• 2.14 MB
  • 2021-05-27 发布

2019-2020学年高中物理第6章传感器章末复习方案6课件 人教版选修3-2

  • 35页
  • 当前文档由用户上传发布,收益归属用户
  1. 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
  2. 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
  3. 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
  4. 网站客服QQ:403074932
章末复习方案 章末 · 核心归纳 考点分布 考点频次 命题趋势 传感器的简单应用 ★ 5 年 4 考 [ 内容特点 ]  传感器的性能的理解;涉及传感器应用的电路设计或对抑制电路的理解应用 [ 题型形式 ]  选择题和实验题 章末 · 考法整合 以传感器为桥梁可以将多方面的物理知识整合在一起,在实际问题中既可以直接考查传感器知识,也可以考查敏感元件的敏感特性.几种传感器及与其相联系的物理知识,如下表 . 考法一 传感器的应用 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 压敏电阻等 力学、运动学与直流电路 电容传感器 电容 力、运动与含容电路 【真题 1 】  在输液时,药液有时会从针口流出体外,为了及时发现,设计了一种报警装置,电路如图所示. M 是贴在针口处的传感器,接触到药液时其电阻 R M 发生变化,导致 S 两端电压 U 增大,装置发出警报,此时  (    ) A . R M 变大,且 R 越大, U 增大越明显 B . R M 变大,且 R 越小, U 增大越明显 C . R M 变小,且 R 越大, U 增大越明显 D . R M 变小,且 R 越小, U 增大越明显 答案  C   【真题 2 】  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 为金属极板,对着话筒说话时, P 振动而 Q 可视为不动.在 P 、 Q 间距增大的过程中  (    ) 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 答案  D   【真题 3 】  如图所示,一热敏电阻 R T 放在控温容器 M 内. A 为毫安表,量程 6 mA ,内阻为数十欧姆; E 为直流电源,电动势约为 3 V ,内阻很小; R 为电阻箱,最大阻值为 999.9 Ω ; S 为开关.已知 R T 在 95 ℃ 时的阻值约为 150 Ω ,在 20 ℃ 时的阻值约为 550 Ω. 现要求在降温过程中测量在 95 ℃ ~ 20 ℃ 之间的多个温度下 R T 的阻值. (1) 在图中画出连线,完成实验原理电路图. (2) 完成下列实验步骤中的填空: ① 依照实验原理电路图连线. ② 调节控温容器 M 内的温度,使得 R T 的温度为 95 ℃. ③ 将电阻箱调到适当的阻值,以保证仪器安全. ④ 闭合开关.调节电阻箱,记录电流表示数 I 0 ,并记录 ______________________________________. ⑤ 将 R T 的温度降为 T 1 (20 ℃ < T 1 < 95 ℃) ,调节电阻箱,使得电流表的读数 ________ ,记录 ________. ⑥ 温度为 T 1 时热敏电阻的电阻值 R T 1 = ___________ _______________________. ⑦ 逐步降低 T 1 的数值,直至 20 ℃ 为止;在每一温度下重复步骤 ⑤⑥. 解析  (1) 已知热敏电阻在 20 ℃ 和 95 ℃ 时的阻值,可将热敏电阻、电阻箱、电源、电流表串联成闭合电路. (2) 当电路中电流不变时,电路中的总电阻保持不变,因而,热敏电阻和电阻箱的阻值之和不变,由电阻箱的读数即可求出不同温度下 R T 的阻值. 答案  (1) 实验原理电路图如图所示 (2)④ 电阻箱的读数 R 0   ⑤ 仍为 I 0  电阻箱的读数 R 1 ⑥ R 0 - R 1 + 150 Ω 【真题 4 】  用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻 R T ,在给定温度范围内,其阻值随温度的变化是非线性的.某同学将 R T 和两个适当的固定电阻 R 1 、 R 2 连成图甲虚线框内所示的电路,以使该电路的等效电阻 R L 的阻值随 R T 所处环境温度的变化近似为线性的,且具有合适的阻值范围.为了验证这个设计,他采用伏安法测量在不同温度下 R L 的阻值,测量电路如图甲所示,图中的电压表内阻很大. R L 的测量结果如表所示. 温度 t ( ℃ ) 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 R L 阻值 (Ω) 54.3 51.5 48.3 44.7 41.4 37.9 34.7 回答下列问题: (1) 根据图甲所示的电路,在如图乙所示的实物图上连线. (2) 为了检验 R L 与 t 之间近似为线性关系,在坐标图上作 R L - t 关系图线. (3) 在某一温度下,电路中的电流表、电压表的示数如图丙、丁所示.电流表的读数为 ______ ,电压表的读数为 ______. 此时等效电阻 R L 的阻值为 ________ ;热敏电阻所处环境的温度约为 ________. 答案  (1) 连线如图所示 【真题 5 】 利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器,广泛应用于测量和自动控制等领域.如图甲所示,将一金属或半导体薄片垂直置于磁场 B 中,在薄片的两个侧面 a 、 b 间通以电流 I 时,另外两侧 c 、 f 间产生电势差,这一现象称为霍尔效应.其原因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累,于是 c 、 f 间建立起电场 E H ,同时产生霍尔电势差 U H ,当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处相等时, E H 和 U H 达到稳定值, (1) 设半导体薄片的宽度 ( c 、 f 间距 ) 为 l ,请写出 U H 和 E H 的关系式;若半导体材料是电子导电的,请判断图甲中 c 、 f 哪端的电势高. (2) 已知半导体薄片内单位体积中导电的电子数为 n ,电子的电荷量为 e ,请导出霍尔系数 R H 的表达式 ( 通过横截面积 S 的电流 I = ne v S ,其中 v 是导电电子定向移动的平均速率 ) . (3) 如图乙所示是霍尔测速仪的示意图,将非磁性圆盘固定在转轴上,圆盘的周边等距离地嵌装着 m 个永磁体,相邻永磁体的极性相反.霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近.当圆盘匀速转动时,霍尔元件输出的电压脉冲信号图象如图丙所示. 若在时间 t 内,霍尔元件输出的脉冲数目为 P ,请导出圆盘转速 N 的表达式. 1 . 根据题目所给仪器和要求画出控制电路和工作电路 控制电路由电源、开关、光敏电阻 ( 或热敏电阻等其他敏感元件 ) 、电磁继电器和导线等组成;工作电路由电源、用电器 ( 灯泡、电热丝或其他用电器 ) 、导线等组成.这两个电路相互独立,又通过继电器相联系,继电器实际上是工作电路的开关. 考法二 自动控制电路的设计 2 . 分析自控电路的合理性 电路设计完成后,要对它的合理性进行分析,用光照射光敏电阻或对热敏电阻加热,检查工作电路的接通和断开是否符合实际要求.比如,自控路灯电路的设计要求是白天切断工作电路,使路灯熄灭;晚上接通工作电路,使路灯点亮发光. 【真题 6 】  用热敏电阻作传感器,设计一个热水器电源自动控制开关 ( 简单型 ) ,可供选择的器材如下:热敏电阻、电池组、滑动变阻器、继电器、开关、弹簧片、导线.要求画出电路图,并简要说明工作原理. 解析  如图所示,调节滑动变阻器 R 的阻值.设热敏电阻 R ′ 的温度为 65 ℃ 时,继电器 M 的磁力可把弹簧片开关 S 吸引到与继电器 M 的 B 接触.使用时,当热水器内温度低于 65 ℃ 时,热水器内的热敏电阻 R ′ 的阻值增大,使控制电路的电流减小,继电器 M 的磁力减小,弹簧片 S 在其弹力作用下恢复到与开关 A 相接而使热水器的电路接通,对热水器加热; 当温度达到 ( 或高于 )65 ℃ 时,弹簧片 S 与 B 接触而使热水器断开,停止加热.在使用时,热水出,冷水进,则热水器始终处于接通状态. 答案  见解析