第5章 第3节 传感器的应用举例（课件PPT）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（教科版）

该高中物理课件聚焦传感器的应用，涵盖温度传感器（电熨斗、电饭锅）、光传感器（火灾报警器）及电容式传感器等核心知识点，通过“情境创设·想一想”“任务驱动”等环节，结合自动感应门、自动大灯等生活实例，搭建从原理到应用的学习支架，帮助学生建立知识脉络。 其亮点在于以“四层学习内容”体系落实核心素养，通过科学思维（如电容式传感器模型建构、身高体重测量仪推理）和物理观念（传感器工作原理），结合跨教材素材与典例训练，强化应用能力。学生能提升分析解决问题能力，教师可系统推进教学，高效落实核心素养目标。

传感器的应用举例 第 3 节 核心素养导学 物理观念 (1)进一步了解温度传感器和光传感器的工作原理。 (2)知道传感器在生产、生活中的应用。 科学思维 (1)理解温度传感器在电熨斗、电饭锅中的工作流程。 (2)理解光传感器在火灾报警器中的工作流程。 科学态度 与责任 (1)体会传感技术的应用给人类社会带来的挑战。 (2)认识传感技术的应用与人类社会发展的关系。 [四层]学习内容1 落实必备知识 [四层]学习内容2 强化关键能力 01 02 CONTENTS 目录 [四层]学习内容3 ·4 浸润学科素养和核心价值 课时跟踪检测 03 04 [四层]学习内容1 落实必备知识 一、温度传感器的应用——电熨斗 1.电熨斗的结构 2.工作原理 (1)通电后，_________发热并将热量传给电熨斗底部的金属底板，熨烫衣物。 (2)当底板温度达到设定温度时，与底板固定在一起的双金属片受热向下弯曲，两触点______，电路断开；当底板温度降下来，双金属片的形变______，电路接通继续加热，如此往复，使底板温度保持在一定的范围内。 (3)旋转调温旋钮的升降螺丝，可根据需要设定不同的温度。 电热丝 分离 恢复 二、温度传感器的应用——电饭锅 1.传统电饭锅的结构 2.工作原理：按下手动开关，触点连接，电热板加热，此时永磁铁与感温铁氧体吸附在一起，当锅内缺水或锅底开始糊锅，温度升高到_____℃时，感温铁氧体__________，永磁铁下移，两触点分离，锅底温度不再升高。 103 失去磁性 三、光传感器的应用——火灾报警器 1.遮光型光电式烟雾报警器 (1)结构(如下图) (2)工作原理：正常情况下，发光元件发出的光通过透镜聚焦成平行光照射到受光元件上，将其转换成电信号，使整个电路维持在正常状态，不发出警报。发生火灾时烟雾进入检测室，光被烟雾粒子反射或散射，照射到受光元件上的光照强度______，由此发出报警信号。 减弱 2.散射型光电式烟雾报警器 (1)结构(如下图) (2)工作原理：正常情况下，发光元件发出的光通过透镜聚焦成平行光，不能照射到受光元件上，电路维持正常状态。当发生火灾时，光经烟雾反射或散射照射到受光元件上，由此发出报警信号。 四、各种传感器的应用——汽车 1.目前，一辆普通轿车上安装几十到近百个传感器，而配置较高的车型上的传感器数量可多达几百个。 2.传感器感受到汽车行驶过程中的各种工况信息，并将这些信息按一定规律转换成________或其他所需形式的信号，进而对汽车各种信息进行实时、有效地监控，从而使汽车工作在______状态。 电信号 最佳 1.如左栏图所示的电熨斗的结构图，判断以下说法是否正确。 (1)常温状态下，上下两触点是分离的。 ( ) × (2)温度超过设计温度时，双金属片发生弯曲使上下两触点分离。 ( ) (3)若需要较高温度熨烫，应将调节旋钮向上移动一些。 ( ) (4)双金属片弯曲程度发生变化，可以完成加热电路的通断状态的转换。 ( )   √ × √ 2.如左栏图所示的电饭锅的结构图，判断以下 说法是否正确。 (1)常温下感温铁氧体具有较强的磁性。 ( ) (2)当温度超过103 ℃时，感温铁氧体具有较强的 磁性。 ( ) (3)饭熟后，开关按钮会自动跳起，断开电源。( ) (4)常压下只要锅内有水，锅内的温度就不可能达到103 ℃，开关按钮不会自动跳起。 ( ) √ × × √ 3.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。 平时光电三极管接收不到LED发出的光，呈现 高阻状态。发生火灾时，火灾报警器是如何实现报警的? 提示：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，光电三极管电阻变小，检测电路检测出变化发出警报。 4.家用汽车已经配备自动大灯，可以自动控制 灯光的开启和关闭，比如你白天突然进入隧道或者 清晨傍晚光线不好时，大灯自动打开照亮前路，使 行车更安全。请问是如何实现的? 提示：用光控开关控制大灯开启，光敏元件收集到光照强度较弱时，开关打开，大灯亮起。 [四层]学习内容2 强化关键能力 如图所示是中大型超市卖场在入口处安装的自动感应单向门，人走到跟前就会自动打开，过去之后自动关闭，这种感应门的工作原理是什么呢? 新知学习(一)|传感器应用问题分析 任务驱动 提示：当单向门上的(雷达或者红外线)传感器检测到有人到达入口时，发出开门信号，门自动打开。 1.光敏元件 (1)特点：光敏电阻在被光照射时电阻发生变化。光照增强时，电阻减小；光照减弱时，电阻增大。 (2)原因：制作光敏电阻的硫化镉是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能较差；随着光照的增强，载流子增多，导电性能增强。 (3)作用：光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。 重点释解 2.热敏元件 (1)热敏元件种类：①正温度系数热敏电阻；②负温度系数热敏电阻。 (2)特点： ①正温度系数热敏电阻：温度升高，电阻增加。 ②负温度系数热敏电阻：温度升高，电阻减小。 (3)原理： ①正温度系数：温度升高，载流子减少，电阻增加。 ②负温度系数：温度升高，载流子增多，电阻减小。 (4)应用：电子温度计(正温度系数)；冰箱(负温度系数)。 3.磁敏元件 (1)磁敏元件名称：霍尔元件。 (2)特点：在电流不变的情况下，霍尔电压与磁感应强度成正比。 (3)原理：载流子在洛伦兹力的作用下，在与电流和磁场垂直方向聚集，形成霍尔电压。 (4)应用：无刷电机，接近开关。 [典例]　如图所示为一种常见的身高体重测量仪。测量仪 顶部向下发射波速为v的超声波，超声波经反射后返回，被测 量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔。质量为M0的 测重台置于压力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的 压力成正比。当测重台没有站人时，测量仪记录的时间间隔 为t0，输出电压为U0，某同学站上测重台，测量仪记录的时间 间隔为t，输出电压为U，则该同学身高和质量分别为 (　 ) 典例体验 A.v(t0-t)，U B.v(t0-t)，U C.v(t0-t)，(U-U0) D.v(t0-t)，(U-U0) √ [解析]　设该同学的身高为x，质量为m。 当测重台没有站人时：= ① 当该同学站在测重台上时：= ② 由①②两式得该同学的身高x=v(t0-t) 当测重台上没站人时：M0g=Ku0 ③ 当该同学站在测重台上时：(M0+m)g=kU ④ 由③④两式得该同学的质量m=(U-U0) 可知选项D正确。 1.传感器广泛应用在我们的生产生活 中，常用的计算机键盘就是一种传感 器。如图所示，键盘上每一个键的下面都连有一小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一小的固定金属片，这两个金属片组成一个小电容器，当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能够检测出哪个键被按下，从而给出相应的信号。这种计算机键盘使用的是 (　 ) A.温度传感器 B.压力传感器 C.磁传感器 D.光传感器 √ 针对训练 解析：小金属片被按下时，作用的压力不一样，小金属片下移的距离不同，两个极板之间的距离不同，电容就不同，即将压力这个力学量转换为电容这个电学量，所以计算机键盘使用的是压力传感器，B正确，A、C、D错误。 2.(多选)如图甲所示是电饭锅的电路图，S1是一个限温开关，其内部结构如图乙所示，按下此开关按钮，两触点闭合，当温度达到居里点(103 ℃)时此开关会自动断开。S2是一个自动温控开关，当温度低于70 ℃时会自动闭合，温度高于80 ℃时会自动断开，R1是限流电阻，R2是加热电阻。下列说法正确的是 (　 ) A.当感温磁体的温度达到居里点(103 ℃)时，由于感温磁体失去了磁性，不能被永磁体吸引，在弹簧的作用下，两触点断开 B.开始煮饭时不按下限温开关S1，一样可以把饭煮熟 C.电饭锅的饭煮熟后可以长时间保持米饭的温度在70 ℃到80 ℃之间 D.用电饭锅烧水，当水沸腾后限温开关S1也会自动断开 √ √ 解析：当感温磁体的温度达到居里点(103 ℃)时，由于感温磁体失去了磁性，不能被永磁体吸引，从而在弹簧的作用下，使得两触点断开，A正确。如果开始煮饭时不按下限温开关S1，由于S2的作用，当锅内温度低于70 ℃时S2会自动闭合，从而对锅加热，但当温度高于80 ℃时S2会自动断开，使电饭锅处于保温状态，因此锅内的温度会控制在70 ℃到80 ℃之间，而无法将饭煮熟，所以B错误，C正确。用电饭锅烧水，水沸腾后水的温度会保持100 ℃不变，锅底温度不能达到居里点(103 ℃)，因此限温开关S1不会自动断开，D错误。   1.如图甲所示是用来测定角度θ的电容传感器。当动片与定片之间的角度θ发生变化时，引起极板正对面积S的变化，使电容C 发生变化。知道电容C的变化，就可以知道角度θ的变化情况。 新知学习(二)|电容式传感器分析 重点释解 2.如图乙所示是测定液面高度h的电容传感器。 在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放入导电液体 中。导线芯和导电液体构成电容器的两个极，导线 芯外面的绝缘物质就是电介质。液面高度h发生变化 时，引起正对面积S发生变化，使电容C发生变化。 知道电容C的变化，就可以知道液面高度h的变化情况。 3.如图丙所示是测定压力F的电容传感器。待测压力F作用于可动膜片电极上的时候，膜片发生形变，使极板间距离d发生变化，引起电容C的变化。知道电容C的变化，就可以知道压力F的变化情况。 4.如图丁所示是测定位移s的电容传感器。随着电介质进入极板间的长度发生变化，电容C发生变化。知道电容C的变化，就可以知道位移s的变化情况。 [典例]　如图所示为某电容传声器结构示意图，膜片和极板组成一个电容器，当人对着传声器讲话时，膜片会振动。若某次膜片振动时，膜片与极板间的距离减小，则在此过程中 (　 ) A.膜片与极板所组成的电容器的电容变小 B.极板的带电荷量增大 C.膜片与极板间的电场强度变小 D.电阻R中无电流通过 典例体验 √ [解析]　某次膜片振动时，膜片与极板间的距离减小，它们组成的电容器的电容增大，A错误；由C=知，U不变的情况下，电容增大，则电容器极板所带电荷量Q增大，B正确；由E=知，U不变，d减小，则场强E增大，C错误；极板的带电荷量增大，电容器充电，电阻R中有电流通过，D错误。 针对训练 √ 1.如图所示为一测液面高低的传感器示意图，A为固定 的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电 液体，把传感器接到图示的电路中，已知灵敏电流计 指针偏转方向与电流方向相同，如果发现指针正向右 偏转，则导电液体的深度h变化为 (　 ) A.h正在增大 B.h正在减小 C.h不变 D.无法确定 解析：由电源极性及电流方向可知，A、B、C构成的电容器上的电荷量正在减小，由Q=CU可知C减小，则正对面积减小，即h在减小，故B正确。 2.(多选)如图所示是“电容式加速度传感器”原理图，电容器的一个金属极板固定在绝缘底座上，另一块极板用弹性金属片制成，当这种加速度传感器用在上下移动的升降机中时，通过测量电容C的变化就能感知升降机加速度的变化情况。设升降机加速度为零时电容器的电容为C0，下列说法正确的是 (　 ) A.当升降机加速上升时，C>C0 B.当升降机减速上升时，C>C0 C.当升降机减速下降时，C<C0 D.当升降机加速下降时，C<C0 √ √ 解析：加速度向上时，弹性金属片向下弯曲，加速度向下时，弹性金属片向上弯曲；根据C=知，弹性金属片向下弯曲，d减小，电容变大；弹性金属片向上弯曲，d增大，电容变小。当升降机加速上升或减速下降时，加速度方向向上，电容变大，即C>C0，A正确，C错误；当升降机减速上升或加速下降时，加速度方向向下，电容变小，即C<C0，B错误，D正确。 [四层] 学习内容3·4浸润 学科素养和核心价值 1.(选自沪科版教材课后练习)(多选)如图是一种测定压力的电容式传感器。当待测压力F作用于可动膜片电极上时，可使膜片产生形变，引起电容的变化。如果将这个电容式传感器、电流计和电源串接成闭合电路，那么 (　 ) A.当F向上压膜片电极时，电容将变小 B.当F向上压膜片电极时，电容将变大 C.若电流计示数有变化，则表明压力F发生变化 D.若电流计示数有变化，则表明压力F不发生变化 ◉物理观念——对传感器工作原理的认识 一、好素材分享——看其他教材如何落实核心素养 √ √ 解析：当F向上压膜片电极时，距离d变小，则根据C=，电容变大，A错误，B正确；若电流计示数有变化，则可能是电容器充电或放电，即电容发生了变化，表明压力F发生了变化，故C正确，D错误。 2.(选自人教版教材课后练习)如图是一种电感式微小位移传感器的原理图。1是待测位移的物体，3是空心线圈，软铁芯2插在线圈3中并且可以随着物体1在线圈中左右平移。这种传感器可以把被测物体位移的大小转换为线圈自感系数的大小，请定性说明它的工作原理，并尝试设计与线圈3相连的电路。 ◉科学思维——位移传感器的原理 解析：题图中被测物体位移变化，带动软铁芯2在线圈中左右移动，线圈的电感系数将变化，这一变化通过转换电路和检测电路输出电流，就得到了被测物体位移的变化。将线圈3与交流电流表A串联后与正弦式交流电源相连，如图所示，“~”为频率一定的正弦式交流电源。线圈自感系数的变化将使它对交变电流的感抗发生变化，从而引起电路中电流的变化，再由电流表A显示出来。 1.电容式触摸屏内有一导电层，导电层四个角引出四个电极，当手指触摸屏幕时，人体和触摸屏就形成了一个电容器，电容器具有“通高频”的作用，从而导致电流分别从触摸屏四角上的电极中流出，并且流经这四个电极的电流与手指的触点到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例的精确计算，得出触摸点的位置信息。在开机状态下，下列说法正确的是 (　 ) 二、新题目精选——品立意深处所蕴含的核心价值 A.电容式触摸屏感测手指触摸点的位置是利用了手指对屏幕按压产生了形变 B.电容式触摸屏感测手指触摸点的位置是利用了电磁感应现象 C.当手指触摸屏幕时有微弱的电流流过手指 D.当手指离开屏幕时，电容变小，电容器对高频电流的阻碍变大，控制器不能检测到手指离开屏幕的准确位置 √ 解析：只要触摸电容式触摸屏，控制器通过计算流经四个电极的电流比例就能确定手指的触点的位置，不需要手指对屏幕有压力，A错误；电容式触摸屏感测手指触摸点的位置利用的是电容器的充放电原理，不是电磁感应现象，B错误；由题意可知，手指从触摸点吸走一部分电荷，在电荷定向移动的过程中，会有微弱电流通过手指，C正确；根据电容器的工作原理可知，当手指离开屏幕时，电容变小，电容器将放电，控制器仍然能检测到手指离开的准确位置，D错误。 2.电动自行车是一种应用广泛的交通工具，其速度控制是通过转动右把手实现的，这种转动把手称为 “霍尔转把”，属于传感器非 接触控制。转把内部有永久磁 铁和霍尔器件等，截面如图甲 所示。永久磁铁的左右两侧分别为N、S极，开启电源时，在霍尔器件的上下面之间加一定的电压，形成电流，如图乙。随着转把的转动，其内部的永久磁铁也跟着转动，霍尔器件能输出控制车速的霍尔电压，已知霍尔电压与车速关系如图丙所示。以下关于“霍尔转把”的叙述正确的是 (　 ) A.为提高控制的灵敏度，可改变永久磁铁的上、下端分别为N、S极 B.按图甲顺时针转动电动车的右把手(手柄转套)，车速将变慢 C.图乙中从霍尔器件的前后面输出控制车速的霍尔电压 D.若霍尔器件的上下面之间所加电压正负极性对调，将影响车速控制 √ 解析：由于在霍尔器件的上下面之间加一定的电压，形成电流，当永久磁铁的上下端分别为N、S极时，磁场与电流方向几乎平行，则霍尔元件中的载流子几乎不受洛伦兹力作用，那么霍尔器件输出的控制车速的电势差很小，故A错误； 当按题图甲顺时针转动把手，导致霍尔器件周围的磁场增强，那么霍尔器件输出控制车速的电势差增大，因此车速变快，故B错误；根据题意，结合题图乙的示意图，可知永久磁铁的磁感线从霍尔器件左、右侧面穿过，因此从霍尔器件前后面输出控制车速的电势差，故C正确；当霍尔器件的上下面之间所加电压的正负极性对调时，从霍尔器件输出的控制车速的电势差正负号相反，但由题图丙可知，不会影响车速控制，故D错误。 3.温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家电产品中，它是利用热敏电阻的阻值随温度的变化而变化的特性工作的。如图甲中，电源的电动势E=9.0 V，内电阻可忽略不计；G为灵敏电流表，内阻Rg保持不变；R为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图乙所示的R⁃t图线，闭合开关，当R的温度等于120 ℃时，电流表示数I1=3 mA，求： (1)电流表G的内阻Rg。 答案：1 000 Ω　 解析：由题图乙知热敏电阻R的温度在120 ℃时，电阻为2 kΩ，闭合电路的电流为I1=3 mA 根据闭合电路的欧姆定律得： Rg=-R=Ω=1 000 Ω。 (2)当电流表的示数I2=1.8 mA时，热敏电阻R的温度。 答案：20 ℃ 解析：当电流表的示数I2=1.8 mA时 R=-Rg=Ω=4 000 Ω 由题图乙可知当热敏电阻R阻值为4 000 Ω时，热敏电阻的温度为20 ℃。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1.(多选)呼吸机是重症及危重症患者最需要的医疗设备，为保持患者获得持续、舒适的呼吸功能，需要呼吸机中设计安装多个传感器，用于实时、持续、稳定、精确地监测和控制气流、压力和温湿度等参数指标，下列哪些传感器是呼吸机必须搭载的 (　 ) A.气体质量流量传感器 B.压力传感器 C.光传感器 D.温度传感器 √ √ √ 6 7 8 9 10 11 12 13 1 2 3 4 5 解析：呼吸机需要实时、持续、稳定、精确地监测和控制气流、压力和温湿度等参数指标，因此需要安装气体质量流量、压力、湿度、温度等传感器，故A、B、D都正确，C错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 2.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，线圈处于永磁铁的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号。下列说法中正确的是 (　 ) 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 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析：当声波使膜片前后振动时，线圈切割磁感线产生感应电流，将声音信号转化为电信号，是根据电磁感应原理工作的，A错误，B正确；膜片随着声波而周期性振动，穿过金属线圈的磁通量是周期性变化的，C错误；膜片振动时，金属线圈切割磁感线，会产生感应电动势，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 3.惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程 中，这个系统的重要元件之一是加速度计。加速度 计构造原理的示意图如图所示，沿导弹长度方向安 装的固定光滑杆上套一质量为m的滑块，滑块两侧 分别与劲度系数均为k的弹簧相连；两弹簧的另一端与固定壁相连。滑块原来静止，弹簧处于自然长度，滑块上有指针可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导。设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O点的距离为s，则这段时间内导弹的加速度 (　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 A.方向向左，大小为 B.方向向右，大小为 C.方向向左，大小为 D.方向向右，大小为 √ 解析：当指针向左偏离O点的距离为s时，与滑块相连的左边弹簧被压缩s，右边弹簧被拉伸s，因而弹簧对滑块的弹力的大小均为ks，且方向均水平向右，即滑块受到的合力大小为2ks，方向水平向右，由牛顿第二定律可知D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 4.如图所示的电路可将声音信号转换为电信号，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构成一个电容器， a、b通过导线与恒定电源两极相接。若声源S做简谐 运动，则 (　 ) A.a振动过程中，a、b板间的电场强度不变 B.a振动过程中，a、b板所带电荷量不变 C.a振动过程中，灵敏电流计中始终有方向不变的电流 D.a向右的位移最大时，a、b所构成的电容器的电容最大 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析：由于平行板电容器两极板与电池两极相连接，因此两极板间的电压U保持不变，根据场强E=，C=，可判断A项错误，D项正确；再由Q=CU，可知B项错误；由于Q变化，使电容器出现充电、放电现象，显然电流计中电流方向不断变化，C项错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 5.(多选)传感器是智能设备的基础元件。 如图为电容式位移传感器的示意图，观 测电容C的变化即可知道物体位移x的变 化，表示该传感器的灵敏度。电容器极板和电介质板长度均为L，测量范围为-≤x≤。下列说法正确的是(　 ) A.电容器的电容变大，物体向-x方向运动 B.电容器的电容变大，物体向+x方向运动 C.电介质的介电常数越大，传感器灵敏度越高 D.电容器的板间电压越大，传感器灵敏度越高 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析：根据电容决定式C=可知，电容器的电容变大，说明电容器极板间的电介质板长度增加，则物体沿-x方向运动，A正确，B错误；电介质的介电常数εr越大，电介质板移动相同的位移，电容的变化量ΔC越大，传感器灵敏度越高，C正确；电容器的板间电压变化，电容不发生变化，则传感器灵敏度不变，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 6.电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽 车的压力。感应线是一个压电薄膜传感器，压电 薄膜在受压时两端产生电压，压力越大电压越大， 压电薄膜与电容器C和电阻R组成图甲所示的回路， 红灯亮时，如果汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中产生两脉冲电流，如图乙所示，即为“闯红灯”，电子眼拍照，则红灯亮时 (　 ) A.车轮停在感应线上时，电阻R上有恒定电流 B.车轮经过感应线的过程中，电容器先充电后放电 C.车轮经过感应线的过程中，电阻R上的电流先增加后减小 D.汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，不会被电子眼拍照 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析：车轮停在感应线上时，压力不变，则电压不变，电容器不充电，也不放电，电阻R上没有电流，故A错误；由题图乙可知，当车轮经过感应线时电流先增大后减小，然后再反向增大后减小，因电压是在受压时产生的，故说明电容器先充电后放电，故B正确，C错误；若汽车前轮越过感应线，又倒回线内，则前轮两次压线，仍形成两脉冲电流，符合拍照条件，电子眼仍可拍照，故D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 7.有一热敏电阻的电阻值随温度变化的R􀆼T图像如 图所示，现将该热敏电阻接在欧姆表的两表笔上， 做成一个电子温度计，为了便于读数，需要把欧姆 表上的电阻值转换成温度值。现想使该温度计对温 度的变化反应较为灵敏，那么该温度计测量哪段范围内的温度较为适宜(设在温度范围内，欧姆表的倍率不变) (　 ) A.T1~T2段 B.T2~T3段 C.T3~T4段 D.T1~T4段 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析：热敏电阻的阻值随温度变化得越快，其所制成的温度计对温度的变化越敏感。由题图可知，温度在T2~T3段时热敏电阻的阻值随温度变化得最快。所以B正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 √ 8.(多选)小强在用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制。经检查，恒温箱的控制器没有故障。参照图，下列对故障判断错误的是 (　 ) A.只可能是热敏电阻出现故障 B.只可能是温度设定装置出现故障 C.热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障 D.可能是加热器出现故障 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析：由恒温箱原理图可知，若热敏电阻出现故障或温度设定出现故障都会向控制器传递错误信息，导致控制器发出错误指令，故C正确，A、B错误。若加热器出现故障，只有一种可能，即不能加热，而题中加热器一直加热才会使温度持续升高，故D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 9.(多选)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的带电荷量增加 B.电压表的读数增大 C.电容器C两板间的电场强度减小 D.R1消耗的功率增大 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析：当环境温度降低时，R2阻值变大，电路的总电阻变大，由I=知I变小，又U=E-Ir，电压表的读数U增大，B正确；又由U1=IR1及P1=I2R1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U2=U-U1，U2变大，由电场强度E'=，Q=CU2可知Q、E'都增大，A正确，C错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 10.(多选)在一些学校的教室里，为了保证照明 条件，采用了智能照明系统，在自然光不足时接通 电源启动日光灯，而在自然光充足时，自动关闭日 光灯，其原理图如图所示，R为一光敏电阻，L为一 带铁芯的螺线管，在螺线管上方有一用细弹簧悬着 的轻质衔铁，衔铁的一端用铰链固定使其可以自由转动，另一端用一绝缘棒连接两动触头。关于该智能照明系统的工作原理，下列描述正确的是 (　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 A.光照越强时，光敏电阻的阻值越大，衔铁被吸引下来 B.光线不足时，光敏电阻的阻值变大，所在电路电流变小，衔铁被弹簧拉上去，日光灯接通 C.上面的两接线柱应该和日光灯电路连接 D.下面的两接线柱应该和日光灯电路连接 解析：由光敏电阻的特性可知，光照强度越强，电阻越小，电流越大，衔铁被吸引下来，日光灯电路断开；光线不足时，电阻增大，电流减小，衔铁被弹簧拉上去，日光灯电路接通，因此，上面的两接线柱应该和日光灯电路连接，B、C正确。 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 11.(多选)压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。有一位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理图如图甲所示。将压敏电阻和一块挡板固定在水平绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球。小车在水平面内向右做直线运动的过程中，电流表示数如图乙所示，压敏电阻受力为零时，I=I1，下列判断正确的是 (　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 A.从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动 B.从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动 C.从t3到t4时间内，小车做匀加速直线运动 D.从t4到t5时间内，小车可能做减速直线运动 解析：由电流表示数随时间变化图线可知，从t1到t2时间内，电流表示数不变且大于I1，说明压敏电阻的阻值不变，压敏电阻所受压力不变，小车做匀加速运动，A正确； √ √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 从t2到t3时间内，电流表示数逐渐增大，说明压敏电阻的阻值随时间减小，压敏电阻所受压力逐渐增大，小车做加速度逐渐增大的加速运动，B错误；从t3到t4时间内，电流表示数不变且大于I1，说明压敏电阻的阻值不变，压敏电阻所受压力不变，小车做匀加速运动，C正确；从t4到t5时间内，电流表示数不变，为I1，根据题述可知压敏电阻的阻值不变且所受压力为零，小车可能做匀速直线运动或减速直线运动，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 12.(8分)如图所示，小铅球P系在细金属丝下， 悬挂在O点，开始时小铅球P沿竖直方向处于静止 状态。当将小铅球P放入水平流动的水中时，球向 左摆动一定的角度θ，水流速度越大，θ越大。为 了测定水流对小球作用力的大小，在水平方向固 定一根电阻丝BC，其长为L，它与金属丝接触良好，不计摩擦和金属丝的电阻，C端在O点正下方处，且OC=h。图中还有电动势为E的电源(内阻不计)和一只电压表。请你连接一个电路，使得当水速增大时，电压表示数增大，并说明理由。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析：电路图如图所示。 设CD=x，P球平衡时，由平衡条件可得tan θ== ① 根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律可得I== ② 根据电阻定律可得RL=ρ ③ Rx=ρ ④ 由①②③④式可得U=， 因为水流速度越大，θ越大，所以U越大。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 13.(12分)如图所示为某种电子秤的原理 示意图，AB为一均匀的滑动变阻器，阻值为 R，长度为L，两边分别有P1、P2两个滑动头， P1可在竖直绝缘光滑的固定杆MN上保持水平 状态而上下自由滑动。弹簧处于原长时，P1刚好指着A端，P1与托盘固定相连。若P1、P2间出现电压时，该电压经过放大，通过信号转换后在显示屏上将显示物体重力的大小。已知弹簧的劲度系数为k，托盘自身质量为m0，电源电动势为E，内阻不计，当地的重力加速度为g。求： 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 (1)托盘上未放物体时，在托盘自身重力作用下，P1与A端的距离x1；(3分) 答案： 解析：由力的平衡知识有：m0g=kx1， 解得x1=。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 (2)托盘上放有质量为m的物体时，P1与A端的距离x2；(3分) 答案：　 解析：放上物体重新平衡后有： m0g+mg=kx2， 解得x2=。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 (3)在托盘上未放物体时通常先校准零点，其方法是：调节P2，使P2离A端的距离也为x1，从而使P1、P2间的电压为零。校准零点后，将物体放在托盘上，试推导出物体质量m与P1、P2间的电压U之间的函数关系式。(6分) 答案：m= 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析：托盘的移动带动P1移动，使P1、P2间出现电势差，电势差的大小反映了托盘向下移动距离的大小，由于R为均匀滑动变阻器，则其阻值与长度成正比。 由闭合电路欧姆定律知：E=IR， 由部分电路欧姆定律知： U=IR串(R串为P1、P2间电阻)， =，其中x为P1、P2间的距离， x=x2-x1=，联立解得：m=。 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $