高三物理一轮总复习(新课标)课件：第10章交变电流传感器_3节

3．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 膜片电极时，可使膜片产生形变，引起电容的变 化，将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电 路，那么(
及电阻R3上的电流变大，则电压表的读数变大， 故①正确，②错误；若光照减弱，则光敏电阻的 阻值增大，总电阻变大，总电流减小，则热敏电 阻及光敏电阻所在的并联支路电压增大，则R3上 的分压变大，电压表示数变大，选项③正确，④ 错误．故选A.
【答案】A
【小结】涉及到热敏电阻、光敏电阻或金属 热电阻时，要根据其电阻阻值随温度或光照条件 发生变化时阻值如何变化的特点，结合闭合电路 欧姆定律和电功率的计算式，进行分析判断．
3．霍尔元件：是能够把磁学量 磁感应强度 转 换为电学量 的传感器元件． 如图所示，在 M、N 间出现的电压称为霍尔
电压
IB 电压UH，UH＝k .式中d为金属薄片的厚度，k为霍 d 材料 尔系数，由薄片的__ __决定．
三、传感器应用的一般模式
考点一 力电传感器的应用 例1在科技活动中某同学利用 自制的 电子秤来称量物体的质 量，其原理如图所示，托盘和 弹簧的质量均不计．变阻器的 滑动端与弹簧上端连接(但与弹 簧间不通电)，当托盘中没有放物体时，滑动变阻 器的滑动触头正好在变阻器的最上端；设变阻器 的总电阻为R，总长度为 L，电源电动势为E，内 阻为r，限流电阻的阻值为R0，弹簧劲度系数为 k，不计一切摩擦和其他阻力，电压表为理想电压 表．
(1)为使电压表中的电压读数与盘中物体的重 力成正比，请你在图中完成电压表的连接； (2)所选用电压表的量程； (3)写出物体质量与电压表读数之间的关系式．
【解析】(1)如右图． E (2)I＝ R＋R0＋r 电压表两端的最大电压为 ER Um＝IR＝ R＋R0＋r ER 电压表的量程可等于或略大于 R＋R0＋r
考点三
继电器控制电路的设计
例3光敏电阻在各种自动化装置中有很多应 用，比如用于街道路灯的自动控制．图为模拟电 路，其中A为光敏电阻，B为电磁继电器，C为照 明电路，D为路灯，请连成正确的电路，达到日 出灯熄、日落灯亮的效果．
【解析】本题考查光敏电阻的特性及在传感 器中的应用，同时考查了电路的连接．在能力方 面重点考查学生的实验与探究能力．当天亮时， 光线照射光敏电阻A其阻值迅速减小，控制回路 电流增大，继电器B工作，吸住衔铁使触点断 开，路灯熄灭．当夜晚降临，光线变暗，光敏电 阻A的阻值增大，控制回路电流减小，弹簧将衔 铁拉起，触点接通，路灯点亮．
第 3节
实验：传感器的简单应用
一、传感器 传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如 力、温度、光、声、化学成分等，并能将它们按照 一定的规律转换为 的
通断 电压、电流 等，或转换为电路
．
二、制作传感器需要的元件 1．光敏电阻：光敏电阻在被光照射时电阻发
减小 生变化，光照增强电阻__ __，光照减弱电阻 增大
2．电炖锅是用电阻通电后发热来加工食 品，内有两个“聪明”开关，一个利用“热敏” 材料制成“热控开关”，当食品加热达到设定温 度时，“热控开关”断开使电阻的发热功率减 小；另一个是“定时开关”，当加热到一定时间 时，“定时开关”断开，使电阻停止发热，这种 “聪明电路”是( C )
【解析】电路C中，当食品加热达到设定温 度时，“热控开关”断开，电路的电阻变大，根 U2 据P＝ ，电阻的发热功率减小；当加热到一定 R 时间时，“定时开关”断开，切断这个电路，使 电阻停止发热，所以C是这种“聪明电路”．Fra bibliotek__ _
_．
2．金属热电阻和热敏电阻：金属的电阻率随温 度的升高而
增大
，用金属丝可以制作温度传感
器，称为热电阻．与金属不同的是有些半导体的导 电能力随温度的升高而 增强 ，其电阻随温度的升 高而 减小 ，用半导体材料可制成热敏电阻．与热
敏电阻相比，金属热电阻的化学稳定性好，测温范 围大但灵敏度较差．
①热敏电阻温度降低，其他条件不变 敏电阻温度升高，其他条件不变 其他条件不变 A．①③
②热
③光照减弱，
④光照增强，其他条件不变 B．①④ C．②③ D．②④
【解析】热敏电阻温度降低，其他条件不变时， 热敏电阻阻值减小，总电阻减小，总电流变大， 则热敏电阻及光敏电阻所在的并联支路电压减 小，光敏电阻上的电流减小，则热敏电阻
【小结】解答继电器控制电路的设计问题， 应弄清以下两个问题： (1)弄清两个电路：控制电路(直流电源、光 敏电阻或热敏电阻、继电器构成的闭合回路)、 工作电路(继电器吸引衔铁控制工作电路的开 关)． (2)弄清控制关系：光敏电阻(或热敏电阻)控 制继电器中的电流，继电器电流增大吸引衔铁控 制工作电路的开关(断开或闭合)．
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
【解析】在t1～t2内，I变大，阻值变小，压 力变大，根据牛顿第二定律可知，小车做变加速 运动，故A、B错误；在t2～t3内，I不变，压力恒 定，小车做匀加速直线运动，故C错误，故D正 确；故选D.
对热敏电阻、光敏电阻的特性理解和
例2如图所示为某传感装 置内部部分电路图，RT为正 温度系数热敏电阻，其特性为 随着温度的升高阻值增大；R1 为光敏电阻，其特性为随着光照强度的增强阻值 减小；R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E， 内阻为r，V为理想电压表．若发现电压表示数增 大，可能的原因是( )
E R (3)mg＝kΔx；U＝ · Δx R＋R0＋r L ULk（R＋R0＋r） 联立后即得：m＝ . ERg
【小结】力电传感器电路中的关键元件是滑动变 阻器、电容器、弹簧等，解答这类问题的关键是：滑 片移动的距离、电容器的板间距离与力学物理量的联 系． 力电传感器的力电联系图：
考点二 应用
一、选择题：1、2题为单选，3题为多选． 1．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 示数如图乙所示，下列判断正确的是( D )