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2019-2020年高中物理第三章傳感器章末總結(jié)學(xué)案粵教版 一、常見敏感元件的特點及應(yīng)用 1．光敏電阻 光敏電阻在被光照射時電阻發(fā)生變化，光照增強(qiáng)，電阻減??；光照減弱，電阻增大． 2．熱敏電阻 熱敏電阻有正溫度系數(shù)熱敏電阻、負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻兩種，正溫度系數(shù)的熱敏電阻的阻值隨溫度升高而增大，負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小． 例1　如圖1所示是一火警報警器的部分電路示意圖．其中R2為用半導(dǎo)體負(fù)溫度系數(shù)熱敏材料制成的傳感器，電流表為值班室的顯示器，a、b之間接報警器．當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時，顯示器的電流I、報警器兩端的電壓U的變化情況是 (　　) 圖1 A．I變大，U變大 B．I變大，U變小 C．I變小，U變大 D．I變小，U變小 答案　D 解析　R2所在處出現(xiàn)火情時，溫度升高，則R2的阻值減?。甊2↓→R總↓→I干↑→U1↑→U3↓→I↓，故顯示器的電流I變小，由U＝E－I干r，I干變大，知U變小，故選項D正確． 針對訓(xùn)練　如圖2所示是某居民小區(qū)門口利用光敏電阻設(shè)計的行人監(jiān)控裝置，R1為光敏電阻，R2為定值電阻，A、B接監(jiān)控裝置．則(　　) ①當(dāng)有人通過而遮蔽光線時，A、B之間電壓增大?、诋?dāng)有人通過而遮蔽光線時，A、B之間電壓減小　③當(dāng)僅增大R2的阻值時，A、B之間的電壓增大?、墚?dāng)僅減小R2的阻值時，A、B之間的電壓增大 圖2 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 答案　C 解析　R1是光敏電阻，有光照射時，阻值變小，當(dāng)有人通過而遮蔽光線時，R1的阻值變大，回路中的電流I減小，A、B間的電壓U＝IR2減小，故①錯誤，②正確；由閉合電路歐姆定律得：U＝E－I(R1＋r)，當(dāng)僅增大R2的阻值時，電路中的電流減小，A、B間的電壓U增大，故③正確；當(dāng)僅減小R2的阻值時，電路中的電流增大，A、B間的電壓U減小，故④錯誤．故應(yīng)選C. 二、傳感器的應(yīng)用 1．傳感器的應(yīng)用過程包括三個環(huán)節(jié)：感、傳、用． (1)“感”是指傳感器的敏感元件感應(yīng)信息，并轉(zhuǎn)化為電學(xué)量． (2)“傳”是指通過電路等將傳感器敏感元件獲取并轉(zhuǎn)化的電學(xué)信息傳給執(zhí)行機(jī)構(gòu)． (3)“用”是指執(zhí)行機(jī)構(gòu)利用傳感器傳來的信息進(jìn)行某種顯示或某種動作． 2．處理與傳感器有關(guān)的電路設(shè)計問題時，可將整個電路分解為： (1)傳感器所在的信息采集部分； (2)轉(zhuǎn)化傳輸部分(這部分電路往往與直流電路的動態(tài)分析有關(guān))； (3)執(zhí)行電路． 例2　如圖3所示是一種水位自動報警器的原理示意圖，當(dāng)杯中的水的水位到達(dá)金屬塊B時，出現(xiàn)的情況是 (　　) 圖3 A．L1燈亮 B．L2燈亮 C．L1、L2兩燈同時亮 D．L1、L2兩燈都不亮 答案　B 解析　由電路結(jié)構(gòu)可以看出，當(dāng)杯中的水的水位到達(dá)B時，左側(cè)電路被接通，這樣螺線管就產(chǎn)生磁場，相當(dāng)于一個磁鐵，對與彈簧相連的銜鐵產(chǎn)生吸引作用，使之向下移動，這樣L2電路被接通，故B正確． 例3　如圖4甲所示為一測量硫化鎘光敏電阻特性的實驗電路，電源電壓恒定．電流表內(nèi)阻不計，開關(guān)閉合后，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使小燈泡發(fā)光亮度逐漸增強(qiáng)，測得流過電阻的電流和光強(qiáng)的關(guān)系曲線如圖乙所示，試根據(jù)這一特性用圖丙中給定的器材設(shè)計一個自動光控電路． 圖4 答案　見解析 解析　由光敏電阻的特性曲線可以看出，當(dāng)入射光增強(qiáng)時，光敏電阻的阻值減小，通過光敏電阻的電流增大．根據(jù)題意設(shè)計的自動光控電路如圖所示．控制過程是：當(dāng)有光照射時，電路中電流增大，經(jīng)過放大器輸出一個較大的電流，驅(qū)動電磁繼電器吸引銜鐵使兩個觸點斷開，當(dāng)無光照射時，電路中電流減小，放大器輸出電流減小，電磁繼電器釋放銜鐵，使兩個觸點閉合，控制電路接通，燈開始工作．