第六章 传感器
第一节 传感器及其工作原理
【知能准备】
1． 传感器：
传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等_________量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等________量，或转换为电路的通断。把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。
传感器一般由敏感元件和输出部分组成，通过敏感元件获取外界信息并转换_______信号，通过输出部分输出，然后经控制器分析处理。
常见的传感器有：__________、____________、_____________、___________、力传感器、气敏传感器、超声波传感器、磁敏传感器等。
2． 常见传感器元件：
（1）光敏电阻：光敏电阻的材料是一种半导体，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好，光敏电阻能够把__________这个光学量转换为电阻这个电学量。它就象人的眼睛，可以看到光线的强弱。
（2）金属热电阻和热敏电阻：金属热电阻的电阻率随温度的升高而_________，用金属丝可以制作___________。它能把___________这个热学量转换为________这个电学量。 热敏电阻的电阻率则可以随温度的升高而_______或_________。与热敏电阻相比，金属热电阻的___________好，测温范围___________，但_____________较差。
（3）电容式位移传感器能够把物体的__________这个力学量转换为______这个电学量。
（4）霍尔元件能够把_______________这个磁学量转换为电压这个电学量
【同步导学】
一、疑难分析
1．光敏电阻：光敏电阻的材料是一种半导体，无光照射时，载流子
极少，导电性能能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性能
变好，即光敏电阻值随光照增强而减小。光敏电阻能够把光照强弱
这个光学量转换为电阻大小这个电学量。
2．热敏电阻：用半导体材料制成，其电阻随温度变化明显，温度升
高电阻减小，如图－1为某一热敏电阻－温度特性曲线。热敏电阻的
灵敏度较好。 3．金属热电阻：有些金属的电阻率随温度的升高而增大，这样的电阻也可以制作温度传感器。金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大。
4．霍尔元件：如图－2所示，在一个很小的矩形半导体薄片上，制作四个电极C 、D 、E 、F ，就制成为一个霍尔元件。霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。
霍尔电压：d IB k U
H 其中k 为比例系数，称为霍尔系数，其大小与薄片的材料
有关。一个霍尔元件的厚度d 、比例系数k 为定值，
再保持I 恒定，则电压U H 的变化就与B 成正比，因此，
霍尔元件又称磁敏元件。
二、方法点拨
霍尔效应的原理：外部磁场使运动的载流子受到
洛仑兹力，在导体板的一侧聚集，在导体板的另一侧
会出现多余的另一种电荷，从而形成横向的电场；横
向电场对电子施加与洛仑兹力相反的静电力，当静电力与洛仑兹力达到平衡时，导体板两侧会形成稳定的电压.
设图中CD 方向长度为L 2，则：qvB L U q H
=2 根据电流的微观解释 I ＝nqsv ，
整理后，得：nqd IB U H = 令 nq k 1
= ，因为n 为材料单位体积的带电粒子个
数，q 为单个带电粒子的电荷量，它们均为常数，所以有：d IB
k U
H =
三、典型例题：
例1．如图－3所示，将万用表的选择开关置于“欧姆”挡，
再将电表的两支表笔与一热敏电阻R t 的两端相连，这时表
针恰好指在刻度盘的正中间。若往R t 上擦一些酒精，表针将向_____________（填“左”或“右”）移动；若用吹风机将
热风吹向电阻，表针将向______________（填“左”或“右”）移动。 解析：若往R t 上擦一些酒精，由于酒精蒸发吸热，热敏电阻R t 温度降低，电阻值增大，
所以电流减小，指针应向左偏；用吹风机将热风吹向电阻，电阻R t 温度升高，电阻值减小，电流增大，指针向右偏。左，右。
例2．传感器是一种采集信息的重要器件。如图－4所示是
一种测定压力的电容式传感器。当待测压力F 作用于可动膜
片电极时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，将电容器、
灵敏电流计和电源串联成闭合电路，那么（ ）
A ．当F 向上压膜片电极时，电容将减小
B ．当F 向上压膜片电极时，电容将增大
C ．若电流计有示数，则压力F 发生变化
D ．若电流计有示数，则压力F 不发生变化
解析：当F 向上压膜片电极时，电容器的电容将增大，电流计有示数，则压力F 发生了变
化。 答案：
BC
图－3
图－4
图－2
例3．如图所示，有电流I 流过长方体金属块，金属块宽度为
d ，高为b ，有一磁感应强度为B 的匀强磁场垂直于纸面向里，
金属块单位体积内的自由电子数为n ，试问金属块上、下表面
哪面电势高？电势差是多少？（此题描述的是著名的霍尔效应
现象） 解析：因为自由电荷为电子，故由左手定则可判断电子向上
偏，则上表面聚集负电荷，下表面带多余的正电荷，故下表面电势高，设其稳定电压为U 。
当运动电荷所受电场力与洛伦兹力平衡时，即q
b U =qvB 又因为导体中的电流I ＝neSv ＝nev·bd
故U ＝ned BI
答案：下表面电势高 电势差为ned BI
例4．如图－6所示是彩色电视接收机的消磁电路示意图，R 是金
属热敏电阻（温度升高，电阻增大；温度降低后电阻减小），L 是
消磁线圈，试说明此电路的工作过程。 解析：打开彩色电视接收机的时候，消磁电路同时接通，热敏电阻温度低，处于冷状态，
其电阻值很小，又由于消磁线圈电阻值也很小，所以有很大的电流通过消磁线圈，这个大
电流产生很强的磁场作用于显像管上，达到给显像管消磁的目的。对显像管的消磁过程时
间很短，因此完成消磁后必须切断消磁线圈的电流，电压不能加在消磁线圈上，这一过程
产生的电功率很大，使热敏电阻的温度升高，导致热敏电阻的阻值很大，在热敏电阻上产
生的电功率减小，使热敏电阻（后来随着热敏电阻的温度降低，其电阻值减小，但是这时
消磁线圈的电压不再加上，是由热敏电阻内部的装置控制的）的阻值减小。
同步检测：
1．简单的说，光敏电阻就是一个简单的_____________传感器，热敏电阻就是一个简单的
_______________传感器。
2．为解决楼道的照明，在楼道内安装一个传感器与电灯控制电路的相接。当楼道内有走
动而发出声响时，电灯即与电源接通而发光，这种传感器为___________传感器，它输入
的是___________信号，经传感器转换后，输出的是____________信号。
3．如图所示，是一个测定液面高度的传感器，在导线芯的
外面涂上一层绝缘物质，放在导电液体中，导线芯和导电液
构成电容品的两极，把这两极接入外电路中的电流变化说明
电容值增大时，则导电液体的深度h 变化为（ ）
A ．h 增大
B ．h 减小
C ．h 不变
D ．无法确定
4．如图所示，R 1为定值电阻，R 2为热敏电阻，L 为小灯泡，
当温度降低时（ ）
图－5 第3题
A．R1两端的电压增大
B．电流表的示数增大
C．小灯泡的亮度变强
D．小灯泡的亮度变弱
5．如图所示，为一种测定角度的传感器，当彼此绝缘的金属板构成的
动片与定片之间的角度 发生变化时，试分析传感器是如何将它的这
种变化转化为电学量的。
综合评价：
1．关于光敏电阻，下列说法正确的是（）
A．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
B．硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子极少，导电性能不好C．硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子较少，导电性能良好D．半导体材料的硫化镉，随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好2．霍尔元件能转换哪两个量（）
A．把温度这个热学量转换为电阻这个电学量
B．把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量
C．把力转换为电压这个电学量
D．把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
３．如图所示是测定位移的电容式传感器，其工作原理
是哪个量的变化，造成其电容的变化（）
A．电介质进入极板的长度
B．两极板间距
C．两极板正对面积
D．极板所带电量
４．如图所示，Ｒ
１、Ｒ
２
为定值电阻，Ｌ是小灯泡，Ｒ
３
为光敏电阻，当照射光强度增大时，（）A．电压表的示数增大
B．Ｒ２中电流减小
C．小灯泡的功率增大
D．电路的路端电压增大
5．如图所示，Ｒ３
是光敏电阻，当开关Ｓ闭合后在没有
第5题
第4题
R1
R2
第3题
第4题
R2
R1
R3
光照射时，a 、b 两点等电势，当用光照射电阻Ｒ３时，则（ ）
A ．Ｒ３的电阻变小，a 点电势高于b 点电势
B ．Ｒ３的电阻变小，a 点电势低于b 点电势
C ．Ｒ３的电阻变小，a 点电势等于b 点电势
D ．Ｒ３的电阻变大，a 点电势低于b 点电势
6．有一电学元件，温度升高时电阻却大幅度减小，则这种元
件可能是（ ）
A ．金属导体
B ．绝缘体
C ．半导体
D ．超导体
7．如图是观察电阻值随温度变化情况示意图。现把杯中的水由
冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是（ ）
A ．如果R 为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显
B ．如果R 为金属热电阻，读数变小，且变化不明显
C ．如果R 为热敏电阻（用半导体材料制作），读数变化非常
明显
D ．如果R 为热敏电阻（用半导体材料制作），读数变化不明显
8．如图是霍尔元件的工作原理示意图，用d 表示薄片的厚
度，k 为霍尔系数，对于一个霍尔元件d 、k 为定值，如果
保持I 恒定，则可以验证U H 随B 的变化情况。以下说法中
正确的是（ ）
A ．将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面，U H
将变大 B ．在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平
C ．在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平
D ．改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，U H 将发生变化
9．如图所示宽度为d ，厚度为h 的金属板放在垂直于它的磁感
应强度为B 的匀强磁场中，当有电流I 通过金属板时，在金属
板上侧面A 和下侧面间产生电势差，这种现象叫霍尔效应，若
金属板内自由电子密度为n ，则产生的电势差U ＝___________
参考答案： 知能准备
1．非电学量，电学，电压、电流，光学传感器、热学传感器、色标传感器，加速度传感
器，2．（1）光照强弱，（2）增大，温度传感器，温度，电阻，（3）位移，电容，（4）磁
感强度。
第5题 R 3 R 4 R 1 R 2 第7题
第8题 第9题
同步检测：
1．光电 热电 2．声控 声音 电 3．A 4．C
5．角度增大，正对面积减小，电容器电容变小
综合评价：
1、ABD
2、B
3、A
4、ABC
5、A ６、C 7、C 8、ABD
9、
ned BI
第二节 传感器的应用 (一)
【知能准备】
一、力传感器的应用－电子秤
1．电子秤理有___________________片、电压放大器、模数转换器微处理器和数字显
示器等器件。电阻应变片受到力的作用时，它的_______________会发生变化，把应变片
放在合适的电路中，他能够把物体______________这个力学量转换为______________这个
电学量，因而电子秤是_________________的应用。
2．工作原理：如图－1所示，弹簧钢制成的梁形元件右端固定，
在梁的上下表面各贴一个应变片，在梁的自由端施力F ，则梁发生弯
曲,上表面拉伸，下表面压缩, 上表面应变片的电阻__________，下表
面应变片的电阻变小。F 越大， 弯曲形变___________，应变片的阻
值变化就越大。如果让应变片中通过的电流保持恒定，那末上面应变
片两端的电压变大，下面应变片两端的电压变小。传感器把这两个电
压的差值输出。外力越大，输出的电压差值也就____________。
二、声传感器的应用－话筒
1．话筒是一种常用的____________，其作用是把____________转换成___________。
话筒分为_______________，______________，_____________等几种.
2．电容式话筒：原理：是绝缘支架，薄金属膜和固定电极形成一个电容器，被直流
电源充电。当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流，于是电阻R 两
端就输出了与声音变化规律相同的电压。
3．驻极体话筒：它的特点是____________，__________，____________，____________。
其工作原理同电容式话筒，只是其内部感受声波的是______________.
三、温度传感器的应用－电熨斗
1．在电熨斗中，装有双金属片温度传感器，其作用是____________
，当温度发生变化时，图－1
双金属片的____________不同，从而能控制电路的通断。
2．电熨斗的自动控温原理：
常温下，上、下触点是接触的，但温度过高时，由于双金属片受热膨胀系数不同，上
部金属膨胀_____________，下部金属膨胀____________，则双金属片向下弯曲，使触点
分离，从而切断电源，停止加热温度降低后，双金属片恢复原状，重新接通电源，从而保
持温度不变。
【同步导学】
一、疑难分析
1．电容式话筒：原理如图－2所示，Q
和固定电极N 片振动时，电容发生变化，2.图－3所示，其作用是控制电路的通断。
常温下，上、下触点应是接触的，但温
度过高时，由于双金属片受热膨胀系数
不同，上部金属膨胀大，下部金属膨胀
小，双金属片向下弯曲，使触电分离，
从而切断电源，停止加热，温度降低后，双金属片又恢复原状，重新接通电路加
热，这样循环进行，起到自动控制温度的作用。
二、方法点拨
三、典型例题：
例1．用如图－4所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度。该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个有力敏电
阻组成的压力传感器。用两根相同的轻弹簧夹着一个
质量为2.0㎏的滑块，滑块可无摩擦滑动，两弹簧的
另一端分别压在传感器a 、b 上其压力大小可以直接
从传感器的液晶显示屏上读出。现将装置沿运动方向
固定在汽车上，传感器b 在前，a 在后。汽车静止时，
图－4
传感器a 、b 的示数均为10N （取g=10m ／s 2
）
（1）若传感器a 示数为14N ，b 的示数为6.0N ，求此时汽车的加速度和方向? （2）当汽车有怎样的加速度运动时，传感器a 的示数为零？
解析：（１）如图－5所示左侧弹簧对滑块向右的推力Ｆ１＝１４
Ｎ，右侧弹簧对滑块的向左的推力Ｆ２＝６.０Ｎ，滑块所受合力
产生加速度ａ１，由牛顿第二定律得：Ｆ１－Ｆ２＝ｍａ１，所以ａ１
＝４ｍ／ｓ２。同方向，（向右） (2) 传感器a 的读数恰为零，即左侧弹簧的弹力'1F = 0,所以右测弹簧的弹力变为'2F =
20N ，由牛顿第二定律有：'2F = ma 2，所以 a 2 = 10m/s 2。方向向左。
例2．动圈式话筒和磁带录音机都应用了电磁
感应现象，图－6甲所式是话筒原理，图－6乙
所式是录音机的录音、放音原理图，由图可知:
①话筒工作时录音磁铁不动，线圈振动而产生
感应电流.
②录音机放音时变化的磁场在静止的线圈里产
生感应电流
③录音机放音时线圈中变化了的电流在磁头缝
隙处产生变化的磁场
④录音机录音时线圈中变化的电流在磁头缝隙
处产生变化的磁场
其中正确的是:
A ．②③④
B ．①②③
C ．①②④
D ．①③④
解析：话筒的工作原理是，声波迫使金属线圈在磁铁产生的磁场中振动产生感应电流，①
正确。录音时，话筒产生的感应电流经放大电路放大后在录音机磁头缝隙处产生变化的磁
场， ④正确。磁带在放音时通过变化的磁场使放音磁头产生感应电流，经放大电路后再送
到扬声器中，②正确。
答案：C
例3．设计制作一个温度自动控制装置(温控报警器)：自己设计
一个有热敏电阻作为传感器的简单自动控制试验。在图－7中画
出设计电路，并进行连接。
解析：将由热敏电阻为主要元件的温控电路接入左侧接线柱，
报警器接右侧接线柱。
图－6甲
图－6乙 图－7 图－5
同步检测：
1． 电子秤使用的是 （ ）
A ．超声波传感器
B ．温度传感器
C ．压力传感器
D ．红外线传感器
2．关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是： （ ）
A ．应变片是由导体材料制成
B ．当应变片的表面拉伸时,其电阻变大，反之变小
C ．传感器输出的是应变片上的电压
D ．外力越大，输出的电压差值也越大
3．下列器件不是应用温度传感器的是： （ ）
A ．电熨斗
B ．话筒
C ．电饭锅
D ．测温仪
4．电容式话筒的保真度比动圈式话筒好，其工作原理如图
所示，Q 是绝缘支架，M 是薄金属膜和固定电极N 形成一
个电容器，被直流电源充电，当声波使膜片振动时，电容
发生变化，电路中形成变化的电流，当膜片向右运动的过
程中有： （ ）
A ．电容变大
B ．电容变小
C ．导线AB 中有向左的电流
D ．导线AB 中有向右
的电流
5．在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是PTC 元件，PTC
元件是由钛酸钠等半导体材料制成的电阻器，其电阻率ρ随温度
t 的变化关系如图所示，由于这种特性，PTC 元件具有发热、保温
双重功能，对此，以下判断正确的是：（ ）
①通电后,其电功率先增大,后减小
②通电后, 其电功率先减小,后增大 ③当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在t 1不变
④当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在t 1和t 2之间的某一值不变
A ．①③
B ．②③
C ．②④
D ．①④
6．计算机键盘是由两片金属切片组成的小电容器，该电容器的电容可用公式C=εS ／d 计算，式中ε=9×10－12，S 为金属片的正对面积，d 表示两金属片间距。当键被按下时，此电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测出那个键被按下了，从而给出相应的信号。设每个金属片的正对面积为50mm 2，键未按下时的金属片间距为0.6mm 。如果电容变化0.25pF ，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少需要被按下 ( )
A ．0.15mm
B ．0.25mm
C ．0.35mm
D ．0.45mm
综合评价：
1．唱卡拉OK 用的话筒，内有传感器，其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号。下列说法正确的是： (
)
第4题
第5题
A ．该传感器是根据电流的磁效应工作的
B ．该传感器是根据电磁感应原理工作的
C ．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变
D. 膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动
2．图中电容式话筒右测固定不动的金属板b 与能在声波驱动下
沿水平方向振动的镀上金属层的振动膜a 构成一个电容器，a 、 b
分别通过导线与恒定电源两极相接。声源s 做位移X=Asin(200πt)
的振动，则有： （ ）
A ．a 振动过程中a 、 b 板之间的电场强度不变
B ．a 振动过程中话筒会产生电磁波
Ｃ．导线ac 的电流的频率为1000Hz
Ｄ．a 向右位移最大时a 、b 板形成的电流最大
3．如图是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面渡有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U ，人对着话筒说话时，振动膜
前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在的电路中的其他量
发生变化，使声音信号被话筒转化电信号，其中导致电容变化
的原因可能是电容两极板间的（ ）
A ．距离变化
B ．正对面积变化
C ．介质变化 D.电压变化
4．磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为B 2∕2μ.式中B 是磁感应强度， μ是磁导率，在空气中μ为一已知常数，为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B ，一学生用一根端面面
积为A 的条形磁铁吸住一相同面积的铁片
P ，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离
ΔL ，并测出拉力F ，如图所示，因为F 所做
的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得
此感应强度B 与F 、 A 之间的关系为
B=_____________.
5．如图所示，神州五号飞船发射升空时，火箭内测试仪台上放一个压力传感器，传感器上面压一质量为M 的物体，火箭点火后从地面加速升空，当升到某一高度时，加速度为a=g∕2，压力传感器此时显示出物体对平台的压力为点火前压力的17/16，已知地球的半径为R ，g 为地面附近的重力加速度，试求此时火箭离地面的高度_______________.
第3题 第2题 第4题
6．如图是电熨斗温度自动控制装置。
（1）常温时，上、下触点应是分离,还是接触?
（2）双金属片温度升高时，那一层形变大?
（3）假设原来温度上升到800C时，断开电源，
现在要求600C时断开电源,应怎样调节调温旋钮?
7．某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力。(比例系数为k)如图所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0，而后在其受压面上放一物体,即可测得与物体的质
量成正比的输出电压U。现有下列器材：力电转换器，质量为m0
的砝码，电压表，滑动变阻器，干电池各一个，电键及到县若干，
待测物体(可置于力电转换器的受压面上)。请完成对该物体质量
的测量。
（1）设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，
并且使电压的调节范围尽可能大，在图中画处完整的测量电路图。
（2）简要说明测量步骤，求出比例系数K，并测出待测物体的质量m。
参考答案：
知能准备：
一、1．应变，电阻，物体形变，力学传感器，2．变大，越大，越大
二、1．声传感器，声信号，电信号。动圈式话筒，电容式话筒，驻极体话筒，
3．体积小，重量轻，价格便宜，灵敏度高。内部驻极体塑料薄膜。
三、1．控制电阻的通断，弯曲方向不同。2．大，小。
同步检测：1. C 2. BD 3. B 4.AC 5 D 6 D
综合评价: 1.B 2.BD 3.A 4.A
F/
2 5.R/
3 6(1).常温时,上下触点接触,使电路接通,电热丝工作.(2).双金属片的上面一层形变大.(3).应向上调节调温旋钮,双金属片受热时,易使触点分离.
7．解析(1) 设计电路如图
(2) 测量步骤与结果：①调节滑动变阻器,使转换器的输出电压为零，②将砝码放在转换器上,记下输出电压U0,③将待测物放在转换器上，记下输出电压U 由U0=km0g,得k=U0/m0g
U=k m g,所以m=m0U/U0
第6题
第7题
第三节传感器的应用(二)
【知能准备】
一．温度传感器的应用——电饭锅
1．电饭锅中的温度传感器主要元件是___________，它的特点是：常温下具有铁磁性，能够被磁铁吸引，但是上升到约103℃时，就失去了磁性，不能被磁体吸引了。这个温度在
物理学中称为该材料的“居里温度”或“居里点”。
2．感温铁氧体是用＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿混合烧制而成的。
二．温度传感器的应用——测温仪
1．温度传感器可以把＿＿＿转换成电信号，由指针式仪表或数字式仪表显示出来。2．测温仪中的测温元件可以是_________、___________、______________等，还可以是______________等。
三．光传感器的应用——鼠标器、火灾报警器
1．机械式鼠标器内的码盘两侧分别装有红外发射管和红外接受管，两个红外接受管就是两个___________________。
2．有的火灾报警器是利用烟雾对光的散射来工作的，其带孔的罩子内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板。平时光电三极管收不到LED发出的光，呈现高电阻状态。烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小。
与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报。
【同步导学】
一、疑难分析
1．电饭锅的工作原理
开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸引，手松开后，按钮不再恢复到初始状态，则触点接通，电热板通电加热，水沸腾后，由于锅内保持1000c不变，故感温磁体仍与永磁体相吸，继续加热，直到饭熟后，水份被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点1030c”时感温磁体失去磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源，从而停止加热。
2．机械式鼠标器的工作原理Array鼠标器移动时，滚球运动通过轴带动两个码盘转动，红外线
接受管就收到断续的红外线脉冲，输出相应的脉冲信号，计算机
分别统计x、y两个方向的脉冲信号，处理后就使屏幕上的光标
产生相应的位移。
3．火灾报警器的工作原理：
如图－1所示带孔的罩子内装有发光二极管LED、光电三极
管和不透明的挡板。平时，光电三极管收不到LED发出的光，
呈现高电阻状态，烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光照
射到光电三极管上，其电阻变小，与传感器连接的电路检测出这
种变化后，就会发出警报。
二、典型例题
例1．电饭煲的工作原理如图－2所示，可分为两部分，即控制部分：由 S 2、、R 1和黄灯组成，工作（加热）部分；有发热电阻R 3、、R 2和红灯组成，S 1是一个磁钢限温开关，手动闭合，当此开关的温度达到居里点（103℃）时，自动断开，且不能自动复位，S 2是一个双金属片自动开关，当温度达到70℃—80℃时，自动断开，低于70℃时，自动闭合，红灯、黄灯是指示灯，通过其电流必须较小，所以R 1、、R 2起___________作用，R 3是发热电阻，由于煮饭前温度低于70℃，所以S 2是
______________（填断开或闭合）。接通电源并按下
S 1后，黄灯熄而红灯亮，R 3发热，当温度达到
70℃—80℃时，S 2断开，当温度达到103℃时饭熟，
S 1断开，，当温度降到70℃以下时，S 2闭合，电饭煲
处于保温状态，由以上描述可知R 2，R 3（填﹤或﹦
或﹥），若用电饭煲烧水时，直到水被烧干S 1才会断
开，试解释此现象。 解析：R 1、、R 2起的作用是限流，防止指示灯因电流过大而烧毁，S 2是自动控温开关，当温度低于70℃时自动闭合，当温度高于70℃—80℃时又自动断开，使电饭煲处于保温状态，由于R 3的功率较大，因此R 2﹥R 3，由于开关S 1必须当温度达到103℃时才自动断开，而水的沸点只有100℃，所以用电饭煲烧水时，直到水被烧干后S 1才会断开
例2．如图－3所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的装置示意图，A 为光源，B 为光电接受器，A 、B 均固定在车身上，C 为小车的
车轮，D 为与C 同轴相连的齿轮。车轮转动时，A 发出的光
束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被B 接受并
转换成电信号，由电子电路记录和显示。若实验显示单位时
间内的脉冲数为n ，累计脉冲数为N ，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理数据是___________________；小车的速度表达式为V ＝________________；行程的表达式为S ＝_________________。
解析：小车的速度等于车轮的周长与单位时内车轮转动圈数的乘积，设车轮的半径为R ，单位时间内车轮转动圈数为K ，则有V ＝2πRK 。若齿轮的齿数为P ，则齿轮转一圈电子电路显示的脉冲数为P ，已知单位时间内的脉冲数为n ，所以单位时间内齿轮转动圈数为n∕p 。由于齿轮与车轮同轴相连，他们在单位时间内转动圈数相等，即k ＝n∕p 由以上可得V ＝2πR∕p 。
同理，设车轮转动的累计圈数为k ，则有S ＝2πRK ，且k ＝N∕p 所以S ＝2πRN∕p 。 可见，要测出小车的速度和行程，除单位时间内的脉冲数n 和累计脉冲数N 外，还必须测出车轮半径R 和齿轮的齿数
同步检测
1．测温仪使用的是
（ ）
图－2
图－3
2．下列器件是应用光传感器的是
（ ） A ．鼠标器 B ．火灾报警器
C ．测温仪
D ．电子称 3．鼠标器使用的是
（ ） A ．压力传感器 B ．温度传感器
C ．光传感器
D ．红外线传感器 4.关于电饭锅的说法正确的是
（ ） A ．电饭锅中的温度传感器其主要元件是氧化铁
B ．铁氧体在常温下具有铁磁性,温度很高时失去铁磁性
C ．用电饭锅烧水,水开时能自动断电
D ．用电饭锅煮饭时,若温控开关自动断电后,它不能自动复位
5．应用温度传感器可以远距离读取温度的数值，这是把___________转变为_________的一大优点。
综合评价
1．有一电学元件，温度升高时电阻增大，则这种元件可能是 （ ）
Ａ．金属导体 Ｂ．绝缘体
Ｃ．半导体 Ｄ．超导体
2．如图所示的电路中，电源两端的电压恒定，L 为小灯泡，R 为光
敏电阻，LED 为发光二极管（电流越大，发出的光越强），且R 与
LED 相距不变，下列说法正确的是（ ）
A ．当滑动触头P 向左移动时，L 消耗的功率增大
B ．当滑动触头P 向左移动时，L 消耗的功率减小
C ．当滑动触头P 向右移动时，L 消耗的功率可能不变
D ．无论怎样移动触头P ，L 消耗的功率都不变
3．如图所示，R 1、、R 2为定值电阻，L 为小灯泡，R 3为光敏电阻，
当照射光强度增大时（ ）
A ．电压表的示数减小
B ．R 2中的电流强度减小
C ．小灯泡的功率增大
D ．电路的路端电压升高 4．下面元件不属于温度传感器的是（ ）
A ．电熨斗
B ．电饭锅
C ．测温仪
D ．鼠标器
5．用遥控器调换电视频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化成电信号的过程，下列属于这类传感器的是（ ）
A ．红外报警装置
B ．走廊照明灯的声控装置
C ．自动洗衣机中的压力传感装置
D ．电饭煲中控制加热和保温的温控器
6．火灾报警器使用的是（ ）
第2题
第3题
7．将万用表的选择开关置于欧姆档，再将电表的两支表笔分别
与光敏电阻R g 的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的中央，
若用不透光的黑纸将R g 包裹起来，表针将向___________（填
“左”或“右”）转动，若用手电筒光照射R g ，表针将向_________
（填“左”或“右”）转动。
8．请用仪器：热敏电阻，学生电源，继电器，滑动变阻器，开关，导线等设计一个由温度控制小灯泡发亮的电路。
9．如图所示是电饭煲的电路图，S 1是一个控温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点（103℃）时，会自动断开。S 2是一个自动控温开关，当温度低于70℃时会自动闭合；温度高于80℃时，会自动断开。红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯。分流电阻R 1＝R 2＝500Ω，计算加热电阻丝R 3＝50Ω，两灯电阻不计。
（1）分析电饭煲的工作原理。
（2）计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比。
（3）简要回答，如果不闭合开关S 1，能将饭煮熟吗？
10．如图所示甲为在温度为10℃左右的环境中工作的自动恒温箱简图，箱内电阻R 1＝20kΩ，R 2＝10kΩ，R 3＝40 kΩ，R 1为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示。当a 、b 端电压U ab ﹤0时，电压鉴别器会令开关S 接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；当U ab ﹥0时，电压鉴别器使S 断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在___________℃。
第7题
第9题 R 1 R 2 R 3 S 1 S 2
参考答案
知能准备：
一、1．感温铁氧体，2．氧化锰、氧化锌和氧化铁
二、1．温度，2．热敏电阻、金属热电阻、热电偶，
三、1．光传感器
【同步检测】1、C 2、AB 3、C 4、BD 5、非电学量 电学量
【综合评价】1、A 2、A 3、BC 4、D 5、A 6、AB 7、左 右
8、设计图如图，闭合S 1后，有电流通过继电器，但R 1较大，继电器产生的磁场较弱，当R 1的温度升高，电阻减小，继电器产生的磁场显著增大， S 2被吸下来，小灯泡发光，温度降低，磁性减弱，S 2弹开，小灯泡熄灭，从而达到由温度控制灯炮的亮和灭。
9、（1）见例1
（2）加热时电饭煲消耗的电功率U 2／R 并，保温时电饭煲消耗的电功率为
U 2／（R 1﹢R 并），R 并＝R 2R 3／（R 2﹢R 3）＝500×50／（500﹢50）＝500／11Ω 从而有p 1／p 2＝（R 1﹢R 并）／R 并＝（500﹢500／11）÷（500／11）＝12／1
（3）如果不闭合开关S 1，开始S 2总是闭合的，R 1被短路，功率为P 1，当
温度上升到80℃时，自动断开，功率降为P 2，温度降低到70℃ ，S 2自动闭合。温度只能在70℃—80℃之间变化，不能把水烧开，不能煮熟饭。
R 1 第10题
R 1 R 2
R 3 R t 甲 乙
10、35℃
解析：设电路路端电压为U，当U ab＝0时，有UR1／（R1﹢R2）＝UR3／（R3﹢R t）
解得R t＝20kΩ
由图乙可知，当R t＝20kΩ时，t＝35℃
第四节传感器的应用实例
知能准备：
１．普通二极管和发光二极管
（１）二极管具有____________________导电性。
（２）发光二极管除了具有单向导电性外，导电时还能______________。普通的发光二极管是用磷化镓和磷砷化镓等半导体材料制成，直接将电能转化为光能。该类发光二极管的正向导通电压大于1.8v.
２．晶体三极管
（１）晶体三极管能够把微弱的信号_____________。晶体三极管的三极分别为发射极e.基极b和集电极c.
（２）传感器输出的电流或电压很______________，用一个三极管可以放大几十倍以
至上百倍。三极管的放大作用表现为基极b的电流对电极c的电流起了控制作用。
３．逻辑电路
（１）对于与门电路，只要一个输入端输入为“_____________”，则输出端一
定是“０”；反之，只有当所有输入都同时为“_________________”，输出才是“１”。
（２）对于或门电路，只要有一个输入“_____________”，则输出一定是“１”；反之，
只有当所有输入都同时为“____________”时，输出才是“０”。
（３）非门电路中，当输入为“０”时，输出总是“____________”；当输入为“１”时，输出反而是“______________”。非门电路也称为反相器。
（４）斯密特触发器是具有特殊功能的非门。
【同步导学】
一、疑点分析
如图－1所示光控电路，白天，光强度较大，光
敏电阻R G的电阻值较小，加在斯密特触发器A端的
电压较低，则输出端Y输出高电平，发光二极管LED
不导通；当天色暗到一定程度时，R G电阻值增大到
一定值，斯密特触发器的输入端A的电压上升到某
个值（1.6v ），输出端Y 突然从高电平跳到低电平，则发光二极管LED 导通发光（相当于路灯亮了），这样就达到了使路灯天明熄灭，天暗自动开启的目的。要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R 1的阻值调大一些，这样要使斯密特触发器的输入端A 电压达到某个值（如1.6v ），就需要R G 的阻值达到更大，即天色更暗。
2．温度报警器
常温下，调整R 1的阻值使斯密特触发器的输
入端A 处于低电平，则输出端Y 处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，
热敏电阻R T 阻值减小，斯密特触发器输入端A 的
电势升高，当达到某一值时，其输出端Y 由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声，R 1
的温度不同，则报警温度不同。要使热敏电阻在感测到更高温度时才报警，应减小R 1的阻值，R 1阻值越小，要使斯密特触发器输入端达到高电平，则热敏电阻阻值要求越小，其温度越高。
二、典型例题：
例１．如图－3所示的光控电路，用二极管LED 模仿路灯，Ｒ
G 为光敏电阻，Ｒ1的最大电阻为k 51,Ｒ2为 k 330，试分
析其工作原理。
解析：白天，光强度较大，光敏电阻ＲG 电阻值较小，加在斯密特触发器Ａ端的电压较低，则输出端Ｙ输出高电平，发光二极管LED 不导通；当天色暗到一定程度时，ＲG 的阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端Ａ的电压上升到某个值(1.6V)，输出端Ｙ突然从高电平跳到低电平，则发光二极管LED 导通发光(相当于路灯亮了)，这样就达到了使路灯天明熄灭，天暗自动开启的目的。
例２：温度报警器电路如图－4所示，请说明其工作原理。
解析：常温下，调整Ｒ1的阻值使斯密特触发器的输入端Ａ
处于低电平，则输出端Ｙ处于高电平，无电流通过蜂鸣器，
蜂鸣器不发声；当温度高时，热敏电阻ＲT 阻值减小,斯密
特触发器输入端Ａ电势升高，当达到某一值(高电平)，其输出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警
图－3
图－4
声，Ｒ1的阻值不同，则报警温度不同。
同步检测：
1．可以用型号为74LS14的非门集成电路，发光二极
管和限流电阻来组成一个逻辑电平检测器，电路如图所
示。使用时，将检测器的输入端Ａ接到被测点。
请分析：当被测点为高电平时，LED 是否发光？
低电平时呢？说出道理。
２．随着人们生活质量的提高，自动干手机已进入家庭洗手间，当人将湿手靠近干手机时，机内的传感器便驱动电热器加热，于是有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近干手机能使传感器工作，这是因为（ ）
A ．改变了湿度
B ．改变了温度
C ．改变了磁场
D ．改变了电容
综合评价：
1．大多楼道灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没有反应。
（１） 控制电路中接入了哪几种传感器？
（２） 这几种传感器来的信号，应通过哪几种门电路后，再进入执行电路？
２．当前大量使用的磁敏器件是霍尔元件与集成电路制在一起的磁传感器，它有以下两种。
(１)一种是“线性”的。它是将霍尔元件和放大器集成在一个芯片内，其输出的电压与感受到的磁感应强度成正比地连续变化。请你提出一种方案，利用它来测量电流的大小。
(２)另一种叫做“开关型”的，当磁场到一定程度时它才会输出高电平，而在磁场弱到一定程度时输出低电平（或者相反），也就是说，它只能在高、低电平之间跃变。请你提出一种方案，利用它来测量物体的转速。
３．要使例题１中路灯在天更暗时才会亮，应该怎样调节Ｒ1的阻值？并说明原理。 ４．要使例题２中的热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应怎样调节Ｒ1的阻值？
并说明原理。
参考答案：
知能准备：
1．（1）单向导电性，（2）发光；2．（1）放大，（2）微弱；
3．（1）0，1；（2）1，0；（3）1，0。
同步检测：
１．当被测点为高电平时，斯密特触发器输入端Ａ为高电平，则输出端Ｙ为低电平，故LED 发光；当被测点为低电平时，Ａ即为低电平，则输出端Ｙ为高电平，LED 不发光。
第1题
2．Ａ
综合评价：
1．答：
(1)接入了两种传感器：光传感器（通常用的是光敏电
阻）；声传感器（通常用的是微型驻极体话筒）。
(2)因为点亮楼道灯需要同时具备两个条件，即足够暗
的光照和足够大的声音，所以要使用与门。
2．答：
(1)设计方案如右图所示。在Ｃ形软铁芯１上绕制
线圈２，霍尔传感器３置入铁芯的间隙中，并与数字毫
伏表４相连。线圈中通入的待测电流Ｉ越强，铁芯间隙
中的磁场强度就越大，则传感器输出的电压越大。
(2)设计方案如图所示。转动物体１的边缘上嵌入
一个小永磁体２，霍尔传感器３固定在近旁，并在计数
电路和显示屏４相连。物体每转动一周，传感器就输出一个电压脉冲，计数显示的数字就增加１。配合秒表测出在时间t内转动的周数n，就可以计算出转速。
３．答：要使在天更暗时路灯才会亮，应该把Ｒ1的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端Ａ电压达到某个值（如1.6v），就需要ＲG的阻值达到更大，即天色更暗。４．答：要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应减小Ｒ1的阻值，Ｒ1阻值越小，要使斯密特触发器输入端达到高电平，则热敏电阻阻值要求越小，即温度越高。
第六章传感器单元测试卷
一、选择题
１．利用半导体可以制成：（）Ａ．标准电阻Ｂ．热敏电阻
Ｃ．光敏电阻Ｄ．晶体管
２．下列说法不正确的是：（）Ａ．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号
Ｂ．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断
Ｃ．电子秤所使用的测力装置是力传感器
Ｄ．热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量
３．下列方法有可能使半导体材料的电阻率减小的是：（）Ａ．升高半导体的温度Ｂ．用光来照射半导体
Ｃ．在半导体中加入微量其他杂质Ｃ．以上情况都不可能
4．有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只援建，将这三只元件分别接入如图所示的电路
2008高考物理复习《传感器》测试题 一、选择题 １．利用半导体可以制成（） Ａ．标准电阻Ｂ．热敏电阻 Ｃ．光敏电阻Ｄ．晶体管 ２．下列说法不正确的是 Ａ．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号 Ｂ．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断 Ｃ．电子秤所使用的测力装置是力传感器 Ｄ．热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量 ３．下列方法有可能使半导体材料的电阻率减小的是（） Ａ．升高半导体的温度Ｂ．用光来照射半导体 Ｃ．在半导体中加入微量其他杂质Ｃ．以上情况都不可能 ４．有一电学元件，温度升高时电阻却大幅度减小，则这种元件可能是（） Ａ．金属导体Ｂ．绝缘体 Ｃ．半导体Ｄ．超导体 ５．有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图６－１所示的电路中的A、B两点后，用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是（） Ａ．入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化 较大，这只元件一定是热敏电阻 Ｂ．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不 变化，这只元件一定是定值电阻 Ｃ．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆 表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻 Ｄ．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻６．图６－２所示是一种延时开关，当Ｓ１闭合时，电磁铁将衔铁吸下，将Ｃ线路接通，当Ｓ１断开时，由于电磁作用，Ｄ将延迟一段时间才被释放，则（） Ａ．由于Ａ线圈的电磁感应作用，才产生延时释放Ｄ的 作用 Ｂ．由于Ｂ线圈的电磁感应作用，才产生延时释放Ｄ的 作用 Ｃ．如果断开Ｂ线圈的开关Ｓ２，无延时作用 Ｄ．如果断开Ｂ线圈的开关Ｓ２，延时将变长
板块模型专题练习 (一)两个小物块 1．如图所示，物体A叠放在物体B上，B置于光滑水平面上。A，B质量分别为和，A、B之间的动摩擦因数为。在物体A上施加水平方向的拉力F，开始时F=10N，此后逐渐增大，在增大到45N的过程中，以下判断正确的是（） A．两物体间始终没有相对运动 B．两物体间从受力开始就有相对运动 C．当拉力F＜12N时，两物体均保持静止状态 D．两物体开始没有相对运动，当F＞18N时，开始相对滑动 2．如图所示，质量为M的木板长为L，木板的两个端点分别为A、B，中点为O，木板置于光滑的水平面上并以v0的水平初速度向右运动。若把质量为m的小木块（可视为质点）置于木板的B端，小木块的初速度为零，最终小木块随木板一起运动。小木块与木板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。求： （1）小木块与木板相对静止时，木板运动的速度； （2）小木块与木板间的动摩擦因数μ的取值在什么范围内，才能使木块最终相对于木板静止时位于OA之间。 3．质量M=8kg的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端加一水平恒力F，F=8N，当小车向右运动的速度达到s时，在小车前端轻轻放上一个大小不计，质量为m=2kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数为，小车足够长，求从小物块放上小车开始，经过t=，小物块通过的位移大小为多少？ 4.光滑水平面上静置质量为M的长木板，质量为m的可视为质点的滑块以初速度v0从木板一端开始沿木板运动．已知M＞m，则从滑块开始运动起，滑块、木板运动的v-t图象可能是() (二)传送带 5.如图所示，传送带与地面间的倾角为θ=37°，A、B之间的长度为L=16m，传送带以速率v=10m/s逆时针运动，在传送带上A端无初速度地放一个质量为m=的物体，它与传送带之间的动摩擦因数μ=，求物体从A端运动到B端需要多长时间？（g取10m/s2，sin37°=，cos37°=） 6.现在传送带传送货物已被广泛地应用，如图3－2－7所示为一水平传送带装置示意图。紧绷的传送带AB始终保持恒定的速率v＝1m/s运行，一质量为m＝4kg的物体被无初速度地放在A处，传送带对物体的滑动摩擦力使物体开始做匀加速直线运动，随后物体又以与传送带相等的速率做匀速直线运动。设物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝，A、B间的距离L＝2m，g取10m/s2。 （1)求物体刚开始运动时所受滑动摩擦力的大小与加速度的大小； (2)求物体做匀加速直线运动的时间； (3)如果提高传送带的运行速率，物体就能被较快地传送到B处，求物体从A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率。 7.如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v 1运行．初速度大小为v 2 的小物块从与 传送带等高的光滑水平面上的A处滑上传送带．若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在 传送带上运动的v-t图象（以地面为参考系）如图乙所示．已知v 2＞v 1 ．则?（） A．t 2 时刻，小物块离A处的距离达到最大 B．t 1 时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大 C．t 2-t 3 时间内，小物块受到的摩擦力方向向右
新课程高考物理传感器复习训练题 1、关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是 A.应变片是由多用半导体材料制成 B.当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之，变小 C.传感器输出的是应变片上的电压 D.外力越大，输出的电压差值也越大 2、演示位移传感器的工作原理如右图示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆p，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小x。假设电压表是理想的，则下列说法正确的是 A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化 B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化 C．物体M不动时，电路中没有电流 D．物体M不动时，电压表没有示数 3、唱卡拉OK用的话筒，内有传感器。其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号。下列说法正确的是 A．该传感器是根据电流的磁效应工作的 B．该传感器是根据电磁感应原理工作的 C．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变 D．膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势 4、用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。下列属于这类传感器的是 A．红外报警装置B．走廊照明灯的声控开关 C．自动洗衣机中的压力传感装置D．电饭煲中控制加热和保温的温控器 6、下列元件利用了光传感器的是（） A．火灾报警器B．电饭锅 C．测温仪D．加速度计 7、下列说法正确的是（） A．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号 B．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断
高三物理复习重难点 力学 一、力学整体隔离法 对于连接体和叠加体一般用整体隔离法，整体法的条件是物体的加速度相同，整体时忽略物体之间的力，只考虑外部的力。 二、力学动态分析 动态分析矢量三角形的条件：物体在三个共点力作用下处于平衡状态，其中一个力大小方向都不变，一个力大小变方向不变，一个力大小方向都变。 动态分析相似三角形的条件：找到力的三角形和边的三角形相似，对应边成比例。 例1.如图所示，轻绳一端系在质量为m的物体A上，另一端系在一个套在粗糙竖直杆MN的圆环上．现用水平力F拉住绳子上一点O，使物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置，但圆环仍保持在原来的位置不动．则在这一过程中，环对杆的摩擦力F1和环对杆的压力F2的变化情况是 ( )． A．F1保持不变，F2逐渐增大 B．F1逐渐增大，F2保持不变 C．F1逐渐减小，F2保持不变 D．F1保持不变，F2逐渐减小 答案：D 例2.如图所示,在光滑定滑轮C正下方与C相距h的A处固定一电荷量为Q(Q>0)的点电荷,电荷量为q的带正电小球B,用绝缘细线拴着,细线跨过定滑轮,另一端用适当大小的力F拉住,使B处于静止状态,此时B与A点的距离为R,B和C之间的细线与AB垂直。若B所受的重力为G,缓慢拉动细线(始终保持B平衡)直到B 接近定滑轮,静电力常量为k,环境可视为真空,则下列说法正确的是 A.F逐渐增大 B.F先增大后减小 C.B受到的库仑力大小不变 D.B受到的库仑力逐渐增大
答案：C 运动学 一、匀变速直线运动 1.匀变速直线运动x－t图象与v－t图象的比较 倾斜直线表示匀速直线运动；曲线表示倾斜直线表示匀变速直线运动；曲线表 (1)x－t图象与v－t图象都只能描述直线运动，且均不表示物体运动的轨迹； (2)分析图象要充分利用图象与其所对应的物理量的函数关系； (3)识图方法：一轴、二线、三斜率、四面积、五截距、六交点. 2.匀变速直线运动的追及相遇问题 （1）速度相等是两个物体间距离最大或最小的时候。 （2）画图得位移关系。 例1.在一条宽马路上某一处有A、B两车，它们同时开始运动，取开始运动时刻为计时零点，它们的速度－时间图象如图所示，则在0～t4这段时间内的情景是( )． A．A在0～t1时间内做匀加速直线运动，在t1时刻改变运动方向 B．在t2时刻A车速度为零，然后反向运动，此时两车相距最远 C．在t2时刻A车追上B车 D．在t4时刻两车相距最远 答案：D 二、平抛运动
高考物理复习之板块模型 一、动力学中的板块模型 1、力学中板块 2、动力学中板块 二、功能关系中的板块模型 三、动量守恒中的板块模型 四、电磁学中板块模型 1、电学中板块 2、磁场中板块
一、动力学中的板块模型 1、力学类型 例题一、(2004年调研题)如图10所示， 质量为m 的木块P 在质量为M 的长木板A 上滑行，长木板放在水平地面上，一直处于静止状态．若长木板A 与地面间的动摩擦因数为1μ,木块P 与长板A 间的动摩擦因数为2μ，则长木板A 受到地面的摩擦力大小为 ( ) A Mg 1μ B ．g M m )(1+μ C mg 2μ D mg Mg 21μμ+ 例题二、如图所示，物体放在粗糙的较长的木块上，木板可以绕M 端自由转动，若将其N 端缓慢地从水平位置抬起，木板与水平面的夹角为θ，物体所受木板的摩擦力为F 1，试定性地说明物体所受的摩擦力的大小F 1随θ的变化情况。（设物体所受的最大静摩擦力跟同样情况下的滑动摩擦力相等）并画在图乙中。 例题三、如图所示，质量为m 1的木块受到向右的拉力F 的作用沿质量为m 2的长木板向右滑行，长木板保持静止状态。已知木块与长木板问的动摩擦因数为μ1，长木板与地面间的动摩擦因数为μ2，则 （ ） A ．长木板受到地面的摩擦力大小一定为μ2（m 1+m 2）g B ．长木板受到地面的摩擦力大小一定为μ1m 1g C ．若改变F 的大小，当F>μ2（m 1+m 2）g 时，长木板将开始运动 D ．无论怎样改变F 的大小，长木板都不可能运动 例题四、北京陈经纶中学2011届高三物理期末练习 2011.17．如图所示，木板B 放在粗糙水平面上，木块A 放在B 的上面，A 的右端通过一不可伸长的轻绳固定在竖直墙上，用水平恒力F 向左拉动B ，使其以速度v 做匀速运动，此时绳水平且拉力大小为T ，下面说法正确的是 A ．绳上拉力T 与水平恒力F 大小相等 B ．木块A 受到的是静摩擦力，大小等于T C ．木板B 受到一个静摩擦力，一个滑动摩擦力，合力大小等于F D ．若木板B 以2v 匀速运动，则拉力仍为F 例题五、如图所示，质量为M 、上表面光滑的平板水平安放在A 、B 两固定支座上。质量为m 的小滑块以某一速度从木板的左端滑至右端。能正确反映滑行过程中，B 支座所受压力N B 随小滑块运动时间 t 变化规律的是 N B N B N B N B m M A B N B N B N B N B m M A B T 图10 A P V θ N M 图甲 F 1 θ 图乙
第3节洛伦兹力的应用 1.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，轨道 半径与粒子的运动速度成正比，与粒子质量成正 比，与电荷量和磁感应强度成反比，即r＝m v Bq。 2．带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，运 动周期与质量成正比，与电荷量和磁感应强度 成反比，与轨道半径和运动速率无关，即T＝ 2πm Bq。 3．回旋加速器的电场周期和粒子运动周期相同。 4．质谱仪把比荷不相等的粒子分开，并按比荷顺 序的大小排列，故称之为“质谱”。 一、带电粒子在磁场中的运动 1．用洛伦兹力演示仪显示电子的运动轨迹 (1)当没有磁场作用时，电子的运动轨迹为直线。 (2)当电子垂直射入匀强磁场中时，电子的运动轨迹为一个圆，所需要的向心力是由洛伦兹力提供的。 (3)当电子斜射入匀强磁场中时，电子的运动轨迹是一条螺旋线。 2．带电粒子在洛伦兹力作用下的圆周运动 (1)运动性质：匀速圆周运动。
(2)向心力：由洛伦兹力提供。 (3)半径：r ＝m v Bq 。 (4)周期：T ＝2πm Bq ，由周期公式可知带电粒子的运动周期与粒子的质量成正比，与电荷量和磁感应强度成反比，而与运动半径和运动速率无关。 二、回旋加速器和质谱仪 1．回旋加速器 (1)主要构造：两个金属半圆空盒，两个大型电磁铁。 (2)工作原理(如图所示) ①磁场作用：带电粒子垂直磁场方向射入磁场时，只在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，其周期与半径和速率无关。 ②交变电压的作用：在两D 形盒狭缝间产生周期性变化的电场，使带电粒子每经过一次狭缝加速一次。 ③交变电压的周期(或频率)：与带电粒子在磁场中做圆周运动的周期(或频率)相同。 2．质谱仪 (1)功能：分析各化学元素的同位素并测量其质量、含量。 (2)工作原理(如图所示) 带电粒子在电场中加速：Uq ＝1 2m v 2① 带电粒子在磁场中偏转：x 2＝r ② Bq v ＝m v 2 r ③ 由①②③得带电粒子的比荷：q m ＝8U B 2x 2。 由此可知，带电离子的比荷与偏转距离x 的平方成反比，凡是比荷不相等的离子都被分
课时作业(四十六)[第46讲传感器的简单使用] 基础热身 1．传感器担负着信息采集的任务，它常常是() A．将力学量(如形变量)转变成电学量 B．将热学量转变成电学量 C．将光学量转变成电学量 D．将电学量转变成力学量 2．下列技术涉及传感器的应用的是() A．宾馆的自动门 B．工厂、电站的静电除尘 C．家用电饭煲的跳闸和保温 D．声控开关 3．街旁的路灯、江海里的航标都要求在夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的() A．压敏性B．光敏性 C．热敏性D．三种特性都利用 4．电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置．由于电容器的电容取决于极板正对面积、极板间距离以及极板间的电介质这几个因素，当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化，从而又可推出另一个物理量的值．如图K46－1所示是四种电容式传感器的示意图，关于这四个传感器的作用，下列说法不正确的是() 图K46－1 A．甲图的传感器可以用来测量角度 B．乙图的传感器可以用来测量液面的高度 C．丙图的传感器可以用来测量压力 D．丁图的传感器可以用来测量速度 技能强化 5．2011·苏北模拟在探究超重和失重规律时，某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作．传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图象如图K46－2所示，其中可能正确的是() A B C D 图K46－2 6．2011·甘肃模拟如图K46－3所示是一个火警报警器电路的示意图．其中R3为用半导体热敏材料制成的传感器，这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而增大．值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器．当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是() 图K46－3
1 如图12所示，PR是一块长为L=4 m的绝缘平板固定在水平地面上，整个空间有一个平行于PR的匀强电场E，在板的右半部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场B，一个质量为m=0．1 kg，带电量为q=0．5 C的物体，从板的P端由静止开始在电场力和摩擦力的作用下向右做匀加速运动，进入磁场后恰能做匀速运动。当物体碰到板R端的挡板后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电场，物体返回时在磁场中仍做匀速运动，离开磁场后做匀减速运动停在C点，PC=L/4，物体与平板间的动摩擦因数为μ=0．4，取g=10m/s2 ，求：（1）判断物体带电性质，正电荷还是负电荷？ （2）物体与挡板碰撞前后的速度v1和v2 （3）磁感应强度B的大小 （4）电场强度E的大小和方向 2 如图2—14所示，光滑水平桌面上有长L=2m的木板C，质量m c=5kg，在其正中央并排放着两个小滑块A和B，m A=1kg，m B=4kg，开始时三物都静止．在A、B间有少量塑胶炸药，爆炸后A以速度6m／s水平向左运动，A、B中任一块与挡板碰撞后，都粘在一起，不计摩擦和碰撞时间，求： (1)当两滑块A、B都与挡板碰撞后，C的速度是多大? (2)到A、B都与挡板碰撞为止，C的位移为多少? 3 为了测量小木板和斜面间的摩擦因数，某同学设计如图所示实验，在小木板上固定一个轻弹簧，弹簧下端吊一个光滑小球，弹簧长度方向与斜面平行，现将木板连同弹簧、小球放在斜面上，用手固定木板时，弹簧示数为F 1 ，放手后，木板沿斜面下滑，稳定后弹簧示数为 F 2，测得斜面斜角为θ，则木板与斜面间动摩擦因数为多少？（斜面体固定在地面上） 图 12
4有一倾角为θ的斜面，其底端固定一挡板M ，另有三个木块A 、B 和C ，它们的质 量分别为m A =m B =m ，m C =3 m ，它们与斜面间的动摩擦因数都相同.其中木块A 连接一轻弹簧放于斜面上，并通过轻弹簧与挡板M 相连，如图所示.开始时，木块A 静止在P 处，弹簧处于自然伸长状态.木块B 在Q 点以初速度v 0向下运动，P 、Q 间的距离为L.已知木块B 在下滑过程中做匀速直线运动，与木块A 相碰后立刻一起向下运动，但不粘连，它们到达一个最低点后又向上运动，木块B 向上运动恰好能回到Q 点.若木块A 静止于P 点，木块C 从Q 点开始以初速度03 2v 向下运动，经历同样过程，最后木块C 停在斜面上的R 点，求P 、R 间的距离L ′的大小。 5 如图，足够长的水平传送带始终以大小为v ＝3m/s 的速度向左运动，传送带上有一质量为M ＝2kg 的小木盒A ，A 与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0．3，开始时，A 与传送带之间保持相对静止。先后相隔△t ＝3s 有两个光滑的质量为m ＝1kg 的小球B 自传送带的左端出发，以v 0＝15m/s 的速度在传送带上向右运动。第1个球与木盒相遇后，球立即进入盒中与盒保持相对静止，第2个球出发后历时△t 1＝1s/3而与木盒相遇。求（取g ＝10m/s 2） （1）第1个球与木盒相遇后瞬间，两者共同运动的速度时多大？ （2）第1个球出发后经过多长时间与木盒相遇？ （3）自木盒与第1个球相遇至与第2个球相遇的过程中，由于木盒与传送带间的摩擦而产生的热量是多少？ 6 如图所示，两平行金属板A 、B 长l ＝8cm ，两板间距离d ＝8cm ，A 板比B 板电势高300V ， B A v 0
2020年高考物理备考微专题精准突破 专题3.7 “板块”模型中的能量转化问题 【专题诠释】 板块中摩擦力做功与能量转化 1．静摩擦力做功 (1)静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功． (2)相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零． (3)静摩擦力做功时，只有机械能的相互转移，不会转化为内能． 2．滑动摩擦力做功的特点 (1)滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功． (2)相互间存在滑动摩擦力的系统内，一对滑动摩擦力做功将产生两种可能效果： ①机械能全部转化为内能； ②有一部分机械能在相互摩擦的物体间转移，另外一部分转化为内能． (3)摩擦生热的计算：Q＝F f x相对．其中x相对为相互摩擦的两个物体间的相对路程． 从功的角度看，一对滑动摩擦力对系统做的总功等于系统内能的增加量；从能量的角度看，其他形式能量的减少量等于系统内能的增加量． 【最新考向解码】 【例1】(2019·云南二模)如图所示，木块静止在光滑水平面上，两颗不同的子弹A、B从木块两侧同时射入木块，最终都停在木块内，这一过程中木块始终保持静止。若子弹A射入的深度大于子弹B射入的深度，则() A．子弹A的质量一定比子弹B的质量大 B．入射过程中子弹A受到的阻力比子弹B受到的阻力大 C．子弹A在木块中运动的时间比子弹B在木块中运动的时间长 D．子弹A射入木块时的初动能一定比子弹B射入木块时的初动能大 【答案】 D 【解析】由于木块始终保持静止状态，则两子弹对木块的推力大小相等，即两子弹所受的阻力大小相等，
设为f ，根据动能定理得，对子弹A ：－fd A ＝0－E k A ，得E k A ＝fd A ；对子弹B ：－fd B ＝0－E k B ，得E k B ＝fd B ，由于d A >d B ，则有子弹入射时的初动能E k A >E k B ，故B 错误，D 正确。两子弹和木块组成的系统动量守恒，则有2m A E k A ＝2m B E k B ，而E k A >E k B ，则m A 高考物理新电磁学知识点之传感器全集汇编(3) 一、选择题 1．在如图所示的电路中，电源的电动势E恒定，内阻r=1Ω，R1为光敏电阻（其阻值随光照的增强而减小），定值电阻R2=2Ω，R3=5Ω，电表均为理想电表．则下列说法正确的是（） A．当光照增强时，电源的效率增大 B．当光照增强时，电容器的电荷量减小 C．光照强度变化时，电压表示数的变化量和电流表示数的变化量之比不变 D．若光敏电阻R1阻值变化范围为2～9Ω，则光照强度变化前后，ab段电路消耗的电功率可能相同 2．科学家研究发现，磁敏电阻(GMR)的阻值随所处空间磁场的增强而增大，随所处空间磁场的减弱而变小，如图所示电路中GMR为一个磁敏电阻，R和为滑动变阻器，和为定值电阻，当开关和闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态．则 A．只调节电阻，当向下端移动时，电阻消耗的电功率不变 B．只调节电阻，当向下端移动时，带电微粒向下运动 C．只调节电阻R，当向右端移动时，电阻消耗的电功率变小 D．只调节电阻R，当向右端移动时，带电微粒向下运动 3．电视机遥控器是用传感器将光信号转化为电流信号。下列属于这类传感器的是 A．走廊中的声控开关 B．红外防盗装置 C．热水器中的温度传感器 D．电子秤中的压力传感器 4．下列说法中正确的是( ) A．电饭锅中的敏感元件是光敏电阻 B．测温仪中的测温元件可以是热敏电阻 C．机械式鼠标中的传感器接收到连续的红外线，输出不连续的电脉冲 D．火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现低电阻状态，有烟雾时呈现高电阻状态5．下列说法正确的是 A．传感器都是利用电磁感应原理工作的 B．电磁炉是根据电磁感应原理工作的 C．法拉第圆盘发电机是利用静电感应的原理制成的 D．探测金属物品的探测器都是利用静电感应的原理工作的 6．与一般吉他以箱体的振动发声不同，电吉他靠拾音器发声。如图所示，拾音器由磁体及绕在其上的线圈组成。磁体产生的磁场使钢质琴弦磁化而产生磁性，即琴弦也产生自己的磁场。当某根琴弦被拨动而相对线圈振动时，线圈中就会产生相应的电流，并最终还原为声音信号。下列说法中正确的是 A．若磁体失去磁性，电吉他仍能正常工作 B．换用尼龙材质的琴弦，电吉他仍能正常工作 C．琴弦振动的过程中，线圈中电流的方向不会发生变化 D．拾音器的作用是利用电磁感应把琴弦的振动转化成电信号 7．在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是PTC元件，PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率ρ随温度 t的变化关系如图所示，由于这种特性，PTC元件具有发热、保温双重功能．对此，以下判断正确的是() ①通电后，其电功率先增大，后减小 ②通电后，其电功率先减小，后增大 ③当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1不变 ④当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1和t2之间的某一值不变 A．①③ B．②③ C．②④ D．①④ 8．传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用，如图所示是一种测量液面高度的电容式传感器的示意图，金属芯线与导电体之间形成一个电容器，从电容大小的变化就能反映液面的升降情况，当测得电容值减小，可以确定h将（） 高考物理电学板块知识点总结 电学是物理考试中的重点，同时也是难点。掌握好电场相关内容可以使考试更加容易，以下是小编为大家搜集整理提供到的有关高考物理知识点总结，希望对您有所帮助。 欢迎阅读参考学习！ 高考物理知识点之电场常见公式： 1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷：(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的 整数倍 2.库仑定律：F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N)，k:静电力常量 k=9.0×109N??m2/C2，Q1、Q2:两点电荷的电量(C)，r:两点电荷间的距离(m)，方向 在它们的连线上，作用力与反作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝ 3.电场强度：E=F/q(定义式、计算式){E：电场强度(N/C)，是矢量(电场的叠加原理)，q：检验电荷的电量(C)｝ 4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2 {r：源电荷到该位置的距离(m)，Q：源电荷的 电量｝ 5.匀强电场的场强E=UAB/d {UAB:AB两点间的电压(V)，d:AB两点在场强方向的距离(m)｝ 6.电场力：F=qE {F:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量(C)，E:电场强度(N/C)｝ 7.电势与电势差：UAB=φA-φB，UAB=WAB/q=-ΔEAB/q 8.电场力做功：WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J)，q:带 电量(C)，UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场 强度,d:两点沿场强方向的距离(m)｝ 9.电势能：EA=qφA {EA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，φA:A点的电势(V)｝ 10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA {带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值｝ 11.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB (电势能的增量等于电场力做功的 负值) 12.电容C=Q/U(定义式,计算式) {C:电容(F)，Q:电量(C)，U:电压(两极板电势差)(V)｝ 13.平行板电容器的电容C=εS/4πkd(S:两极板正对面积，d:两极板间的垂直距离，ω：介电常数) 高考物理知识点之常见电容器 选择题突破—专项训练(三) 训练重点：利用牛顿运动定律或功能关系分析实际问题 1.某学校物理兴趣小组用 空心透明塑料管制作了如图所示的竖直“60”造型。两个“0”字型的半径均为R 。让一质量为m 、直径略小于管径的光滑小从入口A 处射入，依次经过图中的B 、C 、D 三点，最后从E 点飞出。已知BC 是“0”字型的一条直径，D 点是该造型最左侧的一点，当地的重力加速度为g ，不 计一切阻力,则小球在整个运动过程中：（ ） A.在B 、C 、D 三点中，距A 点位移最大的是B 点，路程最大的是D 点 B.若小球在C 点对管壁的作用力恰好为零，则在B 点小球对管壁的压力大小为6mg C.在B 、C 、D 三点中，瞬时速率最大的是D 点，最小的是C 点 D.小球从E 点飞出后将做匀变速运动 2．静止在地面上的一小物体，在竖直向上的拉力作用下开始运动，在向上运动的过程中，物体的机械能与位移的关系图象如图所示，其中0~s 1，过程的图线是曲线，s 1~s 2：过程的图线为平行于横轴的直线．关于物体上升过程（不计空气阻力）的下列说法正确的是（ ） A ．0~s 1过程中物体所受的拉力是变力，且不断减小 B ．s 1~s 2过程中物体做匀速直线运动 C ．0~s 2过程中物体的动能先增大后减小 D ．0~s 2过程中物体的加速度先减小再反向增大，最后 保持不变且等于重力加速度 3．如图所示，重1 0N 的滑块在倾角为30 o 的斜面上，从a 点由静止开始下滑，到b 点开始压缩轻弹簧，到c 点时达到最大速度，到d 点(图中未画出)开始弹回，返回b 点离开弹簧，恰能再回到口点．若bc=0.1 m ，弹簧弹性势能的最大值为8J ，则 A ．轻弹簧的劲度系数是50N ／m B ．从d 到c 滑块克服重力做功8J C ．滑块动能的最大值为8J D ．从d 到c 弹簧的弹力做功8J 4．DIS 是由传感器、数据采集器、计算机组成的信息采集处理系统．某课外实验小组利用DIS 系统研究电梯的运动规律，他们在电梯内做实验，在电梯天花板上固定一个力传感器，传感器的测量挂钩向下，在挂钩上悬挂一个质量为1.0kg 的钩码．在电梯由静止开始上升的过程中，计算机屏上显示如图所示的图象， 则 （g 取10m ／s 2） （ ） A ．t 1到t 2时间内，电梯匀速上升 B ．t 2到t 3时间内，电梯处于静止状态 C ．t 3到t 4时间内，电梯处于失重状态 D ．t 1到t 2时间内，电梯的加速度大小为5m ／S 2 8．有关超重和失重的说法，正确的是（ ） A ．物体处于超重状态时，所受重力增大；处于失重状态时，所受重力减少 B ．竖直上抛运动的物体处于完全失重状态 C ．在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时，升降机一定处于上升过程 D ．在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时，升降机一定处于下降过程 专题46 传感器的简单使用（讲） 1．交变电流的产生及其各物理量的变化规律，应用交流电的图象解决问题． 2．利用有效值的定义，对交变电流的有效值进行计算． 3．理想变压器原、副线圈中电流、电压、功率之间的关系应用，变压器动态变化的分析方法．4．远距离输电的原理和相关计算． 5．传感器的简单使用，能够解决与科技、社会紧密结合的问题． 6．高考对本章知识的考查主要体现在“三突出”：①突出考查交变电流的产生过程；②突出考查交变电流的图象和交变电流的四值；③突出考查变压器，对变压器的原理理解的同时，还要掌握变压器的静态计算和动态分析，远距离输电也要重视。对本专题知识点高考每年必考．命题频率较高的知识点有交变电流的变化规律（包括图象）、最大值与有效值等，以选择题的形式出现。变压器的原理，电压比、电流比及功率关系是考查的重点；将本章知识与电磁感应等结合的力、电综合题，或考查与本章知识有关的实际应用。 1．知道什么是传感器． 2．知道热敏电阻和光敏电阻的作用． 3．会讨论常见的各种传感器的工作原理、元件特征及设计方案． 4．会设计简单的温度报警器． 实验目的 1．认识热敏电阻、光敏电阻等传感器的特性． 2．了解传感器在技术上的简单应用． 实验器材 热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、烧杯、冷水、热水、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等． 实验过程 一、研究热敏电阻的热敏特性 二、研究光敏电阻的光敏特性 注意事项 1．在做热敏实验时，加开水后要等一会儿再测其阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温． 2．光敏实验中，如果效果不明显，可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中，并通过盖上小孔改变射到光敏电阻上的光的多少． 3．欧姆表每次换挡后都要重新调零． ★典型案例★如图所示为一种常见的身高体重测量仪。测量仪顶部向下发射波速为v的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔。质量为M0的测重台置于压力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的压力成正比。当测重台没有站人时，测量仪记录的时间间隔为t0，输出电压为U0，某同学站上测重台，测量仪记录的时间间隔为t，输出电压为U，则该同学身高和质量分别为：（） 难点14 含电容电路的分析策略 将电容器置于直流电路，创设复杂情景，是高考命题惯用的设计策略，借以突出对考生综合能力的考查，适应高考选拔性需要.应引起足够关注. ●难点磁场 1.（★★★★）在如图14-1电路中，电键S 1、S 2、S 3、S 4均闭合.C 是极板水平放置的平行板电容器，板间悬浮着一油滴P ，断开哪一个电键后P 会向下运动 A.S 1 B.S 2 C.S 3 Ｄ.S 4 图14—1 图14—2 2.（★★★）（2000年春）图14-2所示，是一个由电池、电阻R 与平行板电容器组成的串联电路.在增大电容器两极板间距离的过程中 A.电阻R 中没有电流 B.电容器的电容变小 C.电阻R 中有从a 流向b 的电流 D.电阻R 中有从b 流向a 的电流 ●案例探究 ［例1］（★★★★★）如图14-3所示的电路中，4个电阻的阻值均为R ，E 为直流电源，其内阻可以不计，没有标明哪一极是正极.平行板电容器两极板间的距离为d .在平行极板电容器的两个平行极板之间有一个质量为m ,电量为q 的带电小球.当电键K 闭合时，带电小球静止在两极板间的中点O 上.现把电键打开，带电小球便往平行极板电容器的某个极板运动，并与此极板碰 撞，设在碰撞时没有机械能损失，但带电小球的电量发生变化.碰后小球带有与该极板相同性质的电荷，而且所带的电量恰好刚能使它运动到平行极板电容器的另一极板.求小球与电容器某个极板碰撞后所带的电荷. 命题意图：考查推理判断能力及分析综合能力，B 级要求. 错解分析：不能深刻把握该物理过程的本质，无法找到破题的切入点（K 断开→U 3 变化→q 所受力F 变化→q 运动状态变化），得出正确的解题思路. 解题方法与技巧： 由电路图可以看出，因R 4支路上无电流，电容器两极板间电压，无论K 是否闭合始终等于电阻R 3上的电压U 3，当K 闭合时，设此两极板间电压为U ，电源的电动势为E ，由分压关系可得U ＝U 3＝ 32E ① 小球处于静止，由平衡条件得d qU ＝mg ② 当K 断开，由R 1和R 3串联可得电容两极板间电压U ′为U ′＝2 E ③ 由①③得U ′＝4 3 U ④ 图14-3 高考物理各大板块必考知识点归纳 高中物理知识点虽然多，但各大板块知识点的总结还是比较容易的，下面就是小编给大家带来的高考物理必考知识点归纳，希望大家喜欢！ 一、运动的描述 1.物体模型用质点，忽略形状和大小;地球公转当质点，地球自转要大小。物体位置的变化，准确描述用位移，运动快慢S比t ，a用Δv与t 比。 2.运用一般公式法，平均速度是简法，中间时刻速度法，初速度零比例法，再加几何图像法，求解运动好方法。自由落体是实例，初速为零a等g.竖直上抛知初速，上升最高心有数，飞行时间上下回，整个过程匀减速。中心时刻的速度，平均速度相等数;求加速度有好方，ΔS等a T平方。 3.速度决定物体动，速度加速度方向中，同向加速反向减，垂直拐弯莫前冲。 二、力 1.解力学题堡垒坚，受力分析是关键;分析受力性质力，根据效果来处理。 2.分析受力要仔细，定量计算七种力;重力有无看提示，根据状态定弹力;先有弹力后摩擦，相对运动是依据;万有引力在万物，电场力存在定无疑;洛仑兹力安培力，二者实质是统一;相互垂直力最大，平行无力要切记。 3.同一直线定方向，计算结果只是“量”，某量方向若未定，计算结果给指明;两力合力小和大，两个力成q角夹，平行四边形定法;合力大小随q变，只在最大最小间，多力合力合另边。 多力问题状态揭，正交分解来解决，三角函数能化解。 4.力学问题方法多，整体隔离和假设;整体只需看外力，求解内力隔离做;状态相同用整体，否则隔离用得多;即使状态不相同，整体牛二也可做;假设某力有或无，根据计算来定夺;极限法抓临界态，程序法按顺序做;正交分解选坐标，轴上矢量尽量多。 三、牛顿运动定律 1.F等ma，牛顿二定律，产生加速度，原因就是力。 合力与a同方向，速度变量定a向，a变小则u可大，只要a与u同向。 2.N、T等力是视重，mg乘积是实重; 超重失重视视重，其中不变是实重;加速上升是超重，减速下降也超重;失重由加降减升定，完全失重视重零 第1节光的干涉 1.杨氏双缝干涉实验证明光是一种波。 2．要使两列光波相遇时产生干涉现象，两光源必须具有相同的频率和振动方向。 3．在双缝干涉实验中，相邻两条亮纹或暗纹间的距离Δy＝l d λ，可利用λ＝ d l Δy测定 光的波长。 4．由薄膜两个面反射的光波相遇而产生的干涉现象叫薄膜干涉。 [自读教材·抓基础] 1．实验现象 在屏上出现明暗相间的条纹。相邻两条亮纹或暗纹间的距离Δy＝l dλ，式中的d表示两缝间距，l表示两缝到光屏的距离，λ为光波的波长。 2．实验结论 证明光是一种波。 3．光的相干条件 相同的频率和振动方向。 [跟随名师·解疑难] 1．杨氏双缝干涉实验原理透析 (1)双缝干涉的装置示意图：实验装置如图所示，有光源、单缝、双缝和光屏。 (2)单缝的作用：获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况，如果用激光直接照射双缝，可省去单缝，杨氏那时没有激光，因此他用强光照亮一条狭缝，通过这条狭缝的光再通过双缝发生干涉。 (3)双缝的作用：平行光照射到单缝S 上，又照到双缝S 1、S 2上，这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光。 2．光屏上某处出现亮、暗条纹的条件 频率相同的两列波在同一点引起的振动发生叠加，如亮条纹处某点同时参与的两个振动步调总是一致，即振动方向总是相同，总是同时过最高点、最低点、平衡位置；暗条纹处振动步调总相反，具体产生亮、暗条纹的条件为： (1)亮条纹的条件：光屏上某点P 到两缝S 1和S 2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍。 即|PS 1－PS 2|＝kλ＝2k ·λ2 (k ＝0,1,2,3，…) (2)暗条纹的条件：光屏上某点P 到两缝S 1和S 2的路程差正好是半波长的奇数倍。 即|PS 1－PS 2|＝(2k ＋1)λ2 (k ＝0,1,2,3，…) 3．双缝干涉图样的特点 (1)单色光的干涉图样：若用单色光作光源，则干涉条纹是明暗相间的 条纹，且条纹间距相等。如图所示中央为亮条纹，两相邻亮纹(或暗纹)间 距离与光的波长有关，波长越大，条纹间距越大。 (2)白光的干涉图样：若用白光作光源，则干涉条纹是彩色条纹，且中 央条纹是白色的，这是因为： ①从双缝射出的两列光波中，各种色光都能形成明暗相间的条纹，各种色光都在中央条纹处形成亮条纹，从而复合成白色条纹。 ②两相邻亮(或暗)条纹间距与各色光的波长成正比，即红光的亮条纹间距宽度最大，紫光的亮条纹间距宽度最小，即除中央条纹以外的其他条纹不能完全重合，这样便形成了彩色干涉条纹。 [特别提醒] (1)双缝干涉实验的双缝必须很窄，且双缝间的距离必须很小。 (2)双缝干涉中，双缝的作用主要就是用双缝获得相干光源。 [学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手) 第六章 传感器 第一节 传感器及其工作原理 【知能准备】 1． 传感器： 传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等_________量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等________量，或转换为电路的通断。把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。 传感器一般由敏感元件和输出部分组成，通过敏感元件获取外界信息并转换_______信号，通过输出部分输出，然后经控制器分析处理。 常见的传感器有：__________、____________、_____________、___________、力传感器、气敏传感器、超声波传感器、磁敏传感器等。 2． 常见传感器元件： （1）光敏电阻：光敏电阻的材料是一种半导体，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好，光敏电阻能够把__________这个光学量转换为电阻这个电学量。它就象人的眼睛，可以看到光线的强弱。 （2）金属热电阻和热敏电阻：金属热电阻的电阻率随温度的升高而_________，用金属丝可以制作___________。它能把___________这个热学量转换为________这个电学量。 热敏电阻的电阻率则可以随温度的升高而_______或_________。与热敏电阻相比，金属热电阻的___________好，测温范围___________，但_____________较差。 （3）电容式位移传感器能够把物体的__________这个力学量转换为______这个电学量。 （4）霍尔元件能够把_______________这个磁学量转换为电压这个电学量 【同步导学】 一、疑难分析 1．光敏电阻：光敏电阻的材料是一种半导体，无光照射时，载流子 极少，导电性能能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性能 变好，即光敏电阻值随光照增强而减小。光敏电阻能够把光照强弱 这个光学量转换为电阻大小这个电学量。 2．热敏电阻：用半导体材料制成，其电阻随温度变化明显，温度升 高电阻减小，如图－1为某一热敏电阻－温度特性曲线。热敏电阻的 灵敏度较好。 3．金属热电阻：有些金属的电阻率随温度的升高而增大，这样的电阻也可以制作温度传感器。金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大。 4．霍尔元件：如图－2所示，在一个很小的矩形半导体薄片上，制作四个电极C 、D 、E 、F ，就制成为一个霍尔元件。霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。 霍尔电压：d IB k U H 其中k 为比例系数，称为霍尔系数，其大小与薄片的材料高考物理新电磁学知识点之传感器全集汇编(3)
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