1.1传感器及其工作原理。

一名优秀的教师在每次教学前有自己的事先计划，高中教师要准备好教案，这是老师职责的一部分。教案可以让学生能够在课堂积极的参与互动，有效的提高课堂的教学效率。那么怎么才能写出优秀的高中教案呢？以下是小编收集整理的“1.1传感器及其工作原理”，仅供参考，大家一起来看看吧。

1.1传感器及其工作原理
【学习目标】
1、知道什么是传感器
2、了解传感器的常用元件的特征

【自主学习】
一、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。
二、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＿＿＿＿传感器，称为＿＿＿＿＿。它能用把＿＿＿＿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

【典型例题】
例一、如图所示，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Rt的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间。若往Rt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。
例二、传感器是一种采集信息的重要器件。如图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

例三、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）
【针对训练】
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，R1为定值电阻，R2为热敏电阻，L为小灯泡，当温度降低时（）

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。
【能力训练】
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，Ｒ１、Ｒ２为定值电阻，Ｌ是小灯泡，Ｒ３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（）jaB88.cOM

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、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UH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，UH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，UH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＝＿＿＿＿＿
【学后反思】
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参考答案
典型例题：
例1、分析：若往Rt上擦一些酒精，由于酒精蒸发吸热，热敏电阻Rt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Rt温度升高，电阻值减小，电流增大，指针向右偏。＿左＿＿右＿＿
例2、分析：热敏电阻的阻值随温度变化而变化，定值电阻和光敏电阻不随温度变化；光敏电阻的阻值随光照变化而变化，定值电阻和热敏电阻不随之变化。答案：AC
例3、分析：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
例4、解：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=QvB
又因为导体中的电流I＝neSv＝nevbd
故U＝
答案：下表面电势高电势差为
针对训练：
1、光电热电
2、声控声音电
3、A4、C
5、角度增大，正对面积减小，电容器电容变小
能力训练：1、ABD2、B3、A4、ABC5、A６、C7、C8、ABD
9、

延伸阅读

传感器及其工作原理学案课件练习

1．(对应要点一)如图6－1－7所示，将一光敏电阻接入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，用光照射光敏电阻时，表针自左向右的偏转角度为θ；现用手掌挡住部分光线，表针自左向右的偏角为θ′，则可判断()
A．θ′＝θB．θ′θ
C．θ′θD．不能确定图6－1－7
解析：光敏电阻受光照射阻值变小，且电阻值随光照强度的增大而减小，当用手挡住部分光线，光照强度变小，电阻值会变大，指针偏角变小，所以B项正确。
答案：B
2．(对应要点一)金属铂的电阻值对温度高低非常敏感，图6－1－8中可能表示金属铂电阻的U－I图线是()
图6－1－8
解析：金属铂导体的电阻对温度的变化很敏感，电阻随温度的升高而增大，在一定温度下其U－I图线是非线性的且图线的斜率越来越大，故B正确。
答案：B
3．(对应要点二)如图6－1－9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，导线芯和导电液体构成电容器的两极，把这两极接入外电路，当电容值增大引起外电路的电流变化时，说明导电液体的深度h()
A．增大B．减小图6－1－9
C．不变D．无法确定
解析：由题意知，导线芯和导电液体构成电容器的两极，类似于平行板电容器的两极。当导电液体深度h增大时，导线芯和导电液体正对面积增大，电容器的电容值变大。
答案：A
4．(对应要点三)如图6－1－10所示，截面为矩形的金属导体放在磁场中，当导体中通有电流时，导体的上、下表面的电势有什么关系(上板为M，下板为N)()
A．φMφNB．φM＝φN图6－1－10
C．φMφND．无法判断
解析：霍尔效应是带电粒子在磁场中受到洛伦兹力作用，做定向移动形成的。根据左手定则，电子受到向下的洛伦兹力作用，向N板运动，则M板剩下正电荷，所以φMφN。故正确答案为A。

传感器及其工作原理学案（含课件和练习题）

一位优秀的教师不打无准备之仗，会提前做好准备，作为高中教师就需要提前准备好适合自己的教案。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点，让高中教师能够快速的解决各种教学问题。您知道高中教案应该要怎么下笔吗？下面是小编为大家整理的“传感器及其工作原理学案（含课件和练习题）”，仅供参考，欢迎大家阅读。

6.1传感器及其工作原理

【知识要点】
1.传感器：能够感受诸如等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为、等电学量，或转换为的通断。
2.制作传感器一些元器件：
⑴光敏电阻：光照，电阻，可以把这个光学量转换为这个电学量。
⑵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；用半导体材料制作的热敏电阻的电阻率随温度升高而。热敏电阻和金属热电阻能够把这个热学量转换为这个电学量。
⑶霍尔元件：能够把这个磁学量转换为这个电学量。
【典型例题】
例1、如图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上时，可使膜片产生形变，引起电容变化。如果将这个电容式传感器、灵敏电流计和电源串接成闭合电路，那么()
A.当F向上压膜片电极时，电容将变小。
B.当F向上压膜片电极时，电容将变大。
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。
例2.在自动恒温箱中，某种半导体材料的电阻率ρ与温度t的关系如图所示，已知这种材料具有发热和控温双重功勇，下列判断正确的是
⑴通电前材料温度低于t1，通电后，电压保持不变，它的功率()
A.先增大后减小B.先减小后增大
C.达到某一湿度后功率不变D.功率一直在变化
⑵当其产生的热量跟散失的热量相等时，温度保持在()
A.t1B.t2C.t1至t2间某值D.大于t2的某值
例3.传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透宇宙开发、环境保护、交通运输以及家庭生活等各个领域。如图所示为几种电容式传感器，其中通过改变电容器两极间距离而引起电容变化的是()

例4.2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效应”。基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术，被认为是纳米技术的第一次真正应用。在下列有关其他电阻应用的方法中，错误的是()
A.电阻丝可应于电热设备中B.光敏电阻是一种光电传感器
C.热敏电阻可应用于温度测控装置中D.电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用

【课堂检测】
1.关于干簧管，下列说法正确的是()
A.干簧管接入电路中相当于电阻的作用B.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的
C.干簧管接入电路中相当于开关的作用D.干簧管是作为电控元件以实现自动控制的

2.图为光敏光阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻。对此计数器的工作原理，有以下说法正确的是()：
A.当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压；
B.当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压；
C.信号处理系统每获得高电压就计数一次；
D.信号处理系统每获得低电压就计数一次，其中

3.图为在温度为10℃左右的环境中工作的某自动恒温箱的原理简图，箱内的电阻R1=20kΩ、R2=10kΩ、R3=40kΩ。R4为热敏电阻，它的电阻随温度变化的曲线如图所示。当a、b端电压Uab≤0时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当a、b端电压Uab0时，电压鉴别器会令开关S断开，停止加热，恒温箱内的温度可保持在()
A.10℃B.20℃C.35℃D.45℃
4.如图所示为一测定液面高低的传感器示意图，甲为固定的导体芯，乙为导体芯外面的一层绝缘物质，丙为导电液体。把传感器接到图示电路中，已知灵敏电流表指针偏转方向与电流方向相同。如果发现指针正向右偏转，则导电液体的深度h的变化为
A.正在增大
B.正在减小
C.不变
D.无法确定

传感器的原理及应用

传感器的原理及应用

要点一传感器的工作原理
即学即用
1.半导体中参与导电的电流载体称为载流子.N型半导体的载流子是带负电的电子,P型半
导体的载流子是带正电的“空穴”.一块厚度为d、高度为l的长方形半导体样品,置于
方向如图所示、磁感应强度大小为B的匀强磁场中,当半导体样品中通以如图所示方向、大小为I的恒定电流时,
样品上、下底面出现恒定电势差U,且上表面带正电、下表面带负电.设半导体样品中每个载流子带电荷量为q,半
导体样品中载流子的密度（单位体积内载流子的个数）用n表示,则下列关于样品材料类型的判断和其中载流子密
度n的大小,正确的是（）
A.是N型半导体B.是P型半导体
C.n=D.n=
答案BD
要点二传感器的应用
即学即用
2.如图（1）所示为一测量硫化镉光敏电阻特性的实验电路,电源电压恒定.电流表内阻不计,开关闭合后,调节滑动变
阻器滑片,使小灯泡发光逐渐增强,测得流过电阻的电流和光强的关系曲线如图（2）所示,试根据这一特性设计一
个路灯的自动光控电路.

答案由光敏电阻的特性曲线可以看出,当入射光增强时,光敏电阻的阻值减小,流过光敏电阻的电流增大.
根据题意设计一个路灯自动控制电路如下图所示.

控制过程是:当有光照时,光电流经过放大器输出一个较大的电流,驱动电磁继电器吸合,使两个常闭触点断开,路
灯熄灭;当无光照时,光电流减小,放大器输出电流减小,电磁继电器释放衔铁,使两个常闭触点闭合,控制路灯电路
接通,路灯开始工作.

题型1电路设计性问题
【例1】现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干.如图所示,试设计一个温控电路.
要求温度低于某一温度时,电炉丝自动通电供热,超过某一温度时,又可以自动断电,画出电路图说明工作过程.
答案电路图如下图所示

工作过程：闭合S当温度低于设计值时热敏电阻阻值大,通过电磁继电器的电流不能使它工作,K接通电炉丝加热.
当温度达到设计值时,热敏电阻减小到某值,通过电磁继电器的电流达到工作电流,K断开,电炉丝断电,停止供热.
当温度低于设计值,又重复前述过程.
题型二结合传感器的综合试题
【例2】用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,该装置是在矩形箱子的前、后壁
上各安装一个由力敏电阻组合成的压力传感器,用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0kg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10N.（g取10m/s2）

（1）若传感器a的示数为14N,b的示数为6.0N,求此时汽车的加速度大小和方向.
（2）当汽车以怎样的加速度运动时,传感器a的示数为零.
答案（1）4m/s2向右（2）10m/s2向左
题型3生活物理
【例3】如图所示为某种电子秤的原理示意图,AB为一均匀的滑动变阻器,阻值为R,长度为L,两边分别有P1、P2两
个滑动头,P1可在竖直绝缘光滑的固定杆MN上保持水平状态而上下自由滑动,弹簧处于原长时,P1刚好指着A端,P1
与托盘固定相连,若P1、P2间出现电压时,该电压经过放大,通过信号转换器后在显示屏上可显示物体重力的大小.
已知弹簧的劲度系数为k,托盘自身质量为m0,电源电动势为E,内阻不计,当地的重力加速度为g.求：
（1）托盘尚未放物体时,在托盘自身重力作用下,P1离A的距离x1.
（2）托盘上放有质量为m的物体时,P1离A的距离x2.
（3）在托盘上未放物体时通常先校准零点,其方法是：调节P2,使P2离A的距离也为x1,从而使P1、P2间的电压为
零.校准零点后,将物体m放在托盘上,试推导出物体质量m与P1、P2间的电压U之间的函数关系式.
答案（1）（2）（3）m=

1.关于传感器的下列说法正确的是（）
A.所有传感器的材料都是由半导体材料做成的
B.金属材料也可以制成传感器
C.传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号
D.以上说法均不正确
答案B
2.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器的两极.把这两极接入外电路,当外电路中的电
流变化使电容值增大时,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
答案A
3.请设计一个用光敏电阻来模拟路灯的自动夜开昼关的电路.提供的仪器：光敏电阻、小灯泡、电源、继电器、滑动
变阻器、开关、导线若干.
答案电路设计如下图所示.原理简述：据光敏电阻的阻值随入射光强度的增强而减小,当白天时,照射光敏电阻的
光强度大,R1阻值减小,电流增大,电磁铁把衔铁P吸下使B脱离A,切断电灯电路,夜晚时相反.
4.把蜂鸣器、光敏电阻、干簧管继电器开关、电源按如图甲所示电路连接,制成光电报警装置.当报警器有光照射时,
蜂鸣器发声,当没有光照或者光照很弱时,蜂鸣器不发声.①光敏电阻:光敏电阻受光照后,阻值会变小.②干簧管继
电器开关:由干簧管和绕在干簧管外的线圈组成,如图乙所示.当线圈中有一定的电流时,线圈产生的磁场使密封在
干簧管内的两个铁质簧片磁化,两个簧片在磁力作用下由原来的分离状态变成闭合状态.当线圈中没有电流或者电
流很微弱时,磁场消失,簧片在弹力的作用下回复到分离状态.试说明光电报警器的工作原理.

答案当报警器有光照射时,光敏电阻阻值减小,电路中电流增大,线圈产生的磁场使密封在干簧管内的两个铁质
簧片磁化,两个簧片由原来的分离状态变成闭合状态,蜂鸣器电路接通,蜂鸣器发声.反之,当没有光照射或光照很
微弱时,光敏电阻阻值很大,电路中的电流很小,干簧管内的两个铁质簧片处于分离状态,连接蜂鸣器的电路断开,
蜂鸣器不发声.

1.关于传感器的作用,下列说法正确的有（）
A.通常的传感器可以直接用来进行自动控制
B.传感器可以用来采集信息
C.传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量
D.传感器可以将所有感受到的信号都转换为电学量
答案BC
2.如图所示,截面为矩形的金属导体,放在磁场中,当导体中通有电流时,导体的上下表面的电
势关系为（）
A.UMUNB.UM=UNC.UMUND.无法判断
答案A
3.如图所示,R1、R2为定值电阻,L为小灯泡,R3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.电路中路端电压增大
?答案ABC
4.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
?答案B
5.（2009晋中质检）互感器是一种特殊的变压器,借助它,交流电压表（或电流表）可以间接测量高电压和大电流.
如下图所示为电压互感器或电流互感器的接线图,其中正确的是（）

答案A
6.如图所示为理想变压器原线圈所接交流电压的图象.原、副线圈匝数比n1∶n2=10∶1,串联
在原线圈电路中电流表的示数为1A,下列说法正确的是（）
A.变压器输出端所接电压表的示数为20V
B.变压器的输出功率为200W
C.变压器输出端的交流电频率为50Hz
D.串在变压器输出端的电流表示数为10A
答案C
7.（2009聊城模拟）钳形电流表的外形和结构如图（a）所示.电流表的读数为1.2A.图（b）中用同一电缆线绕
了3匝,则（）

A.这种电流表能测直流电流,图（b）的读数为2.4A
B.这种电流表能测交流电流,图（b）的读数为0.4A
C.这种电流表能测交流电流,图（b）的读数为3.6A
D.这种电流表既能测直流电流,又能测交流电流,图（b）的读数为3.6A
答案C
8.理想变压器连接电路如图甲所示,当输入电压波形如图乙时,已知原、副线圈的匝数比为10∶1,安培表读数为2A,则（）

A.伏特表读数282VB.伏特表读数28.2V
C.输入功率为56.4WD.输入功率为40W
答案D
9.如图甲所示,在变压器的输入端串接上一只整流二极管D,在变压器输入端加上如图乙所示的交变电压u1=Um1sinωt,
设t=0时刻为a“+”、b“-”,则副线圈输出的电压的波形（设c端电势高于d端电势时的电压为正）是图中的（）

答案B
10.如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图.变压器输入电压是市电网的电压,不会有很大的波动.输出电压
通过输电线输送给用户,输电线的电阻用R0表示,变阻器R表示用户用电器的总电阻,当滑动变阻器触头P向下移
动时,下列说法中错误的是（）

A.相当于在增加用电器的数目
B.V1表的示数随V2表的示数的增大而增大
C.A1表的示数随A2表的示数的增大而增大
D.变压器的输入功率在增大
答案B
11.为了减少因火电站中煤的燃烧对大气的污染而大力发展水电站.三峡水利工程中某一水力发电站的发电机组设计
为:水以v1=3m/s的速度流入水轮机后以v2=1m/s的速度流出,流出水位比流入水位低10m,水流量Q=10m3/s,水
轮机效率为75%,发电机效率为80%,试问:
（1）发电机组的输出电功率是多少?
（2）如果发电机输出的电压为240V,用户所需电压为220V,输电线路中能量损失为5%,输电线电阻为50/3Ω,那么所需升、降压变压器的原、副线圈的匝数比分别是多少?
答案（1）624kW
（2）433∶2600026945∶433
12.如图所示,小型交流发电机的电动势为E=20V,内阻不计,它通过一个阻值R=6Ω
的指示灯连接到一个理想降压变压器的输入端.在变压器的输出端并联着24盏规
格都是“6V,0.25W”彩色小灯泡,每只灯泡都正常发光,导线电阻不计.求:
（1）原线圈中的电流.
（2）降压变压器的初级、次级线圈的匝数比.
（3）若只使用18盏彩色小灯泡,通过计算说明这时每盏小灯泡的工作状态如何.（设小灯泡的电阻不随温度变化）
答案（1）A（2）
（3）每盏灯泡的电阻RL==144Ω
18盏灯的总电阻R总==8Ω
设这时副线圈中的电流为I2,则原线圈中的电流为I2
由功率关系得E（）-（）2R=I22R总
代入数据得I2=A
这时每盏灯泡的电压U2′=I2R总=V6V
所以灯泡比原来更亮,有可能烧坏.
13.如图所示,原线圈匝数为n1,两个副线圈的匝数分别为n2和n3.四只完全相同的灯泡分别接在
理想变压器的原、副线圈的回路中,当原线圈回路中a、b接入交流电压U0时,四只灯泡均正
常发光,则三组线圈的匝数比n1∶n2∶n3等于多少?灯泡的额定电压U额等于多少?
答案3∶2∶1U0

高考物理第一轮总复习传感器及其工作原理教案25

1传感器及其工作原理
一、传感器：
(1)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。传感器是一种采集信息的重要器件
(2)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。
(3)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。
二、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＿＿＿＿传感器，称为＿＿＿＿＿。它能用把＿＿＿＿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
2、传感器的应用实例(一)
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6-2-1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,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.
四．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。
五．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。
六．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。

3、传感器的应用实例
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。某种电子秤的原理示意图，
高考应试得分技巧
高考对考生心理素质、知识和能力、应变能力、分析问题和解决问题的能力、创新能力全面考查，高考是考生在规定的时间内、规定的考场内独立解答高考试题。高考是人生成长中的一个重要环节，高考的成功将为你的人生添上新的辉煌。要想在高考中取胜，除了具备坚实的知识基础、较高的学习潜能之外，最重要的就是在考场中具有敏捷、准确的思维、较高的解题速度。
（一）、审题是解题的关键：
1.冷静审题，读懂看清题意再做题。看到陈题不要太激动，看看是否有陷阱。遇到新题型，不要紧张，要沉着应对；有的新题型，如果把物理模型建立好，往往是“高起点、低落点”的题。一句话，那就是尽量保持一颗平常心；
2.首先要审关键字、词、句，对重要的内容用笔画上；
3.多方获取信息，读题做到由粗读到细读，多角度获取信息，关键部分要咬文嚼字，捕捉有效信息，同时要排除干扰信息，实现化难为易；
4.深入推敲，挖掘隐含条件和隐含信息，这些信息可能包含在物理情景之内、物理规律和生活常识之中，也可能在隐含在题叙述中的一些关键字内、图形和表格之中，深挖隐含条件是解题的关键；
5．在审题过程中画过程图、情景图、示意图和受力图，可将复杂、抽象的物理问题简单化、形象化，有利于弄清物理过程、物理状态（分段，区间），形成正确的物理图景、建立正确的物理模型。有时准确的作图会带来事半功倍的奇效，因而准备好答题工具（如：三角板、圆规等）是应试的良好习惯；
6.对全新的物理情景要学会知识的迁移，把完全陌生的问题转化为熟悉的物理模型，然后进行求解。
（二）、规范解题是考试成功的有力保证：
1.规范思维、规范答题、抓采分点，要做到：
（1）要有必要的文字说明，包括①要指明研究对象，②准确画出受力图、运动示意图、电路图、光路图或有关图象，③要指明物理过程及其始、末状态，④要指明正方向或零位置，⑤物理量题中的符号不能更改，自设符号要说明含义；
（2）要分步解题，不要一步到位，不要跨步。尽可能减少连等式；
（3）求得的结果应有文字方程和代入题给数据的算式，最后结果应有准确的数值和单位，必要时加以讨论和说明；
（4）对于不会做的题不要放弃，也要根据相关的物理规律写出相应的步骤，争取拿步骤分。
2.物理解题表述总的原则：说理要充分，层次要清楚、逻辑要严谨、语言要规范、文字要简捷。
3.实验题的接线、作图要认真，不要潦草。如电路不能断线、不能存在断点，不能接错，接线时尽量不要交叉。同时注意的有效数字问题。
4.注意书写规范清晰，注意字母的大小写。书写时字不能太小，书写不能太轻，当然字也不能太大。答题时，应该合理地安排试卷的书写空间，不要答到答题框外，不要答错位置。
5.没做完或做错题，不要删掉。
6.因不准使用计算器，故最后结果太复杂可暂时不做，等试卷大体上完成后再来计算。
遇到难题，怎么办？
首先要保持冷静，认真读完全题，再仔细分析题意和情景。如果题目较长，设问较多，在审题时考生要划下关键词和字，揭示隐含条件，这些都是解题的突破口。但每道题目的第一问一般难度都不大，考生可以得到一些基本分。如果审题后确定没有思路，那就可以跳过。若计算量确实太大，在分析、列式填入数据后跳过，回头再算。