2018版高中物理 第5章 传感器及其应用章末整合提升学案 鲁科版选修3-2

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1、第5章传感器及其应用传感器一、敏感元件的特点及应用　本章敏感元件有热敏电阻和光敏电阻．它们的特点如下：1．热敏电阻是由半导体材料制成，阻值随温度升高而减小．2．光敏电阻是由半导体材料制成，阻值随光照强度的增强而减小．例1　如图1所示，RT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，电压表为理想电压表，现发现电压表示数增大，可能的原因是(　　)图1A．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，其他条件不变答案　BD解析　电压表示数增大，而R3为定值电阻，说明流经R3的电流

2、增大，由电路结构可知，这可能是由于RT阻值减小或R1阻值增大，由热敏电阻和光敏电阻特性知，可能是由于温度降低或光照减弱，故B、D正确，A、C错误．例2　小强用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制．经检查，恒温箱的控制器没有故障．原理图如图2所示，下列对故障判断正确的是(　　)-3-图2A．只可能是热敏电阻出现故障B．只可能是温度设定装置出现故障C．热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障D．可能是加热器出现故障答案　C解析　由恒温箱原理图可知，若热敏电阻出现故障或温度设定出现故障都会向控制器传递错误信息，导致控制器发出错误指令，故C正确，A、B错误；若加热器

3、出现故障，只有一种可能，即不能加热，而题中加热器一直加热才会使温度持续升高，故D错误．二、生活中的传感器　传感器一般是把非电学量转换为电学量，因此往往与电子元件一起构成电路，比较常见的传感器都可以与电路进行组合，所以一定要注意电路分析，特别是要弄清楚各种敏感元件的特性及各种常用电子元件的工作特点，并针对具体问题具体分析，灵活处理．例3　某同学设计的家庭电路保护装置如图3所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成．当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路．仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有(　　)图3A．家庭电路正常

4、工作时，L2中的磁通量为零B．家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变C．家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起D．地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起答案　ABD解析　由于零线、火线中电流方向相反，产生的磁场方向相反，所以家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零，选项A正确；家庭电路发生短路和用电器增多时均不会引起L2-3-中磁通量的变化，选项B正确，C错误；地面上的人接触火线发生触电时，线圈L1中磁场的变化引起L2中磁通量的变化，产生感应电流，吸起开关K，切断家庭电路，选项D正确．例4　如图4甲所示，为热敏电阻的R－t图象，图乙为用此热敏电阻R和继电

5、器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器的电阻为100Ω.当线圈的电流大于或等于20mA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＝9.0V，内阻可以不计．图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．则图4(1)应该把恒温箱内的加热器接在________(填“A、B端”或“C、D端”)．(2)如果要使恒温箱内的温度保持在50℃，可变电阻R′的阻值应调节为________Ω.答案　(1)A、B端　(2)260解析　(1)恒温箱内的加热器应接在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．(2)随着恒温箱内温度升高，热敏电

6、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20mA时，继电器的衔铁被吸到下方来，则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20mA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．要使恒温箱内的温度保持在50°C，即50°C时线圈内的电流为20mA.由闭合电路欧姆定律I＝，r为继电器的电阻．由题图甲可知，50°C时热敏电阻的阻值为90Ω，所以R′＝－(r＋R)＝260Ω.-3-