传感器的应用实验。

一般给学生们上课之前，老师就早早地准备好了教案课件，大家都在十分严谨的想教案课件。只有规划好教案课件计划，新的工作才会更顺利！你们清楚有哪些教案课件范文呢？小编收集并整理了“传感器的应用实验”，供大家借鉴和使用，希望大家分享！

选修3-2第六章第4节：传感器的应用实验教案
一、教材分析
本节继第三节介绍四种传感器的应用实例之后，再进一步拓展学生的视野，提高学生的认识和分析能力以及动手能力，并通过实验的方法，让学生在组装和调试中，更为深入地认识传感器的应用。
二、教学目标
1．知识目标：
（1）、知道二极管的单向导电性和发光二极管的发光特性。
（2）、知道晶体三极管的放大特性。
(3)、掌握逻辑电路的基本知识和基本应用。
2．能力目标：
通过实验的方法，让学生在组装和调试中，更为深入地认识传感器的应用。
3．情感、态度和价值观目标：
培养学生的学习兴趣，倡导以创新为主，实践为重的素质教育理念。
三、教学重点难点
重点：传感器的应用实例。
难点：由门电路控制的传感器的工作原理。
四、学情分析
我们的学生属于理解较差，动手能力不好，尽量让学生多动手，必要时需要教师指导并借助动画给予直观的认识。
五、教学方法
PPT课件，演示实验，讲授
六、课前准备
1．学生的学习准备：预习新课，初步把握实验原理及方法步骤。
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。3．教学环境的设计和布置：四人一组，课前准备好斯密特触发器或非门电路，二极管，三极管，蜂鸣器，滑线变阻器，热敏电阻，光敏电阻等材料用具。
七、课时安排：1课时
八、教学过程
（一）预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
上节课我们学习了温度传感器、光传感器及其工作原理。请大家回忆一下我们学了哪些具体的温度、光传感器？
学生思考后回答：电饭锅，测温仪，鼠标器，火灾报警器
这节课我们将结合简单逻辑电路中的知识学习由门电路以及传感器控制的电路问题。
（三）合作探究、精讲点拨。
探究一：（！）普通二极管和发光二极管
1、二极管具有单向导电性
2、发光二极管除了具有单向导电性外，导电时还能发光，普通发光二极管使用磷化镓或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、三极管具有电流放大作用。
2、晶体三极管能够将微弱的信号放大，晶体三极管的三个极分别是发射极e，基极b和集电极c。
3、传感器输出的电流和电压很小，用一个三极管可以放大几十倍或几百倍，三极管的放大作用表现为基极b的电流对集电极c的电流起了控制作用。
（三）逻辑电路
逻辑门电路符号图包括与门，或门，非门，
1．与逻辑
对于与门电路，只要一个输入端输入为0，则输出端一定是0，只有当所有输入端输入都同为1时，输出才是1.
2．或逻辑
对于或门电路，只要一个输入端输入为1，则输出一定是1，反之，只有当所有输入端都为0时，输出端才是0.
3.非门电路
对于非门电路，当输入为0时，输出总是1，当输入为1时，输出反而是0，非门电路也称反相器。
4.斯密特电路：
斯密特触发器是特殊的非门电路，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值1.6V时，输出端Y会突然从高电平调到低电平0.25V，而当输入端A的电压下降到另一个值的时候0.8V，Y会从低电平跳到高电平3.4V。斯密特触发器可以将连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号。而这正是进行光控所需要的。
探究点二：应用实例
1、光控开关
电路组成：斯密特触发器，光敏电阻，发光二极管LED模仿路灯，滑线变阻器，定值电阻，电路如图所示。
工作原理：天明时，RG变小，流过R1的电流变大，A端输入电压降低到0.8V，Y会从低电平跳到高电平3.4V，LED上的电压低于正向导通电压1.8V，LED不会发光，当天色暗到一定程度时，RG变大，输入端A的电压升高到某一个值1.6V时，输出端Y突然从高电平跳到低电平0.25V，此时加在LED上的正向电压大于导通电压1.8V，二极管LED发光。
特别提醒：要想在天暗时路灯才会亮，应该把R1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1.6V，就需要RG的阻值达到更大，即天色更暗。
拓展：如果电路不用发光二极管来模拟，直接用在电路中，就必须用到电磁继电器。如下图。

2．温度报警器（热敏电阻式报警器）
结构组成：斯密特触发器，热敏电阻，蜂鸣器，变阻器，定值电阻，如图所示。
工作原理：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，当温度升高时，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），其输出端由高电平调到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声，R1的阻值不同，则报警器温度不同。
特别提示：要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应该减小R1的阻值，R1阻值越小，要使斯密特触发器输入达到高电平，则热敏电阻阻值要求越小，即温度越高。
典型例题：
1.与门的输入端输入信号为何时，输出端输出“1”（）
A.00B.01C.10D.11
答案：D
2.或门的输入端输入信号为何时，输出端输出“0”（）
A.00B.10C.01D.11
答案：A
3.联合国安理会每个常任理事国都拥有否决权，假设设计一个表决器，常任理事国投反对票时输入“0”，投赞成或弃权时输入“1”，提案通过为“1”，通不过为“0”，则这个表决器应具有哪种逻辑关系（）
A.与门B.非门C.或门D.与非门
答案：A
4.图是一个复合门电路，由一个x门电路与一个非门组成.若整个电路成为一个与门，则x电路应是（）
A.与门B.或门C.与非门D.或非门
答案：C
5.“第4题”中的整个电路若成为一个或门，则x电路应是（）
答案：D
（四）反思总结，当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
设计意图：引导学生夯实基础并对所学内容进行简单的反馈纠正。（课堂实录）
（五）发导学案、布置预习。
我们已经学习了几种传感器的基本元件，这节课后大家可以课下先对本章内容做一个总结并构建知识网络。完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图：总结本章知识。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
九、板书设计
第四节：传感器的应用实验教案
1、二极管的特点和作用：单向导电性，发光二极管不但能单向导电性，还能发光。
2、三极管的特点和作用，能放大微弱的电流
3、斯密特触发器的特点和作用：触发器其实由6个非门电路组成
4、斯密特触发器的应用：光控电路，温度报警器
十、教学反思
学以致用是学习的最终目的，将所学的知识用于实际生活和实际问题中，知识才有实用价值。

精选阅读

传感器的应用学案

作为杰出的教学工作者，能够保证教课的顺利开展，高中教师要准备好教案，这是老师职责的一部分。教案可以保证学生们在上课时能够更好的听课，帮助高中教师能够更轻松的上课教学。写好一份优质的高中教案要怎么做呢？以下是小编为大家收集的“传感器的应用学案”欢迎大家与身边的朋友分享吧！

6.3实验：传感器的应用学案（人教版选修3-2）

1．斯密特触发器的特点：当输入端电压逐渐上升到某一个值(1.6V)时，输出端会突然从________跳到____________，当输入端电压下降到另一个值(0.8V)时，输出端会从________跳到__________．
2．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
3．某市为了节约能源，合理适时地使用路灯，要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的某种特性制成自动点亮、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．三种特性都利用了
【概念规律练】
知识点传感器的应用实验
1．如图1所示的光控电路用发光二极管LED模拟路灯，RG为光敏电阻．A为斯密特触发器输入端，在天黑时路灯(发光二极管)会点亮．下列说法正确的是()
图1
A．天黑时，Y处于高电平
B．天黑时，Y处于低电平
C．当R1调大时，天更暗时，灯(发光二极管)点亮
D．当R1调大时，天较亮时，灯(发光二极管)就能点亮
2．如图2是温度报警器电路示意图，下列关于此电路的分析正确的是()
图2
A．当RT的温度升高时，RT减小，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声
B．当RT的温度升高时，RT减小，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声
C．当增大R1时，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声
D．当增大R1时，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声
【方法技巧练】
自动控制电路的分析及设计技巧
3．自己设计一个以热敏电阻为传感器的简易自动报警器，当温度过高时，小灯泡亮或响铃报警．所用的实验器材可能有电磁继电器、电铃、小灯泡、热敏电阻、干电池、滑动变阻器、开关．
4．已知光敏电阻随入射光的增强，其电阻值减小，请利用图3所示器材设计一个路灯自动控制电路．

参考答案
课前预习练
1．高电平低电平(0.25V)低电平高电平(3.4V)
2．B[电饭锅中的敏感元件是感温铁氧体，A错误；机械式鼠标中的传感器接收断续的红外线脉冲，输出相应的电脉冲信号，C错误；火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现高电阻状态，有烟雾时呈现低电阻状态，D错误．]
3．B[题目中半导体应能感知光照强度变化，并输出电信号，控制电路通断，所以利用了半导体的光敏性，故B正确．]
课堂探究练
1．BC[天黑时，RG阻值增大到一定值，斯密特触发器输入端A的电压上升到某个值，输出端Y突然由高电平跳到低电平；R1调大时，A端电压降低，只有天更暗时，RG电阻更大时，路灯才点亮，故B、C正确．]
2．BC[当RT温度升高时，电阻减小，A点电势升高到某一数值，Y端电势突然降低，蜂鸣器导通发出警报，A错，B对．当增大R1时，A端电势升高到某一数值，Y端电势突然降低，电流通过蜂鸣器，发生报警声，C对，D错．]
点评斯密特触发器是具有特殊功能的非门，用符号表示．当输入端电压上升到某一个值(1.6V)时，输出端会突然从高电平跳到低电平(0.25V)，当输入端电压下降到另一个值(0.8V)时，输出端会从低电平跳到高电平(3.4V)．
3．实验电路如下图所示
当温度升高时，热敏电阻的阻值减小，通过电磁继电器螺线管的电流增大，磁性增强，吸下金属片，触点接通，灯泡亮或电铃响，起到报警作用．通过调节滑动变阻器的阻值，可以达到调节报警温度的目的．
4．见解析
解析电路如图所示
控制过程是：当有光照射时，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，使两个触点断开，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，使两个触点闭合，控制路灯电路接通，路灯开始工作．
方法总结在分析和设计自动控制电路时，要透彻理解各个元件的特性，如光敏电阻、热敏电阻、电磁继电器、斯密特触发器等；在涉及门电路的电路图时，电流的通路并不能完整地呈现出来，所以不能用原来的电路知识来理解，而是要正确理清电路中的逻辑关系．

传感器的应用实例

古人云，工欲善其事，必先利其器。作为高中教师就要早早地准备好适合的教案课件。教案可以让学生能够在课堂积极的参与互动，帮助高中教师能够井然有序的进行教学。写好一份优质的高中教案要怎么做呢？下面是小编精心为您整理的“传感器的应用实例”，供大家参考，希望能帮助到有需要的朋友。

§6.4传感器的应用实例
学习目标：
１、知道二极管的单向导电性和发光二极管的发光特性.
２、知道晶体三极管的放大特性.
３、掌握逻辑电路的基本知识和基本应用.
４、综合实验培养动手能力，体会物理知识实际中的应用.
自主学习：
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。
典型例题：
例１：如图所示的光控电路，用二极管LED模仿路灯，ＲG为光敏电阻，Ｒ1的最大电阻为,Ｒ2为，试分析其工作原理。

例２：温度报警器电路如图所示，请说明其工作原理。
针对训练：
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

能力训练：
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。
学后反思：

参考答案
典型例题：
例1、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、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，从而发出报警声，Ｒ1的阻值不同，则报警温度不同。
针对训练：
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。
２、Ａ
能力训练：
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。

高考物理实验传感器的简单应用复习教案

一名优秀的教师在每次教学前有自己的事先计划，作为高中教师就要精心准备好合适的教案。教案可以让上课时的教学氛围非常活跃，有效的提高课堂的教学效率。那么，你知道高中教案要怎么写呢？下面是小编帮大家编辑的《高考物理实验传感器的简单应用复习教案》，希望能对您有所帮助，请收藏。

实验11传感器的简单应用

【考纲链接】

1.本实验在新课标物理《高考大纲》中是必考内容实验之十一.传感器的简单应用。

2.本实验见普通高中课程标准实验教科书《物理》选修3-2（人民教育出版社课程教材研究所物理课程教材研究开发中心编著，人民教育出版社出版）的第6章传感器第4节传感器的应用实验（第70~72页）。由于本实验是历来的教科书所没有的，许多教师没有做过，不太熟悉，有些学校实验室没有所需器材（如施密特触发器等）,所以要特别重视。

以型号HEF40106B施密特触发器为例

图6-2-1

图6-2-1是型号HEF40106B触发器的引脚示意图，由图可以看出，在同一块集成片上分别做了6块独立的施密特触发器，如果使用第1块，只需要在接输入电压，在接输出电压，然后分别把接到稳压电源，接地，就可以工作了。

实验原理：

图6-2-2

将电路按图6-2-2连接，为光敏电阻，，为电阻箱，为发光二极管，A点为施密特触发器的输入端，Y点为施密特触发器的输出端。适当选择，的阻值后，当外界光线很强时，上的电阻相对比较小，A点的电压小于，Y点输出高电位，发光二极管两端的电势差很小，因此不能发光；当外界光线变弱时，上的电阻显著增大，A点的电压也显著增大，当增大到时，Y点输出低电位，发光二极管两端有大约5V的电势差，发光二极管开始正常发光，如果光线强度又进一步开始回升，上的电阻减小，A点的电压也开始减小，当A点的电压小于时，Y点又输出高电位，发光二极管熄灭。

为了更直观地了解整个电路工作过程，也可以分别用两个电压表对A点和Y点的电压进行测量。

实验一：光控开关

实验目的：了解光控开关，对自动控制有初步理解。

实验电路：见图6-2-3

图6-2-3实验电路

实验步骤：

1.当光弱时，光敏电阻阻值大，电流小，A端输入高电位（1），Y端输出低电位（0），发光二极管亮，如图6-2-4.

图6-2-4

2.当光强时，光敏电阻阻值小，电流大，A端输入低电位（0），Y端输出高电位（1），发光二极管不亮，如图6-2-5。

图6-2-5

3.电阻R1的阻值对电路的作用。电阻R1的阻值由约20变为约42（见图），发光二极管由亮变不亮的转换电流（光敏电阻处）由400变为300（见图6-2-6），也就是转换电阻变大了，也就是在光线更暗的情况下灯才能亮。反推之，光控开关用于路灯控制，要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些。

图6-2-6

4.由于集成电路允许通过的电流比较小，要用白炽灯泡模拟路灯，就要使用继电器来启闭另外的供电电路，如图6-2-7，灯泡可用“6V0.06A”的，继电器可以使用微型继电器，本实验的继电器的参数为：额定电压:6V，操作电压:4V(minimum)，释放电压:2V，线圈电阻:100ohms，接触电阻:0ohms，最大电流:5A，最大电压:400V。为了防止继电器释放衔铁时线圈中的自感电动势损坏集成电路，必须给它并联一只二极管，以提供自感电流的通路。

图6-2-7

（1）当光线较强时，光敏电阻的阻值较小，输入电压较低，输出电压较高，继电器电流小，不能吸引衔铁，继电器开关处断开状态，白炽灯泡不亮，如图6-2-7.

（2）当光线较弱时，光敏电阻的阻值较大，输入电压较高，输出电压较低，继电器电流大，继电器动作，吸引衔铁，继电器开关处接通状态，白炽灯泡亮，如图6-2-8.

图6-2-8

实验二、温度报警器

实验目的：了解温度报警器的原理，对自动控制进一步理解。

仿真实验电路：见图6-2-9

图6-2-9

图6-2-9中，为热敏电阻，温度升高时阻值减小，为可变电阻，

实验步骤：

1.当温度较低时，热敏电阻的阻值较大，输入电压较低，输出电压较高，蜂鸣器不响。如图6-2-10.

2.当温度较高时，热敏电阻的阻值较小，输入电压较高，输出电压较低，蜂鸣器响。如图6-2-11.

图6-2-10

图6-2-11

在图6-2-11的情况下，可以看到蜂鸣器在发声，用耳机可以听到响声。

例1．热敏电阻是传感电路中常用的电子元件。现用伏安法研究热敏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4~5Ω。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，其它备用的仪表和器具有：盛有热水的热水杯（图中未画出）、电源（3V、内阻可忽略）、直流电流表（内阻约1Ω）、直流电压表（内阻约5kΩ）、滑动变阻器（0~20Ω）、开关、导线若干。

图6-2-12

①在图（a）的方框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小。

②根据电路图，在图（b）的实物图上连线。

③简要写出完成接线后的主要实验步骤

1)、往保温杯中加入热水，稍等读出温度值。

2)、.

3)、重复①，②测出不同温度下的数据。

4)、.

（2）广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中的温度传感器，是利用热敏电阻随温度变化而变化的特性工作的。在图甲中，电源的电动势E=9.0V，内电阻不可忽略；为内阻不计的灵敏电流表；R0为保护电阻；R为热敏电阻，其电阻值与温度变化关系如图乙的R-t图象所示。则热敏电阻R与摄氏温度t的关系为R=；闭合电键S，当R的温度等于40℃时，电流表示数I1=2.25mA，则当电流表的示数I2=3.6mA时，热敏电阻R的温度是________摄氏度。

图6-2-13

【解析】

（1）因为热敏电阻的阻值（常温下约~5Ω）与直流电流表内阻（1Ω）差不多而比直流电压表内阻（5kΩ）小得多，所以用电流表外接法，为了多次测量以便列表做图象，所以滑动变阻器接成分压器。

（2）因为图象是直线，用斜截式求热敏电阻R与摄氏温度t的关系，设为，则根据时，（此处易误读为，要小心），得，再根据时，，得，所以得R与t的关系为

R=1.875×10-2t+4.25。

从图甲，有，（含电池的内阻），从图乙读出，当时，，代入得，可求出，又有，解得，查图乙得。

答案

（1）①如图所示

②连线图略

③①、往保温杯中加入热水，稍等读出温度值。

②、调节R，快速测出多组I，U值。

③、重复①，②测出不同温度下的数据。图6-2-14

④、绘出各温度下热敏电阻的伏安特性曲线。

(2)R=–1.875×10-2t+4.25120

点评

本题两问中的热敏电阻是不同的，两问考查的知识点也不同，第（1）问考查伏安法测电阻的常规问题：电流表的内接、外接问题及滑动变阻器接成分压器还是限流器问题，电路图及实物图也是常规要求。第（2）问则考查了电路图和图象，考变化的情况，结合数学方法解决问题。可见，物理实验既不要忘记常规，也要求注意创新。

例2．(2003年高考江苏物理卷第19题（13分）（计算题，压轴题）)

题目：图1所示为一根竖直悬挂的不可伸长的轻绳，下端拴一小物块A，上端固定在C点且与一能测量绳的拉力的测力传感器相连.已知有一质量为m0的子弹B沿水平方向以速度v0射入A内（未穿透），接着两者一起绕C点在竖直面内做圆周运动，在各种阻力都可忽略的条件下测力传感器测得绳的拉力F随时间的变化关系如图2所示。已知子弹射入的时间极短，且图2中t＝0为A、B开始以相同速度运动的时刻，根据力学规律和题中（包括图）提供的信息，对反映悬挂系统本身性质的物理量（例如A的质量）及A、B一起运动过程中的守恒量，你能求得哪些定量的结果？

图6-2-15

【解析】由图2可直接看出，A、B一起做周期性运动，运动的周期T＝2t0①

令表示A的质量，表示绳长.表示B陷入A内时即时A、B的速度（即圆周运动最低点的速度），表示运动到最高点时的速度，F1表示运动到最低点时绳的拉力，F2表示运动到最高点时绳的拉力，根据动量守恒定律，得

②

在最低点和最高点处运用牛顿定律可得③

④根据机械能守恒定律可得

⑤

由图2可知⑥⑦由以上各式可解得，反映系统性质的物理量是

⑧⑨

A、B一起运动过程中的守恒量是机械能E，若以最低点为势能的零点，则

⑩由②⑧⑩式解得⑾

点评：这是一道开放题，题目的设问不明确，要靠考生去寻找，答案当然也要靠考生去解决，本题由于其开放性，成为当年高考题的一个亮点。就传感器而言，测力传感器在本题只作为题目来源的工具，告诉我们测力传感器可以测得绳的拉力F随时间的变化关系图象，题目的解决对传感器没有实质性的要求。

例3．2009高考题19.（2）（12分）某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件。图为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，先需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材：

器材（代号）规格

电流表（A1）

电流表（A2）

电压表（V1）

电压表（V2）

滑动变阻器（R1）

滑动变阻器（R2）

直流电源（E）

开关（S）

导线若干

量程0~50mA，内阻约为50

量程0~200mA，内阻约为10

量程0~3V，内阻约为10k

量程0~15V，内阻约为25k

阻值范围0~15，允许最大电流1A

阻值范围0~1k，允许最大电流100mA

输出电压6V，内阻不计

①为提高实验结果的准确程度，电流表应选用；电压表应选用；滑动变阻器应选用。（以上均填器材代号）

②为达到上述目的，请在虚线框内画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号。

③若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合，请说明该伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲线有何异同点？

相同点：，

不同点：。

答案．（2）①A2V1R1

②如图

③相同点：通过该元件的电流与电压的变化关系和通过小电珠的电流与电压的变化关系都是非线性关系，该元件的电阻随电压的增大而减小，而笑电珠的电阻值随电压的升高而增大。

【解析】（1）①游标卡尺方便地测量内径、外径和深度，而螺旋测微器只能测外径。故选A

②多次测量取平均值的目的就是减小偶然误差。

（2）①图像中电流0～0.14A，电流表选A2；电源电压6V，但图像只要求电压在0～3V之间调整，为了测量准确电压表选V1；由于绘制图像的需要，要求电压从0～3V之间调整，所以滑动变阻器只能采用分压式接法，为了能很好调节电压，滑动变阻器应选用阻值较小的R1。

②该元件约几十Ω，，电压表的分流作用可以忽略，所以采用电流表外接法；实验数据的采集要求从零开始，所以滑动变阻器采用分压式接法。

③从图像的形状和斜率变化趋势上去找相同点和不同点，突出都是“非线性”，图像上某点与原点连线的斜率是电阻的倒数。

例4．2009高考宁夏23.(11分)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（如白天）时电阻几乎为0;照射光较弱(如黑天)时电阻接近于无穷大。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，黑天打开。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50mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离3、4断开；电流流小于50mA时，3、4接通。励磁线圈中允许通过的最大电流为100mA。

（1）利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图。

光敏电阻R1，符号

灯泡L，额定功率40W，额定电压36V，符合

保护电阻R2，符号

电磁开关，符号

蓄电池E，电压36V，内阻很小；开关S，导线若干。

（2）回答下列问题。

①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R2的阻值范围为______。

②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：______________________________________________________________________

③任意举出一个其它的电磁铁应用的例子。

答：__________________________________________________。

答案：（1）电路原理图如图所示

（2）①20xx0-520

②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，3、4之间断开。

③电磁起重机

解析：（2）①

,其中,所以在160-520之间。

例5．2009高考全国1。22.（8分）

如图所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号。在开关闭合后，发现小灯泡不亮。现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各点连接。

（1）为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的挡。在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的挡。

（2）在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明___可能有故障

（3）将小灯泡拆离电路，写出用多用表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤。

答案（1）电压；欧姆

（2）开关或连接点5、6

（3）①调到欧姆档

②将红、黑表笔相接,检查欧姆档能否正常工作

③测量小灯泡的电阻,如电阻无穷大,表明小灯泡有故障.

【解析】(1)在1、2两点接好的情况下,应当选用多用电表的电压档,在1、2同时断开的情况下,应选用欧姆档

(2)表明5、6两点可能有故障.

(3)①调到欧姆档②将红黑表笔相接,检查欧姆档能否正常工作③测量小灯泡的电阻,如电阻无穷大,表明小灯泡有故障.

例6．2009高考全国2。22、（5分）

某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻。完成下列测量步骤：

（1）检查多用电表的机械零点。

（2）将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拔至电阻测量挡适当的量程处。

（3）将红、黑表笔____①_______，进行欧姆调零。

（4）测反向电阻时，将____②______表笔接二极管正极，将____③_____表笔接二极管负极，读出电表示数。

（5）为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘____④_______（填“左侧”、“右侧”或“中央”）；否则，在可能的条件下，应重新选择量程，并重复步骤（3）、（4）。

（6）测量完成后，将选择开关拔向_____________⑤________________位置。

答案（3）短接

（4）红黑

（5）中央

（6）OFF

【解析】本题考查多用电表的使用.首先要机械调零.在选择量程后还要进行欧姆调零而且每一次换量程都要重复这样的过程.(3)将红黑表笔短接,即为欧姆调零.测量二极管的反向电阻时应将红笔接二极管的正极,黑接负极.欧姆表盘的刻度线分布不均匀,在中央的刻度线比较均匀,所以尽量让指针指向表盘的中央.测量完成后应将开关打到off档.

例7．2009高考山东23.(2)为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开头可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为Lx）。某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表：

照度（lx）0.20.40.60.81.01.2

电阻(k)7540282320xx

①根据表中数据，请在给定的坐标系（见答题卡）中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点。

②如图所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路。给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0(1x)时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图。

（不考虑控制开关对所设计电路的影响）

提供的器材如下：

光敏电源E(电动势3V，内阻不计)；

定值电阻：R1=10k，R2=20k，R3=40k（限选其中之一并在图中标出）

开关S及导线若干。

答案：（2）①光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如图所示。

特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小

②电路原理图如图所示。

解析：当，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路。给1、2两端提供电压，要求

当天色渐暗照度降低至1.0(1x)时启动照明系统，即此时光敏电阻阻值为20k，两端电压为2V，电源电动势为3V，所以应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10k，即选用R1。

【考点】验证平行四边形定则实验、闭合电路欧姆定律

练习题1：

1．热敏电阻是传感电路中常用的电子元件。现用伏安法研究热敏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4~5Ω。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，其它备用的仪表和器具有：盛有热水的热水杯（图中未画出）．电源（3V．内阻可忽略）．直流电流表（内阻约1Ω）．直流电压表（内阻约5kΩ）．滑动变阻器（0~20Ω）．开关．导线若干。

⑴在图6-2-16（a）的方框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小。

⑵根据电路图，在图（b）的实物图上连线。

⑶简要写出完成接线后的主要实验步骤______________________。

图6-2-16

2．图6-2-17为某一热敏电阻（电阻值随温度

的改变而改变，且对温度很敏感）的I—U关系曲线图。

（1）为了通过测量得到图1所示I—U关系的完整

曲线，在图2图3两个电路中应选择的是图；

简要说明理由：

（电源电动势为9V，内阻不计，滑线变阻器的阻值为0－100Ω）。

图6-2-17

（2）在图4电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1＝250Ω。由热敏电阻的I—U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为V；电阻R2的阻值为Ω。

（3）举出一个可以应用热敏电阻的例子：

。

3．有同学在做“研究温度不变时气体的压强跟体积的

关系”实验时，用连接计算机的压强传感器直接测得注射器内气体的压强值。缓慢推动活塞，使注射器内空气柱从初始体积20.0ml变为12.0ml。实验共测了5次，每次体积值直接从注射器的刻度上读出并输入计算机，同时由压强传感器测得对应体积的压强值。实验完成后，计算机屏幕上立刻显示出如下表中所示的实验结果。图6-2-18

序号V

（ml）P

（×105Pa）PV

（×105Paml）

120.01.001020.020

218.01.095219.714

316.01.231319.701

414.01.403019.642

512.01.635119.621

（1）仔细观察不难发现，pV（×105Paml）一栏中的数值越来越小，造成这一现象的可能原因是

A．实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大。

B．实验时环境温度增大了。

C．实验时外界大气压强发生了变化。

D．实验时注射器内的空气向外发生了泄漏。

（2）根据你在（1）中的选择，说明为了减小误差，应采取的措施是：

4.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、电键及导线若干、待测物体（可置于力电转换器的受压面上）。

图6-2-19

请完成对该物体质量的测量。

（l）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，在方框中画出完整的测量电路图。

（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．

（3）请设想实验中可能会出现的一个问题。

【参考答案及解析】

1．（1）如答图1

图6-2-20

图6-2-21

(2)如答图2所示。

(3)①往保温杯中加入一些热水，待温度稳定时读出温度计值；

调节滑动变阻器，快速测出电流表和电压表的值；

③重复①～②，测量不同温度下的数据；

④绘出各测量温度下热敏电阻的伏安特性曲线。

2．（1）2；图2电路电压可从0V调到所需电压，调节范围较大。（或图3电路不能测得0V附近的数据）

（2）5.2；111.8（111.6－112.0均给分）（3）热敏温度计（提出其他实例，只要合理均给分）

3.（1）D（2）在注射器活塞上涂上润滑油增加密封性

4.（1）设计的电路图如图所示。

图6-2-22

（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U1；

由U0＝km0g，得k＝U0/m0g

测得U＝kmg，所以m＝m0U/U0。

（3）①因电源电压不够而输出电压调不到零；

②待测物体质量超出转换器量程。

练习题2

1．2007年高考江苏物理卷第13题（１３分）（实验题）

题目：如题１３（a）图，质量为Ｍ的滑块Ａ放在气垫导轨Ｂ上，Ｃ为位移传感器，它能将滑块Ａ到传感器Ｃ的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块Ａ的位移－时间（s-t）图象和速率－时间（v-t）图象。整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为l、高度为h。（取重力加速度g=9.8m/s2，结果可保留一位有效数字）

（１）现给滑块Ａ一沿气垫导轨向上的初速度，Ａ的v-t图线如题１３(b)图所示。从图线可得滑块Ａ下滑时的加速度a=m/s2,摩擦力对滑块Ａ运动的影响。（填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”）

（２）此装置还可用来验证牛顿第二定律。实验时通过改变，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；实验时通过改变，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系。图6-2-23

（３）将气垫导轨换成滑板，滑块Ａ换成滑块Ａ’，给滑块Ａ’一沿滑板向上的初速度，Ａ’的s-t图线如题１３（c）图。图线不对称是由于造成的，通过图线可求得滑板的倾角θ＝（用反三角函数表示），滑块与滑板间的动摩擦因数μ＝

图6-2-24

2．图A是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度。图B中p1、、p2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2是p1、p2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描，p1、p2之间的时间间隔Δt＝1.0s，超声波在空气中传播的速度是v＝340m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图B可知，汽车在接收到p1、p2两个信号之间的时间内前进的距离是______，汽车的速度是______m/s。

图A

图B

图6-2-25

3．2005年高考上海物理卷第23题(14分)（计算题，压轴题）

题目：一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径开有一条宽度为2mm的均匀狭缝．将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动，激光器连续向下发射激光束．在圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应图线．图(a)为该装置示意图，图(b)为所接收的光信号随时间变化的图线，横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度，图中Δt1=1．0×10-3s，Δt2=0.8×10-3s．

(1)利用图(b)中的数据求1s时圆盘转动的角速度；

(2)说明激光器和传感器沿半径移动的方向；

(3)求图(b)中第三个激光信号的宽度Δt3．

图6-2-26

1.答案：（1）6不明显，可忽略

（2）斜面高度ｈ滑块Ａ的质量Ｍ及斜面高度ｈ，且使Ｍｈ不变

（３）滑动摩擦力（～都算对

０．３（０．２～０．４都算对）

解析：（1）下滑时，加速度为；上滑时，加速度为摩擦力对滑块A运动的影响不明显，可忽略。

（2）改变斜面高度h,即改变斜面的倾角，则改变产生加速度的力（），可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；改变滑块A的质量M及斜面的高度h，且使Mh不变，因为，使Mh不变，则F不变，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系。

（３）图线不对称是由于滑动摩擦力造成的，因为在滑块上滑时，加速度的大小为，在滑块下滑时，加速度的大小为，在滑动摩擦力不可忽略的情况下，二者不等，图象不对称。从题13（b）图中得，又，所以=。从题13（c）图中上滑阶段读出，，，根据得，代入=，已知，则，解得。

2.（1）分析（情景分析法）：

作运动情景分析示意图，图中，P1N1中间时刻是汽车接收P1时刻发出的超声波信号的时刻，此位置A是汽车的初位置；P2N2中间时刻是汽车接收P2时刻发出的超声波信号的时刻，此位置B是汽车的末位置，要求的汽车前进的距离就是A、B之间的距离。

（2）求解

第1步，先读出B图中各时刻对应的读数：

点P1N1P1N1中点P2N2P2N2中点

读数(格)0．51．71．13．54．43．95

对应的时刻（s）0．170．570．371．171．471．32

第2步，算出对应的时刻，算法如下：先算每1大格对应的时间

，

再算各点对应的时间，，填入上表的第3行。

第3步，算出A与O的距离：，

第4步，算出B与O的距离：，

第5步，算出A与B的距离：，

这就是汽车在接收P1、P2两个时刻发出的超声波信号中间前进的距离。

第6步，算出汽车从A到B用的时间：，

第7步，算出汽车的速度：。

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