8.3 跨学科实践：传感技术 课件-2025-2026学年物理教科版九年级上册

第8章　电磁相互作用 3　跨学科实践:传感技术  　声音与电流的转换 1.(2023河北乐亭期末)甲、乙分别是动圈式话筒与动圈式扬 声器的内部构造原理图,其中 ( )     D     A.话筒将电信号转化为声信号 B.话筒是利用电流的磁效应原理工作的 C.扬声器是利用电磁感应原理工作的 D.扬声器是利用磁场对电流的作用工作的 解析　话筒将声信号转化为电信号,故A错误;话筒是利用电 磁感应原理来工作的,将机械能转化为电能,故B错误;扬声器 是利用通电导体在磁场中受到力的作用来工作的,故C错误,D 正确。故选D。 2.如图所示是一种动圈式耳机的内部结构示意图。当音圈 中有大小和方向反复变化的电流通过时,音圈带动音膜 __________(选填“向左”“向右”或“左右往复”)运动。 音圈之所以运动,是由于磁场对_________有力的作用,此现象 中能量转化情况是___________________。 　电能转化为机械能     　通电导体     左右往复     解析　由题知,音圈带动音膜左右往复运动。音圈之所以运 动,是由于磁场对通电导体有力的作用,此现象中将电能转化 为机械能。  　传感技术 3.【跨学科·社会发展】二氧化锡传感器能用于汽车尾气中一 氧化碳浓度的检测,它的原理是其电阻随一氧化碳浓度的增 大而减小。若将二氧化锡传感器接入如图所示的电路中,当 二氧化锡传感器所处空间的一氧化碳浓度增大时,电压表示 数将_______(选填“变大”“变小”或“不变”),电流表示 数将_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。 　变大     　变大     解析　由图可知,传感器与电阻是串联的,电压表测定值电阻 两端的电压。当二氧化锡传感器所处空间的一氧化碳浓度增 大时,传感器的电阻变小,则串联电路总电阻变小,电流变大,电 流表示数变大,定值电阻两端的电压变大,电压表示数变大。 4.【跨学科·日常生活】如图是模拟超市里电动扶梯的电路, 使用扶梯前要先闭合开关,R0是一个红外传感器,当人靠近到 一定距离时,人体辐射的红外线被红外传感器R0接收,红外传 感器R0阻值减小。则当人远离传感器时,电动机转速_______ (选填“变快”“变慢”或“不变”)。 　变慢 解析　由题意可知,当人远离传感器时,R0阻值增大,电源电压 不变,控制电路中的电流变小,电磁铁的磁性减弱,弹簧拉起衔 铁,动触点和静触点断开,R1和电动机串联在工作电路中,电动 机两端电压变小,电动机转动速度变慢。 5.【跨学科·工程实践】图1是某款自行车前轮的结构示意图, 行驶中磁体靠近传感器时,磁体的磁场会使传感器中的带电 粒子在力的作用下发生偏转,产生一种信号,信号传入速度计 就能测出自行车行驶的速度和里程。带电粒子发生偏转与图 2中_______(选填字母)所示的实验原理相似;丹麦物理学家 _________首先发现了b所示的实验现象。 奥斯特         c     图2 解析　磁场使带电粒子发生偏转相当于通电导体在磁场中受 力运动。a图演示的是闭合电路的一部分导体在磁场中做切 割磁感线运动会产生感应电流,是电磁感应现象;b图演示的是 奥斯特首先发现的电流的磁效应;c图演示的是通电导体在磁 场中受力运动;故带电粒子发生偏转与图2中c所示的实验原 理相似。   6.【跨学科·工程实践】(2023陕西西安模拟,★★☆)如图甲是 一种金属导体和一种半导体的R-T特性图线,根据这一特性,它 们不仅可以用来测量温度,还能作为热传感器运用到自动控 制电路中。如图乙,是一款利用热传感器设计的高温报警器 的电路,启动报警器,当环境温度过高时,电铃会被接通发出报 警声,报警声可以通过断开开关S关闭,或待环境温度降低到正 常温度后自动关闭,则电铃应接在电路中的_______(选填“a” “b”或“c”)位置,热传感器应接在电路中的_____(选填“a”“b”或“c”)位置,热传感器应使用图甲中的__________ 　半导体     c         b     (选填“金属导体”或“半导体”)。        解析　由题意得,电铃在电路中的a或b上,若电铃接在a处,开 关S断开时,电铃仍被接通,不符合题意,若电铃接在b处,当环境 温度升高到一定程度时,电磁继电器的衔铁被吸引,动触点和 下面的静触点接触,电铃会被接通发出报警声,断开开关,控制 电路中没有电流,电磁铁失去磁性,弹簧将衔铁拉起,接在b处 的电铃不再工作,可关闭铃声,故电铃应接在电路中的b位置; 当温度降低到正常温度时,控制电路中的电流变小,电磁铁磁 性变小,弹簧将衔铁拉起,接在b处的电铃不再工作,可关闭铃 声;由上述分析可知,温度可影响控制电路中的电流大小,所以 热传感器应接在电路中的c位置;热传感器的电阻随温度的降 低而增大,所以热传感器应使用图甲中的半导体。   7.【跨学科·工程实践】阅读短文,回答文后的问题。 某地运河大桥上的路灯,采用风力发电给蓄电池充电,然后为 路灯提供电能,既节能又环保。该路灯系统还利用了光敏电 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、黑夜打开。该路灯系统采用的光敏电阻的阻值随照射光 的强弱而变化,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(如黑夜)时电阻接近于无穷大。 电磁开关的内部结构如图中虚线框内所示。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。(励磁就是激发产生的意 思。线圈中通过变化的电流,沿线圈中心就有磁力线通过,电 流变化率越大,磁力线也越多,直到饱和,断开电流,磁力线消 失,这就叫励磁线圈) (1)风力发电机的工作原理是____________。 (2)图中已将蓄电池、光敏电阻R1、保护电阻R2与电磁开关连 接,请将路灯L连入电路,要求能按题中要求实现路灯的自动 控制。 　电磁感应     如图所示        (3)已知蓄电池的电压为36 V,如果励磁线圈的电阻为200 Ω, 保护电阻R2的阻值范围为_______________Ω。     160~520     解析    (1)风力发电机的工作原理是电磁感应。 (2)照射光较强(如白天)时,光敏电阻R的阻值几乎为0,电路中 的电流较大,电磁铁磁性较强,吸合铁片,弹簧片和触点分离, 3、4断开,灯泡不亮;照射光较弱(如黑夜)时电阻接近于无穷 大,电路中的电流较小,电磁铁的磁性较弱,几乎无磁场,在弹力 的作用下,弹簧片和触点连接,3、4接通,灯泡发光;故灯泡的连 接方式如图所示。 (3)由题意可知,照射光较强时,励磁线圈中的电流范围为50 mA~100 mA,保护电阻R2的最大值为Rmax= -R= -200 Ω =520 Ω, 最小值为Rmin= -R= -200 Ω=160 Ω, 故保护电阻R2的阻值范围为160~520 Ω。 $$