第三章传感器

1、第三章 传感器第1、2节 传感器 温度传感器和光传感器一、教材重难解读新知重难依教材点精突破随名师知识点一 传感器教材理解1定义：把被测的非电信息，按一定规律转换成与之对应的电信息的器件或装置。2组成一般由敏感元件和处理电路组成。(1)敏感元件：将要测量的非电信息变换为易于测量的物理量，形成电信号的元件。(2)处理电路：将敏感元件输出的电信号转变成便于显示、记录、处理和控制的电学量的电路。3敏感元件的原理(1)物理类：基于力、热、光、电磁和声等物理效应。(2)化学类：基于化学反应的原理。(3)生物类：基于酶、抗体和激素等分子识别功能。拓展总结1传感器的结构框图 2传感器的分类(1)物理型传感器

2、：敏感元件：被测物理量变化时，敏感元件的电学量(如电阻、电压、电容等)会发生明显变化。工作原理：利用物质的物理性质和物理效应感知并检测出相关的信息。实例：如电容传感器、电感传感器、光电传感器、压电传感器等。(2)化学型传感器：敏感元件：敏感元件能把化学物质的成分、浓度等化学量转换为电学量。工作原理：利用化学反应识别和检测信息。实例：如气敏传感器、湿敏传感器等。(3)生物型传感器：工作原理：利用生物体组织的各种生物、化学与物理效应识别和检测信息。实例：如免疫传感器、抗原抗体传感器、酶传感器等。知识点二 温度传感器教材理解1分类(1)热双金属片温度传感器。(2)热电阻传感器。(3)热敏电阻传感器：

3、NTC型：电阻值随温度升高而减小。PTC型：电阻值随温度升高而增大。2作用将温度变化转换为电学量变化，通过测量传感器元件的电学量随温度的变化来实现温度的测量。3热敏电阻的热敏特性(1)实验探究：实验器材：热敏电阻(正温度系数或负温度系数)、烧杯、水、酒精灯、欧姆表、开关、温度计。实验装置：如图所示。实验过程及数据处理：用酒精灯加热，测出水中各温度下欧姆表的读数，由实验数据绘出Rt图像。(2)实验结论：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增大，负温度系数的热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。拓展总结1热双金属片温度传感器(1)原理：利用了不同金属材料的热膨胀系

4、数不同。(2)结构：将两种膨胀系数相差较大的不同金属片焊接或轧制成为一体。(3)应用：控制电路的通断。用在温度控制装置中。保护电机。2热电阻传感器(1)原理：利用了金属的电阻随温度的变化而变化。RR0(1t)，其中为温度系数，R0为t0时导体的电阻。(2)特点：性能稳定。可在较大的温度范围内工作。(3)应用：测温。测流体的流量。3热敏电阻(1)分类：负温度系数热敏电阻(NTC)：电阻值随温度升高而减小。正温度系数热敏电阻(PTC)：电阻值随温度升高而增大。(2)特点：对温度变化的响应敏感、灵敏度高。(3)应用：测温、温度控制或过热保护。知识点三 光传感器教材理解1原理：某些金属或半导材料，在电

5、路中受到光照时，产生电流或电压，实现光信号向电信号的转化。2作用：感知光线的变化或场景的变换，使“机器”作出反应。3应用：(1)光电式烟尘浓度计图313(2)光电式转速表图314拓展总结 (1)在光传感器中将光信号转换为电信号的敏感元件是光敏电阻。(2)光敏电阻是由半导体材料做成的，其电阻值随光照强度的增大而明显减小，因此光敏电阻阻值的变化可以反映光照强弱。预习自测1关于传感器的下列说法正确的是()A所有传感器的材料都是由半导体材料做成的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压的变化来传递信号的D以上说法都不正确解析：半导体材料可以制成传感器，其他材料也可以制成传感器，如金属氧化物

6、氧化锰就可以制成温度计，所以A错，B正确。传感器不但能感知电压的变化，还能感受力、温度、光、声、化学成分等非电学量，所以C错。答案：B2如图所示，由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的电路中，当闭合开关S后，小灯泡正常发光。若用酒精灯加热电阻丝时，发现小灯泡亮度变暗，发生这一现象的主要原因是()A小灯泡的电阻发生了变化B小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化C电阻丝的电阻率随温度发生了变化D电源的电压随温度发生了变化解析：电阻丝的电阻率随温度的升高而增大，电阻也增大，根据P知，小灯泡的实际功率减小，所以变暗，C正确。答案：C3在信息技术高速发展、电子计算机广泛应用的今天，担负着信息采集任务的传感器在自

7、动控制、信息处理技术中发挥着越来越重要的作用，其中热电传感器是利用热敏电阻将热信号转换成电信号的元件。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()A应选用电流挡，温度升高换用大量程测量B应选用电流挡，温度升高换用小量程测量C应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率大的挡D应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率小的挡解析：多用电表与热敏电阻构成的回路中未接入电源，故不能用电流表，A、B均错，当温度升高时多用电表

8、指针偏转角度较大，说明热敏电阻的阻值变小了，应该换用倍率小的挡，C错误，D正确。答案：D4如图所示，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()AR3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的电阻变大，a点电势低于b点电势解析：光照强度增加时，光敏电阻阻值减小，故选项C、D错；没有光照时，ab，所以U1U3，有光照时，U3U1，故ab，应选A。答案：A二、方法热点分享方法热点早知道规律技巧共探究考点一：热敏电阻的特性考点解读：根据热敏电阻的阻值随温度变化的特点，利用串、并联

9、电路的动态分析思路，可解此类问题，热敏电阻相当于滑动变阻器(可变电阻)。典例共究：例1如图所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻，当温度降低时，电阻变大，L为小灯泡，当温度降低时()AR1两端的电压增大B电流表的示数增大C小灯泡的亮度变强D小灯泡的亮度变弱审题指导根据串、并联电路的特点及闭合电路的欧姆定律进行动态分析。规范解答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，电阻R2增大，外电路电阻增大，电流表读数减小，灯L电压增大，灯泡亮度变强，R1两端电压减小，故C正确，其余各项均错。答案C及时演练：1如图所示，将多用电表的选择开关置于“电阻”挡，再将电表的两支表笔与

10、负温度系数的热敏电阻Rt的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间。若在Rt上擦一些酒精，表针将向_(填“左”或“右”)偏转；若用吹风机将热风吹向电阻Rt，表针将向_(填“左”或“右”)偏转。解析：若在Rt上擦一些酒精，由于酒精蒸发吸热，热敏电阻Rt温度降低，电阻值增大，所以指针应向左偏；用吹风机将热风吹向电阻Rt，电阻Rt温度升高，电阻值减小，指针应向右偏。答案：左右考点二：对光敏电阻的理解和应用考点解读：(1)解决此类题的关键是明确光敏电阻阻值的变化特点。(2)根据闭合电路的欧姆定律及部分电路的欧姆定律，从局部整体局部的观点分析各物理量变化即可。典例共究：例2 如图所示的电路中，电源两端的

11、电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，D为发光二极管(电流越大，发光越强)，且R与D距离不变，下列说法中正确的是()A当滑动触头向左移动时，L消耗的功率增大B当滑动触头向左移动时，L消耗的功率减小C当滑动触头向右移动时，L消耗的功率可能不变D无论怎样移动滑动触头，L消耗的功率不变 审题指导解答本题时应注意以下两点：(1)滑动触头移动对D的发光强度的影响。(2)D的发光强度对光敏电阻R的阻值的影响。规范解答滑动变阻器触头P向左移动时，电阻减小，通过D的电流变大，发光二极管发出的光增强，光照射光敏电阻，R的阻值减小，通过L的电流变大，L消耗的功率变大；反之，P向右移动时，L的功率变小。答案A及时演练

12、：2如图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()A当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压B当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压C信号处理系统每获得一次低电压就计数一次D信号处理系统每获得一次高电压就计数一次解析：当光照射到光敏电阻R1上时，R1电阻减小，电路中电流增大，R2两端电压升高，信号处理系统得到高电压，计数器每当低电压转为高电压，就计一个数，从而达到自动计数的目的。答案：AD 考点三：电容式传感器的应用考点解读：(1)电容式传感器是一多功能传感器，可用来做压力、转角、位移、压强、声音等传感器，电容式传感器具有体积小、反

13、应灵敏等优点。(2)分析这类问题，关键是明确影响电容器电容的是哪几个因素。如果某一物理量(如角度、位移x、深度h、压力F等)的变化能引起电容的变化，那么通过测定电容器的电容就可以确定该物理量的变化。典例共究：例3 如图所示的电容式话筒就是一种电容式传感器，其原理是：导电性振动膜片与固定电极构成了一个电容器，当振动膜片在声压的作用下振动时，两个电极之间的电容发生变化，电路中电流随之变化，这样声信号就变成了电信号。则当振动膜片向右振动时()A电容器电容值增大B电容器所带电荷量减小C电容器两极板间的场强增大 D电阻R上电流方向自左向右审题指导解答本题时应注意以下两点：(1)膜片与固定电极间距与电容器

14、电容大小的关系。(2)电容器充放电电流方向的确定。规范解答当振动膜片向右振动时，两极板间的距离d减小，由电容公式C知，C增大，由E知，E增大。A、C正确。由QCU知，电容器所带电荷量Q增大，电容器充电，电阻R上电流方向自右向左，B、D错误。答案AC及时演练：3如图所示，是一个测定液面高度的传感器，在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放在导电液体中，导线芯和导电液体构成电容器的两极，把这两极接入外电路，当电容值增大引起外电路的电流变化时，说明导电液体的深度h变化为()Ah增大 Bh减小Ch不变 D无法确解析：由题意知，导线芯和导电溶液构成电容器的两极，类似于平行板电容器的两极。当液面高度发生变化时，

15、相当于两极板正对面积发生变化，会引起电容的变化，与平行板电容器类比可得，当导电液体深度h增大时，导线芯和导电液体正对面积增大，电容器的电容值变大。答案：A三、导学方略落实基础重难巧落实考点知能对点练一、选择题(本题共8小题，每小题5分，共40分。每小题至少有一个选项正确，选不全得3分，错选不得分)1下列说法正确的是()A传感器担负着信息采集的任务B干簧管是一种能够感知磁场的传感器C传感器不是电视遥控接收器的主要元件D传感器是把力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的主要工具解析：传感器的任务就是采集信息，A对；干簧管的主要构造是由平行不接触的两个极易被磁化的软铁片组成的，它靠近磁场时被磁化后相

16、互吸引而接触，B对；由传感器的定义知D对。答案：ABD2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红外传感器C温度传感器 D压力传感器解析：空调机根据温度调节工作状态，所以内部使用了温度传感器，故C正确。答案：C3如图所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图。现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(设水对电阻阻值的影响不计)()A如果R为金属热电阻，读数一定变大，且变化非常明显B如果R为金属热电阻，读数一定变小，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

17、R为热敏电阻(用半导体材料制成)，读数变化不明显解析：金属热电阻的阻值随温度的升高而增大，但灵敏度较差。而热敏电阻(用半导体材料制成)灵敏度高，所以选C。答案：C4对于常见的可燃气体浓度的检测，现在一般用催化燃烧检测器。它的原理如下：传感器的核心为一惠斯通电桥，其中一桥臂上有催化剂，当与可燃气体接触时，可燃气体在有催化剂的电桥上燃烧，该桥臂的电阻发生明显变化，其余桥臂的电阻不变化，从而引起整个电路的输出发生变化，而该变化与可燃气体的浓度成比例，从而实现对可燃气体的检测。由此可推断有催化剂的桥臂上的电阻材料为()A铜 B合金C半导体 D绝缘体解析：可燃气体燃烧后电阻发生变化的原因是由于温度升高造

18、成的，所以此电阻应属于热敏电阻，而能够随温度变化其电阻有较明显变化的材料只可能是选项中的半导体材料，故选C。答案：C5传感器可将非电学量转化为电学量，起自动控制作用，如计算机鼠标中有位移传感器，电饭煲中有温度传感器，电视机、录像机、影碟机、空调机中有光电传感器，演示位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑片变阻器的滑动触头滑动，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小，假设电压表是理想的，则下列说法正确的是()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，电压表没有示数解析：由于电压表是理想的，因此

19、滑片P移动时，不改变闭合电路的电阻，电源内的电流不发生变化，即电流恒定，A、C错误；物体M运动时，电压表所测电压是变化的，M不动时，电压表示数恒定，B正确，D错误。答案：B6如图所示是一火警报警器的一部分电路示意图，其中R2为用半导体热敏材料制成的NTC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()AI变大，U变大 BI变小，U变小CI变小，U变大 DI变大，U变小解析：NTC热敏电阻的阻值随温度升高而迅速减小，当传感器R2所在处出现火情时，温度升高，R2的电阻迅速减小，报警器两端的电压U减小，显示器两端的电

20、压减小，电流I也减小，故选项B是正确的。答案：B7计算机光驱的主要部分是激光头，它可以发射脉冲激光信号，激光扫描光盘信息时，激光头利用光敏自动计数器将反射回来的脉冲信号传输给信号处理系统，再通过计算机显示出相应信息。光敏电阻自动计数器的示意图如图所示，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()A当有光照射R1时，处理系统获得高电压B当有光照射R1时，处理系统获得低电压C信号处理系统每获得一次低电压就计数一次D信号处理系统每获得一次高电压就计数一次解析：当有光照射R1时，电阻减小，处理系统获得高电压；信号处理系统每获得一次高电压就计数一次。答案：AD8在温控电路中，通过

21、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()A电容器C的带电量增大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消耗的功率增大解析：当环境温度降低时，R2变大，电路的总电阻变大，由I知I变小，又UEIr，电压表的读数U增大，B正确；又由U1IR1及P1I2R1可知U1变小，R1消耗的功率P1变小，D错误；电容器两板间的电压U2UU1，U2变大，由E、QCU2可知Q、E都增大，故A正确，C错误。答案：AB二、非选择题(本题共2小题，每小题10分，共20分，解答过程应写出必要的

22、文字说明、方程式或演算步骤)9如图所示为某种话筒的原理图，Q是绝缘支架，M是薄金属片膜，N是固定电极，说明其工作原理。解析：M薄金属片膜和N固定电极形成电容器，直流电源对其充电，当声波通过空气使M振动，改变了电容器两极板间距离，从而改变了电容，由于电容两极板电压不变，电路中就形成了充放电电流，于是电阻R两端就输出了与声音变化规律相同的电压，即将声信号转化为电信号。答案：见解析10热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的值为45 。热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其他备用的仪表和

23、器具有：盛有热水的热水瓶(图中未画出)、电源(3 V，内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1 )、直流电压表(内阻约5 k)、滑动变阻器(020 )、开关、导线若干。 (1)在图7甲的方框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小；(2)根据电路图，在图7乙的实物上连线；(3)简要写出完成接线后的主要实验步骤。解析：(1)因为要求测热敏电阻在不同温度下的电阻值，且要求特性曲线尽可能完整，即变化范围尽可能大，所以变阻器必须用分压接法；又因为待测热敏电阻值为45 ，远小于电压表内阻5 k，故电流表必须外接，实验电路图如图甲所示。(2)实物图接线如图乙所示。(3)主要实验步骤：往保温杯中加入一些热水，待温度

24、稳定时读出温度计的值；调节滑动变阻器，快速测出几组电流表和电压表的值；重复，测量不同温度下的数据；绘出各测量温度下热敏电阻的伏安特性曲线。答案：见解析第3、4节 生活中的传感器 简单的光控和温控电路（选学）一、教材重难解读新知重难依教材点精突破随名师知识点一 生活中的传感器教材理解1洗衣机中的传感器全自动洗衣机已经实现了利用传感器和电脑技术对洗涤全过程进行检测和控制。近年来的模糊洗衣机中的传感器大致有：水位传感器、负载量传感器、水温传感器、布质传感器、洗涤粉传感器、脏污程度传感器、脱水(压电)传感器。2电冰箱中的传感器电冰箱主要由制冷系统和控制系统两大部分组成。控制系统主要包括：温度自动控制、

25、除霜温度控制、过热及过电流保护等。3家用报警器(1)居家生活中，煤气泄漏会危及人身安全，需要加以防范。我们可以利用气敏元件制作有害气体报警器和可燃气体报警器。(2)有一种敲击防盗报警器，它利用压电式传感器对门窗玻璃损毁产生反应，形成对报警装置的启动。还有一种冲击防盗报警器，由冲击传感器和执行电路两部分组成。4传感器与人的感官(1)光传感器和由它制成的录像头和监控探头，可以类比人的眼睛。(2)对有毒有害气体进行监控的化学和生物传感器，相当于人的鼻和舌等嗅觉、味觉器官。(3)力学和振动传感器，以及温度传感器可以认为相当于人类的触觉器官，如手、足、皮肤等。(4)声传感器不妨认为是机器的耳朵。拓展总结

26、(1)传感器技术不仅广泛地应用在各种高科技和工农业生产领域中，而且广泛应用于现代化家庭生活的方方面面，给人们带来越来越多的便利。一种家电一般有几种甚至十几种传感器，如全自动洗衣机就有七八种传感器，走廊里的灯至少有两种传感器：声传感器和光传感器。(2)传感器可以被认为是机器的感觉器官。好多传感器都能与人的感觉器官对号入座，但有些传感器的测量内容，是人的整体感觉所作出的判断，甚至有些传感器能够承担人的感官所做不到的任务，也有些传感器比人的感觉灵敏度高、测量结果更客观，或者能够代替人去承担危及人的健康的任务。但人也有人的优势。由于人的感官与大脑紧密联系在一起，所以感知与分析判断是融为一体的，得到的是

27、综合的信息，认识会更全面。而且人还可以联想到环境状况及历史情况，再作出去伪存真的判断分析。综合与联想是人的优势。另外，人脑的学习及记忆对感官能力也有影响。机器人要真正达到人类的智能水平并不是容易的事。知识点二 简单的光控和温控电路教材理解1.光控自动照明电路(1)电路原理图：如图332所示。图332(2)功能：利用光敏电阻作控制元件从而通过光线来实现自动控制，使电路在天亮时自动切断，天黑时自动导通。(3)调试：将光敏电阻用黑纸包住使它不被光照亮，如果发光二极管不亮，则调节电位器R1，直到发光二极管发光为止。然后将包裹光敏电阻的黑纸打开，看它是否熄灭，如果此时发光二极管不熄灭，则再调节电位器。反

28、复使光敏电阻遮光或见光，直到可以实现发光二极管在光敏电阻有光照时熄灭，无光照时发光为止。此时发光二极管就相当于一个由环境明暗变化而自动控制的灯。2温控电熨斗(1)电路原理图：如图333所示。图333(2)功能：利用热敏电阻作控制元件，从而使电熨斗的温度在低于指定值时，电热器供电加热，否则将电源关闭。(3)调试：室温下，如果发光二极管不亮，则调节电位器R1，直到发光二极管发光为止。然后将电烤灯通电并靠近热敏电阻加热，看它是否熄灭，如果此时发光二极管不熄灭，则再调节电位器。反复将电烤灯靠近或远离热敏电阻，直到可以实现发光二极管在热敏电阻温度升高时熄灭，正常室温时发光为止。预习自测1下列器件不是应用

29、温度传感器的是()A电熨斗B话筒C电饭锅 D测温仪解析：电熨斗、电饭锅、测温仪使用的是温度传感器，话筒使用的是声传感器，应选B。答案：B2每当地震发生后，各路救援人员及时深入灾区，与死神抢时间，争分夺秒抢救被埋人员，有些救援队借助“生命探测仪”可以发现深埋在废墟中的伤员，根据所学知识，你认为“生命探测仪”可能用到了()A红外线传感器 B压力传感器C振动传感器 D电容传感器解析：伤员被深埋在废墟中，借助红外线传感器，可以感知人与周围环境的差别，且伤员与尸体的温度不同，借助探测仪可以探测到活着的被困人员。答案：A3用电流传感器可以清楚地演示一些电学元件对电路中电流的影响，如图所示，在AB间分别接入

30、电容器、电感线圈、定值电阻。闭合开关时，计算机显示的电流随时间变化的图像分别如图中a、b、c所示，则下列判断中正确的是()AAB间接入定值电阻显示图像aBAB间接入电容器显示图像bCAB间接入电感线圈显示图像cDAB间接入电感线圈显示图像b解析：a图像电流瞬间增大后恢复为零，这是接入了电容器，充电时有瞬间电流而后不再通电；b图电流逐渐增大到某一数值，这是接入了电感线圈，闭合开关时对电流增大有阻碍作用但电流还是增大，只是时间上被延缓了；c图电流瞬间增大后保持不变，这是接入了定值电阻，所以正确答案为D。答案：D4如图所示，是自动水位报警器的示意图，其中继电器的线圈通过电流时，磁铁吸引衔铁1，使它与

31、触头3断开，与触头2接触。若要求水位正常时绿灯亮，高出一定水位时红灯亮，现有红、绿灯泡各一个，红灯泡应安在_位置，绿灯泡应安在_位置(填A或B)。解析：水位较低时，线圈中没有电流，衔铁1与触头3接触，这时应绿灯亮，所以A处应安绿灯，当高出一定水位时，线圈中有电流，磁铁吸引衔铁1，使它与触头3断开，与触头2接触，这时应红灯亮，所以红灯泡应安在B位置。答案：BA 二、方法热点分享方法热点早知道规律技巧共探究 考点一 力传感器的应用考点解读：力传感器感受到力的信息(如大小、方向是否变化等)后将其转化为电压、电流、电阻等电学量，所以这类问题要用到力学知识(牛顿定律、运动学公式等)和电学知识(欧姆定律、

32、电阻定律等)综合解决。典例共究：例1压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小。某位同学利用压敏电阻设计了判断电梯运动状态的装置，其装置示意图如图所示，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体m，电梯静止时电流表示数为I0，电梯在不同的运动过程中，电流表的示数分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列判断中正确的是() A甲图表示电梯一定处于静止状态B乙图表示电梯可能做匀加速上升运动C丙图表示电梯可能做匀加速上升运动D丁图表示电梯可能做变减速下降运动审题指导解答本题时应注意以下两点：(1)电流表示数与物体对压敏电阻的压力大小的关系。(2)根据It图像只能分析电梯加速度的大小和方向，无法确定电梯速度

33、的方向。规范解答根据欧姆定律可知电流表示数为I，而R的阻值又取决于其与受压面的压力，即取决于运动状态。若为甲图，电流恒定且等于电梯静止时电流表示数I0，故可判断此时电梯处于平衡状态，即有可能静止，也有可能做匀速直线运动，故A错；若电梯做匀加速上升运动，物体所处支持力恒定，压敏电阻阻值恒定，故电流恒定，且大于I0，故C对；根据牛顿第二定律可知物体加速度a，若a恒定，则N恒定，R恒定，电流恒定，若a变化N变化R变化电流I变化，故D正确。答案CD及时演练：1压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图 (a)所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝

34、缘小车上，中间放置一个绝缘重球。小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图 (b)所示，下列判断正确的是()A从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动B从t1到t2时间内，小车做匀减速直线运动C从t2到t3时间内，小车一定做匀速直线运动D从t2到t3时间内，小车可能做匀加速直线运动解析：在t1t2时间内，I变小，阻值变大，压力变小，小车做加速度越来越小的变加速运动，A、B均错。在t2t3时间内，电流恒定且最小，压力大小不变，说明小车做匀速直线运动或匀变速直线运动，C错，D对。答案：D考点二 简单的光控电路设计考点解读：(1)白天光线较强时，励磁线圈中的电流较大，为使L不发光，I必须大于50 mA，

35、但不能超过100 mA。(2)计算保护电阻R2的阻值范围时，应按R10，根据励磁电阻的变化范围来计算。典例共究：例2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，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。当图中励磁线圈中电流大于50 mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧

36、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。(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 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的阻值范围是_。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。审题指导

37、解答此题时应注意以下两点：(1)励磁线圈的电流大小与电磁开关工作情形的关系。(2)保护电阻R2的阻值范围与励磁线圈中电流大小的关系。规范解答 (1)电路原理如图所示。(2)由题意知，最大电流Im100 mA，则UmImR100103200 V20 V又EI(R2R)因50 mAI100 mA代入数据解得160 R2520 把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当磁铁吸合铁片时，3、4之间接通；不吸合时，3、4之间断开答案(1)见解析(2)20160520见解析及时演练：2如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板。平时光

38、电三极管接收不到LED发出的光，呈现高电阻状态，发生火灾时，下列说法正确的是() A进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报B发生火灾时，光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报C发生火灾时，进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报D以上说法均不正确解析：平时光电三极管接收不到LED发出的光呈高阻值状态。发生火灾时，由于烟雾对光的散射作用，部分光线照射到光电三极管上，光电三极管导通，就会发出警报，C正确。答案：C考点三 温控电路设计与应用考点解读：(1)分析工作原理时，要理解两个电路的连接情况，即明确控制电路和

39、工作电路。(2)明确温度传感器的原理，因温度变化，阻值变化，所以要注意结合闭合电路欧姆定律进行处理。典例共究例3如图所示，图甲为热敏电阻的Rt图像，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器的电阻为100 。当线圈的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势E9.0 V，内阻可以不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。则 (1)应该把恒温箱内的加热器接在_(填“A、B端”或“C、D端”)。(2)如果要使恒温箱内的温度保持50，可变电阻R的阻值应调节为_。审题指导解答此题应注意以下两点：(1)继电器的工作原理。(2)恒温箱内的温度与电流

40、的关系。规范解答(1)恒温箱内的加热器应接在A、B端。当线圈中的电流较小时，继电器的衔铁在上方，恒温箱的加热器处于工作状态，恒温箱内温度升高。(2)随着恒温箱内温度升高，热敏电阻R的阻值变小，则线圈中的电流变大，当线圈中的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸到下方来，则恒温箱加热器与电源断开，加热器停止工作，恒温箱内温度降低。随着恒温箱内温度降低，热敏电阻R的阻值变大，则线圈中的电流变小，当线圈的电流小于20 mA时，继电器的衔铁又被释放到上方，则恒温箱加热器又开始工作，这样就可以使恒温箱内保持在某一温度。要使恒温箱内的温度保持50，即50时线圈内的电流为20 mA。由闭合电路欧姆定律

41、I，r为继电器的电阻。由图甲可知，50时热敏电阻的阻值为90 ，所以RRr260 。答案(1)A、B端(2)260及时演练：3温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的。如图甲所示，电源的电动势E9 V，内阻不计；G为灵敏电流表，内阻Rg保持不变；R为热敏电阻，其电阻阻值与温度的变化关系如图乙所示。闭合开关S，当R的温度等于20时，电流表示数I12 mA。求：当电流表的示数I23.6 mA时热敏电阻的温度。解析：在20时，由乙图知此时电阻R14 k，则有E(RgR1)I1，代入数据解得Rg500 ，设当I23.6 mA时，热敏电阻的阻值为R

42、2，则有E(RgR2)I2代入数据解得R22 000 ，从乙图中查知t120。答案：120三、导学方略落实基础重难巧落实考点知能对点练一、选择题(本题共8小题，每小题5分，共40分。每小题至少有一个选项正确，选不全得3分，错选不得分)1“嫦娥一号”卫星上装有8种24件探测仪器，其中可能有()A味觉传感器 B气体传感器C听觉传感器 D视觉传感器解析：“嫦娥一号”月球卫星是为探测月球而发射的在轨卫星，而月球上无气体，所以不需要气体传感器和听觉传感器，当然也用不到味觉传感器，真正需要的是为月球“画像”的视觉传感器立体相机。答案：D2下列说法正确的是()A电熨斗能自动控制温度主要利用了双金属片，两片金

43、属的膨胀系数相同B常温下，上下触点是接触的；温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分离C需要较高温度熨烫时，要调节温度旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移D电熨斗中的双金属片是一种半导体材料解析：常温下，上下触点是接触的；温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分离；需要较高温度熨烫时，要调节温度旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移。答案：BC3有一种在光照或温度升高时排气扇都能启动的自动控制装置，下列说法正确的是()A两个传感器都是光电传感器B两个传感器分别是光电传感器和温度传感器C两个传感器可能分别是温度传感器、电容式传感器D只有光照和温度都适合时排气扇才能工作解析：题中提到有光照或温度

44、升高时排气扇都能自动控制，由此可见两个传感器一个是光电传感器，一个是温度传感器，而且排气扇自动工作只需满足光照或温度一个条件即可，A、C、D错，B对。答案：B4用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转换为电信号的过程，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电饭煲中控制加热和保温的温控器解析：红外报警器是当有人或物通过时，将红外线遮住从而使得光信号被遮住，光电效应装置无电流通过，红外报警器则通过另外的装置联系一定的动作，是将光信号转换为电信号的过程，则A选项正确；而B选项是将声音信号转换为电信号的过程，C选项是利用压力来传递信

45、息的过程，D选项则通过温度来控制的过程。答案：A5如图所示是自动调温式电熨斗，下列说法正确的是()A常温时上下触点是接触的B双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲C原来温度控制在80断开电源，现要求60断开电源，应使调温旋钮下调一些D由熨烫丝绸衣物状态转变为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些解析：常温工作时，上下触点是接通的，当温度升高时，上层金属片形变大，向下弯曲，切断电源。切断温度要升高，则应使调温旋钮下移一些，A、B、D对，C错。答案：ABD6如图为电源、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

46、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半导体热敏电阻、小电铃、绿灯泡C绿灯泡、小电铃、半导体热敏电阻D半导体热敏电阻、绿灯泡、小电铃解析：正常情况下衔铁与上接线柱接触，绿灯亮，故丙为绿灯；有险情即温度过高时电铃报警，说明衔铁被拉下与下接线柱接触小电铃响，乙是小电铃，甲是半导体热敏电阻。答案：B7如图所示是电饭锅的结构图，如果感温磁体的“居里温度”为103，下列说法中正确的是()A常温下感温磁体具有较强的磁性B当温度超过103时，感温磁体的磁性较强C饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会超过103，这时开关按钮会自动跳起D常压下只要锅内有水，锅内的

47、温度就不可能达到103，开关按钮就不会自动跳起解析：常温下感温磁体的磁性较强，当按下开关按钮，永磁体与感温磁体相互吸引而接通电路，而感温磁体的居里温度是103，常压下只要锅内有水，锅内温度就不可能达到103，开关就不会自动断开，饭熟后，水分被吸收，锅底温度就会达到103 ，感温磁体磁性消失，在弹簧的作用下开关自动跳起。综上所述A、C、D三项正确。答案：ACD8某中学的学生食堂新安装了磁卡就餐系统，使用不到一周，便出现了电源总开关总是无法接通的问题。经检查，电源总开关中漏电保护器切断了电源。漏电保护器电路如图所示，变压器A处用火线与零线双股平行绕制成线圈，然后接到磁卡机上，B处有一个输出线圈，一

48、旦线圈B中有电流经放大器放大后便推动保护器切断电源。造成漏电保护器切断电源的原因为磁卡机用电端()A零线与火线之间漏电B火线与地之间漏电或零线直接接地C只有火线与地之间漏电才会产生D刷卡机装得过多，造成电流过大解析：由题意知，火线和零线均绕在铁芯上，故只有火线与零线中电流大小不等时，才会引起漏电保护器切断电源，故可能是火线与地之间出现漏电，也可能是零线与地之间出现漏电。答案：B二、非选择题(本题共2小题，每小题10分，共20分，解答过程应写出必要的文字说明、方程式或演算步骤)9图甲为某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R120 k，R210 k，R340 k，Rt为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图

49、线如图乙所示。当a、b端电压Uab0时，电压鉴别器使S断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在多少？解析：设电路路端电压为U，当Uab0时，有R1R3解得Rt20 k。由图乙可知，当Rt20 k时，t35。答案：3510现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干。如图所示，试设计一个温控电路，要求温度低于某一温度时，电炉丝自动通电供热，高于另一某温度时，又可以自动断电，画出电路图并说明工作过程。解析：电路图如图所示，闭合开关S1，当温度低于设计值时热敏电阻阻值较大，通过电磁继电器的电流不能使它工作，S2接通电炉丝加热。当温度达到设计值时，热敏电阻减小到某值，通过电磁继电器的

50、电流达到工作电流，S2断开，电炉丝断电，停止加热。当温度低于设计值，又重复前述过程。答案：见解析章末小结专题一传感器工作原理及常见敏感元件1三类传感器的异同及常见传感器的应用(1)三类传感器的异同：相同点：都能将感受到的非电学量信息转化成电学量，都是利用敏感元件的某种敏感效应制成的。不同点：三类传感器的工作原理不同，所利用的敏感元件的敏感效应不同。生物传感器与物理传感器和化学传感器的最大区别在于生物传感器的感受器中含有生命物质。(2)一些常见的传感器。传感器输入量输出量工作原理光电二极管光电流光电效应湿敏电阻湿度电阻感湿材料受湿电阻变化话筒声音电流电磁感应热电偶温度电压热电效应酒精气体传感器酒

51、精气体浓度电阻化学反应后引起电阻变化2热敏电阻器的分类及其应用(1)分类：热敏电阻器可按电阻温度特性、材料、结构、工作方式、工作温度和用途进行分类。分类方式类别电阻温度特性正温度系数、负温度系数材料金属、半导体(单晶、多晶、陶瓷)结构珠状、片状、杆状、膜状工作方式直热式、旁热式工作温度常温、高温、低温用途测温、控温、辐射能(功率)测量、稳压(限幅)等(2)热敏电阻器的用途：利用电阻温度特性来测量温度、控制温度和元件、器件、电路的温度补偿；利用非线性特性完成稳压、限幅、开关、过流保护作用；利用不同媒质中热耗散特性的差异测量流量、流速、液面、热导、真空度等；利用热惯性作为时间延迟器。(3)解决含有

52、热敏电阻的直流电路动态分析问题：应明确热敏电阻的电阻特性；根据闭合电路欧姆定律及串、并联电路的性质来分析电路中某一电阻变化而引起的整个电路中各部分电学量的变化情况，即：R局R总I总U端专题二自控电路的设计自控电路的设计考查内容全面，将传感器与力、电磁综合问题相结合，体现一定的设计、创新能力，成为高考命题的热点，自控电路的设计应注意以下几点：(1)要明确设计意图，弄清控制条件和相应的自动控制原理。(2)要明确应选用哪种传感器，该传感器怎样感知控制条件及怎样转化为电学量输出。(3)选用什么样的执行机构，该执行机构怎样执行自动控制。(4)采用什么样的电路来实现自动控制。总之要明确传感器应用的一般流程

53、：传感器转换、放大、传输执行机构章末测试(满分：100分时间：60分钟)一、选择题(本题共9小题，每小题7分，共63分，在每小题给出的四个选项中至少有一项是正确的，选不全得4分，错选不得分)1在街旁的路灯，江海里的航标都要求在夜晚亮，白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、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三种特性都利用答案：B2唱卡拉OK用的话筒，内有传感器，其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号。下列说法正确的是()A该传感器是根据电流的磁效应工作的B该传感器是根据电磁感应原理工作的C膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量改变D膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势解析：线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，穿过金属线圈的磁通量发生变化，从而在线圈中产生与声音信号变化规律相对应的感应电流，故选项B、C正确。