人教版物理选修3-2达标训练人教版物理选修3-2课件章末小结6

按 钮 开 关 K 按 下 前 ， 发 光 二 极 管 是 ___发__光__的___( 填 “ 发 光 的 ” 或 “ 熄 灭 的”)，按钮开关K按下再释放后，电灯L发光持续时间约___1__ min 。这一过程 中 发 光 二 极 管 是 __熄__灭__的____ 。 限 流 电 阻 R 的 阻 值 和 灯 丝 电 阻 RL 相 比 ， 应 满 足 R___≫___RL的条件。
到居里点(103 ℃)时，自动断开，且不能自动复位
(闭合)，S2是一个双金属片自动开关，当温度达到
70 ℃～80 ℃时，自动断开，低于70 ℃时，自动闭合，红灯、黄灯是指示灯， 通过其电流必须较小，所以R1、R2起__限__流____作用，R3是发热电阻，由于煮饭 前温度低于70 ℃，所以S2是___闭__合__的___(填“断开的”或“闭合的”)。
(4)排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50 ℃时被吸合，下列操作步骤的正 确顺序是___⑤__④__②__③__①___。(填写各步骤前的序号)
①将热敏电阻接入电路 ②观察到继电器的衔铁被吸合 ③断开开关，将电阻箱从电路中移除 ④合上开关，调节滑动变阻器的阻值 ⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1 Ω
(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， UH＝kIdB
(4)电容：平行板电容器的电容与极板面积、极板间距及电介质材料有关， 电容器可以感知引起电容变化的任一外界信息，并将其转化为电容变化，例 如，当极板受力时会改变极板间距，从而引起电容变化。
例 1 电饭煲的工作原理如图所示，可分为 两部分，即控制部分，由S2、R1和黄灯组成；工作 (加热)部分，由发热电阻R3、R2和红灯组成，S1是 一个磁钢限温开关，手动闭合，当此开关的温度达
接通电源并按下S1后，黄灯熄而红灯亮，R3发热，当温度达到70 ℃～80 ℃ 时，S2断开，当温度达到103 ℃时饭熟，S1断开，当温度降到70 ℃以下时，S2闭 合 ， 电 饭 煲 处 于 保 温 状 态 ， 由 以 上 描 述 可 知 R2___>___R3( 填 “ ＜ ” “ ＝ ” “＞”)，若用电饭煲烧水时，直到水被烧干S1才会断开，试解释此现象。
3．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受信息。 (2)“传”是指通过电路等将传感器敏感元件获取的信息传给执行机构。 (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。 (4)传感器应用的一般模式
例 2 目前有些居民区内楼道灯的控制，使用的是一种延时开关。该延 时开关的简化原理如图所示。图中D是红色发光二极管(只要有很小的电流通过 就能使其发出红色亮光)，R为限流电阻，K为控钮式开关，虚线框内S表示延时 开关电路，当按下K接通电路瞬间，延时开关触发，相当于S闭合。这时释放K 后，延时开关S约在1 min后断开，电灯熄灭。根据上述信息和原理图，我们可 推断：
实验原理电路图如图1所示，继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源 E两端，当继电器的电流超过15 mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温
控。继电器的电阻约为20 Ω，热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示。
t/℃
30.0
40.0
50.0 60.0 70.0 80.0
Rt/Ω 199.5
(3)按照下列步骤调节此报警系统： ①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值 为___6_5_0_._0___Ω；滑动变阻器的滑片应置于____b__(填“a”或“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__会__超__过__2_0_m__A_，__报__警__器___ _可__能__损__坏___。 ②将开关向___c___(填“c”或“d”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片， 直至_报__警__器__开__始__报__警_____。 (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。
解题指导：分析不同温度下热敏电阻的阻值，根据实验要求进行分析，从 而明确应采用的电源和滑动变阻器；明确多用电表的使用方法，根据要求选择 对应的量程；根据电压表的测量方法以及电路结构进行分析，从而明确指针是 否发生偏转；明确实验原理，确定实验方法，从而明确实验中应进行的实验步 骤。
解析：(1)如果电源用E1，则在t＝30
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。
(2)要用多用电表的直流电压挡检测故障，应将选择开关旋至C。
(3)如果只有b、c间断路，说明b点与电源的负极间没有形成通路，a、b间的 电压为零，表笔接在a、b间时，指针不偏转；c点与电源的负极间形成通路，a 与电源的正极相通，a、c间有电压，因此两表笔接入a、c间时指针发生偏转。
(4)排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50 ℃时被吸合，应先断开开关，用 电阻箱替换热敏电阻，并将阻值调至108.1 Ω，合上开关，调节滑动变阻器的阻 值，直至观察到继电器的衔铁被吸合，这时断开开关，将电阻箱从电路中移 除，将热敏电阻接入电路。因此操作步骤的正确顺序是⑤④②③①。
(2)实验发现电路不工作。某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点 间 的 电 压 ， 则 应 将 如 图 2 所 示 的 选 择 开 关 旋C至 ______( 选 填 “ A”“B”“C” 或 “D”)。
(3)合上开关S，用调节好的多用电不表偏进转行排查，在图1中，若只有b、c间断 路，则应发现表偏笔转接入a、b时指针__________(选填“偏转”或“不偏转”)，接 入a、c时指针________(选填“偏转”或“不偏转”)。
145.4
108.1 E1(3 V，内阻不计)、电源E2(6 V，内阻不计)、 滑动变阻器R1(0～200 Ω)、滑动变阻器R2(0～500 Ω)、热敏电阻Rt，继电器、电 阻箱(0～999.9 Ω)、开关S、导线若干。
为使该装置实现对30～80 ℃之间任一温度的控制，电源E应选用__E__2__(选 填“E1”或“E2”)，滑动变阻器R应选用_R__2___(选填“R1”或“R2”)。
触及高考演练
(1)本章内容是新课程标准新增加的内容，知识新颖、实用，与科技、社会 结合紧密，高考中出现的机率增大。
(2)考题很可能与力学、电磁学、热学等知识综合，但不会考查大量的技术 细节。
(3)题型会以选择、填空、电路连接为主。
一、高考真题探析
例 题 (2017·江苏卷，11)某同学通过实验制作一个简易的温控装置，
解题指导：根据电路的结构和红色发光二极管的特性进行分析。当按钮开 关K按下并释放后，电灯L发光，延时开关触发，相当于S闭合，二极管被短 路，灯泡发光。
解析：开关K按下前，S为断开，有电流经过发光二极管，故发光二极管是 发光的。当按下开关K后，延时开关S闭合，二极管和K被短路，二极管不发 光，由于延时开关S约1 min后断开，故电灯L能持续发光1 min，由于R为限流 电阻，且二极管只要有很小的电流通过就能发光，故应满足R≫RL。
二、临场真题练兵 1．(2019·天津，4)笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元 件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体
靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，一块宽为a、长为c
的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，通入方向
℃时电路中的最大电流Im＝
3 199.5＋20
A≈13.67 mA<15 mA，故不能实现对此温度的控制，因此电源应选用E2；为了 在t＝80 ℃时实现对温度的控制，设滑动变阻器阻值的最大值至少为R′，则
6V R′＋20 Ω＋49.1
Ω＝0.015
A，解得R′＝330.9
Ω，因此滑动变阻器应选用R2。
新课标导学
物理
选修3-2 ·人教版
第六章
传感器
章末小结
1
素养脉络构建
2
核心素养提升
3
触及高考演练
素养脉络构建
概念 敏感元件光霍热敏尔敏电元电阻件阻和金属热电阻 传感器应用力温光传度传感传感器感器应器应用应用用：—电火电电子灾熨饭秤报斗锅警器
应用实例实实验验12..光温控度开报关警器
核心素养提升
一、传感器的工作原理和常用敏感元件 1．传感器的工作原理 传感器感受的通常是非电学量，如力、热、磁、光、声等，而它输出的通 常是电学量，这些输出信号是非常微弱的，通常要经过放大后，再送给控制系 统产生各种控制动作，传感器原理如框图所示： 非电 敏感 转换 转换 学量 → 元件 → 器件 → 电路 → 电学量
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。
向右的电流时，电子的定向移动速度为v。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表
面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压U，以此控制
屏幕的熄灭。则元件的
(D)
A．前表面的电势比后表面的低
B．前、后表面间的电压U与v无关 C．前、后表面间的电压U与c成正比
D．自由电子受到的洛伦兹力大小为eaU
解析： A错：由左手定则判断，后表面带负电，电势低。B、C错：电子受
力平衡后，U稳定不变，由e
U a
＝evB得U＝Bav，U与v成正比，与c无关。D对：
洛伦兹力F＝evB＝eaU。
2．(2016·全国Ⅰ，23)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Ic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，Ic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)电路中应选用滑动变阻器___R_2__(填“R1”或“R2”)。
解题指导：通过红灯、黄灯的电流必须较小，根据欧姆定律可知R1、R2起 限流作用；根据电饭煲的工作原理和水的沸点说明用电饭煲烧水时，直到水被
烧干S1才会断开的原因。
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
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
敏感元件 光敏电阻 热敏电阻 压敏电阻等
电容
与之相联系的物理知识 直流电路动态分析 直流电路问题
力学、运动学与直流电路 力、运动与含容电路
2．几种常见的传感器 (1)红外线传感器：常用于家电遥控器、红外测温仪、生命探测器、自动门 等。 (2)压力传感器：常用于电子秤、水位控制器等装置。 (3)温度传感器：主要元件是热敏电阻或金属热电阻，常用于恒温箱、电饭 锅等家用电器。 (4)光电传感器：主要元件是光敏电阻、光电管等，常用于火灾报警器、光 控开关等。 (5)酒精浓度传感器：测量呼气的酒精含量就可以判断其饮酒程度，交通警 察使用这样的酒精传感器就能迅速、准确地检查出机动车驾驶员是否酒后驾 车。