（新課標(biāo)）2022-2023學(xué)年高考物理 主題四 傳感器章末總結(jié)學(xué)案 新人教版選修3-2

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1、（新課標(biāo)）2022-2023學(xué)年高考物理 主題四 傳感器章末總結(jié)學(xué)案 新人教版選修3-2 一、常見敏感元件的特點(diǎn)及應(yīng)用 1.光敏電阻 光敏電阻在被光照射時(shí)電阻發(fā)生變化，光照增強(qiáng)，電阻減??；光照減弱，電阻增大。 2.熱敏電阻和金屬熱電阻 金屬熱電阻的電阻率隨溫度升高而增大，熱敏電阻有正溫度系數(shù)熱敏電阻、負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻兩種，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。 3.霍爾元件 能把磁感應(yīng)強(qiáng)度這一磁學(xué)量轉(zhuǎn)換成電壓這一電學(xué)量的元件，UH＝k。 [例1] 如圖1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

2、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(　　) 圖1 A.I變大，U變大 B.I變大，U變小 C.I變小，U變大 D.I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。R2↓→R總↓→I干↑→U1↑→U3↓→I↓，故顯示器的電流I變小，由U＝E－I干r，I干變大，知U變小，故選項(xiàng)D正確。 答案　D [針對訓(xùn)練] (多選)如圖2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)控裝置，R1為光敏電阻，R2為定值電阻，A、B接監(jiān)控裝置，則(　　) 圖2 A.

3、當(dāng)有人通過而遮蔽光線時(shí)，A、B之間電壓增大 B.當(dāng)有人通過而遮蔽光線時(shí)，A、B之間電壓減小 C.當(dāng)僅增大R2的阻值時(shí)，A、B之間的電壓增大 D.當(dāng)僅減小R2的阻值時(shí)，A、B之間的電壓增大 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U＝IR2減小，故A錯(cuò)誤，B正確；由閉合電路歐姆定律得U＝E－I(R1＋r)，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C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D錯(cuò)誤。 答案　BC 二、傳感器的應(yīng)用 1.傳感器的應(yīng)用過程包括三

4、個(gè)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(dòng)作。 2.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。 3.幾種傳感器及與其相聯(lián)系的物理知識(shí)的比較 傳感器種類 敏感元件 與之相聯(lián)系的物理知識(shí) 光電傳感器 光敏電阻 直流電路動(dòng)態(tài)分析 溫度傳感器 熱敏電阻 直流電路問

5、題 力傳感器 壓敏電阻 直流電路 電容傳感器 電容器 力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)與力、運(yùn)動(dòng)與含電容電路 [例2] 如圖3所示是一種水位自動(dòng)報(bào)警器的原理示意圖，當(dāng)杯中的水位到達(dá)金屬塊B時(shí)，出現(xiàn)的情況是(　　) 圖3 A.L1燈亮 B.L2燈亮 C.L1、L2兩燈同時(shí)亮 D.L1、L2兩燈都不亮 解析　由電路結(jié)構(gòu)可以看出，當(dāng)杯中的水位到達(dá)B時(shí)，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(gè)磁鐵，對與彈簧相連的銜鐵產(chǎn)生吸引作用，使之向下移動(dòng)，這樣L2電路被接通，故選項(xiàng)B正確。 答案　B [例3] 傳感器擔(dān)負(fù)著信息的采集任務(wù)，在自動(dòng)控制中發(fā)揮著重要作用，傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹?/p>

6、(如溫度、光、聲等)轉(zhuǎn)換成便于測量的量(通常是電學(xué)量)，例如熱敏傳感器，主要是應(yīng)用了半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻，某熱敏電阻RT阻值隨溫度變化的圖線如圖4甲所示，圖乙是由該熱敏電阻RT作為傳感器制作的簡單自動(dòng)報(bào)警器線路圖。問： 圖4 (1)為了使溫度過高時(shí)報(bào)警器鈴響，c應(yīng)接在________(填“a”或“b”)處。 (2)若要使啟動(dòng)報(bào)警的溫度提高些，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向________移動(dòng)。(填“左”或“右”) (3)如果在調(diào)試報(bào)警器達(dá)到最低報(bào)警溫度時(shí)，無論如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P都不能使報(bào)警器工作，且電路連接完好，各電路元件都能處于工作狀態(tài)，則造成工作電路不能工作的原因可能是_

7、___________________________________________ ______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 解析　(1)熱敏電阻RT在溫度升高時(shí)阻值變小，電路中電流變大，電磁鐵磁性增強(qiáng)，把右側(cè)銜鐵吸引過來，與a接觸，故c應(yīng)接在a處。 (2)為使啟動(dòng)報(bào)警的溫度提高，則應(yīng)使電路中電阻更大，這樣使報(bào)警溫度提高，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)左移。 答案　(1)a　(2)左　(3)電源提供電壓太小，以至于電磁鐵磁性太弱或彈簧勁度系數(shù)太大