第九章 传感器（复习课件）物理沪科版选择性必修第二册

章末复习与巩固 第九章 传感器 物理观念 传感器及其工作原理 1.定义：将　　　　　转换为　　　　或控制电路的通断的元件 2.敏感元件： (1)热敏电阻和金属热电阻——温度传感器，将________转化为电学量 (2)光敏电阻——光传感器，将　　　　转化为电学量 (3)电阻应变片——电子秤，将 　　　 转化为电学量 3.工作流程：非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量 非电学量 电学量 热学量 光学量 力学量 科学思维 1.理解传感器的原理 2.会运用传感器和简易自动控制装置解决实际问题 科学探究 1.会利用干簧管设计简单的自动控制电路——门窗防盗报警装置 2.会利用光敏电阻设计简单的自动控制电路——光控开关 科学态度与责任 认识传感器对社会发展所起的重要作用；增强民族自豪感 知识网络构建 非电学 越小 越小 越大 【典例1】传感器被广泛应用于生产、生活中，下列关于传感器的说法正确的是 A.冰箱控温系统使用了温度传感器 B.夜间自动打开的路灯使用了温度传感器 C.电脑所用的光电鼠标主要是采用了声波传感器 D.霍尔元件把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量 √ 解析 冰箱控温系统利用温度传感器来调节冰箱内的温度，A正确；夜间自动打开的路灯使用了光传感器，B错误；电脑所用的光电鼠标主要是采用了光电传感器，C错误；霍尔元件把磁场变化转换为电压信号，D错误。 【典例2】电子眼又称电子警察，它采用感应线来感应路面上汽车的压力。感应线实质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。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。当十字路口红灯亮时，电子警察系统启动，若回路中产生两脉冲电流，电子眼拍照，认定为“闯红灯”。则当红灯亮时 A.车轮停在感应线上时，电阻R上的电流为零 B.车轮经过感应线的过程中，电容器C的电荷 　量一直增大 C.车轮经过感应线的过程中，电容器C两极板间的电场强度保持不变 √ D.汽车前轮越过感应线后，又倒回到线内，不会被电子眼拍照 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正确； 由乙图可知，当车轮经过时电流先增大后减小，然后再反向增大最后减小，因电压是在受压时产生的，说明电容器先充电后放电，故B错误； 车轮经过感应线的过程中，压电薄膜受到的压力变化，其产生的电压变化，则电容器两端电压变化，产生的电场强度发生变化，故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，仍形成两个脉冲电流，符合拍照条件，电子眼仍可拍照，故D错误。 【典例3】地磅工作原理如图所示，地磅空载时变阻器滑片P位于A点，满载时滑片P位于B点，电压表为理想电压表，弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是 A.电压表两端电压与被测汽车的质量成反比 B.电池长时间使用后，称量值会偏小 C.若称量值偏小，可在R0上串联一个电阻进行校正 D.若将一个电阻与电压表串联，可增大地磅量程 √ 解析 设变阻器AB的总电阻为R，总长度为L，根据闭合电路欧姆定律得E=I(R+R0+r)，设AP之间的距离为x，由欧姆定律得U=IRx=·x，汽车平衡时， 由平衡条件得mg=2kx，联立解得U=··，从公式可以看出：电压表两端电压U与被测汽车的质量m成正比，故A错误； 电池长时间使用后，内阻会变大，导致电流减小，AP上的电压减小，所以称量值会偏小，故B正确； 若称量值偏小，可以在R0上并联一个电阻，使回路中总电阻变小，总电流增大，AP之间的电压增大，使称量值不变，故C错误； 若将一个电阻与电压表串联，AP之间的最大电压 和地磅的满载值不受此电阻的影响，无法增大地磅量程，故D错误。 【典例4】氧化锡传感器主要用于汽车尾气中的一氧化碳浓度的检测，它的电阻阻值随一氧化碳浓度的变化而变化。在如图甲所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同阻值，这样，电压表的指针位置就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察电压表指针位置就能判断一氧化碳浓度 √ 是否超标。有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出了电导(即电阻的倒数)—一氧化碳浓度图像，如图乙所示。下列表示一氧化碳浓度c与电压表示数U0之间关系的图像正确的是 解析 设传感器的电阻为R1，电源的电动势为E，内 阻为r，由氧化锡传感器电导(即电阻的倒 数)—一氧化碳浓度图像，得到=kc，k是比 例系数。又根据欧姆定律得，电压表示数U0=E=E 由数学知识分析，当c增大时，U0增大，且c与U0是非线性关系，图像是曲线。故D正确。 量时保持风向与收集板极垂直，电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，ΔI=|I1-I2|，已知有风时正离子的速度为电场引起的速度和风速的矢量和，则 A.若I1>I2，则风向向右 　B.若I1>I2，则风向向左 C.风速越大，ΔI越大 　D.风速越大，ΔI越小 【典例5】如图为一种风向和风速传感器的原理图。两个收集板极是铜丝网状导体，有良好的导电性和通风能力，粒子源极是一条直径很小的镍铬丝，粒子源极与两收集板极相互平行且等距。粒子源极附近的空气在强电场作用下电离，正离子沿电场方向移动流向收集板极，从而形成正离子电流，由两电流表测量，测 √ √ 解析 若风向向左，单位时间打到左收集板极上的正离子数较多，则I1>I2，选项B正确，A错误； 风速越大，则单位时间打到两收集板极的正离子数之差越大，故两电流表的示数之差越大，即ΔI越大，选项C正确，D错误。 仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而 谢君一赏 传感器 $