2015-2016学年高中物理 第三章 传感器章末知识整合（含解析）粤教版选修3-2

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1、【金版学案】2015-2016学年高中物理第三章传感器章末知识整合粤教版选修3-2压力传感器是将力信号转换为电信号的一类传感器，这类问题一般要结合牛顿运动定律的应用．　例1起跳摸高是学生常进行的一项活动，竖直起跳的时间和平均蹬地力的大小能够反映学生在起跳摸高中的素质．为了测定竖直起跳的时间和平均蹬地力的大小，老师在地面上安装了一个压力传感器，通过它可以在计算机上绘出平均压力与时间的关系图象．小亮同学身高1.72m，站立时举手达到2.14m，他弯曲两腿，做好起跳的准备，再用力蹬地竖直跳起，测得他对传感器的压力F与时间t的关系图象如图所示．已知图中网格间距相等，

2、不计空气阻力，取g＝10m/s2.求小亮同学起跳摸高的最大高度约为多少？解析：从图可知小亮质量为60kg；蹬地作用力为1050N，加速离开地面时间为0.4s.设他蹬的过程中的平均加速度大小为a，根据牛顿第二定律得：F－mg＝ma，a＝＝m/s2＝7.5m/s2.小亮离开地面时获得的速度约为：v＝at＝3.0m/s，离开地面后做竖直上抛运动上升的高度为：h′＝＝m＝0.45m.摸高约为：H＝h′＋h0＝2.59m.答案：2.59m例2　(2013·中山模拟)(多选)压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学设计了利用压敏电阻判断升降机运动状态的装置，其工作

3、原理图如图所示，将压敏电阻固定在升降机底板上，其上放置一个物块，在升降机运动过程的某一段时间内，发现电流表的示数I变大，且I大于升降机静止时电流表的示数I0，在这段时间内(　　)A．升降机可能匀速上升B．升降机可能在匀减速上升C．升降机一定处于失重状态D．通过压敏电阻的电流一定比电梯静止时大解析：由于I>I0，故电路路端电压增大，压敏电阻阻值变大，所受压力减小，升降机失重，通过压敏电阻的电流减小，故B、C两项正确，A、D两项错误．答案：BC温度传感器是指将温度信号转换成电信号的一类传感器，一般有两类：一类是随温度变化引起传感器中某个组件形状的变化(如热胀冷缩

4、)达到转换信号的目的；还有一类是随温度变化引起电阻的变化，如半导体材料中热敏电阻随温度升高电阻减小，达到转换信号的目的．例3　电饭锅中的温度传感器主要元件是感温铁氧体，它的特点是：常温下具有铁磁性，能够被磁铁吸引，但是上升到约103℃时，就失去了磁性，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”．如下图所示是电饭煲的电路图，S1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．S2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．

5、分流电阻R1＝R2＝500Ω，加热电阻丝R3＝50Ω，两灯电阻不计．(1)计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比．(2)简要回答，如果不闭合开关S1，能将饭煮熟吗？解析：(1)加热时电饭煲消耗的电功率P1＝，保温时电饭煲消耗的电功率为P2＝且R并＝＝Ω＝Ω，从而有＝＝＝.(2)如果不闭合开关S1，开始S2总是闭合的，R1被短路，功率为P1，当温度上升到80℃时，自动断开，功率降为P2，温度降低到70℃，S2自动闭合．温度只能在70℃～80℃之间变化，不能把水烧开，不能煮熟饭．答案：(1)12∶1　(2)见解析例4　如右图所示为用热敏电阻R和继电器L

6、等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小．电源甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器(图中未画出)相连接．则(　　)A．当温度降低到某一数值，衔铁P将会被吸下B．当温度升高到某一数值，衔铁P将会被吸下C．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在C、D端D．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A、B端解析：当温度降低，热敏电阻的阻值增大，电路中电流减小，继电器磁性减弱，衔铁P不动，反之，衔铁P动，被吸下，A错、B对；可以判断，应该把恒温箱内的加热器接在A、B端，这样才能实现恒温．答案：BD例5　硅光电池是一种可将光能转换

7、为电能的器件．某同学用图甲所示电路探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系．图中R0为已知定值电阻，电压表视为理想电压表．(1)请根据图甲，用笔画线代替导线将图乙中的实验器材连接成实验电路．(2)该同学给硅光电池一固定的光照强度，通过改变滑动变阻器来增加电路的电流，从而根据两个电压表读出许多组电压值，再把V2表的示数与已知电阻R0的阻值相除折算成许多个电流值，描绘出如图丙所示的UI图线，则根据该图线可以说明硅光电池的内电阻随电路电流的增大而________(填“增大”或“减小”)．解析：(1)实物连图如右图所示：(2)根据电源的内阻等于图线的斜率的绝对值可知

8、：硅光电池的内电阻随电路电流的增大而增大．答案：见解