,阶段复习课,第五章,核心整合,思维导图,必备考点,素养评价,素养一物理观念,考点 常见敏感元件,1.,敏感元件,:,(1),光敏电阻,:,光敏电阻是用半导体材料制成的,其特点是在被光照射时电阻会发生变化,光照增强电阻减小,光照减弱电阻增大,其作用是把光学量转换为电学量。,(2),热敏电阻和金属热电阻,:,金属热电阻的电阻率随温度升高而增大,其特点是化学稳定性好,测温范围大,但灵敏度较差。热敏电阻是由半导体材料制成的,其电阻率对温度非常敏感。热敏电阻有正温度系数,(PTC,热敏电阻,),、负温度系数,(NTC,热敏电阻,),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,金属热电阻和热敏电阻都能把热学量转换为电学量。,(3),电阻应变片,:,金属电阻应变片的电阻随金属电阻的长度和横截面积的改变,而改变,当金属丝受到拉力时,长度变长、横截面积变小,导致电阻变大,;,当金,属丝受到压力时,长度变短、横截面积变大,导致电阻变小。电阻应变片能够,把物体形变这个力学量转换为电阻这个电学量。,(4),电容传感器,:,平行板电容器的电容大小与极板正对面积、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相应,的电容变化。例如,当极板受力时会改变极板间距,从而引起电容变化。,(5),霍尔元件,:,霍尔元件能把磁感应强度这一磁学量转换成电压这一电学量,霍,尔电压,U,H,=,。,2.,敏感元件的关键词转化,:,【,素养评价,】,1.,有一热敏电阻的电阻值在,t,1,t,4,的温度变化范围内,R-t,图像如图所示。现将该热敏电阻接在欧姆表的两表笔上,做成一个电阻温度计,为了便于读数,再把欧姆表上的电阻值转换成温度值,现在要使该温度计对温度的变化反应较为灵敏,那么该温度计测量哪段范围内的温度较为适宜,(,设在,t,1,t,4,温度范围内,欧姆表的倍率不变,)(,),A.t,1,t,2,B.t,2,t,3,C.t,3,t,4,D.,都可以,【,解析,】,选,B,。由题图可知热敏电阻的电阻值随温度的升高而增大,在,t,2,t,3,温度范围内,电阻值随温度的变化较大,即电阻值对温度的变化较为灵敏,故选,B,。,2.(,多选,),在一些学校的教室里,为了保证照明条件,采用了智能照明系统,在自然光不足时接通电源启动日光灯,而在自然光充足时,自动关闭日光灯,其原理图如图所示,R,为一光敏电阻,L,为一带铁芯的螺线管,在螺线管上方有一用细弹簧悬着的轻质衔铁,衔铁的一端用铰链固定使其可以自由转动,另一端用一绝缘棒连接两动触头。关于该智能照明系统的工作原理,下列描述正确的是,(,),A.,光照越强时,光敏电阻的阻值越大,衔铁被吸引下来,B.,光线不足时,光敏电阻的阻值变大,所在电路电流变小,衔铁被弹簧拉上去,日光灯接通,C.,上面的两接线柱应该和日光灯电路连接,D.,下面的两接线柱应该和日光灯电路连接,【,解析,】,选,B,、,C,。由光敏电阻的特性可知,光照强度越强,电阻越小,电流越大,衔铁被吸引下来,日光灯电路断开,;,光线不足时,电阻增大,电流减小,衔铁被弹簧拉上去,日光灯电路接通,因此,上面的两接线柱应该和日光灯电路连接。选项,B,、,C,正确。,【,补偿训练,】,1.,传感器是指这样一类元件,:,它能够感知诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并把它们按照一定的规律转化成电压、电流等电学量或转化为电路的通断。下列器件不能作为传感器的是,(,),A.,发光二极管,B.,话筒,C.,霍尔元件,D.,光敏电阻,【,解析,】,选,A,。传感器具有把非电学量转换为电学量的特性,发光二极管具有单向导电性,不能作为传感器,A,选项正确,;,话筒把声音信号转换为电信号,属于传感器,霍尔元件把磁信号转换为电信号,属于传感器,光敏电阻把光信号转换为电信号,属于传感器,B,、,C,、,D,错误。,2.,如图是测量汽车质量的地磅示意图,汽车的质量可通过电流表的示数读出,下列说法正确的是,(,),A.,电流表的示数越大说明被测汽车质量越大,B.,电流表的示数越大说明被测汽车质量越小,C.,把图中的电流表换成电压表同样能测量汽车的质量,D.,地磅的最大量程只由弹簧的劲度系数决定,与电路的有关参数无关,【,解析,】,选,A,。汽车质量越大,弹簧受到的压力就越大,P,点越向下,连入电路的电阻就越小,所以电流表的示数就越大,故,A,正确,B,错误,;,如果换成电压表,因为电压表的内阻较大,所以滑动变阻器的阻值发生变化时,电压表的示数变化范围较小,故不能准确地测量,故,C,错误,;,因为通过滑动变阻器的阻值变化,也可以改变地磅的最大量程,所以,D,错误。,素养二科学思维,考点 传感器在实际问题中的应用,1.,几种传感器及与其相联系的物理知识,:,传感器种类,敏感元件,与之相联系的物理知识,光电传感器,光敏电阻,直流电路动态分析,温度传感器,热敏电阻,直流电路问题,力传感器,压敏电阻,力学、运动学与直流电路,电容传感器,电容器,力、运动与含电容电路,2.,传感器实际应用的关键词转化,:,【,素养评价,】,1.,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。,R,0,是一个阻值为,300,的限流电阻。,G,是由理想电流计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,:,压力,F/N,0,50,100,150,200,250,300,电阻,R/,300,280,260,240,220,200,180,(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=_,。,(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),如果把电流计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”,),。,【,解析,】,(1),由表中数据可知,k=-0.4/N,所以电阻,R,随压力,F,变化的函数表达式为,R=(300-0.4F),。,(2)R,上受到的压力越大,R,的阻值越小,电容器两端电压越大,但不能超过,5 V,所以,解得,R=60,又因为,R=(300-0.4F),得出,F=600 N,。,(3),电流计中的电流,I=,电流,I,与压力,F,不是线性关系,则该测力显示器的刻度不均匀。,答案,:,(1)300-0.4F,(2)600,(3),不均匀,2.,青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电,为路灯提供电能,用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关,实现自动控制。光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化,作为简化模型,可以近似认为,照射光较强时,(,如白天,),电阻几乎为,0;,照射光较弱时,(,如夜晚,),电阻接近于无穷大。利用光敏电阻作为传感器,借助电磁开关,可以实现路灯自动在白天关闭,夜晚打开,电磁开关的内部结构如图所示,:1,、,2,两接线柱之间是励磁线圈,3,、,4,两接线柱分别与弹簧片和触点连接。当励磁线圈中电流大于等于,50 mA,时,电磁铁吸合铁片,弹簧片和触点分离,3,、,4,断开,;,电流小于,50 mA,时,3,、,4,接通。励磁线圈中允许通过的最大电流为,100 mA,。,(1),利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路,在下面虚线框中画出电路原,理图。,光敏电阻,R,1,符号,灯泡,L,额定功率,40 W,额定电压,36 V,符号,L,保护电阻,R,2,符号,电磁开关,符号,蓄电池,E,电压,36 V,内阻很小,开关,S,导线若干,(2),回答下列问题,:,如果励磁线圈的电阻为,200,励磁线圈允许加的最大电压为,_V,保护电阻,R,2,的阻值范围为,_,。,在有些应用电磁开关的场合,为了安全,往往需要在电磁铁吸合铁片时,接线柱,3,、,4,之间从断开变为接通,为此,电磁开关内部结构应如何改造,?,请结合本题中电磁开关内部结构图说明。,答,:_,。,任意举出一个其他的电磁铁应用的例子。,答,:_,。,【,解析,】,(1),电路原理如图所示。,(2),由题意知,:U=IR=0.1 A200=20 V;,R,2,的阻值最小时流过励磁线圈的电流最大,即,I,max,=,解得,R,min,=160;,R,2,的阻值最大时流过励磁线圈的电流最小,即,I,min,=,解得,R,max,=520,。,故保护电阻,R,2,的阻值范围为,160,520,。,把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧,保证当磁铁吸合铁片时,3,、,4,之间接通,;,不吸合时,3,、,4,之间断开。,电磁起重机,(,电磁打点计时器、电铃等答案合理均可,),。,答案,:,(1),见解析,(2)20,160,520,把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧,保证当磁铁吸合铁片时,3,、,4,之间接通,不吸合时,3,、,4,之间断开见解析,【,补偿训练,】,热敏电阻是传感电路中常用的电子元件,现用伏安法研究电阻在不同温度下的伏安特性曲线,要求特性曲线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的阻值约,4,5,。将热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中,杯内有一定量的冷水,其他备用的仪表和器具有,:,盛有热水的热水瓶,(,图中未画出,),、电源,(3 V,、内阻可忽略,),、直流电流表,(,内阻约,1),、直流电压表,(,内阻约,5 k),、滑动变阻器,(0,20),、开关、导线若干。,(1),画出实验电路图。,(2),根据电路图,在如图所示的实物图上连线。,【,解析,】,常温下待测热敏电阻的阻值,(,约,4,5),较小。应该选用电流表外接法。热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,热敏电阻两端的电压由零逐渐增大,滑动变阻器选用分压式。,(1),实验电路如图所示。,路漫漫其修远兮，吾将上下而求索！,快乐分享，知识无限！,Then End,知识影响格局，格局决定命运！,