2018-2019学年高中物理第六章传感器典型例题归纳学案新人教版选修3-2

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2018_2019学年高中物理第六章传感器传感器应用典例分析学案新人教版选修3_2.doc

第六章传感器传感器应用典型分析一、温度传感器的应用例1．如图所示是电饭煲的电路图，1S 是一个控温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点（103℃）时，会自动断开，2S 是一个自动控温开关，当温度低于70℃时，会自动闭合；温度高于80℃时，会自动断开，红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯，分流电阻12500ΩR R ==，加热电阻丝350ΩR =，两灯电阻不计。

（1）分析电饭煲的工作原理。

（2）计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比。

（3）简要回答，如果不闭合开关1S ，能将饭煮熟吗？【思路点拨】先搞清楚1S 、2S 两控温开关的作用，在明确控温过程。

【答案】见解析【解析】本题考查了温度传感器的实际应用，解题关键是清楚1S 、2S 两控温开关的作用。

（1）电饭煲盛上食物后，接上电源，2S 自动闭合，同时手动闭合1S ，这时黄灯短路，红灯亮，电饭煲处于加热状态，加热到80℃时，2S 自动断开，1S 仍闭合；水烧开后，温度升高到居里点103℃时，开关1S 自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态，由于散热，待温度降至70℃时，2S 自动闭合，电饭煲重新加热，温度达到80℃时，2S 又自动断开，再次处于保温状态。

（2）加热时电饭煲消耗的电功率22U P R =并，保温时电饭煲消耗的电功率221U P R R =+并，两式中23223500505005005011R R P R R ⨯==Ω=Ω++。

从而有112500500111250011R R P P R ++===并并。

（3）如果不闭合开关1S ，开关2S 总是闭合的，1R 被短路，功率为1P ，当温度上升到80℃时，2S 自动断开，功率P 降为2P ，温度降低到70℃，2S 自动闭合……温度只能在7080℃～℃之间变化，不能把水烧开，不能煮熟饭。

【总结升华】熟悉电饭煲的工作原理，明确控温过程是解题的关键。

例2．图甲为在温度为10℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻120 k ΩR =，210 k ΩR =，340 k ΩR =，T R 为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示。

高中物理第六章传感器6.2-6.3传感器的应用实验：传感器的应用学案新人教版选修3-2(2021年

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2 传感器的应用3 实验：传感器的应用［学习目标] 1.了解传感器在日常生活和生产中的应用。

2。

了解传感器应用的一般模式。

3.能设计简单的应用传感器的控制电路．一、力传感器的作用及原理1．应变式力传感器可以用来测重力、压力、拉力等各种力．2．应变片能够把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量．二、温度传感器的工作原理1．双金属片温度传感器的工作原理:温度变化时，因双金属片上层金属与下层金属的热膨胀系数不同，双金属片发生弯曲从而控制电路的通断．2．（1）电饭锅中温度传感器为感温铁氧体．感温铁氧体常温下具有铁磁性,温度上升到约103 ℃时，失去铁磁性，这一温度称为该材料的“居里温度”或“居里点”．(2)用手按下开关按钮通电加热,开始煮饭，当锅内温度达到103_℃时,感温铁氧体失去磁性,与永久磁铁失去吸引力，被弹簧弹开，从而推动杠杆使触点开关断开．三、光传感器的原理及应用1．光传感器能把光信号转化为电信号．2．最常见的光传感器有光敏电阻、光电管、光电二极管、光电三极管等．3．典型的应用,如鼠标、火灾报警器、光敏自动计数器等．［即学即用]1．判断下列说法的正误．（1)电子秤中的应变片的电阻随形变大小而变化．( √）（2）电熨斗和电饭锅都是利用双金属片控制电路通断的．( ×)（3)火灾报警器中的光电三极管的电阻随光照的增强而变小．( √）(4)利用红外线敏感元件可以实现无接触测温．( √)2．电子打火机的点火原理是压电效应，压电片在受压时会在两侧形成电压且电压大小与压力近似成正比．现有一利用压电效应制造的电梯加速度传感器，如图1所示．压电片安装在电梯地板下，电压表与压电片构成闭合回路用来测量压电片两侧形成的电压．若发现电压表示数增大，则电梯加速度一定________（填“向上”或“向下”),电梯可能________（填“加速”或“减速”）下降．图1答案向上减速一、力传感器的应用—-电子秤［导学探究］如图2所示是一个应变式力传感器，弹簧钢制成的梁形元件右端固定,在梁的上下表面各贴一个应变片．结合力传感器的特点,叙述它的工作原理．图2答案在梁的自由端施力F,则梁发生弯曲，上表面拉伸，下表面压缩,上表面应变片的电阻变大，下表面应变片的电阻变小．力F越大，弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越大．如果让应变片中通过的电流保持恒定,那么上表面应变片两端的电压变大，下表面应变片两端的电压变小．传感器把这两个电压的差值输出．力F越大，输出的电压差值也就越大．例1（多选）为了锻炼身体，小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计，如图3所示是原理图．轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计）,弹簧劲度系数为100 N/cm。

精品-新人教版2018_2019学年高中物理第六章传感器高考真题集训选修3_2

第六章传感器高考真题集训一、选择题1．[2015·上海高考] 监控系统控制电路如图所示，开关S 闭合时，系统白天和晚上都工作；开关S 断开时，系统仅晚上工作。

在电路中虚框处分别接入光敏电阻(受光照时阻值减小)和定值电阻，则电路中( )A ．C 是“与门”，A 是光敏电阻B ．C 是“与门”，B 是光敏电阻C ．C 是“或门”，A 是光敏电阻D ．C 是“或门”，B 是光敏电阻答案 D解析要想使监控系统白天和晚上都工作，C 是“或门”，S 断开时，系统仅晚上工作，说明B 是光敏电阻，选项D 正确。

2．[2014·江苏高考](多选)如图所示，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为I ，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小B 与I 成正比，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为I H ，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压U H 满足：U H ＝k IHBd，式中k 为霍尔系数，d 为霍尔元件两侧面间的距离。

电阻R 远大于R L ，霍尔元件的电阻可以忽略，则( )A ．霍尔元件前表面的电势低于后表面B ．若电源的正负极对调，电压表将反偏C ．I H 与I 成正比D ．电压表的示数与R L 消耗的电功率成正比答案 CD解析根据左手定则可以判断出霍尔元件中的导电物质所受安培力指向后表面，即将向后表面侧移，又由于该导电物质为电子，带负电，因此后表面的电势将低于前表面的电势，故选项A 错误；若电源的正负极对调，磁场方向与图示方向相反，同时由电路结构可知，流经霍尔元件上下面的电流也将反向，因此电子的受力方向不变，即前后表面电势高低情况不变，故选项B 错误；由电路结构可知，R 和R L 并联后与线圈串联，因此有I H ＝RLR ＋RLI ，故选项C 正确；R L 消耗的电功率P L ＝⎝⎛⎭⎪⎫R RL IH 2R L ＝R2RL I 2H ，显然P L 与I 2H 成正比，又因为磁感应强度大小B 与I 成正比，即B 与I H 成正比，电压表的示数U H ＝k IHBd，则U H 与I 2H 成正比，所以U H 与R L 消耗的电功率P L 成正比，故选项D 正确。

【配套K12】[学习]2018-2019学年高中物理第6章传感器章末复习课学案新人教版选修3-

第6章传感器章末复习课【知识体系】[答案填写] ①非电学 ②电学 ③通断 ④光敏 ⑤金属热 ⑥霍尔元件 ⑦温度 ⑧声主题1 常用敏感元件及应用1．常见敏感元件及特性．(1)光敏电阻：光敏电阻在被光照射时电阻发生变化，光照增强电阻减小，光照减弱电阻增大．(2)热敏电阻和金属热电阻：金属热电阻的电阻率随温度升高而增大，热敏电阻有正温度系数、负温度系数两种．正温度系数的热敏电阻的阻值随温度升高而增大，负温度系数的热敏电阻的阻值随温度升高而减小．(3)霍尔元件：能把磁感应强度这一磁学量转换成电压这一电学量的元件，U H ＝k IB d.2．传感器应用的一般模式．【典例1】如图是一火警报警器的部分电路示意图．其中R 2为用半导体负温度系数热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a ，b 之间接报警器．当传感器R 2所在处出现火情时，显示器的电流I ，报警器两端的电压U 的变化情况是( )A ．I 变大，U 变大B ．I 变大，U 变小C ．I 变小，U 变大D ．I 变小，U 变小解析：R 2所在处出现火情时，温度升高，则R 2的阻值减小．R 2减小→R 总减小→I 干增大→U 1增大→U 3减小→I 减小，故显示器的电流I 变小，由U ＝E －I 干r ，I 干变大，知U 变小，故选项D 正确．答案：D针对训练1．(多选)在温控电路中，通过热敏电阻的阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制．如图所示的电路，R 1为定值电阻，R 2为半导体热敏电阻(温度越高电阻越小)，C 为电容器．当环境温度降低时( )A ．电容器C 的带电荷量增大B ．电压表的读数增大C ．电容器C 两极板间的电场强度减小D ．R 1消耗的功率增大解析：当环境温度降低时．R 2的阻值变大，电路的总电阻变大．由I ＝E R 总知I 变小，又U ＝E －Ir ，电压表的读数U 增大，B 正确；又由U 1＝IR 1及P 1＝I 2R 1可知U 1变小，R 1耗的功率P 1变小，D 错误；电容器两极板间的电压U 2＝U －U 1，故U 2变大，由场强E ′＝U 2d，Q ＝CU 2可知Q 、E ′都增大，故A 正确，C 错误．答案：AB题后反思本题利用热敏电阻为传感器，将温度变化的信号转化为电信号，结合电子线路来控制加热电路．正确的电路分析、计算及看懂热敏电阻的电阻值随温度变化的曲线，是解决本类习题的关键．主题二自动控制电路的设计设计自动控制电路时，一般按照以下思路进行．1．根据题目给出的仪器和要求画出控制电路和工作电路．控制电路由电源、开关、光敏电阻(或热敏电阻等其他敏感元件)、电磁继电器和导线等组成；工作电路由电源、用电器(灯泡、电热丝或其他用电器)、导线等组成．这两个电路相互独立，又通过继电器相关联，继电器实际上是工作电路的开关．2．分析电路的合理性．电路设计完成后，要对它的合理性进行分析，用光照射光敏电阻或对热敏电阻加热，检查工作电路的接通和断开是否符合实际要求．比如，自控路灯电路的设计要求是白天切断工作电路，使路灯熄灭，晚上接通工作电路，使路灯点亮发光．【典例2】气体传感器利用物质的化学反应将某种气体的浓度转换成电信号并输出，如图所示，B为将可燃气体或有毒气体(如CO、CH4、瓦斯、煤气等)浓度转换为电信号的传感器，俗称电子鼻．当有毒气体浓度大时，其电阻变小．根据如下材料：电源电压U＝220 V，M为排风扇，G为继电器，A为控制电源，S为控制开关，请设计一个家用自动排烟电路，并在图中完成连线图．解析：电磁继电器起开关作用，所以电池组、开关和电磁继电器应组成一个电路，另一个是由排风扇和高压电源组成的电路．答案：如图所示．自动控制电路的设计应注意的四点1．要明确设计意图，弄清控制条件和相应的自动控制原理．2．要明确应选用哪种传感器，该传感器怎样感知控制条件及怎样转化为电学量输出．3．选用什么样的执行机构，该执行机构怎样执行自动控制．4．采用什么样的电路来实现自动控制．针对训练2．如图所示，A是浮子，B是金属触头，C为住宅楼房顶上的蓄水池，M是带水泵的电动机，D是弹簧，E是衔铁，F是电磁铁，S1、S2分别为触头开关，S为开关，J为电池．请利用上述材料，设计一个住宅楼房顶上的自动注水装置．(1)连接电路图；(2)简述其工作原理(涉及的元件可用字母代替)．解析：(1)如图所示．(2)按图接好电路，合上开关S，水泵工作，水位升高，当浮子上升使B接触到S1时，左侧电路(控制电路)工作，电磁铁F有磁力，拉下衔铁E，使S2断开，电动机M不工作，停止注水，当水位下降使B与S1脱离，电磁铁电路停止工作，F无磁性，弹簧的弹力使D拉动E，使S2接通，M工作．方法总结：自动控制电路的设计应注意的四点(1)要明确设计意图，弄清控制条件和相应的自动控制原理．(2)要明确应选用哪种传感器，该传感器怎样感知控制条件及怎样转化为电学量输出．(3)选用什么样的执行机构，该执行机构怎样执行自动控制．(4)采用什么样的电路来实现自动控制．统揽考情随着科学技术的发展，传感器在社会实践中应用越来越广泛，它是各种测量和自动控制系统的“感觉器官”．新课标增加了传感器的内容，在新高考中一定会有所体现，但所占比例不会太大，且都在“了解”的水平上，不会出现太复杂且有难度的题目，更不会涉及大量的技术细节；命题形式一般以选择题或填空题为主，也可能与其他知识综合出题．真题例析(2016·全国Ⅰ卷)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，当要求热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时，系统报警，提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过I C时就会报警)，电阻箱(最大阻值为999.9 Ω)，直流电源(输出电压为U，内阻不计)，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 Ω)，单刀双掷开关一个，导线若干．在室温下对系统进行调节，已知U约为18 V，I C约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，在60 ℃时阻值为650.0 Ω.(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线．(2)在电路中应选用滑动变阻器________(选填“R1”或“R2”)．(3)按照下列步骤调节此报警系统：①电路接通前，需将电阻箱调到一定的阻值，根据实验要求，这一阻值为________Ω；滑动变阻器的滑片应置于________(选填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是_________________________．②将开关向________(选填“c”或“d”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至________．(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用．解析：(1)电路图连线见答案图．(2)R＝UI＝1810×10Ω＝1 800 Ω，所以在电路中应选用滑动变阻器R2.(3)①由该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，在60 ℃时阻值为650.0 Ω可知，电路接通前，需将电阻箱调到一定的阻值，根据实验要求，这一阻值为650.0 Ω；由于滑动变阻器采用限流接法，所以滑动变阻器的滑片应置于b端附近，不能置于另一端的原因是接通电源后，流过报警器的电流超过20 mA，报警器可能损坏；②将开关向c端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至报警器开始报警．答案：(1)连线如图所示(2)R2(3)①650.0 b接通电源后，流过报警器的电流会超过20 mA，报警器可能损坏②c报警器开始报警针对训练如图所示是一种自动控制电路示意图，R1为光敏电阻，当照射到R1处的光消失时，电流表A中的电流I及a、b间的电压U的变化情况是( )A．I变小，U变小B．I变大，U变大C．I变小，U变大D．I变大，U变小解析：当照射到光敏电阻上的光消失时，光敏电阻阻值增大，通过干路的电流变小，通过R2的电流增大，电流表的示数增大，a、b之间的电压U增大，故正确选项为B.答案：B1．(多选)当前传感器被广泛应用于各种电器、电子产品之中，下述关于常用的几种家用电子器件所采用传感器说法中，正确的是( )A．电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了光传感器B．电子体温计中主要是采用了温度传感器C．电脑所用的光电鼠标主要是采用声波传感器D．电子秤中主要是采用了力传感器解析：电视机对无线遥控信号的接收采用了红外线传感器，电脑所用的光电鼠标主要采用了光传感器，所以A、C项错误．答案：BD2．(多选)巨磁电阻(GMR)电流传感器可用来准确检测大容量远距离直流输电线路中的强电流，其原理利用了巨磁电阻效应，巨磁电阻效应是指某些磁性材料的电阻R在一定磁场作用下随磁感应强度B的增加而急剧减小的特性．如图所示为检测电路的原理图，设输电线路电流为I(不是GMR中的电流)，GMR为巨磁电阻，R1、R2为定值电阻．已知输电线路电流I 在巨磁电阻GMR处产生的磁场的磁感应强度B的大小与I成正比，下列有关说法正确的是( )A．如果I增大，电压表示数减小，电压表示数增大B．如果I增大，电流表示数减小，电压表示数增大C．如果I减小，电压表示数增大，电压表示数增大D．如果I减小，电流表示数减小，电压表示数减小解析：如果I增大，巨磁电阻(GMR)电流传感器处磁场的磁感应强度B增大，巨磁电阻的电阻减小，巨磁电阻中电流增大，电流表示数增大，电压表示数增大，电压表示数减小，选项A正确B错误；如果I减小，巨磁电阻(GMR)电流传感器处磁场的磁感应强度B减小，巨磁电阻的电阻增大，巨磁电阻中电流减小，电流表示数减小，电压表示数减小，电压表示数增大，选项C错误，D正确．答案：AD3．如图所示为一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是( )A．温度升高至74 ℃时，L1亮灯报警B．温度升高至74 ℃时，L2亮灯报警C．温度升高至78 ℃时，L1亮灯报警D．温度升高至78 ℃时，L2亮灯报警解析：当温度低于78 ℃时，继电器线圈中没有电流，此时灯L1亮，但不报警；当温度升高到78 ℃时，继电器线圈有电流，磁铁吸下衔铁灯L2被接通，所以灯L2亮且报警，温度升高至74 ℃时，只是灯L1亮，不会报警，故A、B、C选项错，D选项正确．答案：D4．惯性制导系统已广泛用于导弹工程中，这个系统的重要元件是加速度计．加速度计的构造和原理的示意图如图示，沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一个质量为m 的滑块，滑块的两侧分别与劲度系数均为k 的弹簧相连，两弹簧的另一端与固定壁相连．滑块原来静止，弹簧处于自然长度．滑块上有指针，可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统得到的电压情况进行制导．设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O 点的距离为s ，则这段时间内导弹的加速度( )A ．方向向左，大小为ks mB ．方向向右，大小为ks mC ．方向向左，大小为2ks mD ．方向向右，大小为2ks m解析：小物体受到左侧弹簧的向右的弹力，大小为ks ，同时小物体还受到右侧弹簧的向右的弹力，大小也为ks ，故合力为F ＝2 ks ，方向水平向右，根据牛顿第二定律a ＝F m ＝2 ks m，方向水平向右，D 正确．答案：D5．有一种测量物体重量的电子秤，其电路主要由三部分构成：踏板、压力传感器R (实际上是一个阻值可随压力变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质上是电流表)，原理图如图中的虚线所示，不计踏板的质量．已知电流表的量程为2 A ，内阻为1 Ω，电源电动势为12 V ，内阻为1Ω，电阻R 随压力F 变化的函数式为R ＝30－0.01F (F 和R 的单位分别为N 和Ω)．(1)求该秤能测量的最大体重．(2)通过计算，得出该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G 刻度盘的哪个刻度处？(3)写出该秤测量的重力与电流表中电流的函数关系．解析：(1)由电流表量程可知电路中最大电流为2 A ，由闭合电路欧姆定律E ＝I (R ＋r ＋r g )，可解得压力传感器R 的最小值为4Ω.由电阻R 随压力F 的变化的函数式为R ＝30－0.01 F ，可得压力最大值F ＝2 600 N ，即该秤能测量的最大体重为2 600 N.(2)踏板空载时，F ＝0，R ＝30Ω.由闭合电路欧姆定律，E ＝I (R ＋r ＋r g )，可解得I ＝0.375 A ，即该秤零刻度线应标在电流表G 刻度盘的0.375 A 刻度处．(3)由E ＝I (R ＋r ＋r g )和R ＝30－0.01 F 可得：E ＝I (30－0.01F ＋r ＋r g )．将电动势E ＝12 V 、内阻r ＝1Ω、电流表内阻r g ＝1Ω代入化简得：F ＝3 200－1 200I .。

20182019学年人教版高中物理选修32 第六章传感器章节测试-教学文档

2019-2019学年人教版高中物理选修3-2 第六章传感器章节测试一、单选题1.遥控器能调换电视机频道，利用的是光传感器。

下列属于应用这类传感器的是（）A. 红外报警装置B. 金属电阻温度计C. 电子电路中使用的干簧管D. 霍尔元件2.金属铂的电阻值对温度高低非常敏感，如图中可能表示金属铂电阻的U－I图线是( )A. B. C. D.3.光敏电阻能将光信号转化为电信号是因为（）A. 光照强度发生变化时，光敏电阻的阻值也发生变化B. 光照强度发生变化时，光敏电阻的体积也发生变化C. 光照强度发生变化时，光敏电阻的长度也发生变化D. 光照照度发生变化时，光敏电阻的横截面积也发生变化4.关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是（）A. 非电学量→敏感元件→转换电路→电学量→转换元件B. 电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量C. 非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量D. 非电学量→转换电路→转换元件→敏感元件→电学量5.如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光敏电阻R1能接收到发光元件A发出的光，每当工件挡住A发出的光，光传感器B就输出一个电信号，并经信号处理器处理后在屏幕显示出电信号与时间的关系，如图乙所示．若传送带保持匀加速运动，每个工件均相对传送带静止，且相邻工件间距依次为5、10、15、20…(单位：cm)，则下述说法正确的是(不计工件挡住的时间)( )A. 工件加速度为0.1 m/s2B. 工件加速度为0.4 m/s2C. 当无光照射R1时，光传感器就输出一次高电压D. 当无光照射R1时，光传感器就输出一次低电压6.下列应用了温度传感器的是（）A. 商场里的自动玻璃门B. 夜间自动打开的路灯C. 自动恒温冰箱D. 楼梯口的夜间有声音时就亮的灯7.传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示是一种测定压力的电容式传感器．当待测压力F作用于可动膜片电极上时，以下说法中错误的是（）A. 若F向上压膜片电极，电路中有从a到b的电流B. 若F向上压膜片电极，电容器的电容增大C. 若F向上压膜片电极，电流表指针发生偏转D. 若电流表有示数，则说明压力F发生变化8.传感器在各种领域中有着广泛应用，是自动控制设备中不可缺少的元件。

2018_2019学年高中物理第六章传感器章末复习总结课件新人教版选修3_2

例1
酒精测试仪的工作原理如图所示，其中 P 是半导
体型酒精气体传感器，该传感器电阻 r′的倒数与酒精气体的浓度 C 成正比，R0 为定值电阻。以下关于电压表示数的倒
1 1 数与酒精气体浓度的倒数之间关系的图象，正′的倒数与酒精气体的浓 1 1 度成正比，可以写出＝kC，k 为比例系数，则 r′＝，根 r′ kC U 据欧姆定律可知电路中的电流为 I＝，再根据闭合电路的 R0 1 U U 1 欧姆定律有 E＝U＋ (r＋ r′)＝ U＋ r＋，整理得：＝ R0 R0 kC U 1 r 1 1 1 1 ＋＋ · ，可以看出与成一次函数关系，选项 A E ER0 kER0 C U C 正确。
电熨斗
电饭锅
7.温度传感器的应用实例敏感工作原理元件温度变化时，双金属片上层金属片与下层金属双金片的膨胀系数不同，双金属片发生弯曲从而控属片制电路的通断 ①居里温度：感温铁氧体常温下具有铁磁性，温度上升到约 103 ℃时，失去铁磁性，这一感温温度称为“居里温度” 铁氧 ②自动断电原理：用手按下开关通电加热，开体始煮饭，当锅内加热温度达到 103 ℃时，铁氧体失去磁性，与永久磁铁失去吸引力，被弹簧片弹开，从而推动杠杆使触点开关断开
例 2
将如图所示装置安装在沿直轨道运动的火车车
厢中，使杆沿轨道方向固定，就可以对火车运动的加速度进行检测。闭合开关 S，当系统静止时，穿在光滑绝缘杆上的小球停在 O 点，固定在小球上的变阻器滑片停在变阻器 BC 的正中央，此时，电压表指针指在表盘刻度中央。当火车在水平方向有加速度时，小球在光滑绝缘杆上移动，滑片 P 随之在变阻器上移动，电压表指针发生偏转。已知，当火车向左加速运动时，电压表的指针向右偏。则 ( )

2018-2019学年人教版高二物理选修3-2课件：第六章传感器 6.2

应用实例
敏感元件
工作原理
电熨斗
温度变化时,双金属片上层金
膨胀系数
双金
属与下层金属的_________
属片
不同,双金属片发生弯曲从而
控制电路的通断
电饭锅
感温铁氧体
铁氧体在温度达到“居里温度”103 ℃时,_________, 使触点开关断开。
失去磁性
3.光传感器的应用——火灾报警器:
(1)组成及敏感元件:由带孔的罩子、_发__光__二__极__管__L_E_D_、 _光__电__三__极__管__和不透明的挡板组成,敏感元件为 _光__电__三__极__管__。
2.电熨斗通过温度传感器来控制电路的通断,应用的物理原理是怎样的?
提示:通过双金属片的热胀冷缩,使得电路断开和接通。
知识点一传感器的应用分析探究导入: (1)传感器在其应用中起什么作用? (2)为什么需要放大电路?
提示:(1)传感器是将非电学量转换为便于测量和控制的电学量。 (2)这种转换成的电学量可能很微弱,所以要经过放大电路。
(2)工作原理:
【思考辨析】 (1)电子秤中的应变片的电阻随形变大小而变化。 ( ) (2)电熨斗和电饭锅都是利用双金属片控制电路通断的。 ( ) (3)火灾报警器中的光电三极管的电阻随光照的增强变小。 ( ) (4)利用红外线敏感元件可以实现无接触测温。( )
提示:(1)√。应变片的电阻是随形变的大小而变化的。 (2)×。电饭锅是感温铁氧体在温度上升到103 ℃时失去磁性而离开永久磁铁实现电路通断的。 (3)√。烟雾进入火灾报警器的罩内后对光有散射作用, 使部分光线照射到光电三极管上,其电阻变小而报警。 (4)√。温度不同,物体发射红外线情况不同,因此利用红外线敏感元件可以实现无接触测温。

精品-新人教版2018_2019学年高中物理第六章传感器第2节传感器的应用学案选修3_2

第2节传感器的应用1.了解传感器在日常生活和生产中的应用．2.了解传感器应用的一般模式．3．会分析简单的有关传感器应用的控制电路．一、传感器应用的一般模式传感器→放大转换电路→⎩⎪⎨⎪⎧执行机构显示器（指针式电表、数字屏）计算机系统二、力传感器的应用——电子秤应变片组成：电子秤使用的测力装置是力传感器．常用的一种力传感器是由金属梁和．1组成的．应变片是一种敏感元件，现在多用半导体材料制成．2．原理：如图所示，弹簧钢制成的梁形元件右端固定，在梁的上下表面各贴一个应变片，，变大电阻上表面应变片的，下表面压缩，上表面拉伸，则梁发生弯曲，F 在梁的自由端施力下表面应变片的电阻变小．力F 越大，弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越大．如果让应变片中通过的电流保持恒定，那么上表面应变片两端的电压变大，下表面应变片两端的电压．大输出的电压差值也就越，越大F 变小．传感器把这两个电压的差值输出．力这个电学量．电压量转换为力学作用：应变片将物体形变这个．3三、温度传感器的应用1．电熨斗(1)构造(如图所示)它主要由调温旋钮、升降螺钉、绝缘支架、触点、双金属片、弹性铜片、电热丝、金属底板等几部分组成．(2)敏感元件：双金属片．双金，不同热膨胀系数由于双金属片上层金属与下层金属的，工作原理：温度变化时(3)属片发生弯曲从而控制电路的通断．2．电饭锅(1)构造(如图所示)(2)敏感元件：感温铁氧体．(3)工作原理温度上升到约，居里温度：感温铁氧体常温下具有铁磁性①103__失去铁磁性，时℃，这一温度称为该材料的“居里温度”．，开始煮饭当锅内加热温度达自动断电原理：用手按下开关通电加热②，时，℃__103到铁氧体失去磁性，与永久磁铁失去吸引力，被弹簧片弹开，从而推动杠杆使触点开关断开．四、光传感器的应用——火灾报警器警器是利用烟雾对烟雾散射式火灾报光的散射来工作的．敏感元件为．光电三极管判一判(1)通常的传感器可以直接用来进行自动控制．( )(2)力传感器中金属梁是敏感元件．( )(3)感温铁氧体的温度上升到“居里温度”时，就会失去铁磁性．( )(4)光电三极管在受到光照时呈高电阻状态．( )提示：(1)×(2)×(3)√(4)×做一做(多选)如图所示是自动调温式电熨斗，下列说法正确的是( )A．常温时上下触点是接触的B．双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲C．原来温度控制在80 ℃断开电源，现要求60 ℃断开电源，应使调温旋钮下调一些D．由熨烫丝绸衣物状态转变为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些提示：选ABD.常温工作时，上下触点是接通的，当温度升高时，上层金属片形变大，向下弯曲，切断电源．切断温度要升高，则应使调温旋钮下移一些，选项A、B、D对，C错．想一想图中是一款鼠标及其内部的电路，传感器在实际工作过程中为什么需要放大电路？提示：因为传感器将非电学量转换为电学量的信号往往很弱，所以一般要通过放大电路进行放大．传感器问题分析1．分析思路物理传感器是将所感受的物理量(如力、热、光等)转换为便于测量的电学量的器件．我们可以把传感器的应用过程分为三个步骤：(1)信息采集；(2)信息加工、放大、传输；(3)利用所获得的信息执行某种操作．2．分析传感器问题要注意四点(1)感受量分析要明确传感器所感受的物理量，如力、热、光、磁、声等．(2)输出信号分析明确传感器的敏感元件，分析它的输入信号及输出信号，以及输入信号与输出信号间的变化规律．(3)电路结构分析认真分析传感器所在的电路结构，在熟悉常用电子元件工作特点的基础上，分析电路输出信号与输入信号间的规律．(4)执行机构工作分析传感器的应用，不仅包含非电学量如何向电学量转化的过程，还包含根据所获得的信息控制执行机构进行工作的过程．如图是一种测定油箱油量多少或变化多少的装置．其中电源电压保持不变，R是滑动变阻器，它的金属滑片是金属杆的一端．当油箱中油量减少时，电压表的示数将如何变化？[思路点拨]油量变化→浮标运动→R 变化→V 变化[解析] 由题图可知，当油箱内液面高度变化时，R 的金属滑片将会移动，从而引起R ′两端电压的变化．当油量减少时，R 的数值会增大，电路中的电流会减小，c 、d 间的电压会减小．[答案] 减小传感器的作用是把非电学量转换为电学量，在转换过程中非电学量的大小往往是不确定的，所以与之相联系的电路就会有动态的变化，在分析动态变化电路时要注意以下三点：(1)明确该传感器所采用的核心部分是什么．(2)当检测一非电学量变化时，传感器中与之对应的电阻如何变化．(3)在电路中的显示部分与传感器中对应的电阻是串联还是并联，或者是其他的连接方式．酒精测试仪用于机动车驾驶人员是否酗酒及其他严禁酒后作业人员的现场检测．它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化．在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻．这样，电压表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系．如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻r ′的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数U与酒精气体浓度C之间的对应关系正确的是( )A ．U 越大，表示C 越大，C 与U 成正比B ．U 越大，表示C 越大，但是C 与U 不成正比C ．U 越大，表示C 越小，C 与U 成正比D ．U 越大，表示C 越小，但是C 与U 不成反比解析：选B.传感器电阻r ′的倒数与浓度C 成正比关系，即1r′＝kC ，电路中的电流为I ＝E r′＋R ＋R0＋r ，电压表示数U ＝IR 0＝ER0r′＋R ＋R0＋r ＝kER0k （R ＋R0＋r ）＋1C，可见电压与浓度的关系不是正比关系，但随浓度的增加而增加，故B 正确．传感器的应用实例1．力传感器的应用——电子秤(1)力传感器的组成：由金属梁和应变片组成．(2)作用：将物体的形变这个力学量转换为电压这个电学量，方便测量、处理和控制．2．温度传感器的应用(1)电熨斗：由半导体材料制成的热敏电阻和金属热电阻均可制成温度传感器，它可以把温度信号转换为电信号进行自动控制．(2)电饭锅：它的主要元件感温铁氧体是用氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成的．它的特点是：常温下具有铁磁性，能被磁体吸引，但是温度上升到约103 ℃时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引了．3．光传感器的应用——火灾报警器如图所示为利用烟雾对光的散射来工作的一种火灾报警器，其工作原理是：带孔的罩子内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．平时，光电三极管收不到LED发出的光，呈现高电阻状态．烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小．与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报．命题视角1 力传感器的应用(多选)如图为握力器原理示意图，握力器把手上的连杆与弹簧一起上下移动，握力的大小可通过一定的换算关系由电流表的示数获得．当人紧握握力器时，如果握力越大，下列判断正确的有( )A．电路中电阻越大B．电路中电阻越小C．电路中电流越小D．电路中电流越大[解析] 由图看出，握力越大，变阻器接入电路的电阻越小，外电路的总电阻越小，故B正确，A错误；根据闭合电路欧姆定律可知，电路中电流越大，故D正确，C错误．[答案] BD命题视角2 温度传感器的应用如图所示，甲为在温度为10 ℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R1＝20 kΩ、R2＝10 kΩ、R3＝40 kΩ，R T为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示，a 、b 端电压U ab ≤0时，电压鉴别器会令开关S 接触，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当a 、b 端电压U ab ＞0时，电压鉴别器会令开关S 断开，停止加热，则恒温箱内的温度可保持在( )A ．10 ℃B ．20 ℃C ．30 ℃D ．45 ℃[思路点拨] 由题意可知，U ab ＝0是电热丝加热和停止加热的临界状态，根据串联分压知识可求得U ab ＝0时R T 的阻值，然后由乙图读出对应的温度．[解析] 由题意可知U ab ＝0是一个电压的临界点，对应着开关S 的动作，而开关的动作对应着温度的上升或下降．由电路图可知，在R 1、R 2、R 3给定的条件下，热敏电阻R T 的阻值决定了U ab 的正负．设电源负极的电势为零，则φa ＝R2R1＋R2U ，φb ＝RT R3＋RT U ，其中U 为电源的路端电压，令φa ＝φb ，即U ab ＝0，则可得R2R1＝RTR3，代入数据得R T ＝20 k Ω，查图得对应的温度为30 ℃，C 正确．[答案] C命题视角3 光传感器的应用车床在工作时是不允许将手随便接近飞转的工件的，为了防止万一，设计了下面的光电自动控制安全电路，只要人手不小心靠近了工件，机器就自动停转．图中的A 为车床上的电动机；B 为随电动机高速转动的工件；C 为光源，它发出的光照在光敏电阻D 上；E 为电磁铁；F 为衔铁；G 为电源；H 为弹簧．请简述其工作原理：当手在C 、D 间靠近工件时，遮挡住射向光敏电阻的光，光敏电阻的阻值________，电路中的电流________，使电磁铁磁性________从而放开衔铁，造成电动机断路，使工件停转以保证安全．[思路点拨] (1)射向光敏电阻的光被挡住时，光敏电阻上光照减少，电阻值如何变化？(2)电磁铁线圈中电流大小与电磁铁的磁性大小有何关系？[解析] 当手在C 、D 间靠近工件时，遮挡住光线，光敏电阻阻值增大，电路中的电流减小，使电磁铁的磁性减弱，从而放开衔铁，使电路自动断开．[答案] 增大减小减弱传感器应用问题的分析方法(1)首先要分清哪是主电路部分，哪是控制电路部分．(2)联系主电路和控制电路的关键点就是传感器中的敏感元件．敏感元件感知主电路所处的状态，作出相应的反应，促使控制电路工作，保证主电路能工作在相应的设定状态之下．【通关练习】1．(多选)(2018·江苏启东中学月考)下列关于传感器说法中正确的是( )A．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号B．电子秤所使用的测力装置是力传感器，它是把力信号转化为电压信号C．电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片，这种双金属片的作用是控制电路的通断D．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量解析：选BCD.话筒是一种常用的声波传感器，其作用是声信号转换为电信号，故A错误；电子秤所使用的测力装置是力传感器，利用通过应变片的电流一定，压力越大，电阻越大，应力片两端的电压差越大，将力信号变成电信号，故B正确；电熨斗是利用双金属片温度传感器，控制电路的通断，故C正确；光敏电阻是由半导体材料制成的，其电阻随光照强度的增大而减小，故它能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量，故D正确．2．(多选)如图是电饭锅的结构图，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，能自动吸起永磁体，通电加热B．当温度超过103 ℃时，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 ℃，开关按钮就不会自动跳起解析：选CD.煮饭时压下开关按钮，感温磁体与永磁体相互吸引结合在一起，触点相接，电路接通，开始加热，故A错误；饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会升高，当温度上升到“居里温度”(约103 ℃)时，感温磁体失去磁性，在弹簧作用下永磁铁与之分离，开关自动断开，且不能自动复位，故B错误，C正确；电饭锅内有水，水沸腾后，锅内的温度保持在100 ℃不变，低于“居里温度”103 ℃，电饭锅不能自动断电，只有水烧干后，温度升高到103 ℃才能自动断电，因此用电饭锅来烧水、煲汤不能实现自动控温，D正确．3．如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．平时光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高电阻状态，发生火灾时，下列说法正确的是( )A．进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报B．光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报C．进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报D．以上说法均不正确解析：选C.由火灾报警器的工作原理可知，发生火灾时烟雾进入罩内，使光发生散射，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，与传感器相连的电路检测出这种变化，发出警报，选项C对．[随堂检测][学生用书P62]1．下列说法错误的是( )A．传感器担负着信息采集的任务B．干簧管是一种磁传感器C．传感器不是电视遥控接收器的主要元件D．传感器是将力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的主要工具解析：选C.由传感器的定义知A、D正确；电视遥控接收器的主要元件是红外线传感器，故C错误；由干簧管的工作原理知干簧管是一种能够感知磁场的元件，故B正确．2．(多选)燃气灶的点火开关有两种：一种是电脉冲点火开关，它是依靠干电池产生的电流脉冲经变压器输出非常高的电压，击穿空气后点火；另一种是电子压电点火开关，它的工作原理是压电陶瓷片受一定方向的外力作用而发生机械形变，相应地输出很高的电压，击穿空气后点火．下列关于这两种点火开关的说法中，正确的是( )A．电脉冲点火开关是一种传感器B．电子压电点火开关是一种传感器C．压电陶瓷片完成的能量转化是电能转化为光能D．压电陶瓷片完成的能量转化是机械能转化为电能解析：选BD.传感器是将非电学量转化为电学量的装置，电脉冲点火开关实际上是自感现象的应用，电子压电点火开关是力传感器，把机械形变转化为电压，A错误，B正确；从能量转化角度分析压电陶瓷片是把机械能转化为电能，C错误，D正确．3．一般的电熨斗用合金丝作发热元件，合金丝电阻随温度t变化的关系如图中实线①所示，由于环境温度以及熨烫的衣物厚度、干湿等情况不同，熨斗的散热功率不同，因而熨斗的温度可能会在较大范围内波动，易损坏衣物．有一种用主要成分为BaTiO 3(被称为“PTC ”)的特殊材料作发热元件的电熨斗，具有升温快、能自动控制温度的特点，PTC 材料的电阻随温度变化的关系如图中实线②所示，根据图线分析：(1)为什么原处于冷态的PTC 熨斗刚通电时比普通电熨斗升温快？(2)通电一段时间后电熨斗温度t 自动地稳定在T ______＜t ＜T ________范围之内．(填下标数字)解析：(1)由于冷态时PTC 材料电阻较小，故由P ＝U2R知，其发热功率较大，所以升温快．(2)从题图上看出，温度较低时，电阻较小，热功率较大，所以生热快于散热，温度升高，电阻值迅速增大，相应生热功率减小，当生热功率小于散热功率时，电阻温度降低，电阻值减小，生热功率会相应增大，故当生热功率等于散热功率时，温度会稳定在图中T 6～T 7之间．答案：(1)见解析 (2)6 74．气体传感器利用物质的化学反应将某种气体的浓度转换成电信号输出，如图所示，B 为将可燃气体或有毒气体(CO ，CH 4)浓度转换成电信号的传感器，简称电子鼻．根据如图所示的材料，电源电压U ＝220 V 、排风扇M 、继电器G 、电池组A 、控制开关S ，请设计一个家用自动排烟电路，并在图中完成连线．解析：电磁继电器起开关作用，所以电池组A 、开关S 、电子鼻B 和电磁继电器(电磁铁部分)应组成一个电路，另一个是由排风扇和高压电源组成的电路．答案：如图所示[课时作业]一、单项选择题1．下列器件是应用力传感器的是 ( )B．火灾报警器A．鼠标器D．电子秤C．测温仪解析：选D.鼠标器中的传感器是光传感器；火灾报警器中的传感器是光传感器；测温仪用的是温度传感器；电子秤的敏感元件是应变片，是力传感器，选项D正确．2．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上是电视机中的传感器把光信号转化为电信号的过程．下列属于这类传感器的是( )A．红外报警装置B．走廊照明灯的声控开关C．自动洗衣机中的压力传感装置D．电饭锅中控制加热和保温的温控器解析：选A.遥控器发出红外线，电视中的传感器感知红外线是红外线传感器，故选A.3．下列说法中正确的是( )A．电饭锅中的敏感元件是光敏电阻B．测温仪中测温元件可以是热敏电阻C．机械式鼠标中的传感器接收到连续的红外线，输出不连续的电脉冲D．火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现低电阻状态，有烟雾时呈现高电阻状态解析：选B.电饭锅中的敏感元件是感温铁氧体，选项A错误；机械式鼠标中的传感器接收断续的红外线脉冲，输出相应的电脉冲信号，选项C错误；火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现高电阻状态，有烟雾时呈现低电阻状态，选项D错误；选项B正确．4．电子打火机的点火原理是压电效应，压电片在受压时会在两侧形成电压且电压大小与压力近似成正比．现有一利用压电效应制造的电梯加速度传感器，如图所示．压电片安装在电梯地板下，电压表与压电片构成闭合回路用来测量压电片两侧形成的电压．若发现电压表示数增大，下列说法正确的是( )B．电梯一定减速下降A．电梯一定加速上升D．电梯加速度一定向下C．电梯加速度一定向上解析：选C.电压表示数增大说明人对地板的压力变大，对人受力分析知地板对人的支持力大于人所受重力，即人的加速度一定向上，所以电梯可能向上加速，也可能向下减速．5.如图所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻，L为小灯泡，当温度降低时( )A．R1两端电压增大B．电流表的示数增大C．小灯泡的亮度变强D．小灯泡的亮度变弱解析：选C.R2与灯L并联后与R1串联，然后与电源构成闭合电路，当温度降低时，热敏电阻R2的阻值增大，外电路电阻增大，电流表读数变小，R1两端电压减小，灯L两端电压增大，灯泡亮度变强，故C正确．6．(2018·辽宁白城月考)如图为一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是( )A．温度升高至74 ℃时，L1灯亮，报警B．温度升高至74 ℃时，L2灯亮，报警C．温度升高至78 ℃时，L1灯亮，报警D．温度升高至78 ℃时，L2灯亮，报警解析：选D.当温度低于78 ℃时，继电器线圈中没有电流，此时灯L1亮，但不报警；当温度升高到78 ℃时，继电器线圈有电流，磁铁吸下衔铁，灯L2被接通，所以灯L2亮且报警，温度升高至74 ℃时，只是灯L1亮，不会报警，故A、B、C选项错误，D选项正确．7．关于电磁灶的加热原理，下列说法正确的是( )①电磁灶加热与微波炉加热原理是一样的②电磁灶是利用电磁感应原理制成的③电磁灶是热量从灶口传递给锅中的食物达到加热的目的④电磁灶工作时，灶不会生热B．①③A．②④D．②③C．①②解析：选A.电磁灶里面的线圈中变化的电流，产生变化的磁场，从而形成涡流，根据电流的热效应进行加热，电磁灶工作时，灶不会生热，故③错误，④正确；微波炉是接通电路后，220 V交流电经变压器变压，在次级产生3.4 V低压交流电对磁控管加热，同时在另一次级产生2 000 V高压电，经镇流系统加到磁控管的阴、阳两极之间，使磁控管产生微波，微波输送至金属制成的加热器(炉腔)，被来回反射，微波的电磁作用使食物内的分子高频运动，从而使食物受热，故①错误，②正确．所以A正确，B、C、D错误．二、多项选择题8．下列关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是( )A．应变片是由导体材料制成B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之，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解析：选BD.应变片多用半导体材料制成，故选项A错误；当应变片拉伸时，其电阻变大，故选项B正确；传感器输出的是上、下两应变片上的电压差值，并且随着外力的增大，输出的电压差值也就越大，故C错误，D正确．9.家用电热灭蚊器电热部分的主要部件是PTC元件，PTC元件是由钛酸钡等导体材料制成的电阻器，其电阻率ρ与温度t的关系如图所示．由于这种特性，PTC元件具有发热、控温双重功能，若电热灭蚊器环境温度低于t1，以下判断正确的是( )A．通电后，其电功率先增大后减小B．通电后，其电功率先减小后增大C．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1或t2不变D．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1～t2间的某一值不变解析：选AD.从图线上可以看出，如果通电前PTC的温度t<t1，通电后由于发热的缘故，温度升高致使电阻率减小，发热功率将进一步增大，形成正反馈效应，致使温度大于t1，随着温度的升高，电阻率也增大，功率将减小，形成负反馈效应，发热功率的减小制约了温度的进一步升高．从以上分析可知，t<t1时，温度会升高；t>t2时，温度会降低．故温控点在t1～t2，即温度保持在t1～t2间的某一值．综上分析可知，本题的正确选项是A、D，即温度控制点在图象的两个极值点之间．10．为锻炼身体，小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计，如图所示是原理图．轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计)，弹簧劲度系数为100 N/cm.定值电阻R0＝5 Ω，ab是一根长为5 cm的均匀电阻丝，阻值R1＝25 Ω，电源输出电压恒为U＝3 V，理想电流表的量程为0～0.6 A．当拉环不受力时，滑片P位于a端．下列关于这个电路的说法正确的是(不计电源内阻)( )A．小明在电路中连入R0的目的是保护电路B．当拉环不受力时，闭合开关后电流表的读数为0.1 AC．当拉力为400 N时，电流表指针指在0.3 A处D．当拉力为400 N时，电流表指针指在0.5 A处解析：选ABC.若电路无电阻R0且金属滑片P在b端时，回路短路损坏电源，R0的存在使电路不出现短路，因此选项A正确；当拉环不受力时，滑片P在a端，由欧姆定律得，I＝UR0＋R1＝0.1 A，故选项B正确；拉力为400 N时，由F＝kΔx，则Δx＝4 cm，对应的电阻为R aP＝20 Ω，R1接入电路的电阻R Pb＝5 Ω，由欧姆定律得，I′＝UR0＋RPb＝0.3 A，故选项D错误，C正确．三、非选择题11．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和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器的电阻为100 Ω.当线圈的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈供电的电池的电动势E＝9.0 V，内阻可以不计．图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．则：(1)应该把恒温箱内的加热器接在________(选填“A、B端”或“C、D端”)．(2)如果要使恒温箱内的温度保持50 ℃，可变电阻R′的阻值应调节为________Ω.解析：(1)恒温箱内的加热器应该接在A、B端．当线圈中的电流较小时，继电器的衔铁在上方，恒温箱的加热器处于工作状态，恒温箱内温度升高．随着恒温箱内温度升高，热敏电阻R的阻值变小，则线圈中的电流变大，当线圈中的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸到下方来，使恒温箱加热器与电源断开，加热器停止工作，恒温箱内温度降低．随着恒温箱内温度降低，热敏电阻R的阻值变大，则线圈中的电流变小，当线圈的电流小于20 mA时，继电器的衔铁又被释放到上方，则恒温箱加热器又开始工作，这样就可以使恒温箱内保持在某一温度．。

2019版高中物理第六章传感器章末总结学案新人教版选修3-2

第六章传感器章末总结一、常见敏感元件的特点及应用 1．光敏电阻光敏电阻在被光照射时电阻发生变化，光照增强，电阻减小；光照减弱，电阻增大． 2．热敏电阻和金属热电阻金属热电阻的电阻率随温度升高而增大，热敏电阻有正温度系数热敏电阻、负温度系数热敏电阻两种，正温度系数的热敏电阻的阻值随温度升高而增大，负温度系数的热敏电阻的阻值随温度升高而减小． 3．霍尔元件能把磁感应强度这一磁学量转换成电压这一电学量的元件，U H ＝k IBd.例1 如图1所示是一火警报警器的部分电路示意图．其中R 2为用半导体负温度系数热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a 、b 之间接报警器．当传感器R 2所在处出现火情时，显示器的电流I 、报警器两端的电压U 的变化情况是 ( )图1A ．I 变大，U 变大B ．I 变大，U 变小C ．I 变小，U 变大D ．I 变小，U 变小答案 D解析R2所在处出现火情时，温度升高，则R2的阻值减小．R2↓→R总↓→I干↑→U1↑→U3↓→I↓，故显示器的电流I变小，由U＝E－I干r，I干变大，知U变小，故选项D正确．针对训练如图2所示是某居民小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻，R2为定值电阻，A、B接监控装置．则( )图2①当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压增大②当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压减小③当仅增大R2的阻值时，A、B之间的电压增大④当仅减小R2的阻值时，A、B之间的电压增大A．①③ B．①④C．②③ D．②④答案 C解析R1是光敏电阻，有光照射时，阻值变小，当有人通过而遮蔽光线时，R1的阻值变大，回路中的电流I减小，A、B间的电压U＝IR2减小，故①错误，②正确；由闭合电路欧姆定律得：U＝E－I(R1＋r)，当仅增大R2的阻值时，电路中的电流减小，A、B间的电压U增大，故③正确；当仅减小R2的阻值时，电路中的电流增大，A、B间的电压U减小，故④错误．故应选C.二、传感器的应用1．传感器的应用过程包括三个环节：感、传、用．(1)“感”是指传感器的敏感元件感应信息，并转化为电学量．(2)“传”是指通过电路等将传感器敏感元件获取并转化的电学信息传给执行机构．(3)“用”是指执行机构利用传感器传来的信息进行某种显示或某种动作．2．处理与传感器有关的电路设计问题时，可将整个电路分解为：(1)传感器所在的信息采集部分；(2)转化传输部分(这部分电路往往与直流电路的动态分析有关)；(3)执行电路．例2如图3所示是一种水位自动报警器的原理示意图，当杯中的水的水位到达金属块B时，出现的情况是( )图3A．L1灯亮B．L2灯亮C．L1、L2两灯同时亮D．L1、L2两灯都不亮答案 B解析由电路结构可以看出，当杯中的水的水位到达B时，左侧电路被接通，这样螺线管就产生磁场，相当于一个磁铁，对与弹簧相连的衔铁产生吸引作用，使之向下移动，这样L2电路被接通，故B正确．例3传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，某热敏电阻R T阻值随温度变化的图线如图4甲所示，图乙是由该热敏电阻R T作为传感器制作的简单自动报警器线路图．问：图4(1)为了使温度过高时报警器铃响，c应接在__________(填“a”或“b”)处．(2)若要使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器的滑片P向________移动(填“左”或“右”)．(3)如果在调试报警器达到最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器的滑片P都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路不能正常工作的原因可能是____________________________________．答案(1)a(2)左(3)电源提供电压太小，以至于电磁铁磁性太弱或弹簧劲度系数太大解析(1)热敏电阻R T在温度升高时阻值变小，电路中电流变大，电磁铁磁性增强，把右侧衔铁吸引过来，与a 接触，故c应接在a处．(2)为使启动报警的温度提高，则应使电路中电阻更大，滑动变阻器的滑片应左移．。

2018-2019学年高中物理第六章传感器特色专项训练新人教版选修3-2

第六章电磁感应和交变电流本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.第Ⅰ卷40分,第Ⅱ卷60分,共100分,考试时间90分钟.第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分.1~7小题只有一个选项符合题意,8~10小题有多个选项符合题意,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,选错或不答的得0分) ❶在电磁感应现象中,下列说法中正确的是()A.感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反B.闭合导线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流C.闭合导线框在匀强磁场中做切割磁感线运动时,一定能产生感应电流D.感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的磁通量的变化❷如图T-1所示,两个条形磁铁呈“V”字形放置,将一根绕有多匝线圈的软铁棒置于N、S 极之间.线圈与灵敏电流计通过开关相连.以下几种说法中正确的是()图T-1A.保持两个磁铁与软铁棒三者的相对位置不变,只要闭合开关,电路中就会产生持续的感应电流B.保持两个磁铁与软铁棒三者的相对位置不变,开关闭合的瞬时,电路中会产生感应电流C.在开关保持闭合的情况下,将软铁棒从两磁极间移开的瞬时,电路中会产生感应电流D.在开关保持闭合的情况下,移开左侧或右侧磁铁的瞬时,电路中不会产生感应电流❸中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程.假设甲、乙两地原来用500kV的超高压输电,在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下,现改用1000kV特高压输电,不考虑其他因素的影响,则()A.输电电流变为原来的2倍B.输电线上降落的电压将变为原来的C.输电线上降落的电压将变为原来的2倍D.输电线上损耗的电功率将变为原来的❹如图T-2所示,一个金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中,能使圆环中产生感应电流的做法是()图T-2A.使匀强磁场均匀减弱B.保持圆环水平并在磁场中上下移动C.保持圆环水平并在磁场中左右移动D.保持圆环水平并使圆环绕过圆心的竖直轴转动❺如图T-3所示,半径为R的圆形导线环对心、匀速穿过半径也为R的圆形匀强磁场区域,关于导线环中的感应电流随时间的变化关系,图T-4中(以逆时针方向的电流为正)最符合实际的是()图T-3A B C D图T-4❻在某交流电路中,有一个正在工作的理想变压器,如图T-5所示,它的原线圈的匝数n1=600匝,副线圈的匝数n2=120匝.交流电源的电动势e=311sin100πt(V)(不考虑其内阻),电压表和电流表对电路的影响可忽略不计,原线圈串联一个额定电流为0.2A的保险丝,副线圈接有电阻R.为保证保险丝不被烧断,则()图T-5A.副线圈电路消耗的电功率不能超过31WB.副线圈中电流的最大值不能超过1AC.副线圈电路中的电阻R的阻值不能小于44ΩD.副线圈电路中电压表的读数为62V❼如图T-6所示,边长为L、匝数为N的正方形闭合线圈abcd绕对称轴OO'匀速转动,角速度为ω.空间中只有OO'左侧存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.若闭合线圈的总电阻为R,则()图T-6A.线圈中感应电动势的有效值为NBL2ωB.线圈中感应电动势的最大值为NBL2ωC.在转动一圈的过程中,线圈中有一半时间没有电流D.当线圈转到图中所示位置时,穿过线圈的磁通量为NBL2❽[2017·湖北武昌高二检测]如图T-7所示为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器.升压变压器T1的原、副线圈匝数之比为n1∶n2=1∶10,在T1的原线圈两端接入一正弦交流电,输电线的总电阻为2r=2Ω,降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为n3∶n4=10∶1.若T2的“用电设备”两端的电压为U4=200V且“用电设备”消耗的电功率为10kW,不考虑其他因素的影响,则()图T-7A.T1的副线圈两端电压的最大值为2010VB.T2的原线圈两端的电压为2000VC.输电线上损失的电功率为50WD.T1的原线圈输入的电功率为10kW图T-8❾在如图T-8所示的电路中,L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈,L1、L2和L3是三个完全相同的灯泡,E是内阻不计的电源.在t=0时刻,闭合开关S,电路稳定后在t1时刻断开开关S.规定以电路稳定时流过L1、L2的电流方向为正方向,分别用I1、I2表示流过L1和L2的电流,则图T-9中能定性地描述电流I1、I2随时间t变化关系的是 ()A B C D图T-9如图T-10甲所示,在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,沿水平面固定一个V 字形金属框架CAD,已知∠A=θ,导体棒EF在框架上从A点开始在垂直于EF的外力作用下以速度v匀速向右平移,使导体棒和框架始终构成等腰三角形闭合回路.已知框架和导体棒的材料及横截面积均相同,其单位长度的电阻均为R,框架和导体棒均足够长,导体棒运动过程中始终与磁场方向垂直,且与框架接触良好.图乙中关于回路中的电流I和消耗的电功率P 随时间t变化关系的四个图像可能正确的是()图T-10第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、实验题(本题共2小题,11题6分,12题9分,共15分)图T-11为“研究电磁感应现象”的实验的实物连接图,实验表明:当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,闭合电路中就会产生感应电流.将线圈L1插入线圈L2中,闭合开关S.之后能使线圈L2中产生的感应电流的磁场方向与线圈L1中磁场方向相同的实验操作是(填对应数字编号).图T-11①在线圈L1中插入铁芯②拔出线圈L1③使滑动变阻器连入电路的阻值变大④断开开关S有一个教学用的可拆变压器,如图T-12甲所示,它有两个用相同材料制成的导线绕制的线圈A、B,线圈外部还可以绕线.(1)某同学用同一多用电表的欧姆“×1”挡先后测量了A、B两线圈的电阻值,指针分别对应图乙中的a、b位置,则A线圈的电阻为Ω,由此可推断(选填“A”或“B”)线圈的匝数较多.甲乙图T-12(2)如果把它看作理想变压器,现要测量A线圈的匝数,提供的器材有:一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源.请简要叙述实验的步骤(写出要测的物理量,并用字母表示):.A线圈的匝数为n A= (用所测物理量符号表示).三、计算题(本题共4小题,13题10分,14题10分,15题12分,16题13分,共45分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分)如图T-13所示,一台模型发电机的电枢是矩形导线框abcd,其中ab、cd边长为l1=0.4m,ad、bc边长为l2=0.2m,导线框的匝数n=100匝,它处在磁感应强度B=0.2T、方向垂直于纸面向里的匀强磁场中,导线框绕垂直于磁场方向的OO'轴匀速转动.当开关S断开时,电压表的示数为10V;当开关S闭合时,外电路上标有“10V 10W”的灯泡L恰好正常发光.(1)求导线框abcd在磁场中转动的角速度.(2)开关S闭合后,求导线框从图示位置转过θ=60°的过程中通过灯泡L的电荷量.图T-13如图T-14甲所示,理想变压器的原线圈通有正弦式交变电流,副线圈接有三个电阻和一个电容器.已知R1=R3=20Ω,R2=40Ω,原、副线圈的匝数之比为10∶1,原线圈的输入功率P=35W,通过电阻R1的正弦式交变电流如图乙所示.求:(1)原线圈的输入电压的有效值;(2)电阻R2消耗的电功率;(3)流过电容器C的电流.图T-14[2017·山东德州一中期中]如图T-15所示,粗糙斜面的倾角θ=37°,半径r=0.5m的圆形区域内存在着方向垂直于斜面向下的匀强磁场.一个匝数n=10匝的刚性正方形线框abcd通过松弛的柔软导线与一个额定功率P=1.25W的小灯泡A相连,圆形磁场的一条直径恰好过线框bc边.已知线框质量m=2kg,总电阻R0=1.25Ω,边长L>2r,与斜面间的动摩擦因数μ=0.5.从t=0时起,磁场的磁感应强度按B=2-t(T)的规律变化.开始时线框静止在斜面上,在线框运动前,灯泡始终正常发光.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:(1)线框不动时回路中的感应电动势E;(2)小灯泡正常发光时的电阻R;(3)线框保持不动的时间内小灯泡产生的热量Q.图T-15如图T-16所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距l=0.5m,其电阻不计,两导轨构成的平面与水平面成30°角.完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直于导轨放置,金属棒两端都与导轨良好接触,已知每根金属棒的质量为0.02kg,电阻为0.1Ω.整个装置处在方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.2T.在平行于导轨向上的恒力F作用下,金属棒ab沿导轨向上匀速运动,而金属棒cd恰好能保持静止.g取10m/s2,求:(1)通过金属棒cd的电流I的大小和方向;(2)金属棒ab受到的力F的大小;(3)金属棒cd每产生Q=0.1J的热量时力F做的功W.图T-161.D[解析]根据楞次定律,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.若原来的磁场减弱,则感应电流的磁场方向与原来的磁场方向相同;若原来的磁场增强,则感应电流的磁场方向与原来的磁场方向相反,选项A错误,选项D正确.产生感应电流的条件是穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,如果磁场的强弱在变化,但闭合导线框平行磁场方向放入磁场,则磁通量不变化(Φ=0),不能产生感应电流,选项B错误.若闭合导线框完全在匀强磁场中,则线框平动时,穿过线框的磁通量不变,不能产生感应电流,选项C错误.2.C[解析]产生感应电流的条件是穿过闭合导体回路的磁通量发生变化.当保持两个磁铁与软铁棒三者的相对位置不变时,磁通量不变,即使闭合开关也不会形成感应电流,选项A、B 错误;在开关保持闭合的情况下,无论移动软铁棒还是移动磁铁的瞬间,磁通量都是变化的,电路中都能产生感应电流,选项C正确,选项D错误.3.B[解析]根据输送电功率P输=U输I输,因P输不变,故当U输变为原来的2倍时,I输变为原来的,选项A错误;输电线上降落的电压U降=I输R,所以当输电电流变为原来的时,输电线上降落的电压也变为原来的,选项B正确,选项C错误;输电线上损耗的电功率P损=R,所以当输电电流变为原来的时,输电线上损耗的电功率将变为原来的,选项D错误.4.A[解析]根据穿过闭合导体回路的磁通量变化产生感应电流这一条件,能使圆环中产生感应电流的做法是使匀强磁场均匀减弱,选项A正确.5.C[解析]由E=BLv可得,当导线环进入磁场时,有效切割长度在变大,产生的感应电动势变大,但变化率越来越小,由楞次定律可判断,这时电流的方向与规定的正方向相同;当导线环出磁场时,有效切割长度变小,但变化率越来越大,由楞次定律可判断,这时电流的方向与规定的正方向相反.综上所述,选项C正确.6.C[解析]由=得U2=44V,选项D错误;由=,I1≤0.2A,得I2≤1A,所以副线圈电路消耗的电功率P2=U2I2≤44W,选项A错误;副线圈中电流的最大值I m=A,选项B错误;由R=得R≥44Ω,选项C正确.7.B[解析]感应电动势的最大值E m=NBL2ω,有效值E==NBL2ω,选项A错误,选项B正确;在转动的过程中,线圈始终有一半在磁场中运动,故线圈中始终有电流通过,选项C错误;在图中所示位置时,穿过线圈的磁通量为BL2,选项D错误.8.ABC[解析]由题可知U4=200V,根据=可得,U3=2000V,根据U3I3=U4I4=10kW可得,I3=5A,则U2=U3+2rI3=2010V,最大值为U2=2010V,故选项A、B正确;输电线上损失的电功率为ΔP=2r=50W,故选项C正确;根据能量守恒定律可知,T1的原线圈输入的电功率为P=ΔP+10kW=10.05kW,故选项D错误.9.BC[解析]闭合开关S,流过L1的电流逐渐增大,流过L2的电流瞬间增大为最大;电路稳定时,I1>I2,电流方向均是正方向;t1时刻断开开关S后,L1、L2和L3形成闭合回路,流过L1的电流方向不变,大小逐渐减小,流过L2的电流方向反向,即发生突变,其大小也突然增大到I1m,并从I1m逐渐减小到零.选项B、C正确.10.AD[解析]设导体棒切割磁感线的有效长度为l,则感应电动势E=Blv,回路的总电阻R总=Rl(1+csc),回路中的电流I==,显然,电流I的大小恒定,选项A正确,选项B 错误;在t时刻,l=2vt tan∝t,所以R总=Rl(1+csc)∝l∝t,电功率P=I2R总∝R总∝t,选项C 错误,选项D正确.11.②③④[解析]根据楞次定律可知,当原磁场减弱时,线圈L2中产生的感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,因为拔出线圈、使滑动变阻器连入电路的阻值变大以及断开开关都能够使原磁场减弱,所以②③④正确.12.(1)24A(2)①用绝缘导线在变压器的铁芯上绕制n匝线圈;②将A线圈与低压交流电源相连接;③用多用电表的交流电压挡分别测量A线圈两端的输入电压U A和绕制的线圈两端的输出电压U n(也可用其他方法,只要合理即可)13.(1)12.5rad/s(2) C[解析](1)开关S断开时,电压表的示数为10V,可知电动势的最大值E m=×10V=20V,由E m=nBSω得ω==rad/s=12.5rad/s.(2)开关S闭合后,U L=10V,P L=10W,I==1A,所以R总==10Ωq=n=n·=C.14.(1)200V(2)10W(3)0.25A[解析](1)通过电阻R1的电流的有效值I1=A=1A电阻R1两端的电压有效值U1=I1R1=1×20V=20V所以原线圈的输入电压的有效值U=U1=10×20V=200V.(2)流过电阻R2的电流I2==A=0.5A电阻R2消耗的电功率P2=R2=0.52×40W=10W.(3)原线圈的输入电流I==A=0.175A副线圈的输出电流I'=I=10×0.175A=1.75A通过电容器的电流I3=I'-I1-I2=1.75A-1A-0.5A=0.25A.15.(1)2.5V(2)1.25Ω(3)3.14J[解析](1)由法拉第电磁感应定律得E=n=n×π×r2=10××π×0.52V=2.5V. (2)小灯泡正常发光,有P=I2R由闭合电路欧姆定律得E=I(R0+R)故P=R解得R=1.25Ω.(3)对线框bc边处于磁场中的部分受力分析如图所示,当线框恰好要运动时,设磁场的磁感应强度大小为B,由平衡条件有mg sinθ=F安+f=F安+μmg cosθF安=nBI·2r解得B=0.4T线框在斜面上可保持静止的时间t=s=s小灯泡产生的热量Q=Pt=1.25×J=πJ≈3.14J.16.(1)1A方向由d到c (2)0.2N(3)0.4J[解析](1)金属棒cd受到的安培力F cd=BIl金属棒cd保持静止,则F cd=mg sin30°解得I=1A由左手定则可判断,通过金属棒cd的电流I的方向由d到c.(2)金属棒ab与金属棒cd受到的安培力大小相等,即F ab=F cd对金属棒ab,由共点力平衡条件得F=mg sin30°+BIl解得F=0.2N.(3)设在时间t内金属棒cd产生Q=0.1J的热量,由焦耳定律可得Q=I2Rt 设金属棒ab运动的速度大小为v,则产生的感应电动势E=Blv由闭合电路的欧姆定律得I=金属棒ab沿导轨的位移x=vt力F做的功W=Fx联立解得W=0.4J.。

2018-2019学年高二人教版物理选修3-2配套课件：第六章传感器 6.1

【补偿训练】
1.有一些星级宾馆的洗手间装有自动干手机,洗手后将
湿手靠近,机内的传感器就开通电热器加热,有热空气
从机内喷出,将湿手烘干,手靠近干手机能使传感器工
作,是因为 ( )
A.改变湿度
B.改变温度
C.改变磁场
D.改变电容
【解析】选D。根据自动干手机工作的特征,手靠近干手机时电热器开始工作,手撤离后电热器停止工作,人是一种导体,可以与其他导体构成电容器,手靠近时相当于连接一个电容器,可以确定干手机内设有电容式传感器, 由于手的靠近改变了电容的大小,故选项D正确;用湿度和温度来驱动电热器工作,理论上可行,但是假如干手机是由于温度、湿度的变化而工作就成了室内烘干机。
第六章传感器 1 传感器及其工作原理
【自主预习】 1.传感器: (1)定义:能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等_物__理__量__,并能把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的电压、电流等_物__理__量__,或转换为电路_通__断__ 的元件。
(2)意义:把非电学量转换为电学量,可以方便地进行 _测__量__、传输、处理和_控__制__。 2.光敏电阻: (1)特点:光照越强,电阻_越__小__,光照越弱,电阻_越__大__。 (2)原因:无光照时,载流子极少,导电性能_不__好__;随着光照的增强,载流子_增__多__,导电性能_变__好__。 (3)作用:把光照强弱这个光学量转换为_电__阻__这个电学量。
(3)磁敏元件:一种磁电转换元件,包括霍尔元件、磁阻元件、磁敏二极管、磁敏晶体管等。 (4)气敏元件:电参数随外界气体种类和浓度变化而变化的敏感元件。 (5)湿敏元件:随环境湿度变化而变化的敏感元件。
【拓展延伸】常见电容式传感器

高中物理第六章传感器2传感器的应用训练新人教版选修3-2(2021年整理)

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2 传感器的应用A级抓基础1．关于传感器,下列说法中正确的是（)A．电熨斗通过压力传感器实现温度的自动控制B．动圈式话筒是利用电磁感应原理来工作的声传感器C．金属热电阻是一种将电学量转换为热学量的传感器D．火灾报警器都是利用温度传感器实现报警解析:电熨斗是通过双金属片温度传感器来控制温度的，选项A错误；金属热电阻是将热学量转化为电学量的传感器，选项C错误；有的火灾报警器是利用光传感器实现报警，选项D 错误．答案：B2．下列关于传感器的说法中正确的是( ）A．霍尔元件能够把电学量转换为磁学量B．干簧管是一种能够感知电场的传感器C．电子秤应用的是光传感器D．电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制解析：霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量，A错误；干簧管是一种能够感知磁场的传感器,能起到开关作用，B错误；电子秤应用的是力传感器,C错误，D 正确．答案：D3．如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．平时光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高电阻状态,发生火灾时,下列说法正确的是( ）A．进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大,检测电路检测出变化发出警报B．发生火灾时，光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报C．发生火灾时,进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报D．以上说法均不正确解析：平时,光电三极管收不到LED发出的光,呈现高电阻状态．当有烟雾散射的光照射到光电三极管上时,其电阻变小，所连接的电路接通，就会发出警报，C正确．答案：C4．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上,中间放置一个绝缘重球．小车向右做直线运动过程中，电流表示数变化与时间t的关系如图乙所示，下列判断正确的是（)A．从t1到t2时间内,小车做匀速直线运动B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动C．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动D．从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动答案：DB级提能力5．（多选)如图所示是自动调温式电熨斗的结构图,下列说法正确的是( ）A．常温时上下触点是接触的B．双金属片温度升高时，上金属片形变较大,双金属片将向下弯曲C．原来温度控制在80 ℃断开电源，现要求60 ℃断开电源，应使调温旋钮下移一些D．由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些解析：常温工作时，上下触点是接通的,当温度升高时，上层金属片形变大，向下弯曲，切断电源，切断温度要升高则应使调温旋钮下移一些，A、B、D正确,C错误．答案:ABD6．某仪器内部的电路如图所示，其中M是一个质量较大的金属块，左右两端分别与金属丝制作的弹簧相连，并套在光滑水平细杆上，当金属块处于平衡时两根弹簧均处于原长状态,此时两灯均不亮．若将该仪器固定在一辆汽车上,则下列说法正确的是( )A．当汽车加速前进时，甲灯亮B．当汽车加速前进时，乙灯亮C．当汽车刹车时，甲灯亮D．当汽车刹车时,乙灯亮解析:汽车加速前进时，M与左边触点接触，乙灯亮，所以B正确；当汽车刹车时,M与右边触点接触，甲灯亮，所以C正确．答案:BC7．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的．如图甲所示,电源的电动势E＝9。

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