2018-2019高中物理 第4章 電磁波與現(xiàn)代通信 4.3 信息的獲取——傳感器學(xué)案 滬科版選修1 -1.doc

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43信息的獲取傳感器1(2分)(多選)下列說法正確的是()A發(fā)射出去的無線電波，可以傳播到無限遠(yuǎn)處B雷達(dá)是利用無線電波測定物體位置的無線電設(shè)備C波長越短的無線電波，越接近直線傳播D移動電話是利用無線電波進(jìn)行通訊的【解析】無線電波在傳播過程中，遇到障礙物就被吸收一部分，能量不斷減少雷達(dá)和移動電話的傳輸都利用了無線電波，波長越短，傳播方式越接近直線傳播故B、C、D均正確【答案】BCD2(2分)(多選)下列過程屬于電磁波接收過程的是()A調(diào)諧B調(diào)頻C檢波 D調(diào)幅【解析】調(diào)頻和調(diào)幅過程屬調(diào)制的兩種方式，是發(fā)射電磁波時(shí)必須要進(jìn)行的，所以B，D不屬于接收過程，C中檢波是對調(diào)幅波解調(diào)時(shí)的表述方法，所以屬于接收過程【答案】AC3(3分)(多選)電視機(jī)在室內(nèi)接收電視臺向空中發(fā)射的電磁信號，下列判斷正確的是()A當(dāng)電視機(jī)所在處離電視發(fā)射塔較近時(shí)，用室內(nèi)天線也可以接收信號，這是電磁波的衍射現(xiàn)象B用室內(nèi)天線接收時(shí)，電視機(jī)安放在室內(nèi)不同位置接收效果不同，這是電磁波在室內(nèi)反射后產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象C離電視發(fā)射塔遠(yuǎn)處要用架設(shè)室外天線的方法接收信號，這是由于發(fā)送電視信號用的是微波，波長短，基本上是直線傳播D有線電視的信號也是通過電磁波傳播【解析】電磁波繞過障礙物進(jìn)入室內(nèi)而被電視機(jī)天線接收，這是電磁波的衍射現(xiàn)象，故A正確室內(nèi)不同位置，由于電磁波在墻壁和其他器物表面反射，然后疊加，形成有的地方強(qiáng)，有的地方弱的現(xiàn)象是波的干涉現(xiàn)象，故B正確電視信號用的是微波，波長短，基本上是直線傳播，在離發(fā)射塔較遠(yuǎn)處，由于微波不能直接傳送到電視機(jī)天線，就要架設(shè)室外天線來接收微波有線電視通過傳輸中的振蕩電流來傳送信號，不通過空中的電磁波傳送，故D錯(cuò)誤【答案】ABC4(3分)江蘇人民廣播電臺的頻率是702 kHz電磁波在空氣中傳播的速度約為3108 m/s, 則江蘇臺節(jié)目的波長是多少米？【解析】由cf，得 m427.2 m.【答案】427.2 m課標(biāo)導(dǎo)思1.知道傳感器具有將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的特性對常見的傳感器的種類有所了解2了解各類敏感元件的物理特性3了解常見傳感器在生產(chǎn)、生活和科研以及航空航天中的應(yīng)用，體會傳感器的應(yīng)用給人們帶來的方便.一、傳感器1傳感器的特性：是一種能感知和識別信息的裝置，能將感知和測量到的非電學(xué)量轉(zhuǎn)變?yōu)殡妼W(xué)量2傳感器的組成：傳感器由敏感元件和電路組成敏感元件是傳感器中的關(guān)鍵性元件，承擔(dān)著“感知”和轉(zhuǎn)換外界信息的任務(wù)二、敏感元件的物理特性1光敏元件能把光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘査昧斯饷綦娮枳柚惦S光照強(qiáng)度變化而改變的特性2聲敏元件是聲電轉(zhuǎn)換器件它能把聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?紅外測溫儀是一種將紅外輻射波轉(zhuǎn)換成電信號的傳感裝置，能非接觸快速測溫，又不會造成交叉感染4數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)中的敏感元件叫電荷耦合器件，它能將光信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號，再通過A/D轉(zhuǎn)換器就可轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號，以便于計(jì)算機(jī)處理5智能傳感器是將傳感器和電子計(jì)算機(jī)組合在一起6微型傳感器由亞微米至亞毫米范圍內(nèi)的電子元件和機(jī)械元件制成，是一種將傳感、處理、執(zhí)行諸功能融為一體的微機(jī)電系統(tǒng)它的優(yōu)點(diǎn)是尺寸小、集成化程度高，功能強(qiáng)大.一、傳感器及其工作原理1傳感器能像人的感覺器官那樣感受外界信息，并能按照一定的規(guī)律和要求把這些信息轉(zhuǎn)換成可用輸出信息的器件或裝置，就叫傳感器【深化探究】人如何感知信息？提示：人是通過下面五種感覺(如圖)接收外界信息的，因此人本身就是高級傳感器2組成：傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和轉(zhuǎn)換電路三部分組成(1)敏感元件是傳感器的核心部分，它是利用材料對某一物理量敏感的特性制成的常用的敏感元件有：雙金屬片、光敏電阻、熱敏電阻、聲敏電阻等(2)轉(zhuǎn)換元件的作用是把敏感元件輸出的與被測物理量滿足一定關(guān)系的非電信號轉(zhuǎn)換為電信號的電子元件(3)轉(zhuǎn)換電路的作用是將轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換的電信號轉(zhuǎn)換成易于傳播或測量的電學(xué)量輸出3作用：傳感器的作用是將感受到的非電學(xué)量如力、熱、光、聲、化學(xué)、生物等量轉(zhuǎn)換成便于測量的電學(xué)量或信號二、常用傳感器1雙金屬片溫度傳感器：利用兩片金屬的熱膨脹系數(shù)不同，在溫度變化時(shí)兩片金屬伸長或縮短量不同而彎曲，從而控制電路的通斷應(yīng)用：電熨斗、恒溫箱等2熱敏電阻溫度傳感器：利用熱敏電阻器的電阻值隨溫度變化而改變的特點(diǎn)，在溫度變化時(shí)，熱敏電阻器的電阻值發(fā)生變化，從而引起電路中電流和電壓的變化應(yīng)用：空調(diào)、電冰箱、微波爐、消毒柜等3光敏電阻傳感器：利用光敏電阻器的電阻值隨光照的強(qiáng)度變化而改變的特點(diǎn)無光照時(shí)，光敏電阻器的電阻值很大，有光照時(shí)，光敏電阻器的電阻值變小，從而引起電路中電流和電壓的變化應(yīng)用：工業(yè)自動化控制、光電計(jì)數(shù)器，樓道燈開關(guān)等4紅外線傳感器：接收攜帶信息的紅外線，轉(zhuǎn)換成電信號，從而獲得紅外線輻射源的相關(guān)信息應(yīng)用：航空攝影、衛(wèi)星遙感遙測、自動門、紅外線測溫儀、防盜防火警報(bào)器、家用電器遙控器等5另外還有壓力傳感器、生物傳感器、氣味傳感器、智能傳感器等傳感器的工作原理及應(yīng)用(多選)關(guān)于傳感器的下列說法正確的是()A電視機(jī)遙控器就是一個(gè)傳感器B傳感器是一種能夠?qū)⒎请妼W(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的檢測裝置C傳感器是實(shí)現(xiàn)信息自動檢測和自動控制的首要器件D無人管理的自動灌溉系統(tǒng)是溫度傳感器在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用【導(dǎo)析】根據(jù)傳感器的特性、原理及應(yīng)用來分析【解析】電視機(jī)的遙控器是一種發(fā)射和接收紅外線的裝置，不是傳感器，故A錯(cuò)；自動灌溉系統(tǒng)是一種利用濕度傳感器判斷農(nóng)田水分蒸發(fā)情況、自動決定供水和停水的裝置，故D錯(cuò)故選B、C.【答案】BC對傳感器的理解傳感器是一種感受外部信息，并將其按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成電信號的器件或裝置，是實(shí)現(xiàn)信息自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)唱卡拉OK用的話筒內(nèi)有傳感器，其中有一種是動圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個(gè)輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場中，當(dāng)聲波使膜片前后振動時(shí)，就將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，下列說法正確的是()A該傳感器是根據(jù)電流的磁效應(yīng)進(jìn)行工作的B該傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)的原理進(jìn)行工作的C膜片振動時(shí)，穿過金屬線圈的磁通量不變D膜片振動時(shí)，金屬線圈中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流【解析】當(dāng)聲波使膜片前后振動時(shí)，膜片后的線圈就跟著振動，從而使處于永磁體磁場的線圈切割磁感線，穿過線圈的磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流從而將聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號可見這是利用了電磁感應(yīng)原理，故只有B正確【答案】B1隨著生活質(zhì)量的提高，自動干手機(jī)已經(jīng)進(jìn)入家庭洗手后，將濕手靠近自動干手機(jī)，機(jī)內(nèi)的傳感器便驅(qū)動電熱器加熱，有熱空氣從機(jī)內(nèi)噴出，將手烘干手靠近自動干手機(jī)能使傳感器工作，是因?yàn)?)A改變了濕度B改變了溫度C改變了磁場 D改變了電容【解析】自動干手機(jī)內(nèi)的傳感器應(yīng)用的是電容原理，當(dāng)手靠近傳感器時(shí)，相當(dāng)于在電容器間增加了一個(gè)電介質(zhì)，改變了電容的大小，使自動干手機(jī)開始工作【答案】D2(多選)下列說法正確的是()A熱敏電阻和熱電阻都是溫度敏感元件，二者具有相同的電阻溫度特性B傳感器是由敏感元件、處理電路及輔助電源組成的裝置C溫度傳感器是一種將外部溫度信號轉(zhuǎn)換為電信號的電子裝置D向空調(diào)傳遞室內(nèi)溫度信息的設(shè)備是一種濕度傳感器【解析】熱敏電阻和熱電阻具有不同的電阻溫度特性熱敏電阻的特性是電阻值隨溫度升高而減小，而熱電阻的特性是電阻值隨溫度升高而增大，故A錯(cuò)，向空調(diào)傳遞室內(nèi)溫度信息的是一種溫度傳感器，故D錯(cuò)，B、C選項(xiàng)正確【答案】BC3如圖431所示，R1為定值電阻，R2為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，L為小燈泡，當(dāng)溫度降低時(shí)() 【導(dǎo)學(xué)號：17592049】圖431AR1兩端的電壓增大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)酢窘馕觥縍2與燈L并聯(lián)后與R1串聯(lián)，與電源構(gòu)成閉合電路，當(dāng)熱敏電阻溫度降低時(shí)，電阻R2增大，外電路電阻增大，電流表讀數(shù)減小，燈L兩端電壓增大，燈泡亮度變強(qiáng)，R1兩端電壓減小，故C正確【答案】C4完成人類的五種感覺與有關(guān)傳感器的對應(yīng)關(guān)系(連線) 【解析】光傳感器(視覺)，氣味傳感器(嗅覺)，聲音傳感器(聽覺)，味覺傳感器(味覺)，壓力傳感器(觸覺)【答案】見解析