狀態(tài)D．t3～t4時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)可能一直減速下降【答案】D【解析】A．0～t1時(shí)間內(nèi)升降機(jī)勻速下降，受力平衡；t1～t2時(shí)間內(nèi)電路中電流比升降機(jī)勻速下降時(shí)小，說(shuō)明壓敏電阻的阻值大于升降機(jī)勻速下降時(shí)壓敏電阻的阻值，所受的壓力小于升降機(jī)勻速下降時(shí)壓敏電阻所受的壓力，壓力小于物塊的重力由于電流先減小后增大，可知壓敏電阻的阻值先增大后減小，壓力的大小先減小后增大，加速度的大小先增大后減小，A錯(cuò)誤；B．t2～t3時(shí)間內(nèi)電路中的電流等于升降機(jī)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的電流，由于t1～t2時(shí)間內(nèi)升降機(jī)在加速運(yùn)動(dòng)，所以t2～t3時(shí)間內(nèi)升降機(jī)處于勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，B錯(cuò)誤；C．t3～t4時(shí)間內(nèi)電路中的電流大于升降機(jī)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的電流，說(shuō)明壓敏電阻的阻值減小，所受的壓力增大，壓力大于物塊的重力，物塊處于超重狀態(tài)，C錯(cuò)誤；D．由圖可知t3～t4時(shí)間內(nèi)，電流大于勻速下降時(shí)的電流，說(shuō)明壓敏電阻的阻值小于勻速下降時(shí)的壓敏電阻的阻值，所受的壓力大于勻速下降時(shí)的所受的壓力，加速度方向向上，速度向下，升降機(jī)一直減速下降，D正確。故選D。二、多選題7．下列器件中應(yīng)用光敏傳感器的是（）A．光電鼠標(biāo)器 B．火災(zāi)報(bào)警器 C．測(cè)溫儀 D．電子秤【答案】AB【解析】A．光電鼠標(biāo)器中裝有紅外發(fā)射管（LED）和紅外接收管，其中的紅外接收管就是光傳感器，當(dāng)鼠標(biāo)移動(dòng)時(shí)，滾球帶動(dòng)碼盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，使紅外接收管收到斷續(xù)的脈沖信號(hào)，這樣的脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后就可以描述出光標(biāo)移動(dòng)的位移了，故A正確；B．紅外線是一種不可見(jiàn)的光線，紅外報(bào)警裝置就是利用它將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的，故B正確；C．測(cè)溫儀是溫度傳感器，常用熱敏電阻、金屬熱電阻、熱電偶或紅外線敏感元件，通過(guò)改變?cè)碾娮杌螂娐返碾妷簛?lái)達(dá)到測(cè)量溫度的目的，故C錯(cuò)誤．D．電子秤是力傳感器，由金屬梁和應(yīng)變片組成，當(dāng)發(fā)生形變時(shí)其電阻會(huì)發(fā)生變化，常用的一般應(yīng)變片在被拉伸時(shí)，其電阻會(huì)變大；在被壓縮時(shí)，其電阻會(huì)變小，外力越大，應(yīng)變片的形變就越大，應(yīng)變片的電阻變化就越大，因此，可以用應(yīng)變片的電阻大小表示出外力的大小，故D錯(cuò)誤。故選AB。8．如圖所示是光電計(jì)數(shù)器的工作示意圖，其中A是發(fā)光儀器，B是傳送帶上的物品，為光敏電阻，為定值電阻，此光電計(jì)數(shù)器的基本工作原理是（）A．當(dāng)有光照射時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得高電壓B．當(dāng)有光照射時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得低電壓C．信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計(jì)數(shù)一次D．信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計(jì)數(shù)一次【答案】BD【解析】A．當(dāng)有光照射R1時(shí)，R1的電阻減小，則整個(gè)電路總電阻變小，電動(dòng)勢(shì)不變，則電流增大，根據(jù)可知，R1兩端電壓減小，即信號(hào)處理系統(tǒng)獲得低電壓，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．當(dāng)無(wú)光照射

R1時(shí)，R1的電阻增大，則整個(gè)電路總電阻變大，電動(dòng)勢(shì)不變，則電流減小，根據(jù)可知，R1兩端的電壓增大，即信號(hào)處理系統(tǒng)獲得高電壓，則信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就記數(shù)一次，故C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。9．利用半導(dǎo)體材料可以制成（）A．標(biāo)準(zhǔn)電阻 B．熱敏電阻C．光敏電阻 D．晶體管【答案】BCD【解析】標(biāo)準(zhǔn)電阻是幾乎不受溫度影響的電阻，一般是用錳銅合金或鎳銅合金制作的。利用半導(dǎo)體材料可以制成熱敏電阻、光敏電阻和晶體管。選項(xiàng)BCD正確，A錯(cuò)誤。故選BCD。10．為保證師生用電安全，學(xué)校電路系統(tǒng)中安裝有由熱敏電阻制成的溫度監(jiān)測(cè)器，如圖所示為理想變壓器，原、副線圈匝數(shù)比為，原線圈接交流電壓，圖中電壓表和電流表為理想電表，為阻值隨溫度的升高而減小的熱敏電阻，為定值電阻，則下列說(shuō)法正確的是（）A．變壓器輸入與輸出功率之比為 B．變壓器副線圈中電流的頻率為C．當(dāng)處溫度升高時(shí)，電壓表示數(shù)不變 D．當(dāng)處溫度升高時(shí)，電流表示數(shù)減小【答案】BC【解析】A．理想變壓器輸入與輸出功率之比為1：1，故A錯(cuò)誤；B．變壓器副線圈中電流的頻率不變，為故B正確；C．RT處溫度升高時(shí)，不會(huì)影響變壓器的輸入電壓值，故C正確；D．RT處溫度升高時(shí)，電阻值減小，原副線圈的匝數(shù)及原線圈電壓不變，則副線圈電壓不變，為定值電阻，由可知，電流表示數(shù)增大，故D錯(cuò)誤。故選BC。11．如圖所示，電路中A、B兩點(diǎn)之間分別接入定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件后，用黑紙包住元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數(shù)，下列說(shuō)法中正確的是（）A．若置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大，則這只元件一定是熱敏電阻B．若置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變化，則這只元件一定是定值電阻C．若用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)變化較大，則這只元件一定是光敏電阻D．若用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)相同，則這只元件一定是定值電阻【答案】AC【解析】AB．熱敏電阻的阻值隨溫度變化較大，而光敏電阻和定值電阻的阻值不隨溫度變化，所以置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大的這只元件一定是熱敏電阻，歐姆表示數(shù)不變化的元件一定是光敏電阻和定值電阻，A正確，B錯(cuò)誤；CD．光敏電阻的阻值隨光的強(qiáng)度變化變化較大，而熱敏電阻和定值電阻的阻值不隨光的強(qiáng)度變化，所以用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)變化較大的這只元件一定是光敏電阻，歐姆表示數(shù)不變的元件一定是熱敏電阻和定值電阻，C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。12．有些樓道照明燈的控制電路具有這樣的功能：當(dāng)樓道里很昏暗時(shí)，出現(xiàn)聲音燈就開(kāi)啟；而在樓道里明亮?xí)r，即使有聲音燈也沒(méi)有反應(yīng)。既可以方便照明，又可以節(jié)約用電。這樣的照明燈的控制電路中，一定接人了哪幾種傳感器（）A．溫度傳感器 B．光傳感器C．聲音傳感器 D．熱傳感器【答案】BC【解析】根據(jù)題意，樓道照明燈受光亮和聲音的影響，故一定接入了光傳感器和聲音傳感器。故選BC。13．傳感器的使用使我們的生活更加方便、安全和舒適，下列應(yīng)用了力傳感器的是（）A．無(wú)人管理自動(dòng)灌溉系統(tǒng) B．商場(chǎng)使用的電子秤C．酒店大廳的自動(dòng)門(mén) D．給貨車(chē)稱(chēng)重的地磅【答案】BD【解析】A．無(wú)人管理自動(dòng)灌溉系統(tǒng)，應(yīng)用的是濕度傳感器，故A錯(cuò)誤；B．商場(chǎng)使用的電子秤應(yīng)用了力傳感器，故B正確；C．酒店大廳的自動(dòng)門(mén)應(yīng)用的是紅外傳感器，故C錯(cuò)誤；D．給貨車(chē)稱(chēng)重的地磅應(yīng)用了力傳感器，故D正確。故選BD。14．下列說(shuō)法正確的是（）A．電子秤所使用的測(cè)力裝置是力傳感器B．電飯鍋中的溫度傳感器其主要元件是感溫鐵氧體C．話筒是一種常用的聲音傳感器，其作用是將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為聲信號(hào)D．干簧管可以起到開(kāi)關(guān)作用，是一種能夠感知溫度的傳感器【答案】ABD【解析】A．電子秤所使用的測(cè)力裝置是力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)來(lái)顯示大小，屬于力傳感器，故A正確；B．電飯鍋中的溫度傳感器其主要元件是感溫鐵氧體；故B正確；C．動(dòng)圈式話筒是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力，變化的電流通過(guò)線圈，產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，從而讓揚(yáng)聲器的膜片振動(dòng)，產(chǎn)生聲音，故C錯(cuò)誤；D．干簧管是一種能夠感知磁場(chǎng)的傳感器，能夠把磁信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娐返耐〝?，故D錯(cuò)誤。故選AB。5.3利用傳感器制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置基礎(chǔ)導(dǎo)學(xué)要點(diǎn)一、傳感器應(yīng)用的一般模式要點(diǎn)二、力傳感器的應(yīng)用——電子秤1．組成：電子秤使用的測(cè)力裝置是力傳感器，常用的一種力傳感器是由金屬粱 和應(yīng)變片 組成的．敏感元件： 應(yīng)變片 2．原理：如圖所示，彈簧鋼制成的梁形元件右端固定，在梁的上下表面各貼一個(gè)應(yīng)變片，在梁的自由端施力F，則梁發(fā)生彎曲 ，上表面 拉伸，下表面 壓縮 ，上表面應(yīng)變片的電阻 變大，下表面應(yīng)變片的電阻變小，F(xiàn)越大，彎曲形變?cè)酱螅绻寫(xiě)?yīng)變片中通過(guò)的電流保持恒定，那么上表面應(yīng)變片兩端的電壓變大，下表面應(yīng)變片兩端的電壓變小，傳感器把這兩個(gè)電壓的差值輸出，外力越大，輸出的電壓差值也就越大 ．3．作用：應(yīng)變片將物體形變這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量．要點(diǎn)三、溫度傳感器的應(yīng)用——電熨斗、電飯鍋1．電熨斗(1)構(gòu)造(如下圖所示)它主要由調(diào)溫旋鈕、升降螺絲、絕緣支架、觸點(diǎn)、雙金屬片、彈性銅片、電熱絲、金屬底板等幾部分組成．(2)敏感元件：雙金屬片(3)工作原理：溫度變化時(shí)，由于雙金屬片上層金屬與下層金屬的 膨脹系數(shù) 不同，雙金屬片發(fā)生彎曲從而控制電路的通斷．2．電飯鍋(1)構(gòu)造(如圖所示)(2)敏感元件：感溫鐵氧體(3)工作原理：①居里溫度：感溫鐵氧體常溫下具有鐵磁性，溫度上升到 約103℃時(shí)，失去鐵磁性，這一溫度稱(chēng)為“居里溫度”．②自動(dòng)斷電原理：用手按下開(kāi)關(guān)通電加熱，開(kāi)始煮飯，當(dāng)鍋內(nèi)加熱溫度達(dá)到 103℃ 時(shí)，鐵氧體失去磁性，與永久磁鐵失去吸引力，被彈簧片彈開(kāi)，從而推動(dòng)杠桿使觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)．3．測(cè)溫儀(1)敏感元件熱敏電阻，金屬熱電阻，熱電偶，紅外線敏感元件等．(2)工作原理敏感元件將 溫度轉(zhuǎn)換成 電信號(hào) ，由指針式儀表或數(shù)字式儀表顯示出來(lái)．要點(diǎn)四、光傳感器的應(yīng)用——火災(zāi)報(bào)警器1．構(gòu)造：帶孔的罩子內(nèi)裝有發(fā)光二極管 、光電三極管和不透明的 擋板 ．2．工作原理：帶孔的罩子內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板．平時(shí)，光電三極管收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)．煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后對(duì)光有散射作用，使部分光線照射到光電三極管上，其電阻變?。c傳感器連接的電路檢測(cè)出這種變化，就會(huì)發(fā)出警報(bào)．3．常見(jiàn)的光傳感器：光敏電阻、光電管、光電二極管、光電三極管等.要點(diǎn)突破突破一：傳感器問(wèn)題分析1．分析思路物理傳感器是將所感受的物理量(如力、熱、光等)轉(zhuǎn)換為便于測(cè)量的電學(xué)量的器件．我們可以把傳感器的應(yīng)用過(guò)程分為三個(gè)步驟：(1)信息采集(2)信息加工、放大、傳輸(3)利用所獲得的信息執(zhí)行某種操作．2．分析傳感器問(wèn)題要注意四點(diǎn)(1)感受量分析要明確傳感器所感受的物理量，如力、熱、光、磁、聲等．(2)輸出信號(hào)分析明確傳感器的敏感元件，分析它的輸入信號(hào)及輸出信號(hào)，以及輸入信號(hào)與輸出信號(hào)間的變化規(guī)律．(3)電路結(jié)構(gòu)分析認(rèn)真分析傳感器所在的電路結(jié)構(gòu)，在熟悉常用電子元件工作特點(diǎn)基礎(chǔ)上，分析電路輸出信號(hào)與輸入信號(hào)間的規(guī)律．(4)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作分析傳感器的應(yīng)用，不僅包含非電學(xué)量如何向電學(xué)量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，還包含根據(jù)所獲得的信息控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作的過(guò)程．突破二：在生產(chǎn)、生活中常見(jiàn)傳感器的應(yīng)用1．生活中的傳感器(1)與溫度控制相關(guān)的家用電器：電飯煲、電冰箱、微波爐、空調(diào)、消毒碗柜等，都用到溫度傳感器．(2)紅外傳感器：自動(dòng)門(mén)、家電遙控器、生命探測(cè)器、非接觸紅外測(cè)溫儀以及防盜、防火報(bào)警器等．(3)照相機(jī)中的光傳感器和家用便攜式電子秤的壓力傳感器等．2．農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的傳感器(1)濕度傳感器：判斷農(nóng)田的水分蒸發(fā)情況，自動(dòng)供水或停水．(2)溫度傳感器和濕度傳感器，可對(duì)上百個(gè)點(diǎn)進(jìn)行溫度和濕度監(jiān)測(cè)．由于有了十分先進(jìn)可靠的測(cè)試技術(shù)，有效地減少了霉變現(xiàn)象．3．工業(yè)生產(chǎn)中的傳感器(1)生產(chǎn)的自動(dòng)化和半自動(dòng)化．用機(jī)器人、自動(dòng)化小車(chē)、自動(dòng)機(jī)床、各種自動(dòng)生產(chǎn)線或者系統(tǒng)，代替人完成加工、裝配、包裝、運(yùn)輸、存儲(chǔ)等工作．各種傳感器使生產(chǎn)的自動(dòng)運(yùn)行保持在最佳狀態(tài)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量，提高效率和產(chǎn)量，節(jié)約原材料等．(2)在數(shù)控機(jī)床中的位移測(cè)量裝置，就是利用高精度位移傳感器進(jìn)行位移測(cè)量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)零部件的精密加工．典例精析題型一：力傳感器的應(yīng)用例一．用如圖所示的裝置可以測(cè)量汽車(chē)在水平路面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度．該裝置是在矩形箱子的前、后壁上各安裝一個(gè)壓力傳感器A和B.用兩根相同的輕彈簧夾著一個(gè)質(zhì)量m＝2.0kg的滑塊，滑塊可無(wú)摩擦滑動(dòng)，兩彈簧的另一端分別壓在傳感器A、B上，其壓力的大小可直接從傳感器的液晶顯示屏上讀出．當(dāng)彈簧作用在傳感器上的力為壓力時(shí)，示數(shù)為正；當(dāng)彈簧作用在傳感器上的力為拉力時(shí)，示數(shù)為負(fù)．現(xiàn)將裝置沿運(yùn)動(dòng)方向固定在汽車(chē)上．汽車(chē)靜止時(shí)，A、B的示數(shù)均為10N．(g取10m/s2)(1)若傳感器A的示數(shù)為14.0N，B的示數(shù)為6.0N，求此時(shí)汽車(chē)的加速度大小和方向；(2)當(dāng)汽車(chē)以什么樣的加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳感器A的示數(shù)為零？變式遷移1：某種加速度計(jì)的構(gòu)造示意圖如圖所示，沿汽車(chē)運(yùn)動(dòng)方向安裝的固定光滑桿上套一質(zhì)量為m的滑塊，滑塊兩側(cè)分別與勁度系數(shù)均為k的彈簧相連，兩彈簧的另一端與固定壁相連．滑塊原來(lái)靜止，彈簧處于自然長(zhǎng)度，滑塊上有指針，可通過(guò)標(biāo)尺測(cè)出滑塊的位移，然后通過(guò)控制系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)定加速度．設(shè)某段時(shí)間內(nèi)汽車(chē)沿水平方向運(yùn)動(dòng)，指針向左偏離O點(diǎn)的距離為x，則這段時(shí)間內(nèi)汽車(chē)的加速度()A．方向向左，大小為eq\f(kx,m)B．方向向右，大小為eq\f(kx,m)C．方向向左，大小為eq\f(2kx,m) D．方向向右，大小為eq\f(2kx,m)題型二：溫度傳感器的應(yīng)用例二．圖是電飯煲的電路圖，S1是一個(gè)溫控開(kāi)關(guān)，手動(dòng)閉合后，當(dāng)溫度達(dá)到居里點(diǎn)(103℃)時(shí)，此開(kāi)關(guān)會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)．S2是一個(gè)自動(dòng)溫控開(kāi)關(guān)，當(dāng)溫度低于70℃時(shí)，會(huì)自動(dòng)閉合；溫度高于80℃時(shí)，會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)．紅燈是加熱時(shí)的指示燈，黃燈是保溫時(shí)的指示燈．電阻R1＝R2＝500Ω，加熱電阻絲R3＝50Ω，兩燈電阻不計(jì)．(1)分析電飯煲的工作原理．(2)計(jì)算加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯煲消耗的電功率之比．(3)簡(jiǎn)要回答，如果不閉合開(kāi)關(guān)S1能將飯煮熟嗎？變式遷移2：如圖所示是家用電冰箱的壓縮啟動(dòng)裝置的電路．其中的運(yùn)行繞組是電冰箱在工作時(shí)電動(dòng)機(jī)定子，由于家用交流電是單相的，啟動(dòng)時(shí)必須依靠啟動(dòng)繞組的幫助才能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)．在啟動(dòng)繞組的支路中串聯(lián)有一個(gè)PTC元件．這是一種以鈦酸鋇為主要材料的熱敏電阻器，電流流過(guò)PTC元件，元件發(fā)熱，它的電阻率隨溫度升高而發(fā)生顯著變化，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)起來(lái)正常以后，PTC元件溫度較高，電阻很大，啟動(dòng)繞組電流很小，以下判斷正確的是()A．電冰箱的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)比正常工作時(shí)耗電少B．電冰箱的電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)比啟動(dòng)時(shí)耗電少C．電冰箱啟動(dòng)后，啟動(dòng)繞組功率不變，運(yùn)行繞組功率是變化的D．電冰箱啟動(dòng)后，啟動(dòng)繞組功率是變化的，運(yùn)行繞組功率不變題型三：光傳感器的應(yīng)用例三．如右圖所示，電源兩端的電壓恒定，L為小燈泡，R為光敏電阻，D為發(fā)光二極管(電流越大，發(fā)光越強(qiáng))，且R與D距離不變，下列說(shuō)法中正確的是()A．當(dāng)滑動(dòng)觸頭向左移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率增大B．當(dāng)滑動(dòng)觸頭向左移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率減小C．當(dāng)滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率可能不變D．無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)觸頭，L消耗的功率都不變變式遷移3：用遙控器調(diào)換電視機(jī)頻道的過(guò)程，實(shí)際上就是傳感器把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的過(guò)程．下列屬于這類(lèi)傳感器的是()A．紅外報(bào)警裝置B．走廊照明燈的聲控開(kāi)關(guān)C．自動(dòng)洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置D．電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器強(qiáng)化訓(xùn)練選擇題1、如圖所示是一位同學(xué)設(shè)計(jì)的防盜門(mén)報(bào)警器的簡(jiǎn)化電路示意圖。門(mén)打開(kāi)時(shí)，紅外光敏電阻R3受到紅外線照射，電阻減??；門(mén)關(guān)閉時(shí)會(huì)遮蔽紅外線源（紅外線源沒(méi)有畫(huà)出）。經(jīng)實(shí)際試驗(yàn)，燈的亮、滅情況的確能反映門(mén)的開(kāi)、關(guān)狀態(tài)。門(mén)打開(kāi)時(shí)兩燈的發(fā)光情況及R2兩端電壓UR2與門(mén)關(guān)閉時(shí)相比（）A．紅燈亮，UR2變大 B．綠燈亮，UR2變大C．綠燈亮，UR2變小 D．紅燈亮，UR2變小2、如圖是利用太陽(yáng)能給LED路燈供電的自動(dòng)控制電路的示意圖。是光敏電阻，是保護(hù)定值電阻，日光充足時(shí)，電磁繼電器把銜鐵吸下，接入電路，太陽(yáng)能電池板給蓄電池充電，光線不足時(shí)，銜鐵被彈簧拉起，與接入電路，蓄電池給LED路燈供電，路燈亮起，下列關(guān)于該電路分析正確的是（）A．該光敏電阻阻值隨光照強(qiáng)度增大而增大B．增加電源電動(dòng)勢(shì)可以增加路燈照明時(shí)間C．增大保護(hù)電阻阻值可延長(zhǎng)每天路燈照明時(shí)間D．并聯(lián)更多的LED路燈可延長(zhǎng)每天路燈照明時(shí)間3、如圖甲所示，條形碼掃描筆的原理是掃描筆頭在條形碼上勻速移動(dòng)時(shí)，遇到黑色線條，發(fā)光二極管發(fā)出的光線將被吸收，光敏三極管接收不到反射光，呈高阻抗；遇到白色間隔，光線被反射到光敏三極管，三極管呈低阻抗。光敏三極管將條形碼變成一個(gè)個(gè)電脈沖信號(hào)，信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理系統(tǒng)處理，即完成對(duì)條形碼信息的識(shí)別，等效電路圖如圖乙所示，其中R為光敏三極管的等效電阻，為定值電阻，下列判斷正確的是（）A．當(dāng)掃描筆頭在黑色線條上移動(dòng)時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得高電壓B．當(dāng)掃描筆頭在白色間隔上移動(dòng)時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得低電壓C．掃描速度對(duì)信號(hào)處理系統(tǒng)接收到的電壓信號(hào)無(wú)影響D．掃描筆頭外殼出現(xiàn)破損時(shí)可能無(wú)法正常工作4、如圖所示為某電容式話筒的原理示意圖。Q為絕緣支架，薄金屬膜M和固定電極N形成一個(gè)電容器，被直流電源充電。對(duì)著話筒說(shuō)話時(shí)，M振動(dòng)而N可視為不動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是（）A．該話筒的傳感器是薄金屬膜MB．傳感器的敏感元件是M、N組成的電容器C．M、N間的電壓始終等于電源電壓D．傳感器將聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換為電容器的電容5、利用某半導(dǎo)體的電阻隨溫度升高而減小的特征可以制作電子溫度計(jì)。圖甲表示該半導(dǎo)體的電阻R隨攝氏溫度t變化的情況。把該半導(dǎo)體與電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源，理想電壓表和保護(hù)電阻連成如圖乙所示的電路。用該半導(dǎo)體作測(cè)溫探頭，把電壓表的電壓刻度改為相應(yīng)的溫度刻度，就得到了一個(gè)簡(jiǎn)易的電子溫度計(jì)。下列說(shuō)法正確的是（）A．應(yīng)標(biāo)在電壓較大的刻度上B．應(yīng)標(biāo)在電壓較大的刻度上C．該電子溫度計(jì)表盤(pán)上溫度的刻度是均勻的D．若電池用久后內(nèi)阻r變大，用該溫度計(jì)測(cè)量的溫度要比真實(shí)值偏低5.3利用傳感器制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置基礎(chǔ)導(dǎo)學(xué)要點(diǎn)一、傳感器應(yīng)用的一般模式要點(diǎn)二、力傳感器的應(yīng)用——電子秤1．組成：電子秤使用的測(cè)力裝置是力傳感器，常用的一種力傳感器是由金屬粱 和應(yīng)變片 組成的．敏感元件： 應(yīng)變片 2．原理：如圖所示，彈簧鋼制成的梁形元件右端固定，在梁的上下表面各貼一個(gè)應(yīng)變片，在梁的自由端施力F，則梁發(fā)生彎曲 ，上表面 拉伸，下表面 壓縮 ，上表面應(yīng)變片的電阻 變大，下表面應(yīng)變片的電阻變小，F(xiàn)越大，彎曲形變?cè)酱?，如果讓?xiě)?yīng)變片中通過(guò)的電流保持恒定，那么上表面應(yīng)變片兩端的電壓變大，下表面應(yīng)變片兩端的電壓變小，傳感器把這兩個(gè)電壓的差值輸出，外力越大，輸出的電壓差值也就越大 ．3．作用：應(yīng)變片將物體形變這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量．要點(diǎn)三、溫度傳感器的應(yīng)用——電熨斗、電飯鍋1．電熨斗(1)構(gòu)造(如下圖所示)它主要由調(diào)溫旋鈕、升降螺絲、絕緣支架、觸點(diǎn)、雙金屬片、彈性銅片、電熱絲、金屬底板等幾部分組成．(2)敏感元件：雙金屬片(3)工作原理：溫度變化時(shí)，由于雙金屬片上層金屬與下層金屬的 膨脹系數(shù) 不同，雙金屬片發(fā)生彎曲從而控制電路的通斷．2．電飯鍋(1)構(gòu)造(如圖所示)(2)敏感元件：感溫鐵氧體(3)工作原理：①居里溫度：感溫鐵氧體常溫下具有鐵磁性，溫度上升到 約103℃時(shí)，失去鐵磁性，這一溫度稱(chēng)為“居里溫度”．②自動(dòng)斷電原理：用手按下開(kāi)關(guān)通電加熱，開(kāi)始煮飯，當(dāng)鍋內(nèi)加熱溫度達(dá)到 103℃ 時(shí)，鐵氧體失去磁性，與永久磁鐵失去吸引力，被彈簧片彈開(kāi)，從而推動(dòng)杠桿使觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)．3．測(cè)溫儀(1)敏感元件熱敏電阻，金屬熱電阻，熱電偶，紅外線敏感元件等．(2)工作原理敏感元件將 溫度轉(zhuǎn)換成 電信號(hào) ，由指針式儀表或數(shù)字式儀表顯示出來(lái)．要點(diǎn)四、光傳感器的應(yīng)用——火災(zāi)報(bào)警器1．構(gòu)造：帶孔的罩子內(nèi)裝有發(fā)光二極管 、光電三極管和不透明的 擋板 ．2．工作原理：帶孔的罩子內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板．平時(shí)，光電三極管收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)．煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后對(duì)光有散射作用，使部分光線照射到光電三極管上，其電阻變小．與傳感器連接的電路檢測(cè)出這種變化，就會(huì)發(fā)出警報(bào)．3．常見(jiàn)的光傳感器：光敏電阻、光電管、光電二極管、光電三極管等.要點(diǎn)突破突破一：傳感器問(wèn)題分析1．分析思路物理傳感器是將所感受的物理量(如力、熱、光等)轉(zhuǎn)換為便于測(cè)量的電學(xué)量的器件．我們可以把傳感器的應(yīng)用過(guò)程分為三個(gè)步驟：(1)信息采集(2)信息加工、放大、傳輸(3)利用所獲得的信息執(zhí)行某種操作．2．分析傳感器問(wèn)題要注意四點(diǎn)(1)感受量分析要明確傳感器所感受的物理量，如力、熱、光、磁、聲等．(2)輸出信號(hào)分析明確傳感器的敏感元件，分析它的輸入信號(hào)及輸出信號(hào)，以及輸入信號(hào)與輸出信號(hào)間的變化規(guī)律．(3)電路結(jié)構(gòu)分析認(rèn)真分析傳感器所在的電路結(jié)構(gòu)，在熟悉常用電子元件工作特點(diǎn)基礎(chǔ)上，分析電路輸出信號(hào)與輸入信號(hào)間的規(guī)律．(4)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作分析傳感器的應(yīng)用，不僅包含非電學(xué)量如何向電學(xué)量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，還包含根據(jù)所獲得的信息控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作的過(guò)程．突破二：在生產(chǎn)、生活中常見(jiàn)傳感器的應(yīng)用1．生活中的傳感器(1)與溫度控制相關(guān)的家用電器：電飯煲、電冰箱、微波爐、空調(diào)、消毒碗柜等，都用到溫度傳感器．(2)紅外傳感器：自動(dòng)門(mén)、家電遙控器、生命探測(cè)器、非接觸紅外測(cè)溫儀以及防盜、防火報(bào)警器等．(3)照相機(jī)中的光傳感器和家用便攜式電子秤的壓力傳感器等．2．農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的傳感器(1)濕度傳感器：判斷農(nóng)田的水分蒸發(fā)情況，自動(dòng)供水或停水．(2)溫度傳感器和濕度傳感器，可對(duì)上百個(gè)點(diǎn)進(jìn)行溫度和濕度監(jiān)測(cè)．由于有了十分先進(jìn)可靠的測(cè)試技術(shù)，有效地減少了霉變現(xiàn)象．3．工業(yè)生產(chǎn)中的傳感器(1)生產(chǎn)的自動(dòng)化和半自動(dòng)化．用機(jī)器人、自動(dòng)化小車(chē)、自動(dòng)機(jī)床、各種自動(dòng)生產(chǎn)線或者系統(tǒng)，代替人完成加工、裝配、包裝、運(yùn)輸、存儲(chǔ)等工作．各種傳感器使生產(chǎn)的自動(dòng)運(yùn)行保持在最佳狀態(tài)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量，提高效率和產(chǎn)量，節(jié)約原材料等．(2)在數(shù)控機(jī)床中的位移測(cè)量裝置，就是利用高精度位移傳感器進(jìn)行位移測(cè)量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)零部件的精密加工．典例精析題型一：力傳感器的應(yīng)用例一．用如圖所示的裝置可以測(cè)量汽車(chē)在水平路面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度．該裝置是在矩形箱子的前、后壁上各安裝一個(gè)壓力傳感器A和B.用兩根相同的輕彈簧夾著一個(gè)質(zhì)量m＝2.0kg的滑塊，滑塊可無(wú)摩擦滑動(dòng)，兩彈簧的另一端分別壓在傳感器A、B上，其壓力的大小可直接從傳感器的液晶顯示屏上讀出．當(dāng)彈簧作用在傳感器上的力為壓力時(shí)，示數(shù)為正；當(dāng)彈簧作用在傳感器上的力為拉力時(shí)，示數(shù)為負(fù)．現(xiàn)將裝置沿運(yùn)動(dòng)方向固定在汽車(chē)上．汽車(chē)靜止時(shí)，A、B的示數(shù)均為10N．(g取10m/s2)(1)若傳感器A的示數(shù)為14.0N，B的示數(shù)為6.0N，求此時(shí)汽車(chē)的加速度大小和方向；(2)當(dāng)汽車(chē)以什么樣的加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳感器A的示數(shù)為零？思路點(diǎn)撥：eq\x(\a\al(傳感器A、,B示數(shù)))?eq\x(\a\a