《粤教版物理选修3-2作业：第3章 传感器 第2节》由会员分享，可在线阅读，更多相关《粤教版物理选修3-2作业：第3章 传感器 第2节（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二节第二节 传感器的原理传感器的原理1传感器具有人类感觉器官上所具有的，甚至人类感觉器官所不具备的_功能， 能帮助我们从外界获取监控各种_和_的量，有助于我们认识_ 和科学技术中的各种现象及其相关的变化规律 2热敏电阻的阻值随温度的变化而变化，正温度系数的热敏电阻的阻值随温度的升高 而_，负温度系数的热敏电阻的阻值随温度的升高而_ 3光敏电阻是_传感器的敏感元件，一般由半导体材料制成，其阻值随光照的 增强而_，光敏电阻可以把_转化为电阻大小这一电学量 4传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的温度后， 会自动停止工作，空调机内使用的传感器是( ) A生物传感器 B红
2、外传感器 C温度传感器 D压力传感器 5某市为了节约能源，合理适时地使用路灯，要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的某 种特性制成自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制这是利用半导体的( ) A压敏性 B光敏性 C热敏性 D三种特性都利用了 6用遥控器调换电视机频道的过程，实际上是电视机中的传感器把光信号转化为电信 号的过程下列属于这类传感器的是( ) A红外报警装置 B走廊照明灯的声控开关 C自动洗衣机中的压力传感装置 D电饭锅中控制加热和保温的温控器【概念规律练】 知识点一 热敏电阻的特性 1如图 1 所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻，L 为小灯泡，当温度 降低时( )图 1 AR
3、1两端的电压增大 B电流表的示数增大 C小灯泡的亮度变强 D小灯泡的亮度变弱 2(双选)如图 2 所示为电阻 R 随温度 T 变化的图线，下列说法中正确的是( )图 2 A图线 1 是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的 B图线 2 是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的 C图线 1 的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高D图线 2 的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高 知识点二 光敏电阻的特性 3如图 3 所示，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将电表的两支表笔分别与光敏 电阻 RG的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的中央若用不透光的黑纸将 RG包裹起来， 表针将向_(填“左”或“右
4、”)转动；若用手电筒的光照射 RG，表针将向 _(填“左”或“右”)转动图 3 4如图 4 所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中 R1为光敏电阻，R2为定值电 阻此光电计数器的基本工作原理是什么？图 4 知识点三 光传感器的应用 5在如图 5 所示的电路中，电源两端的电压恒定，L 为小灯泡，R 为光敏电阻，LED 为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且 R 与 LED 之间的距离不变，下列说法正确的 是( )图 5 A当滑动触头 P 向左移动时，L 消耗的功率增大 B当滑动触头 P 向左移动时，L 消耗的功率减小 C当滑动触头 P 向右移动时，L 消耗的功率可能不变 D无论怎样移动滑动触
5、头 P，L 消耗的功率都不变 6如图 6 为烟雾散射式火灾报警器，它主要由带孔的外罩，发光二极管 LED、光电 三极管及不透明的挡板组成，请简述它的工作原理图 6【方法技巧练】 传感器电路的分析技巧 7(双选)如图 7 所示，R1、R2为定值电阻，L 为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时( )图 7 A电压表的示数减小 BR2中电流减小 C小灯泡的功率增大 D电路的路端电压增大 8如图 8 所示是一火警报警装置的部分电路示意图，其中 R2是半导体热敏传感器， 它的电阻随温度升高而减小，a、b 接报警器当传感器 R2所在处出现火情时，电流表的 电流 I 和 a、b 两端两压 U 与出现火
6、情前相比( )图 8 AI 变大，U 变大 BI 变小，U 变小 CI 变小，U 变大 DI 变大，U 变小1(双选)关于传感器，下列说法正确的是( ) A光敏电阻和热敏电阻都是由半导体材料制成的 B金属材料也可以制成传感器 C传感器主要是通过感知电阻的变化来传递信号的 D以上说法都不正确 2光敏电阻能将光信号转化为电信号是因为( ) A光照强度发生变化时，光敏电阻的阻值也发生变化 B光照强度发生变化时，光敏电阻的体积也发生变化 C光照强度发生变化时，光敏电阻的长度也发生变化 D光照照度发生变化时，光敏电阻的横截面积也发生变化 3如图 9 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
7、由冷水变为热 水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是(设水对电阻阻值的影响不计)( )图 9 A如果 R 为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显 B如果 R 为金属热电阻，读数变小，且变化不明显 C如果 R 为热敏电阻(用半导体材料制成)，读数变化非常明显 D如果 R 为热敏电阻(用半导体材料制成)，读数变化不明显 4如图 10 所示，R3是光敏电阻，当开关 S 闭合后，在没有光照射时，a、b 两点等电 势当用光照射电阻 R3时，则( )图 10AR3的电阻变小，a 点电势高于 b 点电势 BR3的电阻变小，a 点电势低于 b 点电势 CR3的电阻变大，a 点电势高于 b 点电势 DR3的电阻变
8、大，a 点电势低于 b 点电势 5(双选) 在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量 的控制如图 11 所示电路，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻(温度越高电阻越小)，C 为电容器当环境温度降低时( )图 11 A电容器 C 的带电荷量增大 B电压表的读数增大 C电容器 C 两板间的电场强度减小 DR1消耗的功率增大 6(双选)如图 12 所示电路中，电源电动势为 E，内阻为 r，Rt为负温度系数热敏电阻， RG为光敏电阻，闭合开关后，小灯泡 L 正常发光，由于环境条件改变(光照或温度)，发现 小灯泡亮度变暗，则引起小灯泡变暗的原因可能是( )图 12 A温度不变，
9、光照增强 B温度升高，光照不变 C温度降低，光照增强 D温度升高，光照减弱 7某学习小组的同学在用多用电表研究热敏特性实验中，安装好如图 13 所示装置， 向杯内加入冷水，温度计的示数为 20 ，多用电表选择适当的倍率，读出热敏电阻的阻值 R1，然后向杯内加入热水，温度计的示数为 60 ，发现多用电表的指针偏转角度较大，则 下列说法正确的是( )图 13 A应选用电流档，温度升高时换用大量程测量 B应选用电流档，温度升高时换用小量程测量 C应选用欧姆档，温度升高时换用倍率大的档 D应选用欧姆档，温度升高时换用倍率小的档 8如图 14 所示为一种自动跳闸的闸刀开关，O 是转动轴，A 是绝缘手柄，
10、C 是闸刀 卡口，M、N 接电源线，闸刀处于垂直纸面向里、B1 T 的匀强磁场中，CO 间距离为 10 cm，当磁场力为 0.2 N 时，闸刀开关会自动跳开则要使闸刀开关能跳开，CO 中通过的 电流的大小和方向为( )图 14 A电流方向 CO B电流方向 OC C电流大小为 1 A D电流大小为 0.5 A 题 号12345678 答 案 9按图 15 所示连接好电路，合上 S，发现小灯泡不亮，原因是 _ _；用电吹风对热敏电阻吹一会儿， 会发现小灯泡_，原因是 _ ；把热敏电阻放入冷水中会发现_图 15 10一般的电熨斗用合金丝做发热元件，合金丝电阻随温度 t 变化的关系如图 16 中实
11、线所示由于环境温度以及熨烫的衣服厚度、干湿等情况不同，熨斗的散热功率不同， 因而熨斗的温度可能会在较大的范围内波动，易损坏衣物有一种用主要成分为 BaTiO3， 被称为“PTC”的特殊材料做发热元件的电熨斗，具有升温快、能自动控制温度的特 点PTC 材料的电阻随温度变化的关系如图中实线所示 根据图线分析：图 16 (1)为什么处于冷态的 PTC 熨斗刚通电时比普遍电熨斗升温快？ (2)通电一段时间后，电熨斗温度 t 自动地稳定在_t_范围之内11青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电，为路灯提供电能用光敏电阻 作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，
12、作为简化模型，可以近似认为，照射光较强(如白天)时电阻几乎为 0：照射光较弱(如黑天) 时电阻接近于无穷大利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白 天关闭，黑天打开电磁开关的内部结构如图 17 所示.1、2 两接线柱之间是励磁线圈， 3、4 两接线柱分别与弹簧片和触点连接当励磁线圈中电流大于 50 mA 时，电磁铁吸合铁 片，弹簧片和触点分离，3、4 断开；电流小于 50 mA 时，3、4 接通励磁线圈中允许通 过的最大电流为 100 mA.图 17 (1)利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图光敏电阻 R1，符号灯泡 L，额定功率 40 W，额定电压 36
13、V，符号保护电阻 R2，符号电磁开关，符号 蓄电池 E，电压 36 V，内阻很小；开关 S，导线若干(2)回答下列问题： 如果励磁线圈的电阻为 200 ，励磁线圈允许加的最大电压为_V，保护电 阻 R2的阻值范围为_. 在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱 3、4 之间从断开变为接通为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合本题中电磁开关 内部结构图说明任意举出一个其它的电磁铁应用的例子第二节第二节 传感器的原理传感器的原理 答案答案 课前预习练 1检测 静态 动态 自然界 2增大 减小 3光电 减小 光照强弱 4C 空调机根据温度调节工作状态，所以内部使用了温
14、度传感器，故 C 正确5B 题目中半导体应能感知光照强度变化，并输出电信号，控制电路通断，所以是利用了半导体的光敏性，故 B 正确6A 遥控器发出红外线，电视中的传感器感知红外线，是红外线传感器，所以 A选项正确课堂探究练 1C R2与灯 L 并联后与 R1串联，与电源构成闭合电路，当温度降低时，热敏电阻R2的阻值增大，外电路电阻增大，电流表读数变小，R1两端电压减小，灯 L 两端电压增大，灯泡亮度变强，故 C 正确，其余各项均错2BD 热敏电阻由半导体材料制成，电阻随温度升高而减小，且灵敏度高，金属热电阻随温度升高电阻增大，灵敏度不高，但测温范围大，化学性质稳定故 B、D 正确点评 (1)热敏电阻和金属热电阻的阻值随温度的变化方向是相反的热敏电阻温度升高，电阻减小，金属热电阻温度升高，电阻增大(2)热敏电阻随温度变化明显金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大3左 右 解析 光敏电阻受光照越强，电阻越小，所以将 RG用不透光的黑纸包起来，
