高中物理 第三章 传感器章末复习课检测 粤教版选修3-2

1、第三章 传感器【知识体系】 答案填写变换或转换敏感元件转换元件热敏电阻光敏电阻主题1常见敏感元件的特点1光敏电阻光敏电阻由金属硫化物等半导体材料制成，其电阻率对光非常敏感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金属热电阻金属热电阻的电阻率随温度升高而增大3热敏电阻热敏电阻是由半导体材料制成的，其电阻率对温度非常敏感热敏电阻有正温度系数和负温度系数两种正温度系数热敏电阻的阻值随温度升高而增大，负温度系数热敏电阻的阻值随温度升高而减小4电容器平行板电容器的电容与极板面积，极板间距及电介质材料有关，电容器可以感知引起电容变化的任一外界信息，并将其转化为电容变化例如，当

2、极板受力时会改变极板间距，从而引起电容变化5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【典例1】(多选)如图所示是火警报警装置的一部分电路示意图，其中R2是半导体热敏传感器，它的阻值随温度升高而减小，a、b接报警器，则()AR2处发生火情时，电流表示数变小BR2处发生火情时，电流表示数变大C当a、b两点间电压显著变大，报警器开始报警D当a、b两点间电压显著变小，报警器开始报警解析：当R2处发生火情时，R2阻值减小，则总阻值减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大，故A错误，B正确；因电路中电流增大，则由UabEIr可知，ab两端的电压减小，报警器开始报警，故C错误，D正确答案：

3、BD针对训练1.如图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()当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压升高当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压降低当仅增大R2的阻值时，可增大A、B之间的电压当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压A BC D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UIR2减小，故错误，正确；由闭合电路欧姆定律得：UEI(R1r)，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，故正确；当仅减小R2的阻值时，电路中的电流

4、增大，A、B间的电压U减小，故错误答案：C主题2传感器在实际问题中的应用1传感器是以一定的精度和规律，将所感受到的物理量(如力、热、磁、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)的一类元件2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受信息；(2)“传”是指通过电路等将传感器敏感元件获取的信息传给执行机构(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3传感器电路问题的处理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)执行电路部分【典

5、例2】图为由电源、电磁继电器、滑动变阻器、绿灯泡、小电铃、半导体热敏电阻、开关、导线等组成的一个高温报警器电路图，要求是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警，则图中的甲、乙、丙分别是()A小电铃、半导体热敏电阻、绿灯泡B绿灯泡、小电铃、半导体热敏电阻C半导体热敏电阻、小电铃、绿灯泡D半导体热敏电阻、绿灯泡、小电铃解析：根据要求，在常温下热敏电阻甲阻值较大，电磁铁磁性较弱，不能将衔铁吸下，此时绿灯所在电路接通，绿灯亮，所以丙为绿灯；温度升高，热敏电阻阻值较小，控制电路电流增大时，电磁铁磁性增大，将衔铁吸下，丙电路断开，乙电路接通电铃响，所以乙为小电铃由以上的分析可知，甲是半导体热敏电阻答案：C针对

6、训练2在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时()ARM变大，且R越大，U增大越明显BRM变大，且R越小，U增大越明显CRM变小，且R越大，U增大越明显DRM变小，且R越小，U增大越明显解析：根据“S两端电压U增大，装置发出警报”这一结果进行反推：说明电路里的电流在增大，再由闭合电路欧姆定律I可知R总在减小，由此可推知传感器的电阻在变小，再由S与R、M的分压关系可讨论出R的大小对U的影响报警器两端的电压增大，则说明流过报警器的电流在增大，根据闭合电路欧姆定律

7、I可知整个电路的总电阻R总在减小，则可得RM在变小，排除A、B答案；极限法：假设R很小，甚至为零，则传感器部分的电路被短路，故传感器RM的大小变化对S的电压就无影响，则R越大，U增大越明显，排除D项，C项正确答案：C统揽考情传感器在生产和科技中的应用越来越广泛，这使传感器的原理及应用在高考中出现的可能性有所增加主要以选择题为主，分值为6分左右真题例析(2016全国卷)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，当要求热敏电阻的温度达到或超过60 时，系统报警，提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过Ic时就会报警)，电阻箱(最大阻值为999.9 )，直流电源(输出电压为U，内阻不计)

8、，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 )，滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 )，单刀双掷开关一个，导线若干在室温下对系统进行调节，已知U约为18 V，Ic约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，在60 时阻值为650.0 .(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线(2)在电路中应选用滑动变阻器_(选填“R1”或“R2”)(3)按照下列步骤调节此报警系统电路接通前，需将电阻箱调到一定的阻值，根据实验要求，这一阻值为_；滑动变阻器的滑片应置于_(选填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是_将开关向_(选填“c”或“d”)

9、端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至_(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用解析：(1)根据题意可知，本实验要求能用电阻箱进行校准，故电阻箱应与热敏电阻并联，利用单刀双掷开关进行控制；它们再与报警器和滑动变阻器串联即可起到报警作用；(2)电压为18 V，而报警时的电流为10 mA，此时电阻约为：R 1 800 ，而热敏电阻的阻值约为650 ，故滑动变阻器接入电阻约为1 150 ，故应选择R2；(3)因要求热敏电阻达到60 时报警，此时电阻为650 ，故应将电阻箱调节至650 ，然后由最大调节滑动变阻器，直至报警器报警，故开始时滑片应在b端；目的是让电流由

10、小到大调节，保证报警器的安全使用；将开关接到c端与电阻箱连接，调节滑动变阻器直至报警器开始报警即可；然后再接入热敏电阻，电路即可正常工作答案：(1)如图所示(2)R2(3)650.0b保证报警器的安全使用c报警器开始报警针对训练如图，足够长的直线ab靠近通电螺线管，与螺线管平行用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图象是()解析：通电螺线管周围磁场分布如图磁感线密集的地方磁感应强度B大，可见中点正上方磁感应强度B小而两端无限远的地方磁感应强度趋于0，对照图象，C对答案：C1如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释

11、放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图所示，则()At1时刻小球速度最大Bt1t2这段时间内，小球的速度先增大后减小Ct2t3这段时间内，小球所受合外力一直减小Dt1t3全过程小球的加速度先减小后增大解析：t1时刻小球刚与弹簧接触，与弹簧接触后，先做加速度不断减小的加速运动，当弹力增大到与重力平衡，即加速度减为零时，速度达到最大，故A错误；t2时刻，弹力最大，故弹簧的压缩量最大，小球运动到最低点，速度等于零，故t1t2这段时间内，小球的加速度先减小后增加，小球的速度先

12、增大后减小，故B正确；t2t3这段时间内，从最低点被弹起到弹簧恢复原长位置，此过程中小球所受合外力先减小到零，然后增加，选项C错误；t2t3这段时间内，小球处于上升过程，先做加速度不断减小的加速运动，后做加速度不断增大的减速运动，则在t1t3全过程中，小球先向下做加速度减小的加速运动，后做加速度增加的减速运动；然后上升阶段再做加速度减小的加速运动，后做加速度增加的减速运动，故选项D错误答案：B2.(多选)如图所示为用热敏电阻R和继电器L等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小电源甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器(图中未画出)相连接则()A当

13、温度降低到某一数值，衔铁P将会被吸下B当温度升高到某一数值，衔铁P将会被吸下C工作时，应该把恒温箱内的加热器接在C、D端D工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A、B端解析：当温度降低，热敏电阻的阻值增大，电路中电流减小，继电器磁性减弱，衔铁P不动，反之，衔铁P动，被吸下，A错、B对；可以判断，应该把恒温箱内的加热器接在A、B端，这样才能实现恒温答案：BD3.如图所示为大型电子地磅电路图，电源电动势为E，内阻不计不称物体时，滑片P在A端，滑动变阻器接入电路的有效电阻最大，电流较小；称物体时，在压力作用下滑片P下滑，滑动变阻器有效电阻变小，电流变大，这样把电流对应的重量值刻在刻度盘上，就可以读出被称

14、物体的重量值若滑动变阻器上A、B间距离为L，最大阻值等于定值电阻的阻值R0，已知两弹簧的总弹力与形变量成正比，比例系数为k，则所称物体的重量G与电流大小I的关系为()AG2kLBGkLCGkL DGkL解析：设放上物体后，滑片P向下滑动x，处于平衡由受力平衡得：Gkx.由闭合电路欧姆定律得：IE，由得：G2kL.答案：A4如图所示的电路可将声音信号转化为电信号，该电路中右侧固定不动的金属板b，与能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜a通过导线与恒定电源两极相接，若声源S沿水平方向做有规律的振动，则()Aa振动过程中，ab板间的电场强度不变Ba振动过程中，ab板所带电量不变Ca振动过程

15、中，灵敏电流计中始终有方向不变的电流Da向右的位移最大时，ab两板所构成的电容器的电容最大解析：a、b间电压不变，a振动过程中，板间距离周期性变化，则由公式E分析得知，a、b板间的电场强度也会周期性变化，故A错误；a振动过程中，a、b间电压不变，由公式C分析得知，a、b 板所带的电量会周期性变化，故B错误；a 振动过程中，a、b 板所带的电量会周期性变化，电容器放电和充电周期性交替产生，所以灵敏电流计中电流的方向也会周期性变化，故C错误；a向右的位移最大时，a、b 板间的距离最小，则a、b构成的电容器的电容最大，故D正确答案：D5如图所示是某同学在研究性学习中自制的电子秤原理示意图，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，不称重物时，滑片P在电阻R0的最上端；称重物时，在压力作用下使滑片P下滑，操作人员可通过电阻很大的灯泡的亮度判断出有没有开始称重，电流表的示数可以反映出物体的质量，下列说法正确的是()A称的物体越重，灯泡越暗B称的物体越重，安培表示数越大C不称重时，灯泡会很亮D不称重时，安培表示数较大解析：该电路相当于含滑动变阻器的电路