2018-2019学年高中物理（沪科）选修3-2（课件+检测）：第4章 章末复习课 (2份打包)

[巩固层·知识整合] [体系构建] [核心速填] 1．传感器的定义及组成 (1)定义：通过测量外界的物理量、化学量或生物量来捕捉和识别信息，并将被测量的非电学量转换成电学量的装置． (2)组成：传感器一般由敏感元件和转换装置组成． 2．传感器的分类及应用 (1)按检测量的不同，传感器可分为物理型传感器、化学型传感器和生物型传感器． (2)常见的传感器有温度传感器、力传感器、磁传感器等． [提升层·能力强化] 传感器的工作原理及应用 1.传感器的工作原理 传感器感受的通常是非电学量，如力、热、磁、光、声等，而它输出的通常是电学量，这些输出信号是非常微弱的，通常要经过放大后，再输送给控制系统产生各种控制动作，传感器原理如图4­1所示． 图4­1 2．传感器的应用 传感器的应用过程包括三个环节：感、传、用 (1)“感”是指传感器的敏感元件感受信息． (2)“传”是指通过电路等将传感器敏感元件获取的信息传给执行机构． (3)“用”是指执行机构利用传感器传来的信息进行某种显示或某种动作． 　如图4­2所示，一热敏电阻RT放在控温容器M内；为毫安表，量程为6 mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3 V，内阻很小；R为电阻箱，最大电阻为999.9 Ω；S为开关．已知RT在95 °C时的阻值为150 Ω，在20 °C时的阻值约为550 Ω.现要求在降温过程中测量在95 °C到20 °C 之间的多个温度下RT的阻值． 图4­2 (1)在图中画出连线，完成实验原理电路图． (2)完成下列实验步骤中的填空： ①依照实验原理电路图连线． ②调节控温容器M内的温度，使得RT的温度为95 °C. ③将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全． ④闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录________． ⑤将RT的温度降为T1(20 °C＜T1＜95 °C)；调节电阻箱，使得电流表的读数________，记录____________________． ⑥温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1＝________. ⑦逐步降低T1的数值，直至20 °C为止；在每一温度下重复步骤⑤⑥. 【思路点拨】　利用热敏电阻RT的阻值在95 ℃～20 ℃间是已知量及电学知识求解． 【解析】　(1)由于本实验只有一只可以测量和观察的直流电流表，所以应该用“替代法”，考虑到用电流表观察而保证电路中电阻不变，因此将热敏电阻、电阻箱和电流表串联形成测量电路，如图所示．而且热敏电阻RT在95 ℃和20 ℃时的阻值是已知的，所以热敏电阻的初始温度为95 ℃，则电流表示数不变时，热敏电阻和电阻箱的阻值应保持150 Ω和电阻箱的初值之和不变；如果热敏电阻的初始温度为20 ℃，则电流表示数不变时，热敏电阻和电阻箱的阻值应保持550 Ω和电阻箱的初值之和不变．因此可以测量任意温度下的电阻． (2)①依照实验原理电路图连线． ②调节控温容器M内的温度，使得RT温度为95 ℃. ③将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全． ④闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录电阻箱的读数R0. ⑤将RT的温度降为T1(20 ℃＜T1＜95 ℃)；调节电阻箱，使得电流表的读数仍为I0，记录电阻箱的读数R1. ⑥温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1＝R0－R1＋150 Ω. ⑦逐步降低T1的数值，直至20 ℃为止；在每一温度下重复步骤⑤⑥. 【答案】　(1)实验原理电路图见解析 (2)④电阻箱的读数R0　⑤仍为I0　电阻箱的读数R1　⑥R0－R1＋150 Ω [一语通关]　常见的敏感元件及特性 (1(光敏电阻：光敏电阻在被光照射时电阻发生变化，光照增强电阻减小，光照减弱电阻增大. (2(金属热电阻：金属热电阻的电阻率随温度升高而增大. (3(热敏电阻：热敏电阻有正温度系数、负温度系数等.正温度系数的热敏电阻的阻值随温度升高而增大，负温度系数的热敏电阻的阻值随温度升高而减小. (4(电容：平行板电容器的电容与极板面积、极板间距及电介质材料有关，电容器可以感知引起电容变化的任一外界信息，并将其转化为电容变化，例如，当极板受力时会改变极板间距，从而引起电容变化. (5(霍尔元件：能把磁感应强度这一磁学量转换成电压这一电学量，UH＝RH. [针对训练] 1．热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中．图4­3为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图．由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力________(选填“增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的影响更________(选填“敏感”或“不敏感”). 【导学号：53932109】 图4­3 【解析】　图中横轴表示温度，纵轴表示电阻，随着温度的增加，金属热电阻的阻值略微增大，而热敏电阻的阻值显