2017_2018学年高中物理第4章传感器与现代社会同步备课（课件学案）（打包6套）沪科版选修3_2

学案3　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 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(　　) 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 图2 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 答案　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　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．参照图3，下列对故障判断正确的是(　　) 图3 A．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装置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． 例3　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，各电路元件都能处于工作状态， ... ...