2018-2019学年高中物理 第三章 传感器章末复习课学案 教科版选修3-2.doc

第三章 传感器巩固层知识整合体系构建 核心速填1传感器及其工作原理(1)定义：将非电学量转化为电学量或控制电路的通断的元件(2)敏感元件热敏电阻和金属热电阻温度传感器光敏电阻光传感器应变片力传感器双金属片温度传感器2传感器的应用(1)工作模式：传感器放大转换电路(2)应用(3)利用斯密特触发器将连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号提升层能力强化常见敏感元件及其特性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、负温度系数两种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，从而引起电容变化如图31所示，有的计算机键盘的每一个键下面都连一小块金属片，与该金属片隔有一定空隙还有另一块小的固定金属片，这两块金属片组成一个小电容器，该电容器的电容C可用公式Ce计算，式中常量e91012 Fm1，S表示金属片的正对面积，d表示两金属片间的距离当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测出哪个键被按下了，从而给出相应的信号设每个金属片的正对面积为50 mm2，键未被按下时两金属片间的距离为0.6 mm.如果电容变化了0.25 pF，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少要被按下_mm.图31【解析】计算机键盘是一个电容传感器，由题意知它是靠改变两极板间距从而改变电容，得到相应的电信号又因两极板间距减小，电容变大，设原间距为d0，按下键后间距为d时电子线路恰能检测出必要的信号，则根据Ce，CeS得d m0.45103 m0.45 mm，所以键至少要被按下的距离为0.6 mm0.45 mm0.15 mm.【答案】0.15针对训练1.如图32所示是某居民小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻，R2为定值电阻，A、B接监控装置则 () 【导学号：24622109】图32当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压增大当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压减小当仅增大R2的阻值时，A、B之间的电压增大当仅减小R2的阻值时，A、B之间的电压增大ABC DCR1是光敏电阻，有光照射时，阻值变小，当有人通过而遮蔽光线时，R1的阻值变大，回路中的电流I减小，A、B间的电压UIR2减小，故错误，正确；由闭合电路欧姆定律得：UEI(R1r)，当仅增大R2的阻值时，电路中的电流减小，A、B间的电压U增大，故正确；当仅减小R2的阻值时，电路中的电流增大，A、B间的电压U减小，故错误故应选C.传感器的应用1.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应信息，并转化为电学量(2)“传”是指通过电路等将传感器敏感元件获取并转化的电学信息传给执行机构(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2处理与传感器有关的电路设计问题时，可将整个电路分解为(1)传感器所在的信息采集部分；(2)转化传输部分(这部分电路往往与直流电路的动态分析有关)；(3)执行电路如图33所示是一种水位自动报警器的原理示意图，当杯中的水的水位到达金属块B时，出现的情况是() 【导学号：24622110】图33AL1灯亮 BL2灯亮CL1、L2两灯同时亮 DL1、L2两灯都不亮B由电路结构可以看出，当杯中的水的水位到达B时，左侧电路被接通，这样螺线管就产生磁场，相当于一个磁铁，对与弹簧相连的衔铁产生吸引作用，使之向下移动，这样L2电路被接通，故B正确一语通关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，并转换为电学量(2)“传”是指通过电路等将传感器敏感元件获取并转换的电学信息传给执行机构(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. 针对训练2氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化，在如图34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电阻，这样，显示仪表的指针就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察仪表指针就能判断一氧化碳浓度是否超标，有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出的是电导(即电阻的倒数)浓度曲线如图34乙，电压表示数U0与一氧化碳浓度c之间的对应关系正确的是()甲乙图34B当一氧化碳浓度增大时，传感器的电导增大，电阻R传减小，由闭合电路欧姆定律知，电路中的电流IE/(R0RR传r)增大，电压表的示数U0IR0增大，故C、D错误；由题图知，传感器的电导与浓度成正比，传感器的电阻R传与浓度成反比，但电压表的示数U0与传感器的电阻R传并不成正比关系，所以，电压表示数U0与一氧化碳浓度c之间的关系图线并不是直线，A错，答案为B.