專題35+電感、電容、傳感器精講-高考物理雙基突破二+版含解析

1、專題三十五電或'電霹，楮威器，碣flp一、電感對(duì)交變電流的阻礙作用在交流電路中，電感線圈除本身的電阻對(duì)電流有阻礙作用以外，由于自感現(xiàn)象，對(duì)電流起著阻礙作用。如果線圈電阻很小，可忽略不計(jì)，那么此時(shí)電感對(duì)交變電流阻礙作用的大小，用感抗（Xl）來(lái)表示。由于交變電流大小和方向都在發(fā)生周期性變化，因而在通過(guò)電感線圈時(shí)，線圈上勻產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙交流電的變化。又因?yàn)樽愿须妱?dòng)勢(shì)的大小與自感系數(shù)（L）和電流的變化率有關(guān)，所以自感系數(shù)的大小和交變電流頻率的高低決定了感抗的大小。關(guān)系式為：XL=2fL。此式表明線圈的自感系數(shù)越大，交變電流的頻率越高，電感對(duì)交變電流的作用就越大，感抗也就越大

2、。自感系數(shù)很大的線圈有通直流、阻交流的作用，自感系數(shù)較小的線圈有通低頻、阻高頻的作用。電感線圈又叫扼流圈，扼流圈有兩種：一種叫做低頻扼流圈，線圈的自感系數(shù)L很大，作用是“通直流。阻交流”，另一種叫做高頻扼流圈，線圈的自感系數(shù)很小，作用是“通低頻，阻高頻”。二、電容器對(duì)交變電流的阻礙作用直流電流是不能通過(guò)電容器的，但在電容器兩端加上交變電壓時(shí)，通過(guò)電容器的充放電，即可實(shí)現(xiàn)電流“通過(guò)”電容器。這樣，電容器對(duì)交變電流的阻礙作用就不是無(wú)限大了，而是有一定的大小，用容抗（X。來(lái)表示電容器阻礙電流作用的大小，容抗的大小與交變電流的頻率和電容器的電容有關(guān)，關(guān)系式為：xc:一5一。2fC此式表明電容器的電容越

3、大，交變電流的頻率越高，電容對(duì)電流的阻礙作用越小，容抗也就越小。由于電容大的電容器對(duì)頻率高的交流電流有很好的通過(guò)作用，因而可以做成高頻旁路電容器，通高頻、阻低頻；利用電容器對(duì)直流的阻止作用，可以做成隔直電容器，通交流、阻直流。電容器在電路中表現(xiàn)為“通交流、隔直流、通高頻、阻低頻”。電容的作用不僅存在于成形的電容器中，也存在于電路的導(dǎo)線、元件及機(jī)殼間，當(dāng)交流電頻率很高時(shí)，電容的影響就會(huì)很大.通常一些電器設(shè)備和電子儀器的外殼會(huì)給人以電擊的感覺(jué)，甚至能使測(cè)試筆就管發(fā)光，就是這個(gè)原因。【題1】如圖，交流電源的電動(dòng)勢(shì)有效值與直流電源的電動(dòng)勢(shì)相等，兩電源的內(nèi)阻均可忽略，三個(gè)燈泡是完全相同的，分別與定值電阻

4、、電感器和電容器相接。當(dāng)S接1時(shí)三個(gè)燈泡的亮度相同，那么S接2時(shí)A.三個(gè)燈泡亮度相同B.甲燈比乙燈亮，丙燈不亮C.甲燈比乙燈暗，丙燈不亮D.甲燈和乙燈亮度相同，丙燈不亮【答案】Ct解析】當(dāng)單刀雙和開(kāi)關(guān)5接1時(shí)，即為交流電源，三個(gè)燈亮度相同，說(shuō)明電感L的感抗與電阻五相同,當(dāng)S接2時(shí),穩(wěn)定后電感£電阻可忽略不計(jì)，電容器具有隔斷直流的作用，而交流與直流對(duì)電咀五沒(méi)有影響，所以丙燈不亮，甲燈亮度不變，乙燈高度增加，即甲燈比乙燈暗，故C正確，A、B.D錯(cuò)誤?！绢}2（多選）某音響電路的簡(jiǎn)化電路圖如圖，輸入信號(hào)既有高頻成分，也有低頻成分，則A.電感Li的作用是通高頻B.電容C2的作用是通高頻C.揚(yáng)聲

5、器甲用于輸出高頻成分D.揚(yáng)聲器乙用于輸出高頻成分【答案】BDt解析】在交流電路申，電感工的作用是通低頻、阻高頻，電容C的作用是通高頻、阻低頻,故A錯(cuò)誤，B正確結(jié)合電路結(jié)構(gòu)分析可知，C錯(cuò)誤，D正確.【題3】如圖，交流電源的電動(dòng)勢(shì)有效值與直流電源的電動(dòng)勢(shì)相等，兩電源的內(nèi)阻均可忽略，三個(gè)燈泡是完全相同的，分別與定值電阻、電感器和電容器相接。當(dāng)S接1時(shí)三個(gè)燈泡的亮度相同，那么S接2時(shí)A.三個(gè)燈泡亮度相同B.甲燈比乙燈亮，丙燈不亮C.甲燈比乙燈暗，丙燈不亮D.甲燈和乙燈亮度相同，丙燈不亮【答案】C【解析】當(dāng)單刀欺擲開(kāi)關(guān)S接1時(shí)，即為交流電源，三個(gè)燈亮度相同，說(shuō)明電感L的感抗與電阻火相同，當(dāng)S接2時(shí)，穩(wěn)定

6、后電感上電阻可忽略不計(jì)，電容器具有隔斷直流的作用，而交流與直流對(duì)電阻犬沒(méi)有影響J所以丙燈不亮，甲燈亮度不變，Z燈高度增加,即甲燈比乙燈暗，故c正確，A、鳳D錯(cuò)誤。三、傳感器1 .傳感器一般概念：傳感器是指這樣一類元件，它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電定量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量以后，就可以很方便地進(jìn)行測(cè)量、傳輸、處理和控制了。傳感器是一種采集信息的重要器件。一般由敏感元件和輸出部分組成，通過(guò)敏感元件獲取外界信息并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，通過(guò)輸出部分輸出，然后經(jīng)控制器分析處理。常見(jiàn)的傳感器有：熱電傳感器、光電傳感器、聲電傳

7、感器、力傳感器等。2 .傳感器的原理：傳感器感受到的通常是非電學(xué)量，如壓力、溫度、位移、濃度、速度等，而它輸出的通常是電學(xué)量，如電壓值、電流值、電荷量等，這些輸出信號(hào)非常微弱，通常經(jīng)過(guò)放大后再送給控制系統(tǒng)產(chǎn)生各種控制動(dòng)作。3 .傳感器的分類：常用的分類方法有兩個(gè)。(1)按輸入量分類，如輸入量分別為溫度、壓力、位移、速度、加速度等非電學(xué)量時(shí)，相應(yīng)的傳感器稱為溫度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器。(2)按傳感器的工作原理分類，可分為電阻傳感器、電容傳感器、電感傳感器、電壓傳感器、霍爾傳感器、光電傳感器、光柵傳感器等。(3)傳感器的元件：制作傳感器時(shí)經(jīng)常使用的元件有光敏電阻、

8、熱敏電阻、金屬熱電阻、霍爾元件等。光敏電阻：通常是由硫化鎘等半導(dǎo)體制成，其特點(diǎn)是光照變強(qiáng)，電阻變小。光敏電阻是把光照強(qiáng)度這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這一電學(xué)量的元件。金屬熱電阻和熱敏電阻：金屬熱電阻是由鉗、銅等金屬材料制成，其特點(diǎn)是溫度升高，電阻變大；熱敏電阻是由半導(dǎo)體材料制成，其特點(diǎn)是溫度升高，電阻變小。它們都能夠把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)化為電阻這個(gè)電用有附度刻度®題型二、光敏電阻傳感器的應(yīng)用【題6】(多選)如圖所示為光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)器的示意圖，圖中虛線表示激光，圓柱體表示隨傳送帶運(yùn)動(dòng)的貨物，其中Ri為光敏電阻，R2為定值電阻，此光電計(jì)數(shù)器的基本工作原理是A.當(dāng)光照射臨號(hào)處:口理系統(tǒng)Ri時(shí)，信號(hào)

9、處理系統(tǒng)獲得高電壓B.當(dāng)光照射Ri時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得低電壓C.信號(hào)處理系統(tǒng)每獲一次低電壓就計(jì)數(shù)一次D.信號(hào)處理系統(tǒng)每獲一次高電壓就計(jì)數(shù)一次【答案】BD【解析】激光是照在光敏電阻砧上j信號(hào)處理系統(tǒng)與的并聯(lián)，其電壓就是以上的電壓，當(dāng)貨物擋光時(shí)品阻值大，電壓高，貨物擋光一次，就計(jì)數(shù)（貨物的個(gè)數(shù)）一次,故B、D正屆【題7】（多選）利用光敏電阻制作的光傳感器，記錄了傳送帶上工件的輸送情況，如圖甲所示為某工廠成品包裝車間的光傳感記錄器，光傳感器B能接收到發(fā)光元件A發(fā)出的光，每當(dāng)工件擋住A發(fā)出的光時(shí),間的關(guān)系，如圖乙所示。若傳送帶始終勻速運(yùn)光傳感器就輸出一個(gè)電信號(hào)，并在屏幕上顯示出電信號(hào)與時(shí)動(dòng)，每?jī)蓚€(gè)工件

10、間的距離為0.2m,則下列說(shuō)法正確的是A.傳送帶運(yùn)動(dòng)的速度是0.1m/sB.傳送帶運(yùn)動(dòng)的速度是0.2m/sC.該傳送帶每小時(shí)輸送3600個(gè)工件D.該傳送帶每小時(shí)輸送7200個(gè)工件【答案】BC【解析】從乙圖可以知道：每間隔1秒的時(shí)間光傳感器就輸出一個(gè)電信號(hào)，而在這一段時(shí)間內(nèi)傳送帶運(yùn)動(dòng)了兩個(gè)工件之間的距離，所以傳送帶運(yùn)動(dòng)的速度是ms=0.2ms.故A錯(cuò)誤、B正確孑傳送帶每小時(shí)傳送的距離為5二訓(xùn)二024600叫工件個(gè)數(shù)為鞭二/3600個(gè)，C正確、D錯(cuò)俁題型三、光電傳感器的應(yīng)用【題8】為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場(chǎng)所使用光控開(kāi)關(guān)控制照明系統(tǒng)。光控開(kāi)關(guān)可采用光敏電阻來(lái)控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變

11、化的元件（照度可以反映光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)照度越大，照度單如圖乙所示，當(dāng)1、2兩端所加電壓上升至2V時(shí)，控制開(kāi)關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng)。請(qǐng)利用下列器(2)材設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單電路，給1、2兩端提供電壓，要求當(dāng)天色漸暗照度降低至1.0lx時(shí)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖。（不考慮控制開(kāi)關(guān)對(duì)所設(shè)計(jì)電路的影響）甲提供的器材如下：光敏電阻Rp（符號(hào)二二，阻值見(jiàn)上表）；直流電源（電動(dòng)勢(shì)3V,內(nèi)阻不計(jì)）；定值電阻：R1=10kQ,R2=20kQ,R3=40ka（限選其中之一，并在圖中標(biāo)出）;開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干?！敬鸢浮浚?）隨照度的增大而減小（2）見(jiàn)解析【解析】1）光敏電阻的阻值隨照度變化的曲線如圖甲所示，光敏電阻

12、的阻值隨照度的熠大而減小?？刂撇㈤L(zhǎng)（2）根據(jù)串聯(lián)電阻的正比分壓關(guān)系,E=3V,當(dāng)照度降低至1.0lx時(shí)，1、2兩端電壓升至2V,由題中所給數(shù)據(jù)知，此時(shí)光敏電阻阻值Rp=20kQ,Urp=2V,串聯(lián)電阻分壓Ur=1V,由URP=RP=2,得RnRpUrR210kQ故選定值電阻Ri,電路原理圖如圖乙所示。五、傳感器的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）體會(huì)傳感器在實(shí)際中的應(yīng)用;（2）了解斯密特觸發(fā)器的工作特點(diǎn)，能夠分析光控電路和溫控電路的工作原理。2.實(shí)驗(yàn)原理（1）光控開(kāi)關(guān)（如圖所示）：白天，光強(qiáng)度較大，光敏電阻Rg電阻值較小，加在斯密特觸發(fā)器A端的電壓較低，則輸出端Y輸出高電平，發(fā)光二極管LED不導(dǎo)通；

13、當(dāng)天色暗到一定程度時(shí)，Rg的阻值增大到一定值，斯密特觸發(fā)器的輸入端A的電壓上升到某個(gè)值（1.6V）,輸出端Y突然從高電平跳到低電平，則發(fā)光二極管LED導(dǎo)通發(fā)光（相當(dāng)于路燈亮了），這樣就達(dá)到了使路燈天明熄滅，天暗自動(dòng)開(kāi)啟的目的。Ri的阻值調(diào)高，路燈會(huì)在更暗時(shí)亮。I（2）溫度報(bào)警器（如圖所示）常溫下，調(diào)整Ri的阻值使斯密特觸發(fā)器的輸入端A處于低電平，則輸出端Y處于高電平，無(wú)電流通過(guò)峰鳴器，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)溫度升高時(shí)，熱敏電阻Rt阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢(shì)升高，當(dāng)達(dá)到某一值（高電平），其輸出端由高電平跳到低電平，蜂鳴器通電，從而發(fā)出報(bào)警聲。Ri的阻值越小，則報(bào)警溫度越高。Ci*（3）實(shí)驗(yàn)器材

14、：斯密特觸發(fā)器、光敏電阻、發(fā)光二極管（LED）、可變電阻、定值電阻、熱敏電阻、蜂鳴器、集成電路實(shí)驗(yàn)板。（4）實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)一、光控開(kāi)關(guān)先把光敏電阻、發(fā)光二極管等電路元件按電路圖接好（見(jiàn)原理圖）調(diào)節(jié)可變電阻，使發(fā)光二極管（LED）不發(fā)光，然后減小照射到光敏電阻的光量，觀察發(fā)光二極管發(fā)光的情況；調(diào)節(jié)可變電阻Ri,探究使LED發(fā)光的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)二、溫度報(bào)警器先把熱敏電阻、蜂鳴器等電路元件按電路圖接好（參照?qǐng)D中光控開(kāi)關(guān)的原,理圖）；調(diào)節(jié)可變電阻，使蜂鳴器不發(fā)聲，然后用熱水使熱敏電阻的溫度上升，達(dá)一定溫度后就會(huì)發(fā)出警報(bào)聲；調(diào)節(jié)可變電阻Ri的阻值，觀查報(bào)警溫度的變化。5、實(shí)驗(yàn)注意點(diǎn)由于集成電路允許通過(guò)的電流較

15、小，要用白熾燈泡模仿路燈，就要使用繼電器來(lái)啟閉工作電。路【題10】壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，有位同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計(jì)了判斷小車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置，其工作原理如圖（a）所示，將壓敏電阻和一塊擋板固定在絕緣小車上，中間放置一個(gè)絕緣重球.小車向右做直線運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，電流表示數(shù)如圖（b）所示，下列判斷正確的是（*）b>A.從ti到t2時(shí)間內(nèi)，小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)B.從ti到t2時(shí)間內(nèi)，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C.從t2到t3時(shí)間內(nèi)，小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)D.從t2到t3時(shí)間內(nèi)，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)【答案】D【解析】從1一圖象可知，在也到上時(shí)間內(nèi)，電流逐漸增加,說(shuō)明電阻逐漸激小，小球?qū)好綦娮璧淖饔?/p>

16、力遂斬變大，小車做加速度熠大的加速運(yùn)動(dòng)AB不正確口在上到門(mén)時(shí)間內(nèi)，電流較大且恒定,說(shuō)明電阻較小，且是一確定的值，小球?qū)好綦娮璧淖饔昧愣?，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng),D正確?！绢}11如圖所示，實(shí)線是某同學(xué)利用力傳感器懸掛一鉤碼在豎直方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，數(shù)據(jù)采集器記錄下的力傳感器中拉力的大小變化情況。從圖中可知道該鉤碼的重力約為N,A、B、C、D四段圖線中鉤碼處于超重狀態(tài)的為,處于失重狀態(tài)的為。【答案】10NADBC【解析】拉力大小不變時(shí)，力傳感器懸掛的鉤碼在豎直方向上做勻速運(yùn)動(dòng)，拉力大小等于重力，約10N;力傳感器的讀數(shù)大于重力時(shí)，鉤碼處于超重狀態(tài)，即A、D狀態(tài)；當(dāng)力傳感器的讀數(shù)小于重力時(shí)，鉤碼處于失重狀

17、態(tài)，即B、C狀態(tài)。情感語(yǔ)錄1 .愛(ài)情合適就好，不要委屈將就，只要隨意，彼此之間不要太大壓力2 .時(shí)間會(huì)把最正確的人帶到你身邊，在此之前，你要做的，是好好的照顧自3 .女人的眼淚是最無(wú)用的液體，但你讓女人流淚說(shuō)明你很無(wú)用4 .總有一天，你會(huì)遇上那個(gè)人，陪你看日出，直到你的人生落幕5 .最美的感動(dòng)是我以為人去樓空的時(shí)候你依然在6 .我莫名其妙的地笑了，原來(lái)只因?yàn)橄氲搅四? .會(huì)離開(kāi)的都是廢品，能搶走的都是垃圾8 .其實(shí)你不知道，如果可以，我愿意把整顆心都刻滿你的名字9 .女人誰(shuí)不愿意青春永駐，但我愿意用來(lái)?yè)Q一個(gè)疼我的你10 .我們和好吧，我想和你拌嘴吵架，想鬧小脾氣，想為了你哭鼻子，我想你了11 .如此情深，卻難以啟齒。其實(shí)你若真愛(ài)一個(gè)人，內(nèi)心酸澀，反而會(huì)說(shuō)不出話來(lái)12 .生命中有一些人與我們擦肩了，卻來(lái)不及遇見(jiàn)；遇見(jiàn)了，卻來(lái)不及相識(shí)；相識(shí)了，卻來(lái)不及熟悉，卻還要是再見(jiàn)13 .對(duì)自己好點(diǎn)，因?yàn)橐惠?/p>