高考物理一轮复习 传感器及其应用学案(无答案)(2021年整理)

江苏省南通市2016届高考物理一轮复习传感器及其应用学案（无答案）编辑整理：
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传感器及其应用
考纲解读
1。

知道什么是传感器；了解非电学量转换成电学量的技术意义.
2。

观察光敏电阻、热敏电阻和金属热电阻、霍尔元件等多种传感器元件,了解它们的特征.
3. 知道常见传感器的工作原理。

4. 理解电饭锅的工作原理.
要点导学
热敏电阻的特征
【典题演示1】如图所示，将多用电表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间。

若往R t上擦一些酒精，表针将向（填“左"或“右”）转动；若用吹风机向R t吹热风,表针将向(填“左”或“右”)转动.
【练习1】如图所示,图甲为热敏电阻的R—t图象，图乙为用此热敏电阻R、可变电阻R'和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路,继电器线圈电阻为100Ω。

当线圈电流大于或等于10mA 时,继电器的衔铁被吸合.E是为继电器线圈供电的
电池，电动势E=6V,内阻不计.图中的“电源”
是恒温箱加热器的电源.
（1）应该把恒温箱内的加热器接在
（填“A、B"或“C、D"）两端。

(2）如果要使恒温箱内的温度保持为100℃,可变电阻R'的值应调节为.
(3)若可变电阻R'可在380470Ω范围内调节,则此恒温箱可控制的恒温范围是.
霍尔电压U H的公式推导
【典题演示2】(多选）霍尔元件是一种基于霍尔定律的磁传感器,它已发展成一个品种多样的磁传感器产品族，得到广泛应用.如图所示为某霍尔元件的工作原理示意图，该元件中电流I由正电荷定向移动形成.下列说法中正确的是( ）
A. M点电势比N点电势高
B。

用霍尔元件可以测量地磁场的磁感应强度
C. 用霍尔元件能够把磁学量转化为电学量
D。

若保持电流I恒定,则霍尔电压U H与B成正比
【练习2】(单选)物体导电是由其中的自由电荷定向移动引起的，这些可以移动的自由电荷又叫载流子。

金属导体的载流子是自由电子,现代广泛应用的半导体材料分为两大类:一类是N型半导体,它的载流子为电子；另一类是P型半导体,它的载流子为“空穴”，相当于带正电的粒子。

如果把某种材料制成的长方体放在匀强磁场中，磁场方向如图所示，且与前后侧面垂直，长方体中通有方向水平向右的电流,设长方体的上下表面M、N的电势分别为φM和φN,则下列说法中正确的是（）
A. 如果是P型半导体，有φM〉φN
B。

如果是N型半导体,有φM<φN
C. 如果是P型半导体，有φM<φN
D. 如果是金属导体,有φM<φN
应变片和双金属片的区别
【典题演示3】(多选）关于电子秤中应变式力传感器,下列说法中正确的是( ）
A. 应变片是由导体材料制成的
B。

当应变片的表面拉伸时，其电阻变大，反之电阻变小
C。

传感器输出的是应变片上的电压
D. 外力越大，输出的电压差值也越大
【练习3】有一种测量物体重力的电子秤,其电路原理图如图中的虚线所示，主要由三部分构成:踏板、压力传感器R(实际上是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表G(实质上是电流表).不计踏板的质量，已知电流表的量程为2A，内阻为 1 Ω，电源电动势为12V,
内阻为 1 Ω,电阻R随压力F变化的函数式为R=30—0。

01F（F和R的单位分别是N和Ω）。

下列说法中正确的是( )
A。

该秤能测量的最大体重是2 500 N
B。

该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375A处
C。

该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0。

400A处
D。

该秤可以通过电路规律转换成F=3 200+1200
I关系进行刻度转换
电容式传感器的分类
【典题演示3】(单选）传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透到宇宙开发、环境保护、交通运输以及家庭生活等各种领域。

如下图所示为几种电容式传感器,其中通过改变电容器两极板间距离而引起电容变化的是( )
【课堂巩固】
1. (多选）传感器已经广泛应用于我们的生活，为我们带来了方便.下列可以用来控制电路通断的温度传感器元件有( )
A。

双金属片 B. 应变片 C。

感温铁氧体 D. 干簧管
2。

(多选)如图所示是电饭锅的结构图，如果感温磁体的“居里温度”为103 ℃时，下列说法中正确的是（)
A。

常温下感温磁体具有较强的磁性
B。

当温度超过103 ℃，感温磁体的磁性较强
C. 饭熟后，水分被大米吸收,锅底的温度会超过103 ℃,这时开关按钮会跳起
D. 常压下只要锅内有水,锅内的温度就不可能达到103 ℃
3. (多选)已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小,有磁场时电阻变大，并且磁场越强阻值越大。

为探测磁场的有无,利用磁敏电阻作为传感器设计了如图所示的电路,电源的电动势E和内阻r不变，在没有磁场时调节变阻器R使电灯L正常发光。

若探测装置从无磁场区进入强磁场区，则( )
A. 电灯L变亮B。

电灯L变暗
C。

电流表的示数减小D。

电流表的示数增大
4。

温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化而变化的特性工作的.在图甲中,电源的电动势E=9.0V，内阻可忽略不计；G为小量程的电流表,内阻R g保持不变;R为热敏电阻,其电阻值与温度的变化关系如图乙的R—t图线所示。

闭合开关S,当R的温度等于20 ℃时，电流表示数I1=2mA,则当电流表的示数I2=3。

6mA时，热敏电阻R的温度是多少摄氏度?。