《高考物理一轮复习 专题十一 第3讲 实验：传感器的简单使用课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理一轮复习 专题十一 第3讲 实验：传感器的简单使用课件（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 3 讲 实验：传感器的简单使用,考点,传感器,1传感器：传感器能够感受诸如力、热、光、声、化学成,分等非电学量，并能把它们转换为电压、电流等 可以很方便地进行测量、传输、处理和自动控制,量，从而,2传感器的组成：由,、转换器件和转换电路三个,部分组成，通过敏感元件获取外界信息并转换成电信号，通过,输出部分输出，然后经控制器分析处理,敏感元件,3传感器的分类：力电传感器、热电传感器、光电传感器、 声电传感器、电容式传感器、磁电传感器、超声波传感器、气 敏传感器等,电学,4传感器的简单应用 (1)力电传感器 力电传感器主要是利用敏感元件和变阻器把力学信号 (位移、速度、加速度等)转化为电学信号
2、(电压、电流等)的仪器 力电传感器广泛地应用于社会生产、现代科技中，如安 装在导弹、飞机、潜艇和宇宙飞船上的惯性导航系统及 ABS 防 抱死制动系统等 (2)热电传感器热敏电阻 热电传感器是利用热敏电阻(半导体材料)的阻值会随温,度的升高,(金属热电阻的导电性能相反)的原理制成的,减小,它能把温度这个热学量转换为电压这个电学量如各种 家用电器(空调、冰箱、热水器、饮水机等)的温度控制、火警报 警器、恒温箱等 (3)光电传感器光敏电阻 光电传感器中的主要部件是光敏电阻或光电管光敏电 阻的材料是一种半导体，无光照时，载流子极少，阻值较大；,随着光照的增强，载流子增多，阻值,减小,光敏电阻能够把光强
3、度这个光学量转换为电阻这个电学 量自动冲水机、路灯的控制、鼠标器、光电计数器、烟雾报,警器等都是利用了光电传感器的原理,(4)磁电传感器霍尔元件,霍尔电压：UH,klB . d,作用：把 B 这个磁学量转化成 UH 这个电学量,1(单选)如图11-3-1所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图现在把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是( ),解析：由于金属热电阻的化学稳定性较好，测温范围较大， 因而其热灵敏性差一些；而由半导体材料制成的热敏电阻的电 阻值感温灵敏度较高,图 11-3-1,A若 R 为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显 B若 R 为金属热电阻，读数变小，且变化
4、不明显 C若 R 为热敏电阻(半导体材料制作)，读数变化非常明显 D若 R 为热敏电阻(半导体材料制作)，读数变化不明显,答案：C,2(单选)图 1132 所示是一种测定压力的电容式传感 器，A 为固定电极，B 为可动电极，组成一个电容大小可变的 电容器可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时， 可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容现将此电容式 传感器与零刻线在中央的灵敏电流表和电源串联，组成闭合电 路，已知电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏转当待测,压力增大时(,),图 1132,A电容器的电容将减小 B灵敏电流表指针在正中央零刻线处 C灵敏电流表指针向左偏转 D灵敏电流表指针向
5、右偏转,解析：当待测压力增大时，电容器板间距离缩小，由,知，电容器的电容增大，A 错；由于电容器与电源相连，故电,压 U 不变，由 QCU 知，电容器的电荷量将增加，即电容器 需充电，故电流从电流表的正接线柱流入，指针将向右偏转，B、 C 错误，D 正确,答案：D,【例 1】(2010 年全国卷)如图 1133 所示，一热敏电 阻 RT 放在控温容器 M 内： 为毫安表，量程 6 mA，内阻为数 十欧姆；E 为直流电源，电动势约为 3 V，内阻很小；R 为电阻 箱，最大阻值为 999.9 ；S 为开关已知 RT 在 95 时阻值为 150 ，在 20 时的阻值约为 550 .现要求在降温过程中
6、测量 在 95 20 之间的多个温度下 RT 的阻值,图 1133,热点 传感器及电路知识的综合应用,依照实验原理电路图连线,调节控温容器 M 内的温度，使得 RT 温度为 95 将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全,闭合开关调节电阻箱，记录电流表的示数 I0 ，并记录,_,将 RT 的温度降为 T1 20 T195 )；调节电阻箱， 使 得 电 流 表 的 读 数 _ ， 记 录 _,(1)在图中画出连线，完成实验原理电路图； (2)完成下列实验步骤中的填空,复步骤.,解析：(1)由于本实验只有一个可用来测量或观察的电流表， 所以应该用“替代法”的思维考虑用电流表观察保证电路的电 阻不变，
7、因此将热敏电阻、电阻箱和电流表串联形成测量电路 而且热敏电阻的 95和 20的阻值是已知的，所以热敏电阻的 初值之和不变，如果热敏电阻的初始温度为 20，则电流表数 不变时电阻箱与热敏电阻的串联电路电阻保持 550 .电阻箱的 初值之和不变，则可以测量任意温度下的电阻,温度为 T1时热敏电阻的电阻值 RT_. 逐步降低T1的数值，直至 20 为止；在每一温度下重,图 1134 (2)电阻箱的读数 R2,仍为 I2,电阻箱的读数 R1,150 R0R1,(1)电路图如图 1134 所示,计”，为此他需要先探究该热敏电阻的阻值随温度变化的规律 现有下列器材：,待测热敏电阻 R(约 6002000
8、), 直流毫安表(量程 6 mA，,内阻约 0.5 )，,直流电压表(量程 3 V，内阻约 1 k)，直流恒压电源(输出电,压 3 V，内阻不计)，,滑动变阻器(阻值范围 0500 )，以及水银温度计、加热,装置、开关和导线,1(2010 年佛山二模)小明设想用热敏电阻制作一个“温度,某一温度时，闭合开关，记下_； 改变温度，多次重复步骤操作，得出多组数据；根据数据 计算热敏电阻阻值 R，绘制 R 随温度 t 变化的图线 (3)现将该热敏电阻、恒压电源、开关、导线、_(电 压表、电流表)连接起来，把该电表的刻度改为相应的温度刻度， 就制成了一个“温度计”若 R 随温度 t 变化的图线如图 c，
9、则 用此“温度计”测得的温度越高，对应原电表表盘的刻度值越 _(大、小),(1)应选择图_(a、b)的电路探究热敏电阻的温度特性 (2)主要步骤：连接电路，启动加热装置，待温度稳定为,答案：(1)b (2)温度计、电流表、电压表的读数,(3)电流表,小,图 1135,【例1】(单选)(上海浦东新区 2011 届高三期末)演示位移传 感器的工作原理如图 1136 所示，物体 M 在导轨上平移时， 带动滑动变阻器的金属滑杆 p，通过电压表显示的数据，来反映,),物体位移的大小 x.假设电压表是理想的，则下列说法正确的是( 图 1136,易错点：传感器的应用,错解分析：不清楚传感器在电路中的作用，不
10、明确传感器 所影响的物理量与电路中的其他物理量之间的关系以为物体 M 运动时，电路中的外电阻发生改变，电流发生改变或者物 体 M 不动时，电路中不产生电流,正确解析：物体 M 运动时，电压表测的对应电阻发生改变， 所以其示数会发生变化，但整个电路的总电阻没改变，所以电 路中的电流不变,A物体 M 运动时，电源内的电流会发生变化 B物体 M 运动时，电压表的示数会发生变化 C物体 M 不动时，电路中没有电流,D物体 M 不动时，电压表没有示数,正确答案：B,导电液体分别与直流电源的两极相连接，从电容 C 和导电液与 金属棒间的电压 U 的变化就能反映液面的升降情况，即,图 1137,1(单选)如图 1137 是一种测定液面高度的电容式传感 器的示意图金属棒与导电液体构成一个电容器，将金属棒和,电源接通再断开后，电压 U 减小，反映 h 增大 以上判断正确的是( ),A,B C,D,解析：此电容器的两个极板分别是金属棒与导电液体， h 增大表示电容器的正对面积增大，所以电容就增大，充电后断 开，则电量 Q 不变， h 减小，C 减小，而 UQ/C，则 U 必增 大,B,电源接通后，电容 C 减小，反映 h 减小 电源接通后，电容 C 减小，反映 h 增大,电源接通再断开后，电压 U 减小，反映 h 减小,
