2022届安徽人教版学海导航新课标高中总复习（第1轮）物理 优秀

3传感器的原理及应用第十章交变电流传感器1.传感器的工作原理如图10-3-5所示，图(甲)为热敏电阻的R-t图象，图10-3-5(乙)为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱电路，继电器线圈的电阻为150Ω.当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合.为继电器线圈供电的电池电动势E=6V，内阻可以不计.图中“电源”是恒温箱加热器的电源.(1)应该把恒温箱内的加热器接在A、B端还是C、D端？(2)如果要使恒温箱内的温度保持100℃，可变电阻R′的阻值应调节为多少？图10-3-5

由(甲)图线知，热敏电阻R的阻值随温度升高而减小，因而电磁继电器电路中的电流增大，当电流增大到20mA时，衔铁被吸下，触点与A分离而与C接触，此时应该断开加热电路，所以加热器应接在A、B之间.(1)应将加热器接在A、B端.(2)由图(甲)查出热敏电阻在100℃时，电阻阻值为50Ω，依据欧姆定律，推得

点评：注重原理和工作过程的分析是解题的关键．

如图10-3-6所示为一种测定风作用力的仪器原理图，图中P为金属球，悬挂在一细长裸金属丝下面，O是悬挂点，R0是保护电阻，CD是水平放置的光滑电阻丝，与悬挂小球的细金属丝始终保持良好接触，无风时图10-3-7细金属丝与电阻丝在C点接触，此时电路中的电流为I，图10-3-6有风时细金属丝将偏转一角度θ(θ与风力大小有关)，细金属丝与电阻丝在B点接触，已知风力方向水平向左，OC=h，CD=L，球的质量为M，电阻丝单位长度的电阻为k，电源内电阻和细金属丝电阻均不计，金属丝偏转θ角时，电流表的示数为I′，此时风力大小为F，试写出：(1)风力大小F与θ的关系式；(2)风力大小F与电流表示数I′的关系式.(3)此装置所测定的最大风力是多少？

(1)F=Mgtanθ(2)设电源电动势为E，BC长为x所以E=I(R0+kL)，又tanθ=x/h(3)2.传感器的应用如图10­3­7所示为唱卡拉OK用的话筒，内有一动圈式传感器．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(

)

图10-3-7A．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不变

D．膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势

解析：如图所示动圈式话筒是利用电磁感应现象制成的．当声波使金属膜片振动时，连接在膜片上的线圈(叫音圈)随着一起振动．音圈在永磁铁的磁场中振动，其中就产生感应电流，感应电流的大小和方向都变化，振幅和频率的变化由声波决定，这就将声音信号转换成电信号．答案：B点评：传感器及其应用：

传感器种类工作原理可被测定的非电学量电容传感器电容量变化力、加速度、液面等霍尔传感器霍尔效应磁场等压电传感器压电效应压力、加速度、距离等热电传感器热电效应明火、热分布等光电传感器光电效应烟雾、辐射、计数等

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10-3-8所示，在AB间分别接入电容器、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a、b、c所示，则下列判断中正确的是()图10-3-8A.AB间接入定值电阻显示图像aB.AB间接入电容器显示图像bC.AB间接入电感线圈显示图像cD.AB间接入电感线圈显示图像b答案：D

易错题：2010年7月19日，乌鲁木齐市新市区河北东路仁居三巷西侧187号一自建房发生一起特大火灾事故．如图10­3­9所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R3为用半导体热敏材料制成的传感器，值班室的显示器为电路中的电流表，a、b之间接报警器．当传感器R3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(

)A．I变大，U变大

B．I变大，U变小

C．I变小，U变小

D．I变小，U变大图10­3­9

错解：A

错解分析：误认为当出现火情时温度升高，R3电阻增大，对于半导体热敏电阻，温度升高，其电阻减小．

正解：当出现火情、温度升高，R3电阻减小