《高考風(fēng)向標(biāo)》年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題十一 第3講 實驗：傳感器的簡單使用課件

第3講實驗：傳感器的簡單使用考點傳感器1．傳感器：傳感器能夠感受諸如力、熱、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，并能把它們轉(zhuǎn)換為電壓、電流等可以很方便地進行測量、傳輸、處理和自動控制．

量，從而2．傳感器的組成：由、轉(zhuǎn)換器件和轉(zhuǎn)換電路三個部分組成，通過敏感元件獲取外界信息并轉(zhuǎn)換成電信號，通過輸出部分輸出，然后經(jīng)控制器分析處理．敏感元件

3．傳感器的分類：力電傳感器、熱電傳感器、光電傳感器、聲電傳感器、電容式傳感器、磁電傳感器、超聲波傳感器、氣敏傳感器等電學(xué)

4．傳感器的簡單應(yīng)用 (1)力電傳感器 ①力電傳感器主要是利用敏感元件和變阻器把力學(xué)信號(位移、速度、加速度等)轉(zhuǎn)化為電學(xué)信號(電壓、電流等)的儀器． ②力電傳感器廣泛地應(yīng)用于社會生產(chǎn)、現(xiàn)代科技中，如安裝在導(dǎo)彈、飛機、潛艇和宇宙飛船上的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)及ABS防抱死制動系統(tǒng)等． (2)熱電傳感器——熱敏電阻 ①熱電傳感器是利用熱敏電阻(半導(dǎo)體材料)的阻值會隨溫度的升高(金屬熱電阻的導(dǎo)電性能相反)的原理制成的．減小

②它能把溫度這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個電學(xué)量．如各種家用電器(空調(diào)、冰箱、熱水器、飲水機等)的溫度控制、火警報警器、恒溫箱等． (3)光電傳感器——光敏電阻 ①光電傳感器中的主要部件是光敏電阻或光電管．光敏電阻的材料是一種半導(dǎo)體，無光照時，載流子極少，阻值較大；隨著光照的增強，載流子增多，阻值．減小

②光敏電阻能夠把光強度這個光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量．自動沖水機、路燈的控制、鼠標(biāo)器、光電計數(shù)器、煙霧報警器等都是利用了光電傳感器的原理．

(4)磁電傳感器——霍爾元件①霍爾電壓：UH＝klB . d

②作用：把B這個磁學(xué)量轉(zhuǎn)化成UH

這個電學(xué)量．1．(單選)如圖11-3-1所示是觀察電阻值隨溫度變化情況的示意圖．現(xiàn)在把杯中的水由冷水變?yōu)闊崴P(guān)于歐姆表的讀數(shù)變化情況正確的是()解析：由于金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性較好，測溫范圍較大，因而其熱靈敏性差一些；而由半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻的電阻值感溫靈敏度較高．圖11-3-1

A．若R為金屬熱電阻，讀數(shù)變大，且變化非常明顯

B．若R

為金屬熱電阻，讀數(shù)變小，且變化不明顯

C．若R為熱敏電阻(半導(dǎo)體材料制作)，讀數(shù)變化非常明顯

D．若R

為熱敏電阻(半導(dǎo)體材料制作)，讀數(shù)變化不明顯答案：C

2．(單選)圖11－3－2所示是一種測定壓力的電容式傳感器，A為固定電極，B為可動電極，組成一個電容大小可變的電容器．可動電極兩端固定，當(dāng)待測壓力施加在可動電極上時，可動電極發(fā)生形變，從而改變了電容器的電容．現(xiàn)將此電容式傳感器與零刻線在中央的靈敏電流表和電源串聯(lián)，組成閉合電路，已知電流從電流表正接線柱流入時指針向右偏轉(zhuǎn)．當(dāng)待測壓力增大時()圖11－3－2A．電容器的電容將減小B．靈敏電流表指針在正中央零刻線處C．靈敏電流表指針向左偏轉(zhuǎn)D．靈敏電流表指針向右偏轉(zhuǎn)解析：當(dāng)待測壓力增大時，電容器板間距離縮小，由知，電容器的電容增大，A錯；由于電容器與電源相連，故電壓U

不變，由Q＝CU

知，電容器的電荷量將增加，即電容器需充電，故電流從電流表的正接線柱流入，指針將向右偏轉(zhuǎn)，B、C錯誤，D

正確．答案：D

【例1】(2010年全國卷Ⅱ)如圖11－3－3所示，一熱敏電阻RT放在控溫容器M

內(nèi)：為毫安表，量程6mA，內(nèi)阻為數(shù)十歐姆；E

為直流電源，電動勢約為3V，內(nèi)阻很??；R

為電阻箱，最大阻值為999.9Ω；S

為開關(guān)．已知RT在95℃時阻值為150Ω，在20℃時的阻值約為550Ω.現(xiàn)要求在降溫過程中測量在95℃～20℃之間的多個溫度下RT的阻值．圖11－3－3熱點傳感器及電路知識的綜合應(yīng)用①依照實驗原理電路圖連線②調(diào)節(jié)控溫容器M

內(nèi)的溫度，使得RT

溫度為95℃③將電阻箱調(diào)到適當(dāng)?shù)某踔担员ＷC儀器安全④閉合開關(guān)．調(diào)節(jié)電阻箱，記錄電流表的示數(shù)I0

，并記錄______________．

⑤將RT

的溫度降為T1

20℃＜T1＜95℃)；調(diào)節(jié)電阻箱，使得電流表的讀數(shù)____________________，記錄________________________．(1)在圖中畫出連線，完成實驗原理電路圖；(2)完成下列實驗步驟中的填空復(fù)步驟驟⑤⑥⑥.解析：：(1)由于本本實驗驗只有有一個個可用用來測測量或或觀察察的電電流表表，所以應(yīng)應(yīng)該用用“替替代法法”的的思維維考慮慮用電電流表表觀察察保證證電路路的電電阻不不變變，，因因此此將將熱熱敏敏電電阻阻、、電電阻阻箱箱和和電電流流表表串串聯(lián)聯(lián)形形成成測測量量電電路路．．而且且熱熱敏敏電電阻阻的的95℃℃和20℃℃的阻阻值值是是已已知知的的，，所所以以熱熱敏敏電電阻阻的的初值值之之和和不不變變，，如如果果熱熱敏敏電電阻阻的的初初始始溫溫度度為為20℃℃，則則電電流流表表數(shù)數(shù)不變變時時電電阻阻箱箱與與熱熱敏敏電電阻阻的的串串聯(lián)聯(lián)電電路路電電阻阻保保持持550Ω.電阻阻箱箱的的初值之和和不變，，則可以以測量任任意溫度度下的電電阻．⑥溫度為為T1時熱敏電電阻的電電阻值RT＝____________.⑦逐步降低低T1的數(shù)值，，直至20℃℃為止；在在每一溫溫度下重重圖11－3－4(2)④電阻箱箱的讀數(shù)數(shù)R2⑤仍為I2電阻箱的的讀數(shù)R1⑥150Ω－R0－R1(1)電電路圖如如圖11－3－4所示示計”，為為此他需需要先探探究該熱熱敏電阻阻的阻值值隨溫度度變化的的規(guī)律．．現(xiàn)有下列列器材：：待測熱敏敏電阻R(約600～2000Ω),直流毫安安表(量程6mA，內(nèi)阻約0.5ΩΩ)，直流電壓壓表(量程3V，內(nèi)阻約約1kΩΩ)，直流恒恒壓電源源(輸出電壓3V，內(nèi)阻不不計)，滑動變阻阻器(阻值范圍圍0～500ΩΩ)，以及水水銀溫度度計、加加熱裝置、開開關(guān)和導(dǎo)導(dǎo)線．1．(2010年佛山二二模)小明設(shè)想想用熱敏敏電阻制制作一個個“溫度度某一溫度度時，閉閉合開關(guān)關(guān)，記下下________________________；②改變溫度度，多次次重復(fù)步步驟①操操作，得得出多組組數(shù)據(jù)；；③根據(jù)據(jù)數(shù)據(jù)計算熱敏敏電阻阻阻值R，繪制R隨溫度t變化的圖圖線．(3)現(xiàn)將該熱熱敏電阻阻、恒壓壓電源、、開關(guān)、、導(dǎo)線、、__________(電壓表、電電流表)連接起來來，把該該電表的的刻度改改為相應(yīng)應(yīng)的溫度度刻度，，就制成了了一個““溫度計計”．若若R隨溫度t變化的圖線如如圖c，則用此“溫度計計”測得的溫溫度越高，對對應(yīng)原電表表表盤的刻度值值越__________(1)應(yīng)選擇圖______(a、b)的電路探究熱熱敏電阻的溫溫度特性．(2)主要步驟：①①連接電路，，啟動加熱裝裝置，待溫度穩(wěn)定定為答案：(1)b(2)溫度計、、電流表、電壓壓表的讀數(shù)(3)電流表表小圖11－3－5【例1】(單選)(上海浦東新區(qū)區(qū)2011屆高三期末)演示位移傳感器的工作原原理如圖11－3－6所示，物體M在導(dǎo)軌上平移移時，帶動滑動變阻阻器的金屬滑滑桿p，通過電壓表表顯示的數(shù)據(jù)據(jù)，來反映)物體位移的大大小x.假設(shè)電壓表是是理想的，則則下列說法正正確的是(圖11－3－6易錯點：傳感感器的應(yīng)用錯解分析：不清楚傳感器器在電路中的的作用，不明明確傳感器所影響的物理理量與電路中中的其他物理理量之間的關(guān)關(guān)系．以為物物體M運動時，電路路中的外電阻阻發(fā)生改變，，電流發(fā)生改改變．或者物物體M不動時，電路路中不產(chǎn)生電電流．正確解析：物體M運動時，電壓壓表測的對應(yīng)電阻發(fā)發(fā)生改變，所以其示數(shù)會會發(fā)生變化，但但整個電路的總電阻沒改變，所所以電路中的電流不不變．A．物體M運動時，電源源內(nèi)的電流會會發(fā)生變化B．物體M運動時，電壓壓表的示數(shù)會會發(fā)生變化C．物體M不動時，電路路中沒有電流流D．物體M不動時，電正確答案：B導(dǎo)電液體分別別與直流電源源的兩極相連連接，從電容容C和導(dǎo)電液與金屬棒間的電電壓U的變化就能反反映液面的升升降情況，即圖11－3－71．(單選)如圖11－3－7是一種測定定液面高度度的電容式式傳感器的示意圖圖．金屬棒棒與導(dǎo)電液液體構(gòu)成一一個電容器器，將金屬屬棒和④電源接通通再斷開后后，電壓U減小，反映映h增大．以上判斷正正確的是()A．①③B．①④C．②③D解析：此電容器的兩兩個極板分別是金屬棒棒與導(dǎo)電液液體，h增大表示電容器的正正對