(精品)高二物理选修3-2第六章第3节传感器的应用(二)学案

…○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________…○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………绝密★启用前人教版选修3-2 第六章 传感器 课时2 传感器的应用第Ⅰ部分 选择题一、选择题：本题共8小题。

将正确答案填写在题干后面的括号里。

1．下列器件是应用力传感器的是 ( ) A ．鼠标器 B ．火灾报警器 C ．测温仪D ．电子秤2．如图所示，在电路中接一段钨丝(从旧白炽灯中取出)，闭合开关，灯泡正常发光，当用打火机给钨丝加热时灯泡亮度明显变暗，根据钨丝的上述特性，可用钨丝来制作一个温度传感器，下面的说法中正确的是( )A ．该传感器利用了钨丝的化学性质B ．该传感器利用了钨丝电阻随温度变化而变化的特性C ．该传感器能够把热学量(温度)转换为电学量(电阻)D ．该传感器能够把电学量(电阻)转换为热学量(温度)3．下列说法正确的是( )A ．电熨斗能自动控制温度主要利用了双金属片，两片金属的膨胀系数相同B ．常温下，上下触点是接触的；温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分离C ．需要较高温度熨烫时，要调节温度旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移D ．电熨斗中的双金属片是一种半导体材料4．关于传感器，下列说法中正确的是( ) A ．电熨斗通过压力传感器实现温度的自动控制B ．动圈式话筒是利用电磁感应原理来工作的声传感器C ．金属热电阻是一种将电学量转换为热学量的传感器D ．火灾报警器都是利用温度传感器实现报警5．人类发射的绕地球运转的所有航天器，在轨道上工作时都需要电能，所需要的电能都是由太阳能电池把太阳能转化为电能得到的，要求太阳能电池板总是对准太阳，为达到这一要求应利用下列哪种传感器来感知太阳方位( ) A ．力传感器 B ．光传感器 C ．温度传感器 D ．生物传感器6．有一种测量人体重的电子秤，其原理如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R (是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)。

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私人编辑请勿转载，仅用于学习交流《传感器的应用》教学设计【授课对象】高中二年一期学生【教材】人民教育出版社高中课程标准实验教科书物理选修3-2 第六章第2 节【课时安排】1 课时（45 分钟）一、教材分析1.普通高中物理课程标准要求：知道非电学量转换为电学量的技术意义；通过实验，了解常见传感器的工作原理，会利用传感器制作简单的自动控制装置；列举传感器在生产生活中的应用。

2.地位与作用《传感器的应用》普通高中物理课程人教版选修3-2 第六章第2 节的内容。

本节内容与学生的生活联系十分密切。

“传感器的应用”是传感器及其工作原理的延伸与应用，是物理理论与联系生活的重要应用，也是学生对以前所学知识的巩固。

“传感器的应用”非常贴近生活，有利于激发学生的兴趣与探究欲望，有利于培养学生科学思维、科学探究、科学态度与责任，建造物理学科素养。

二、学情分析1.知识层面学生已经学习了电磁方面的相关理论，掌握了传感器及其工作原理，并对生活中的现象有所观察与感悟。

2.能力层面学生通过前面的学习已经具备了一定的观察能力与探究能力，具有一定的物理学科素养，具有一定的好奇心，能独立思考并设计完成探究实验。

3.思维层面对传感器的认识比较狭隘，了解不足，而此节内容综合性较强，学生难以理解传感器应用的一般模式，难以分析传感器工作原理。

三、教学目标1.物理观念了解传感器应用的一般模式；掌握力传感器的应用——电子秤、温度传感器的应用——电熨斗、温度传感器的应用——电饭锅、光传感器的应用——火灾报警器等常见传感器的特征和工作原理；能够综合已学知识、已有经验对传感器进行分析。

2.科学思维能够基于物理学视角对传感器的本质属性、原理特征以及前景应用进行分析推理；能够基于经验事实设计实验、模型建构。

3.科学探究能够基于观察与已有经验设计实验与制定方案，对传感器进行应用；提升对科学探究过程以及结果的评估、反思能力。

4.科学态度与责任能够在分析、认识传感器的基础上对其联系生活实际进行应用与改造，培养社会责任感；具有探索改造社会的内在动力；具有严谨认真、实事求是和持之以恒的科学态度。

人教版 选修3-2 高二（上 ） 第六章 2.传感器的应用 课后作业一、单选题)1. 很多汽车的车窗有防夹手功能．车窗在关闭过程中碰到障碍时会停止并打开．实现该功能可能使用的传感器是(A．生物传感器B．气体传感器C．温度传感器D．压力传感器2. 如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板。

平时外罩光电三极管接收不到LED发出的光呈现高电阻状态，发生火灾时，下列说法正确的（）A．进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报B．发生火灾时，光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报C．发生火灾时，进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报D．发生火灾时，进入罩内的烟雾对光有折射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报二、多选题三、解答题3. 酒精测试仪用于机动车驾驶人员是否饮酒及其他严禁酒后作业人员的现场检测，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器。

这种酒精气体传感器的电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，在如图所示的电路中，电压表示数U 与酒精气体浓度c 之间的对应关系正确的是（ ）A ．U 越大，表示c 越大，c 与U 成正比酒精气体传感器B ．U 越大，表示c 越大，但是c 与U 不成正比C ．U 越大，表示c 越小，c 与U 成反比D ．U 越大，表示c 越小，但是c 与U 不成反比4.传感器在日常生活中有着广泛的应用，它的种类多种多样，其性能也各不相同．以下有关传感器的说法正确的是：A ．办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开或关，是光传感器的应用B ．非触摸式自动水龙头(自动感应水龙头)应用的传感器是生物传感器C ．空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内实现这一功能的传感器是温度传感器D ．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，能控制电路的通断5. 有一种测量物体重量的电子秤，其电路主要由三部分构成：踏板、压力传感器R (实际上是一个阻值可随压力变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质上是电流表)，原理图如图中的虚线所示，不计踏板的质量．已知电流表的量程为2 A ，内阻为1 Ω，电源电动势为12 V ，内阻为1Ω，电阻R 随压力F 变化的函数式为R ＝30－0.01F (F 和R 的单位分别为N 和Ω)．(3)写出该秤测量的重力与电流表中电流的函数关系．(2)通过计算，得出该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G 刻度盘的哪个刻度处？(1)求该秤能测量的最大体重．。

河北省邢台市育才中学高中物理选修3-2：第六章第二节传感器的应用（一）及第三节传感器的应用（二）同步练习题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、多选题1．下列设备控制属于温度传感器的是()A．电熨斗B．电饭锅C．测温仪D．火灾报警器2．关于测温仪，下列说法中正确的是()A．测温用的金属热电阻的阻值不能随温度的变化而变化B．在非典期间，机场车站用的测温仪非常迅速的测出的体温，它是利用了红外线敏感元件C．热敏电阻的特点是随温度的升高而电阻变小D．各种测温材料的电阻，都是随温度的变化而发生明显变化3．如图所示是家用电冰箱的压缩启动装置的电路．其中的运行绕组是电冰箱在工作时电动机定子，由于家用交流电是单相的，启动时必须依靠启动绕组的帮助才能产生旋转磁场．在启动绕组的支路中串联有一个PTC元件．这是一种以钛酸钡为主要材料的热敏电阻器，电流流过PTC元件，元件发热，它的电阻率随温度升高而发生显著变化，当电动机转起来正常以后，PTC元件温度较高，电阻很大，启动绕组电流很小，以下判断正确的是()A．电冰箱的电动机启动时比正常工作时耗电少B．电冰箱的电动机正常工作时比启动时耗电少C．电冰箱启动后，启动绕组功率不变，运行绕组功率是变化的D．电冰箱启动后，启动绕组功率是变化的，运行绕组功率不变4．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（）A．通电后，其电功率先增大，后减小B．通电后，其电功率先减小，后增大C．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1不变D．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5．关于电饭锅的说法正确的是()A．电饭锅中的温度传感器是氧化铁B．铁氧体在常温下具有磁性，温度升至居里点时失去铁磁性C．当温度越过103 ℃时，感温体磁性较强D．用电饭锅煮饭时，温控开关自动断电后，它不能自动复位二、单选题6．用遥控器调换电视机的频道的过程，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7．某电容式话筒的原理示意图如图所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属基板，对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动，在P、Q间距增大过程中，A．P、Q构成的电容器的电容增大B．P上电荷量保持不变C．M点的电势比N点的低D．M点的电势比N点的高8．如图所示，会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图:罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．平时光电三极管接收不到LED发出的光,呈现高阻状态．发生火灾时，下列说法正确的是()A．进入罩内的烟雾遮挡住了光线，使光线三极管电阻更大,检测电路检测出变化发出警报B．进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报C．光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报D．以上说法均不正确9．动圈式话筒和磁带录音机都应用了电磁感应现象，图1是话筒原理图，图2是录音机的录音、放音原理图，由图可知不正确的是（）A．话筒工作时磁铁不动线圈振动而产生感应电流B．录音机放音时变化的磁场在静止的线圈里产生感应电流C．录音机放音时线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场D．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10．某楼梯口的电灯开关装有传感器，天黑时，出现声音才能发光，而白天即使有声音，电灯也不能发光，该开关中有两种传感器，它们可能是( )A．光敏电阻和驻极体话筒B．金属热电阻和光敏电阻C．热敏电阻和霍尔元件D．热敏电阻和光敏电阻三、解答题11．如图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，该装置在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由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 kg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，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出．现将该装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b在前，传感器a在后，汽车静止时，传感器a、b的示数均为10 N．(取g＝10 m/s2)．(1)若传感器a的示数为14 N、b的示数为6 N，求此时汽车的加速度大小和方向．(2)求当汽车以怎样的加速度运动时，传感器a的示数恰为零．四、填空题12．有一种测量压力的电子秤，其原理图如图所示．E是内阻不计、电动势为6 V的电源．R0是一个阻值为300 Ω的限流电阻．G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器．R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而改变，其关系如下表所示．C是一个用来保护显示器的电容器．秤台的重力忽略不计，试分析：(1)利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式R＝________ Ω；(2)若电容器的耐压值为5 V，该电子秤的最大称量值为________N；(3)如果把电流表中电流的刻度变换成压力刻度，则该测力显示器的刻度________．(选填“均匀”或“不均匀”)参考答案1．ABC【解析】电熨斗是怎样调温的呢？功劳还要归于用双金属片制成的自动开关．双金属片是把长和宽都相同的铜片和铁片紧紧地铆在一起做成的．受热时，由于铜片膨胀得比铁片大，双金属片便向铁片那边弯曲．温度愈高，弯曲得愈显著，A正确；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，手松开后，按钮不再恢复到图示状态，则触点接通，电饭锅通电加热，水沸腾后，由于锅内保持100℃不变，故感温磁体仍与永磁体相吸，继续加热，直到饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点103℃”时，感温磁体失去铁磁性，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，是一种温度传感器，B正确；非接触式测温仪能发出红外线，温度越高的物体发出的红外线越强，所以测温仪使用的是红外线温度传感器，C正确；火灾报警器，是当有火灾时，会发生烟，进入火灾报警器时，利用光的漫反射，从而触发开关报警，D错误．2．BCD【解析】非接触式测温仪能发出红外线，温度越高的物体发出的红外线越强，所以测温仪使用的是红外线温度传感器，热敏电阻的特点是随温度的升高而电阻变小，故BCD正确．3．BD【解析】由于PTC元件的电阻率随温度先减小后增大发生显著变化，当电动机转起来正常工作以后，PTC元件温度较高，启动绕组电流很小，由I=UR和P=UI可知电路中电流是先增大后减小，电冰箱的电动机正常工作时比启动时耗电少，A错误B正确；由于启动绕组是与PTC元件串联，而运动绕组是直接接在电源上，且PTC元件的电阻率随温度先减小后增大发生显著变化，因而电冰箱启动后，启动绕组功率是变化的，运动绕组功率不变，所以C错误，D正确．4．AD【详解】AB.通电后半导体材料的温度逐渐升高，由图象可知，半导体的电阻率先变小，后变大，由电阻定律lRSρ=可知，半导体材料的电阻R先变小后变大，电源电压U不变，由电功率公式2UPR=，知，半导体材料的电功率先变大，后变小，故A正确，B错误；CD.由图象可知，在0～t1这区间里电阻R随温度升高而减小；在t1～t2这区间里电阻R随温度的升高而增大；在t2之后区间里电阻R随温度的升高而减小．在家庭电路中电压不变，电热器的电功率2UP，R可知电阻器的发热功率与电阻成反比．在温度升到t1前，电阻R随温度的升高而减小，功率增大，温度升高更快；温度一旦超过t1，电阻R随温度的升高而增大，功率减小，放出热量减小，温度升高变慢，当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1至t2间的某一值不变，保持稳定，故C错误，D正确；5．BD【解析】试题分析：电饭锅应用了温度传感器，它的主要元件感温铁氧体．铁氧体的特点：在常温下具有铁磁性，但温度升高到103℃时便失去了铁磁性，不能被磁铁吸引．这个温度称为这种材料的“居里温度”或“居里点”．电饭锅应用了温度传感器，它的主要元件感温铁氧体；如果在1标准大气压下用电饭锅烧水，水沸腾后不会自动断电，当水烧干后，温度升高达到103℃时，感温铁氧体便失去了铁磁性会自动断电，故AC错误B正确；饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点”103℃时，感温磁体失去磁性，在弹簧作用下，切断电源，故D错误．6．A【详解】A．用遥控器调换电视机的频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程红外线报警装置是感应红外线去转换成电学量，从而引起报警，而遥控器调换电视机的频道的过程，也发出红外线，A正确；B．走廊照明灯的声控开关，实际是将声波转化成电信号的过程，B不正确；C．自动洗衣机中的压力传感装置，是将压力转化成电信号的过程，C不正确；D．电饭煲中控制加热和保温的温控器，是将温度转化成电信号的过程，D不正确。

1.5 电磁感应规律的应用 学案（粤教版选修3-2）1．情景分析：如图1所示，铜棒Oa 长为L ，磁场的磁感应强度为B ，铜棒在垂直于匀强磁场的平面上绕O 点以角速度ω匀速转动，则棒切割磁感线的等效速度v ＝ωL2，产生的感应电动势E ＝12BL 2ω，由右手定则可判定铜棒的O 端电势较高．图12．如图2所示，导体棒ef 沿着导轨面向右匀速运动，导轨电阻不计．导体棒ef 相当于电源，e 是正极，f 是负极，电源内部电流由负极流向正极；R 和R g 构成外电路，外电路中电流由电源正极流向负极．图23．电磁感应中的能量：在由导体切割磁感线产生的电磁感应现象中，导体克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能，即电能是通过克服安培力做功转变来的．4．正在转动的电风扇叶片，一旦被卡住，电风扇电动机的温度上升，时间一久，便发生一种焦糊味，十分危险，产生这种现象的原因是________________________________________________________________________． 答案 见解析解析 电风扇叶片一旦卡住，这时反电动势消失，电阻很小的线圈直接连在电源的两端，电流会很大，所以电风扇电动机的温度很快上升，十分危险．5．当穿过线圈的磁通量发生变化时，下列说法中正确的是( ) A ．线圈中一定有感应电流 B ．线圈中一定有感应电动势C ．感应电动势的大小跟磁通量的变化成正比D ．感应电动势的大小跟线圈的电阻有关 答案 B解析 产生感应电流的条件与产生感应电动势的条件是不同的，只有电路闭合且磁通量发生变化才能产生感应电流，不管电路是否闭合，只要磁通量变化，就一定有感应电动势产生．感应电动势只与磁通量的变化快慢和线圈的匝数有关．6．如图3所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab 以水平速度v 抛出，且棒与磁场垂直，设棒在落下的过程中方向不变且不计空气阻力，则金属棒在运动的过程中产生的感应电动势大小变化情况是()图3A ．越来越大B ．越来越小C ．保持不变D ．无法判断 答案 C解析 在运用公式E ＝BL v 进行感应电动势的运算时，要注意该公式中B 、L 、v 三者必须互相垂直．如果不互相垂直，要进行相应的分解后运用分量代入运算．本题中切割速度为金属棒的水平分速度，水平分速度不变，故感应电动势大小保持不变，选C.7．如图4所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R ，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F 作用下加速上升的一段时间内，力F 做的功与安培力做的功的代数和等于()图4A ．棒的机械能增加量B ．棒的动能增加量C ．棒的重力势能增加量D ．电阻R 上放出的热量 答案 A解析 棒受重力G 、拉力F 和安培力F A 的作用．由动能定理：W F ＋W G ＋W 安＝ΔE k 得W F＋W 安＝ΔE k ＋mgh ，即力F 做的功与安培力做功的代数和等于机械能的增量，A 项正确．【概念规律练】知识点一 法拉第电机模型的分析1．如图5所示，长为L 的金属棒ab ，绕b 端在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动，磁感应强度为B ，求ab 两端的电势差．图5答案 12BL 2ω解析 方法一 棒上各处速率不等，故不能直接用公式E ＝BL v 求解，由v ＝ωr 可知，棒上各点线速度跟半径成正比，故可用棒的中点的速度作为平均切割速度代入公式计算．由v ＝ωL /2，有BL v ＝12BL 2ω，由右手定则判断φa >φb ，即U ab >0，故U ab ＝12BL 2ω方法二 用E ＝n ΔΦΔt来求解．设经过Δt 时间ab 棒扫过的扇形面积为ΔS ＝12LωΔtL ＝12L 2ωΔt变化的磁通量为ΔΦ＝B ΔS ＝12BL 2ωΔt ，所以E ＝n ΔΦΔt ＝nB ΔS Δt ＝12BL 2ω(n ＝1)由右手定则判断φa >φb所以a 、b 两端的电势差为12BL 2ω.点评 当导体棒转动切割磁感线时，若棒上各处磁感应强度B 相同，则可直接应用公式E ＝12BL 2ω. 2．如图6所示，长为L 的导线下悬一小球，在竖直向上的匀强磁场中做圆锥摆运动，圆锥的偏角为θ，摆球的角速度为ω，磁感应强度为B ，则金属导线中产生的感应电动势大小为________．图6答案 12BL 2ωsin 2 θ解析 导线的有效长度为L ′＝L sin θ电动势E ＝12BL ′2ω＝12BL 2ωsin 2 θ点评 导体在磁场中转动，导线本身与磁场并不垂直，应考虑切割磁感线的有效长度．知识点二 电磁感应中的电路问题3．如图7所示，长为L ＝0.2 m 、电阻为r ＝0.3 Ω、质量为m ＝0.1 kg 的金属棒CD 垂直放在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，两导轨间距也为L ，棒与导轨接触良好，导轨电阻不计，导轨左端接有R ＝0.5 Ω的电阻，量程为0～3.0 A 的电流表串联在一条导轨上，量程为0～1.0 V 的电压表接在电阻R 的两端，垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面．现以向右恒定的外力F 使金属棒右移，当金属棒以v ＝2 m/s 的速度在导轨平面上匀速滑动时，观察到电路中的一个电表正好满偏，而另一电表未满偏．问：图7(1)此时满偏的电表是什么表？说明理由． (2)拉动金属棒的外力F 有多大？ (3)导轨处的磁感应强度多大？ 答案 (1)见解析 (2)1.6 N (3)4 T解析 (1)假设电流表满偏，则I ＝3 A ，R 两端电压U ＝IR ＝3×0.5 V ＝1.5 V ，将大于电压表的量程，不符合题意，故满偏电表应该是电压表．(2)由能量关系，电路中的电能应是外力做功转化来的，所以有F v ＝I 2(R ＋r )，I ＝UR，两式联立得，F ＝U 2(R ＋r )R 2v＝1.6 N.(3)磁场是恒定的，且不发生变化，由于CD 运动而产生感应电动势，因此是动生电动势．根据法拉第电磁感应定律有E ＝BL v ，根据闭合电路欧姆定律得E ＝U ＋Ir 以及I ＝UR，联立三式得B ＝U L v ＋Ur RL v＝4 T.点评 注意区分电源和外电路，熟练运用闭合电路的有关规律． 4．匀强磁场的磁感应强度B ＝0.2 T ，磁场宽度l ＝3 m ，一正方形金属框边长ad ＝l ′＝1 m ，每边的电阻r ＝0.2 Ω，金属框以v ＝10 m/s 的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如图8所示．求：图8(1)画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流的I －t 图线；(要求写出作图依据) (2)画出ab 两端电压的U －t 图线．(要求写出作图依据) 答案 见解析解析 线框的运动过程分为三个阶段：第Ⅰ阶段cd 相当于电源，ab 为等效外电路；第Ⅱ阶段cd 和ab 相当于开路时两并联的电源；第Ⅲ阶段ab 相当于电源，cd 相当于外电路，如下图所示．(1)在第一阶段，有I 1＝Er ＋3r＝Bl ′v 4r ＝2.5 A感应电流方向沿逆时针方向，持续时间为t 1＝l ′v ＝110s ＝0.1 sab 两端的电压为U 1＝I 1·r ＝2.5×0.2 V ＝0.5 V (2)在第二阶段，有I 2＝0，U 2＝E ＝Bl ′v ＝2 V t 2＝0.2 s(3)在第三阶段，有I 3＝E4r＝2.5 A感应电流方向为顺时针方向 U 3＝I 3×3r ＝1.5 V ，t 3＝0.1 s规定逆时针方向为电流正方向，故I －t 图象和ab 两端U －t 图象分别如下图所示．点评 第二阶段cd 与ab 全部进入磁场后，回路中磁通量不变化，无感应电流，但ab 、cd 都切割磁感线，有感应电动势，相当于开路时两个并联的电路．【方法技巧练】用能量观点巧解电磁感应问题5．如图9所示，将匀强磁场中的线圈(正方形，边长为L )以不同的速度v 1和v 2匀速拉出磁场，线圈电阻为R ，那么两次拉出过程中，外力做功之比W 1∶W 2＝________.外力做功功率之比P 1∶P 2＝________.图9答案 v 1∶v 2 v 21∶v 22解析 线圈匀速拉出磁场，故其动能未变化．线圈中由于电磁感应产生电流，即有电能产生，且电能全部转化为内能，故外力做多少功就有多少内能产生．W ＝Q ＝I 2R Δt ＝⎝⎛⎫ΔΦ2R Δt ＝(ΔΦ)2R Δt ∝1Δt∝v故W 1∶W 2＝v 1∶v 2同理，由P ＝W Δt ＝Q Δt∝v 2可得P 1∶P 2＝v 21∶v 22 方法总结 两次均匀速把线框拉出磁场都有F 安＝F 外，但两次的外力不同．6．光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图10所示，抛物线的方程为y ＝x 2，其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y ＝a 的直线(图中的虚线所示)，一个质量为m 的小金属块从抛物线y ＝b (b >a )处以速度v 沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是()图10A ．mgb B.12m v 2C ．mg (b －a )D ．mg (b －a )＋12m v 2答案 D解析 金属块在进入磁场或离开磁场的过程中，穿过金属块的磁通量发生变化，产生电流，进而产生焦耳热．最后，金属块在高为a 的曲面上做往复运动．减少的机械能为mg (b －a )＋12m v 2，由能量的转化和守恒可知，减少的机械能全部转化成焦耳热，即选D.方法总结 在电磁感应现象中，感应电动势是由于非静电力移动自由电荷做功而产生的，要直接计算非静电力做功一般比较困难，因此要根据能量的转化及守恒来求解．。

第2节传感器的应用1.应变式力传感器可用来测量各种力，其中的应变片能把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量。

2．电熨斗因为装有双金属片温度传感器，所以它能够自动控制温度。

双金属片上层金属的热膨胀系数大于下层金属。

3．电饭锅中的温度传感器主要元件是感温铁氧体。

4．有一种火灾报警器是利用了光传感器的作用，即利用烟雾对光的散射来工作。

一、传感器应用的一般模式二、传感器的应用实例1．力传感器的应用——电子秤(1)组成及敏感元件：由金属梁和应变片组成，敏感元件是应变片。

(2)工作原理：金属梁自由端受力F ⇒金属梁发生弯曲⇒应变片的电阻变化⇒两应变片上电压的差值变化(3)作用：应变片将物体形变这个力学量转换为电压这个电学量。

2．温度传感器的应用实例(1)组成：如图6-2-1所示，发光二极管LED 、光电三极管和不透明的挡板。

(2)工作原理：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。

图6-2-11．自主思考——判一判(1)传感器可以直接用来进行自动控制。

(×)(2)传感器可以用来采集信息。

(√)(3)传感器可以将所有感受到的信号都转换为电学量。

(×)(4)鼠标是力传感器。

(×)(5)电吉他是光电传感器。

(×)(6)火灾报警器是温度传感器。

(×)2．合作探究——议一议(1)生活中与温度控制相关的家用电器有很多，试举例说明。

提示：电饭煲、电冰箱、电冰柜、微波炉、空调、消毒柜等。

(2)分析传感器问题应注意哪些问题？提示：应注意四点：①感受量分析：要明确传感器所感受的物理量，如力、热、光、磁、声等。

②输出信号分析：明确传感器的敏感元件，分析它的输入信号和输出信号，以及输入信号与输出信号间的变化规律。

③电路结构分析：认真分析传感器所在的电路结构，在熟悉常用电子元件工作特点的基础上，分析电路输出信号与输入信号间的规律。

章末质量评估（三)（时间:90分钟分值:100分）一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分.在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）1。

下列有关传感器的说法中错误的是（)A.汶川大地震时用的生命探测仪利用了生物传感器B。

“嫦娥二号”卫星星载的立体相机获取月球数据利用了光传感器C.电子秤称量物体质量是利用了力传感器D.火灾报警器能够在发生火灾时报警是利用了温度传感器解析：生命探测仪是利用生物传感器，立体相机是利用光学传感器，电子秤是利用压力传感器，火灾报警是在烟雾浓度达到一定程度时能够输出电信号，使警铃发声或使红灯闪烁，自动报警，利用了光学传感器而不是利用了温度传感器，A、B、C 正确，D错误.答案：D2。

电子秤使用的是（）A.超声波传感器B。

压力传感器C温度传感器 D.红外传感器答案：B3。

在电梯门口放置一障碍物，会发现电梯门不停地开关，这是由于在电梯门上装有的传感器是(）A。

光传感器 B.温度传感器C.声传感器D.压力传感器解析：当电梯门碰到人或其他障碍物时立即停止关门以防挤伤人,故为压力传感器。

答案：D4。

光电式感烟探测器（简称烟感器)由光源、光电元件和电子开关组成。

利用光散射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测，并及时发出报警信号.该报警器利用的传感器是（）A.力传感器B。

声传感器C.位移传感器D.光传感器解析：由于光电式感烟探测器是利用光散射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测,故该报警器利用的传感器是光传感器，D 正确.答案:D5。

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.超导体解析：金属导体温度升高时电阻增大；绝缘体温度升高时电阻保持不变；对于超导体，在其临界温度以下，温度升高电阻仍为零，高于临界温度,温度升高电阻往往增大；某些半导体材料受到光照或者温度升高时，会有更多的电子获得能量成为自由电子，于是导电性有明显增强,电阻大幅度减小.答案：C6。