2017-2018通用版高中物理第章传感器与现代社会章末学案沪科版选修_

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1、第4章传感器与现代社会章末总结一、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.热敏电阻：热敏电阻有正温度系数、负温度系数和临界温度系数三种.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.3.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1A.I变大，

2、U变大B.I变大，U变小C.I变小，U变大D.I变小，U变小答案　D解析　R2所在处出现火情时，温度升高，则R2的阻值减小.R2↓→R总↓→I干↑→U1↑→U3↓→I↓，故显示器的电流I变小，由U＝E－I干r，I干变大，知U变小，故选项D正确.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2①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.①③B.①④C.②③D.②④答案　

3、C解析　R1是光敏电阻，有光照射时，阻值变小，当有人通过而遮蔽光线时，R1的阻值变大，回路中的电流I减小，A、B间的电压U＝IR2减小，故①错误，②正确；由闭合电路欧姆定律得：U＝E－I(R1＋r)，当仅增大R2的阻值时，电路中的电流减小，A、B间的电压U增大，故③正确；当仅减小R2的阻值时，电路中的电流增大，A、B间的电压U减小，故④错误，故应选C.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，并转化为电学量.(2)“传”是指通过电路等将传感器敏感元件获取并转化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

4、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)转化传输部分(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　(多选)在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是PTC元件，PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率ρ随温度t的变化关系如图3所示，由于这种特性，使PTC元件具有发热、保温双重功能.以下判断正确的是(　　)图3A.通电后，其电功率先增大后减小B.通电后，其电功率先减小后增大C.当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1不变D.当其产生的热量与散发的热量

5、相等时，温度保持在t1和t2之间的某一值不变答案　AD解析　当电热灭蚊器温度由0升到t1的过程中，电阻器的电阻率ρ随温度的升高而减小，其电阻R随之减小，由于加在电热灭蚊器上的电压U保持不变，电热灭蚊器的电功率P随之增大，当t＝t1时，电功率P达到最大.当温度由t1升高到t2的过程中，ρ增大，R增大，P减小.而温度越高，其与外界环境温度的差别也就越大，高于环境温度的电热灭蚊器的散热功率P′也就越大.因此在这之间的某一温度t3会有P＝P3＝P′，即电功率P减小到等于散热功率时，即达到保温；当tP′，使温度自动升高到t3；当t>t3，P

6、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RT阻值随温度变化的图线如图4甲所示，图乙是由该热敏电阻RT作为传感器制作的简单自动报警器线路图.问：图4(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

7、元件都能处于工作状态，则造成工作电路实际不能正常工作的原因可能是_____________________________.答案　(1)a　(2)左　(3)电源提供电压太小，以至于电磁铁磁性太弱或弹簧劲度系数太大解析　热敏电阻RT在温度升高时阻值变小，电路中电流变大，电磁铁磁性增强，把右侧衔铁吸引过来，与a接触，故c应接在a处；为使启动报警的温度提高，则应使电路中电阻更大，滑动变阻器的滑片应左移.