河北省邢台市育才中学人教版高中物理选修3-2学案：第六章 传感器 章末总结 Word版缺答案-
【优选整合】人教版高中选修3-2《第6章传感器》章末总结(测)含答案解析
【优选整合】人教版高中选修3-2《第6章传感器》章末总结（测）学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．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的说法中，不正确的是()A．电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了光电传感器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了声波传感器D．电子秤中主要是采用了力电传感器2．电子打火机的点火原理是压电效应．压电片在受到压力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电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()A．电梯一定加速上升B．电梯一定减速下降C．电梯加速度一定向上D．电梯加速度一定向下3．如图所示，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住了光线，使光线三极管电阻更大,检测电路检测出变化发出警报B．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C．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D．以上说法均不正确4．关于传感器，下列说法正确的是()A．光敏电阻和热敏电阻都是由半导体材料制成的B．金属材料不可以制成传感器C．传感器主要是通过感知电阻的变化来传递信号的D．以上说法都不正确5．在电梯门口放置一障碍物，会发现电梯门不停地开关，这是由于在电梯门上装有的传感器是()A．光传感器B．温度传感器C．声传感器D．压力传感器6．有一电学元件，温度升高时电阻却大幅度减小，则这种元件可能是()A．金属导体B．绝缘体C．半导体D．超导体二、多选题7．如图所示，R t为正温度系数热敏电阻，R1为光敏电阻，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，现发现电压表示数增大，可能的原因是()A．热敏电阻温度升高，其他条件不变B．热敏电阻温度降低，其他条件不变C．光照增强，其他条件不变D．光照减弱，其他条件不变8．电吉他之所以能以其独特的魅力吸引众多的音乐爱好者，是因为它的每一根琴弦下面都安装了一种叫作“拾音器”的装置，能将琴弦的振动转化为电信号，电信号经扩音器放大，再经过扬声器就能播出优美的音乐．如下图是“拾音器”的结构示意图，多匝绕制的线圈置于永久磁铁与钢质的琴弦之间，当琴弦沿着线圈振动时，线圈中就会产生感应电流，关于感应电流以下说法正确的是()A．琴弦振动时，线圈中产生的感应电流是变化的B．琴弦振动时，线圈中产生的感应电流大小变化，方向不变C．琴弦振动时，线圈中产生的感应电流大小和方向都会发生变化D．琴弦振动时，线圈中产生的感应电流大小不变，方向变化三、实验题9．影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减小．某课题研究小组在研究用某种材料制作的用电器件Z的导电规律时，利用如图(a)所示的分压电路测得其电压与电流的关系如下表所示：图(a)图(b)(1)根据表中数据，判断用电器件Z可能属于________材料．(2)把用电器件Z接入如图(b)所示的电路中，闭合开关电流表的读数为1.8 A，电池的电动势为3 V，内阻不计，则电阻R的电功率为________．四、解答题10．角速度计可测得航天器自转的角速度ω，其结构如图所示，当系统绕OO′轴转动时，元件A在光滑杆上发生滑动，并输出电信号成为航天器的制导信号源．已知A质量为m，弹簧的劲度系数为k，原长为L0，电源电动势为E，内阻不计，滑动变阻器总长为L，电阻分布均匀，系统静止时滑动变阻器滑动触头P在中点，与固定接头Q正对，当系统以角速度ω转动时，求：(1)弹簧形变量x与ω的关系式．(2)电压表的示数U与角速度ω的函数关系．参考答案1．C【解析】电视机对无线遥控信号的接收采用了红外线传感器，选项A错误；电子体温计主要是采用了温度传感器，选项B正确；电脑所用的光电鼠标主要采用了光传感器，所以C项错误．电子秤主要是采用了力电传感器，选项D正确；故选BD.2．C【解析】【详解】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，故C正确，ABD 错误。
最新人教版高中物理选修3-2第六章《传感器》本小结
知识建构答案：①将非电学量转换为电学量或电路的通断等一类的元件②将声信号转换为电信号③将光信号转换为电信号④电熨斗、电饭锅实践探究课题：利用发光二极管来研究平抛运动.探究过程：（1）研究原实验装置的不足：在高一物理课本（人教版）“平抛物体的运动”这一节中有一实验，这一实验被用来说明平抛运动的竖直分量为自由落体运动，实验中关键的一点是要确定A、B两球是否同时落地，是则实验成功、否则实验失败，通常的做法是通过眼睛来观察小球是否同时落地或通过听两球落地的声音来判断小球是否同时落地.但由于球处在运动中且速度很快，用眼睛来观察小球落地时的状态是很困难的，而小球落地的瞬间会快速反弹几次，通过耳朵听小球落地声音来判断两球是否同时落地很难做到准确.（2）改造实验装置：若在原装置的基础上引进两个发光二极管，在小球落地的位置各装上一对薄铜片（处在上方的铜片稍微大些），并将其作为两发光二极管的电路开关，当两球落下时分别打击两处的铜片，使上面的铜片与下面的铜片接触，两电路同时被接通，两二极管同时发光.（3）研究实验原理：将原装置改为图6-1-甲所示，即在原装置的基础上引进两个发光二极管，在小球落地的位置各装上一对薄铜片（处在上方的铜片稍微大些），并将其作为两发光二极管电路开关，电路图如图6-1-乙所示，当两球落下时分别打击两处的铜片，使上方的铜片与下面的铜片接触，两电路同时被接通，两发光二极管同时发光.这就很好地说明了两球同时落地这一结果.（4）注意事项：实验装置中可将两灯装在一起便于观察.为了使小球准确地落在铜片上，可将小锤柄固定在一点“O”，使小锤能绕“O”点转动，在适当的位置固定一定位栓，使小锤每次都从同样的高度摆下来，保证每次的打击力度相等，从而保证A球能准确地打到铜片上.甲 乙图6-1探究结论：观察方便、明显，减少了通过观察小球落地及听落地声带来的实验误差.。
高中物理选修3-2知识复习提纲：第六章 传感器(人教版)
高三物理选修3-2知识点总结：第六章传感器（人教版）第六章：传感器本章从生活中常见的传感器入手，以对传感器的认识过程为主线，以转换思想为理论依据，深入研究了传感器的原理、应用以及自动控制电路的设计，重点是对传感器的认识过程、传感器的原理的理解及其在各领域的广泛应用，学会由非电学量转换为电学量的转换思想，掌握传感器和自动控制电路的工作过程，会用传感器和转换思想，设计简单的自控装置。
知识构建：新知归纳：AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF一、传感器及其工作原理:传感器是这样一类元件：它能够感受诸如力、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换成为电压、电流等电学量，或转换成为电路的通断。
●传感器的分类：常用传感器是利用某些物理、化学或生物效应进行工作的，根据测量的不同，可将传感器分为物理型、化学型和生物型。
①物理型传感器是：利用被测量物质的某些物理性质（如电阻、电压、电容、磁场等）发生明显变化的特性制成的，如光电传感器、力学传感器等。
②化学型传感器是：利用能把化学物质的成分、浓度等化学量转换成为电学量的敏感元件制成的。
AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF③生物型传感器是：利用各种生物或生物物质的特性做成的，用以检测与识别生物体内化学成分的传感器，生物或生物物质，主要是指各种酶、微生物、抗体等，分别对应酶传感器、微生物、传感器、免疫传感器等等●传感器的原理：传感器感受的通常是非电学量，如压力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等，而它输出的大多是电学量，如电压、电流、电荷量等，这些输出信号是非常微弱的，一般要经过放大等处理后，再通过控制系统产生各种控制动作。
●光敏电阻现象：光敏电阻在光照条件下，电阻值很小；在无光条件下，电阻值很大。
普通电阻与光照条件无关。
分析论证：光敏电阻由半导体材料制成，无光照时，载流子极少，导电性不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性变好，普通金属电阻内自由电子受光照影响很小，所以电阻一般与光照条件无关。
人教版高中物理选修3-2复习素材：第六章传感器知识点总结
人教版高中物理选修3-2复习素材：第六章传感器知识点总结第六章传感器知识点6.1传感器及其工作原理一、什么是传感器1、传感器是指这样一类元件：它能够感知诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并把它们按照一定的规律转化成电压、电流等电学量，或转化为电路的通断。
它的优点是：把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。
2、传感器的工作原理：非电学量敏感元件转换器件转换电路电学量二、光敏电阻（光电传感器）特性：光敏电阻对光敏感。
当改变光照强度时，电阻的大小也随着改变。
一般会随着光照强度的增大而电阻值减小。
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。
三、热敏电阻和金属热电阻（温度传感器）热敏电阻或金属热电阻：把温度这个热学量转换为电阻这个电学量。
电容式传感器（位移传感器）：能够把物体位移这个力学量转换为电容这个电学量。
四、霍尔元件（磁传感器）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。
因此，我们可以把霍尔元件放置在某一未知的磁场中，通过测定霍尔电压U 的变化得知该磁场磁感应强度的变化。
6.2传感器的应用一、传感器应用的一般模式传感器输出的电信号相当微弱，难以带动执行机构去实现控制动作，因此要把这个电信号放大。
如果要远距离传送，可能还要把它转换成其他电信号以抵御外界干抗。
二、力传感器的应用——电子秤应变片发生形变时其电阻随之发生变化，在恒定电流下，应变片是把形变这个力学量转换为电压这个电学量。
三、温度传感器的应用——电熨斗电熨斗也装有双金属片温度传感器。
这种传感器的作用是控制电路的通断。
四、温度传感器的应用——电饭锅电饭锅中也应用了温度传感器，它的特点是:常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，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。
这个温度在物理学中称为该材料的“居里温度”或“居里点”。
五、光传感器的应用——火灾报警器利用烟雾对光的散射来工作的火灾报警器6.3实验：传感器的应用实验1 光控开关1、斯密特触发器：符号：特性：可以将连续变化的模拟信号转换成突变的数字信号。
人教版高中物理选修3-2课件：第六章 传感器 章末小结6
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第六章 传感器
2．常见敏感元件及其特性 (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 电阻有正温度系数电阻、负温度系数电阻两种。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。
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第六章 传感器
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浓度(CO，CH4 瓦斯煤气)转换 为电信号的传感器，简称电子鼻，根据如下材料，U＝220V 电源、M 排风扇， G 断电器、A 控制电源、S 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。 导学号 09152446
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第六章 传感器
二、日常生活中常见的传感器及应用 1．几种传感器及与其相联系的物理知识，如下表 传感器种类 光电传感器 温度传感器 力传感器 电容传感器
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敏感元件 光敏电阻 热敏电阻
与之相联系的物理知识 直流电路动态分析 直流电路问题
压敏电阻等 力学、运动学与直流电路 电容 力、运动与含容电路
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第六章 传感器
解析：R1、R2起的作用是限流，防止指示灯(氖泡)因电流过大而烧毁，S2是
自动控制温度开关，当温度低于70℃时自动闭合，当温度高于70℃～80℃时又 自动断开，使电饭煲处于保温状态，由于R3的功率较大，因此R2＞R3。由于开 关S1必须当温度达到103℃时才自动断开，而水的沸点只有100℃，因此用电饭 煲烧水时，直到水被烧干后S1才会断开。 答案：由于开关S1必须当温度达到103℃时才自动断开，而水的沸点只有 100℃，因此用电饭煲烧水时，直到水被烧干后S1才会断开。
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 ( )
最新人教版高中物理选修3-2第六章《传感器的应用》教材梳理
庖丁巧解牛诱学·导入·点拨材料：随着人们生活水平的提高，传感器在工农业生产中的应用越来越广泛，如走廊里的声、光控开关、温度报警器、孵化小鸡的恒温箱、路灯的自动控制、银行门口的自动门等，都用到了传感器。
传感器的工作离不开电子电路，传感器只是把非电学量转换为电学量，对电学量的放大、处理均是通过电子组件组成的电路来完成的。
问题：各电路是如何实现自动控制的？导入点拨：以上各种自动控制电路都用到了传感器，但传感器完成将非电学量转换为电学量后不能直接控制电路，应通过电路将得到的电学量进行处理后才能实现自动控制。
请尝试说出它们各自的原理。
知识·巧学·升华一、光控开关1.工作原理（图6-4-1）图6-4-1白天，光强度较大，光敏电阻R G电阻值较小，加在斯密特触发器A端的电压较低，则输出端Y输出高电平，发光二极管LED不导通；当天色暗到一定程度时，R G的阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端A电压上升到某个值（1.6 V），输出端Y突然从高电平跳到低电平，则发光二极管LED导通发光（相当于路灯亮了），这样就达到了使路灯天明熄灭，天暗自动开启的目的。
知识拓展斯密特触发器是具有特殊功能的非门，即输入低电平将输出高电平；反之，则输出低电平。
光敏电阻随着光强度的变化而改变，引起斯密特触发器A端电势的变化。
2.实验探究（1）探究过程：按图641连接电路，改变R G的电阻，观察发光二极管LED的发光情况。
探究要想在天更暗时路灯才会点亮，应该把R1的阻值调大些还是调小些。
（2）分析论证：要想在天更暗时路灯才会点亮，应该把R1的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端A电压达到某个值（如1.6 V），就需要R G的阻值达到更大，即天色更暗。
联想发散 R1和R G为分压电阻，其两端电压与其电阻成正比，所以斯密特触发器A端的电压高低与两个电阻都有关系。
3.问题探究（1）问题提出：由于集成电路允许通过的电流比较小，如何使通过灯泡中的电流更大些？（2）分析论证：采用小电流通过继电器控制电流较大的另一灯泡工作电路图6-4-2。
2020-2021学年物理人教版选修3-2课件：第六章 传感器 章末总结
【例 2】 一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上 沿半径开有一条宽度为 2 mm 的均匀狭缝，将激光器与传感器上 下对准，使两者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧， 且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动．激光器连续向下发射 激光束，在圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间 时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理 后画出相应图象．图甲为该装置示意图，图乙为所接收到的激 光信号随时间变化的图象，横坐标表示时间，纵坐标表示接收 到的激光信号强度，图中 Δt1＝1.0×10－3 s，Δt2＝0.8×10－3 s.
(2)激光器和传感器沿半径由中心向边缘移动． 理由：由题知 Δt1>Δt2，或由图乙知，脉冲宽度在逐渐变窄， 说明光信号通过狭缝的时间变短，即圆盘上对应探测器所在位 置的线速度逐渐增大，所以探测器是由中心向圆盘边缘移动．
(3)设狭缝宽度为 d，狭缝第 i 次通过探测器时，探测器距转 轴的距离为 ri，经历的时间为 Δti(即激光信号的宽度)，则此时圆 盘上对应探测器所在位置线速度为 vi＝2πTri.
【解析】 (1)由于常温时电熨斗是通电发热的，故上、下 触点必须接通而使电热丝工作．
(2)由于上层金属片的膨胀系数比下层金属片的大，则上层 金属片的形变大．
(3)应向上调节调温旋钮，使之减小对双金属片的压力，使 双金属片受热时易于和触点分离断电．
【答案】 (1)接触 (2)上层片的形变大 (3)向上调节
已知敏感元件的质量为 m，两侧弹簧的劲度系数均为 k，电 源电动势为 E，电源内阻不计，滑动变阻器的总电阻为 R，有效 长度为 l，静态时，输出电压为 U0，试推导加速度 a 与输出电压 U 的关系式．
【解析】 设静态时滑动变阻器的滑片距左端为 x，则敏感
人教版高中物理选修3-2课件第6章传感器回顾总结(37张ppt)
• 当励磁线圈中电流大于50mA时，电磁铁吸合 铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；当电 流小于50mA时，3、4接通，励磁线圈中允许 通过的最大电流为100mA.
• (3)图2是霍尔测速仪的示意图，将非磁性圆盘固 定在转轴上，圆盘的周边等距离地嵌装着m个永 磁体，相邻永磁体的极性相反．霍尔元件置于 被测圆盘的边缘附近．当圆盘匀速转动时，霍 尔元件输出的电压脉冲信号图象如图3所示．
• a．若在时间t内，霍尔元件输出的脉冲数目为p， 请导出圆盘转速N的表达式．
• C．霍尔元件D．干电池
• 解析：发光二极管具有单向导电性，可以发 光，但不能做传感器，热敏电阻可以把温度 转化为电学量，霍尔元件可以把磁感应强度 转化为电压这个电学量，故B、C正确．
• 答案：BC
• 2．(江苏高考)2007年度诺贝尔物理学奖授予了 法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨 磁电阻效应”．基于巨磁电阻效应开发的用于读 取硬盘数据的技术，被认为是纳米技术的第一 次真正应用．在下列有关其他电阻应用的说法 中，错误的是( )
③电磁起重机．
答案：(1)见解析 (2)①20 160～320 ②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸 合铁片时，3、4 之间接通；不吸合时，3、4 之间断开 ③电磁起重机
• 【考情分析】从近几年的高考来看，对涉及传 感器知识的考查，主要集中在传感器及其工作 原理和传感器的应用等方面．本部分的知识以 单独命题占多数，也可以与电磁感应、电路等 相结合，基本题型是以选择题、实验题或计算 题出现，重点考查学生分析问题和将知识运用 于生活、生产的能力．
【创新设计】高中物理人教版选修3-2课件：第6章 传感器 章末整合
章末整合
解各种逻辑电路的特点，其中斯密特触发器是具
有特殊功能的“非”门，要特别注意它对电路所 带来的相应变化．
网络构建
专题分类突破
专题分类突破
例4 如图所示，一热敏电阻RT放在控温容器M 内；A为毫安表，量程6 mA，内阻为数十欧姆； E为直流电源，电动势约为3 V，内阻很小；R为 电阻箱，最大阻值为999.9 Ω；S为开关．已知RT 在95 ℃时的阻值为150 Ω，在20 ℃时的阻值为 550 Ω.现要求在降温过程中测量在95～20 ℃之 间的多个温度RT的阻值． (1)在图中画出连线，完成实验原理电路图． (2)完成下列实验步骤中的填空： ①依照实验原理电路图连线．②调节控温容器M 内的温度，使得RT的温度为95 ℃. ③将电阻箱调到适当的阻值，以保证仪器安 全．④闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示 数I0，并记录________ ______ 电阻箱的读数 R0 ．⑤将RT的温度 降为T1(20 ℃＜T1＜95 ℃)；调节电阻箱，使得电 I0 电阻箱的读数R1 ．⑥ 流表的读数仍为 _____ ，记录______________ R0－R1 ＋150 Ω 温度为T1的热敏电阻的电阻值RT1＝ _____ _____. ⑦逐步降低T1的数值，直至20 ℃为止；在每一 温度下重复步骤⑤⑥. 网络构建 专题分类突破
章末整合
升至 2 V 时，控制开关自动启动照明系统．请 利用下列器材设计一个简单电路，给 1,2 两端 提供电压，要求当天色渐暗照度降低至 1.0 lx 时启动照明系统，在虚线框内完成 电路原理 图．(不考虑控制开关对所设计电路的影响) 提供的器材如下：光敏电阻 Rp(符号 ， 原理：利用串联电路的分压规律设计 阻值见上表)；直流电源 E(电动势 3 V，内阻 电路．当光照度降低至 1.0 lx 时，光 敏电阻为 Rp＝20 kΩ，由题中信息可 不计)； U12 E－U12 知 U ＝ 2 V ， E ＝ 3 V ， ＝ R ， 定值电阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ，R3＝40 12 Rp kΩ(限选其中之一并在图中标出)； 开关 S 及导 线若干．
高中物理 第六章 传感器 新人教版选修3-2
1 传感器及其工作原理│ 新课导入
【导入二】 2003年6月10日，勇气号发射升空； 接下来的7个多月里，勇气号成功完成6次轨道调整； 登陆前一小时左右，推进器旋转，调整热挡板，准备 着陆； 滑行台分离，进入火星大气层；打开降落伞，着陆器 从它的后舱里脱离出来； 启动雷达系统开始测定它的高度和直降落速度； 同时，气囊充气，准备软着陆；反向推动器点火，离 地面只有100米左右，三个火箭同时点火，确保在距离火星 表面13米时达到0速火星地表开始滚动，最后停下；着陆后，同时收回 气囊，展开太阳能电池板，启动广角照相机；通过奥德赛飞 船向地球传输完数据，勇气号就进入休眠状态了．
这台十多个小时前成功登陆的火星车，迎来抵达“红 色星球”后的第一个早晨．火星时间早上8点12分，地面控 制人员用英国摇滚乐队披头士的歌曲《Good Day Sunshine》 “唤醒”了远在火星上的“勇气”号，它在地面控制下展开 电池板为自己充电，开始一天繁忙的工作．勇气号的主要任 务是探测火星上是否存在水和生命，并分析其物质成分，以 推断火星能否通过改造适合生命生存．
1 传感器及其工作原理│ 重点难点
重点难点
【重点】 几种常见传感器的工作原理(演示实验)． 【难点】 学生自己设计简单的传感器．
1 传感器及其工作原理│ 教学建议
教学建议
学生有较强的解题能力，但学生的技术知识甚至技术常识 十分贫乏，动手能力也不强，因此本章内容并非想象中的那样 易学．教师在教学过程中要充分运用演示、讲解和动手实验等 多种教学方式，培养学生分析实际问题的能力和设计有关技术 的能力．
第六章 传感器
最新人教版高中物理选修3-2第六章《传感器》本概要
第六章传感器本章概要本章以生活中常见的传感器入手，以对传感器的认识过程为主线，以转换思想为理论依据，深入研究了传感器的原理、应用以及自动控制电路的设计。
本章的重点是对传感器认识过程、传感器的原理的理解及其在各领域的广泛应用，学会由非电学量转换为电学量的转换思想，掌握传感器和自动控制电路的工作过程，会用传感器和转换思想设计简单的自控装置。
本章的难点是传感器原理、应用和自控装置的制作。
传感器的应用相当广泛，大到宇宙飞船、人造地球卫星、工业自动控制，小到普通家用电器、电动玩具等，各个领域都有它的身影。
传感器的原理就是将非电学量转换为电学量，因此本章作为一条纽带，紧紧地将电学和力学、光学和热学等各方面的知识紧密联系在一起，其核心是力、电、热、光等知识的综合和应用。
因此通过本章内容学习，可以帮助我们学会用等效替换的思想进行思维转换，有利于培养分析和解决实际问题的综合应用能力。
由于传感器的特殊作用，本章内容还与各个领域和各个学科有着千丝万缕的联系。
以传感器为媒介，物理知识向各个学科的各个领域都有渗透。
因此以传感器的应用创设题目情景，加强对物理知识和其它领域相关知识的考查，使我们最终将知识转化为能力已成为近几年命题的趋势和方向。
在每年的高考试题中，以传感器为背景的新情景题目也都有不同程度的体现。
所以学好本章内容，有助于加强本学科各知识点乃至跨学科综合，有助于提高我们的综合素质。
学习策略本章是力、热、声、光、电等的综合和升华，学习传感器的原理及其应用，离不开各相关学科的知识作为铺垫，尤其是稳恒电路更是学习本部分内容不可缺少的必备知识。
因此，在学习这一章时应重点复习电路中电流、电压、电阻的基本概念和闭合电路欧姆定律。
传感器中各敏感组件的特点和原理都是通过实验探究的方法总结归纳出来的，搞好实验探究，认真观察实验是学好本章的基础。
通过科学探究，学会通过现象进行分析、归纳和总结的基本方法是学好本章的关键。
通过传感器在生活、生产和科技领域的应用，学会制作自控装置，体验从原理到应用的过程，将知识真正转化为能力。
高二物理人教版选修3-2学案：第六章 1 传感器及其工作原理 Word版含解析
学案1传感器及其工作原理[目标定位] 1.了解什么是传感器，感受传感技术在信息时代的作用与意义.2.知道将非电学量转化为电学量的意义.3.了解光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻和霍尔元件的性能，知道其工作原理及作用．一、什么是传感器[问题设计]如图1所示，小盒子A的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关，但是把磁铁B放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁铁移走，灯泡熄灭．图1盒子里有什么样的装置，才能出现这样的现象？答案盒子里用到了干簧管．把干簧管串入电路，当磁铁靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，所以干簧管能起到开关的作用．[要点提炼]1．干簧管结构：如图2所示，它只是玻璃管内封入的两个软磁性材料制成的簧片．图2作用：在电路中起到开关的作用，它是一种能够感知磁场的传感器．2．传感器定义：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另一个物理量(通常是电压、电流等电学量)，或转换为电路的通断的元件．3．非电学量转换为电学量的意义：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．4．在分析传感器时要明确：(1)核心元件是什么；(2)是怎样将非电学量转化为电学量的；(3)是如何显示或控制开关的．二、光敏电阻[问题设计]在工厂生产车间的生产线上安装计数器后，就可以准确得知生产产品的数量，如图3所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻．此光电计数器的基本工作原理是什么？图3答案当光被产品挡住时，R1电阻增大，电路中电流减小，R2两端电压减小，信号处理系统得到低电压，每通过一个产品就获得一次低电压，并计数一次．[要点提炼]1．光敏电阻：把电阻率与所受光照强度有关的物质(如硫化镉)涂敷在绝缘板上，在其表面再用银浆涂敷两个互不相连的栅状电极，这样就制成了一个光敏电阻．2．原理：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，导电性变好．3．特点：光照越强，电阻越小．4．作用：把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量．三、热敏电阻和金属热电阻[问题设计]如图4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R T(温度升高，电阻减小)的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中央．若在R T上擦一些酒精，表针将如何偏转？若用吹风机将热风吹向热敏电阻，表针将如何偏转？图4答案 由于酒精挥发，热敏电阻R T 温度降低，电阻值增大，指针将向左偏；用吹风机将热风吹向热敏电阻，热敏电阻R T 温度升高，电阻值减小，指针将向右偏．[要点提炼]1．热敏电阻：用电阻随温度变化非常明显的半导体材料如(氧化锰)制成．按热敏电阻阻值随温度变化的规律，热敏电阻可分为正温度系数的热敏电阻和负温度系数的热敏电阻．(1)正温度系数的热敏电阻随温度升高电阻增大．(2)负温度系数的热敏电阻(如氧化锰热敏电阻)随温度升高电阻减小．2．金属热电阻：金属的电阻率随温度升高而增大，利用这一特性，金属丝也可以制作成温度传感器，称为热电阻．3．热敏电阻和金属热电阻都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量．金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大，但灵敏度较差．四、霍尔元件[问题设计]如图5所示，在矩形半导体薄片E 、F 间通入恒定的电流I ，同时外加与薄片垂直的磁场B ，则薄片中的载流子就在洛伦兹力的作用下，向着与电流和磁场都垂直的方向移动，使M 、N 间出现了电压，称为霍尔电压U H .试推导其表达式．图5答案 设薄片厚度为d ，EF 方向长度为l 1，MN 方向长度为l 2，薄片中的载流子受到洛伦兹力发生偏转，使半导体内部出现电场，载流子同时受到电场力和洛伦兹力的作用，当洛伦兹力与电场力平衡时，M 、N 间电势差达到稳定．即q U l 2＝q v B 再根据电流的微观表达式I ＝nq v S ，S ＝l 2d整理得：U ＝IB nqd令k ＝1nq，其中n 为材料单位体积的载流子的个数，q 为单个载流子的电荷量，它们均为常数．则有U ＝k IB d. [要点提炼]1．组成：在一个很小的矩形半导体薄片上，制作四个电极E 、F 、M 、N ，就成为一个霍尔元件．2．原理：E 、F 间通入恒定的电流I ，同时外加与薄片垂直的磁场B 时，薄片中的载流子就在洛伦兹力的作用下，向着与电流和磁场都垂直的方向漂移，使M 、N 间出现电压．霍尔元件在电流、电压稳定时，载流子所受电场力和洛伦兹力二力平衡．3．作用：霍尔电压U H ＝k IB d(d 为薄片的厚度，k 为霍尔系数)．其中U H 与B 成正比，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．4．霍尔电势高低的判断方法由左手定则判断带电粒子的受力方向，如果带电粒子是正电荷，则拇指所指的面为高电势面，如果是负电荷，则拇指所指的面为低电势面，但无论是正电荷还是负电荷，四指指的都是电流方向，即正电荷定向移动的方向，负电荷定向移动的反方向．一、对传感器的认识 例1 如图6是一种测定油箱油量多少或变化多少的装置．图6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．(1)若把一只电压表接在c 、d 之间当油箱中油量减少时，电压表的示数将________(选填“增大”或“减小”)．(2)将电压表接在b 、c 之间，当油箱中油量减少时，电压表的示数将________(选填“增大”或“减小”)．解析 (1)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．当把电压表接在c、d两点间，电压表示数减小时，表示油量在减小．(2)把电压表接在b、c之间，油量减少时，R增大，电压表的示数增大．答案(1)减小(2)增大二、对光敏电阻、热敏电阻的认识及应用例2如图7所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当入射光强度增大时()图7A．电压表的示数增大B．R2中电流减小C．小灯泡的功率增大D．电路的路端电压增大解析当光强度增大时，R3阻值减小，外电路电阻随R3的减小而减小，R1两端电压因干路电流增大而增大，从而电压表的示数增大，同时内电压增大，故电路的路端电压减小，A项正确，D项错误．由路端电压减小，而R1两端电压增大知，R2两端电压必减小，则R2中电流减小，故B项正确．结合干路电流增大知流过小灯泡的电流必增大，故小灯泡的功率增大，C项正确．答案ABC三、对霍尔元件的认识及应用例3如图8所示是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，对于一个霍尔元件d、k为定值，如果保持I恒定，则可以验证U H随B的变化情况．以下说法中正确的是(工作面是指较大的平面)()图8A．将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面，U H将变大B．在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平C．在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平D ．改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，U H 将发生变化解析 将永磁体的磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，B 增大，I 恒定，由公式U H ＝kIB d 知U H 将变大，选项A 正确；地球两极的磁场方向在竖直方向上，所以霍尔元件的工作面应保持水平，使B 与工作面垂直，选项B 正确；地球赤道上的磁场沿水平方向，只有霍尔元件的工作面在竖直方向且垂直于南北时，B 才与工作面垂直，选项C 错误；改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，B 在垂直工作面方向上的大小发生变化，U H 将发生变化，选项D 正确． 答案ABD传感器及其工作原理⎩⎪⎨⎪⎧ 传感器：能够感受非电学量，并按照一定的规律转换 为电学量或转换为电路的通断的一类元件常用元器件⎩⎪⎨⎪⎧ 光敏电阻：随光照增强，阻值减小热敏电阻：随温度升高，阻值减小金属热电阻：随温度升高，阻值增大霍尔元件：把磁感应强度转换为电压1．(对传感器的认识)关于传感器，下列说法正确的是 ( )A ．所有传感器都是由半导体材料制成的B ．金属材料也可以制成传感器C ．传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的D ．水银温度计是一种传感器答案 B解析 大多数传感器是由半导体材料制成的，某些金属也可以制成传感器，如金属热电阻，故A 错，B 对；传感器将非电学量转换为电学量，因此传感器感知的应该是“非电信号”，故C 错；水银温度计能感受热学量，但不能把热学量转化为电学量，因此不是传感器，故D 错．2.(对光敏电阻、热敏电阻的认识及电路分析)如图9所示电路中，电源电动势为E ，内阻为r ，R T 为负温度系数热敏电阻，R G 为光敏电阻，闭合开关后，小灯泡L 正常发光，由于环境改变(光照或温度)，发现小灯泡亮度变暗，则引起小灯泡变暗的原因可能是( )图9A．温度不变，光照增强B．温度升高，光照不变C．温度降低，光照增强D．温度升高，光照减弱答案AC3．(对霍尔元件的认识及应用)如图10所示，截面为矩形的金属导体，放在磁场中，当导体中通有图示电流时，导体的上、下表面的电势关系为()图10A．U M>U N B．U M＝U NC．U M<U N D．无法判断答案 A解析霍尔效应形成的原因是带电粒子在磁场中受到洛伦兹力作用定向移动形成的，根据左手定则，金属导体中自由电子受到向下的洛伦兹力作用，向导体的下表面N运动，则导体的上表面M剩下正电荷，所以U M>U N.故选A.题组一对传感器的认识1．传感器担负着信息采集的任务，它可以()A．将力学量(如形变量)转变成电学量B．将热学量转变成电学量C．将光学量转变成电学量D．将电学量转变成力学量答案ABC解析传感器是将所感受到的不便于测量的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量的物理量(一般是电学量)的一类元件．故选项A、B、C对，选项D错．2．关于干簧管，下列说法正确的是()A．干簧管接入电路中相当于电阻的作用B．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的C．干簧管接入电路中相当于开关的作用D．干簧管是作为电控元件以实现自动控制的答案CD解析干簧管能感知磁场，是因为当两个簧片所处位置的磁场方向相同时，两个簧片被磁化而接通，所以是做开关来使用的，当磁场靠近或远离的时候，就会实现闭合或断开．3.如图1所示，是电容式话筒的示意图，它是利用电容制成的传感器，话筒的振动膜前面有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极．在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，从而使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因是电容器两板间的()图1A．距离变化B．正对面积变化C．电介质变化D．电压变化答案 A解析振动膜前后振动，使振动膜上的金属层与金属板间的距离发生变化，从而将声音信号转化为电信号．题组二对光敏电阻的认识及电路分析4.如图2所示是利用硫化镉制成的光敏电阻自动计数的示意图，其中A是发光仪器，B是光敏电阻(光照增强时电阻变小)，下列说法中正确的是()图2A．当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变小，电压表读数变小B．当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电压表读数变大C．当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变小，电压表读数变小D．当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电压表读数变大答案AD解析光敏电阻的阻值与光照强度有关，光照强度越大，光敏电阻阻值越小．当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻阻值变小，电路中电流变大，电源内阻上的电压变大，路端电压变小，所以电压表读数变小，选项A正确；相反，当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电路中电流变小，电源内阻上的电压变小，路端电压变大，所以电压表读数变大，选项D正确．5．如图3所示，用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器，下列说法中正确的是()图3A．严重污染时，LDR是高电阻B．轻度污染时，LDR是高电阻C．无论污染程度如何，LDR的电阻不变，阻值大小由材料本身因素决定D．该仪器的使用会因为白天和晚上受到影响答案AD解析严重污染时，透过污水照到LDR上的光线较少，LDR电阻较大，A对，B错；LDR 由半导体材料制成，受光照影响电阻会发生变化，C错；白天和晚上自然光强弱不同，或多或少会影响LDR的电阻，D对．6.如图4所示，R3是光敏电阻(光照时电阻变小)，当开关S闭合后，在没有光照射时，a、b 两点等电势．当用光照射电阻R3时，则()图4A．a点电势高于b点电势B．a点电势低于b点电势C．a点电势等于b点电势D．a点电势和b点电势的大小无法比较答案 A解析R3是光敏电阻，当有光照射时电阻变小，R3两端电压减小，故a点电势升高，因其他电阻的阻值不变，所以a点电势高于b点电势．7.如图5所示，将一光敏电阻接入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，用光照射光敏电阻时表针的偏角为θ，现用手掌挡住部分光线，表针的偏角变为θ′，则可判断()图5A．θ′＝θB．θ′<θC．θ′>θD．不能确定答案 B解析光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小，用手掌挡住部分光线，阻值变大，指针自左向右偏转角度变小．题组三对热敏电阻、金属热电阻的认识及电路分析8.如图6所示是观察电阻R的阻值随温度变化情况的示意图，现在把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是()图6A．如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显B．如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显C．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化非常明显D．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化不明显答案 C解析如果R为金属热电阻，则读数变大，但不会非常明显，故A、B均错；如果R为热敏电阻，读数变化非常明显，故C对，D错．9.如图7所示，R T为负温度系数的热敏电阻，R为定值电阻，若往R T上擦些酒精，在环境温度不变的情况下，关于电压表示数的变化情况，下列说法中正确的是()图7A．变大B．变小C．先变大后变小再不变D．先变小后变大再不变答案 D解析往R T上擦酒精后，酒精挥发吸热，热敏电阻R T温度降低，电阻值增大，根据串联电路的分压特点，电压表示数变小．当酒精挥发完毕后，R T的温度逐渐升高到环境温度后不变，所以热敏电阻的阻值逐渐变小，最后不变，故电压表的示数将逐渐变大，最后不变．所以选项D正确．10．如图8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()图8A．R1两端的电压增大B．电流表的示数增大C．小灯泡的亮度变强D．小灯泡的亮度变弱答案 C解析R2与灯泡L并联后再与R1串联，与电源构成闭合电路，当温度降低时，热敏电阻R2电阻值增大，外电路电阻增大，电流表读数减小，灯泡L两端的电压增大，灯泡的亮度变强，R1两端的电压减小，故只有C正确．题组四对霍尔元件(效应)的认识及应用11.一种半导体材料称为“霍尔材料”，用它制成的元件称为“霍尔元件”，这种材料有可定向移动的电荷，称为“载流子”，每个载流子的电荷量大小为1个元电荷量，即q＝1.6×10－19C，霍尔元件在自动检测、控制领域得到广泛应用，如录像机中用来测量录像磁鼓的转速、电梯中用来检测电梯门是否关闭以及自动控制升降电动机的电源的通断等．在一次实验中，一块霍尔材料制成的薄片宽ab＝1.0×10－2 m、长bc＝4.0×10－2 m、厚h＝1×10－3 m，水平放置在竖直向上的磁感应强度B＝1.5 T的匀强磁场中，bc方向通有I＝3.0 A的电流，如图9所示，沿宽度产生1.0×10－5 V的横向电压．图9(1)假定载流子是电子，a、b两端中哪端电势较高？(2)薄板中形成电流I的载流子定向运动的速率多大？答案(1)a(2)－4 m/s解析(1)根据左手定则可确定a端电势高(2)当导体内载流子有沿电流方向所在的直线定向运动时，受洛伦兹力作用而产生横向分运动，产生横向电场，横向电场的电场力与洛伦兹力平衡时，导体横向电压稳定．设载流子沿电流方向所在直线定向移动的速度为v，横向电压为U ab，横向电场强度为E，电场力为F E＝E·e＝U abab·e，磁场力F B＝e v B，平衡时U abab·e＝e v B，得v＝U abab B≈－4 m/s.。
高二物理人教版选修32第六章：6.3实验：传感器的应用归纳总结
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问题：要想在天暗时路灯才会亮，应该把R 1的阻值调大些还是调小些？说明其中的原理。
拓展：如果电路不用发光二极管来模拟，直接用在电路中，就必须用到电磁继电器。
如下图。
分析其中的原理。
1）电磁继电器的工作原理分析：当线圈 A 中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔铁B 向下运动，从而带动动触点D 向下与E 接触，将工作电路接通，当线圈A 中电流为零时，电磁铁失去磁性，衔铁B 在弹簧作用下拉起，带动触点D 与E 分离，自动切断工作电路．2）控制电路的原理分析：天较亮时，光敏电阻R G 阻值较小，斯密特触发器输入端A 电势较低，则输出端Y 输出高电平，电磁继电器不工作；天较暗时，光敏电阻R G 电阻增大，斯密特触发器输入端A 电势升高，当升高到一定值，输出端Y 由高电平突然跳到低电平，电磁继电器工作，接通工作电路，使路灯自动开启；天明后，R G 阻值减小，斯密特触发器输入端A 电势逐渐降低，降到一定值，输出端 Y 突然由低电平跳到高电平，则电磁继电器自动切断工作电路的电源，路灯熄灭． 2.温度报警器（热敏电阻式报警器）结构组成：斯密特触发器，电阻，蜂鸣器，变阻器，定值电阻，如图所示。
问题：Y 端输出什么电平时蜂鸣器被接通？工作原理：（参考课本3—1 P 76） 问题：要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应该把R 1的阻值调大些还是调小些？说明其中的原理。
拓展：下图是一个自动控+5温电路，试分析其工作原理工作过程分析：闭合S当温度低于设计值时热敏电阻阻值大，通过电磁继电器电流不能使它工作，K接通电炉丝加热．当温度达到设计值时，热敏电阻减小到某值，通过电磁继电器的电流达到工作电流，K断开，电炉丝断电，停止供热．当温度低于设计值，又重复前述过程．练习：1．如图所示为一个逻辑电平检测电路，A与被测点相接，则()A．A为低电平，LED发光B．A为高电平，LED发光C．A为低电平，LED不发光D．A为高电平，LED不发光2．如图所示为小型电磁继电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈．P为可经O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D 为四个接线柱．电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求．其工作方式是（）A．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路串联B．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路并联C．C与D接信号电压，A与B可跟被控电路串联D．C与 D接信号电压，A与B可跟被控电路并联第 5 页。
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学案6 章末总结
一、常见敏感元件的特点及应用
1．光敏电阻：光敏电阻的阻值与所受光照的强度有关，光照增强阻值减小，光照减弱阻值增大．
2．金属热电阻：金属热电阻的电阻率随温度升高而增大．
3．热敏电阻：热敏电阻有正温度系数和负温度系数两种．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．
4．霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量．
例1如图1所示是一火警报警器的部分电路示意图．其中R2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R2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1
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
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2
①当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压升高②当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压降低③当仅增大R2的阻值时，可增大A、B之间的电压④当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
二、传感器的应用
1．传感器的应用
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，并转换为电学量．
(2)“传”是指通过电路等将传感器敏感元件获取并转换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．传感器电路问题的设计思路
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)转换传输部分(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3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3
(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，则造成工作电路实际不能工作的原因可能是________________________________________________________．
三、传感器与逻辑电路的分析及应用
分析传感器与逻辑电路结合的问题，要弄清楚敏感元件的特性，还要进行正确的电路分析，除此之外还要了解各种逻辑电路的特点，其中斯密特触发器是具有特殊功能的“非”门，要特别注意它对电路所带来的相应变化．例3如图4所示是用斯密特触发器控制某宿舍楼道内照明灯的示意图，试说明其工作原理．
图4
1．(常见敏感元件的特点及应用)如图5所示，R T为正温度系数热敏电阻，R1为光敏电阻，R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，为理想电压表，现发现电压表示数增大，可能的原因是( )
图5
①热敏电阻温度升高，其他条件不变②热敏电阻温度降低，其他条件不变③光照增强，其他条件不变④光照减弱，其他条件不变
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
2．(传感器的应用)如图6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6
A．L1灯亮 B．L2灯亮 C．L1、L2两灯同时亮 D．L1、L2两灯都不亮
3．(传感器的应用)如图7所示是一个测定液面高度的传感器，在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放在导电液体中，导线芯和导电液体构成电容器的两极，把这两极接入外电路，当电容值增大引起外电路的电流变化时，说明导电液体的深度h( )
图7
A．增大 B．减小 C．不变 D．无法确定
4．(传感器与逻辑电路的分析及应用)2007年法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于发现巨磁阻效应(GMR)而荣获了诺贝尔物理学奖．如图8所示是利用GMR设计的磁铁矿探测仪原理示意图，图中GMR 在外磁场作用下，电阻会大幅度减小．下列说法正确的是 ( )
图8
A．若存在磁铁矿，则指示灯不亮；若将电阻R调大，该探测仪的灵敏度提高
B．若存在磁铁矿，则指示灯不亮；若将电阻R调小，该探测仪的灵敏度提高
C．若存在磁铁矿，则指示灯亮；若将电阻R调大，该探测仪的灵敏度提高
D．若存在磁铁矿，则指示灯亮；若将电阻R调小，该探测仪的灵敏度提高。