1、第五章 阶段复习课知识体系构建【核心速填】非电学量 压力 电容式 信息采集 升高 小 大核心考点突破一、传感器工作原理及常见敏感元件【典例1】如图所示为某一热敏电阻(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)为了通过测量得到如图所示I-U关系的完整曲线，在图甲和乙两个电路中应选择的是图_；简要说明理由：_(电源电动势为9 V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为0100)。(2)在如图丙所示电路中，电源电压恒为9 V，电流表读数为70 mA，定值电阻R1250。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_。【解析】(1)应选择图甲，因为图甲电
2、路电压可从0调到所需电压，电压调节范围大。(2)由题图丙知R2与热敏电阻串联后与R1并联接在9 V电源上，总电流I70 mA，R1250。设通过热敏电阻的电流为I2，通过R1的电流为I1，则II1I2，故I2II1(70 9250 103)mA34 mA。由图像查得34 mA对应的电压为5.0 V，R2两端电压U29 V5.0 V4.0 V，所以R24.034103 117.6。答案：(1)甲 见解析(2)5.0 117.6【方法技巧】1常见敏感元件及特性：(1)光敏电阻：光敏电阻在被光照射时电阻发生变化，光照增强电阻减小，光照减弱电阻增大。(2)热敏电阻和金属热电阻：金属热电阻的电阻率随温度
3、升高而增大。热敏电阻有正温度系数、负温度系数两种。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。(3)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，UHkIBd。2传感器电路的分析方法：同电路的动态问题分析一样，先从部分到整体，再到部分。涉及电路的计算问题时，由于敏感元件变化的特性，所以找准对应时刻、位置等，把握图像的信息非常重要。【素养训练】(多选)当前传感器被广泛应用于各种电器、电子产品之中，下述关于常用的几种家用电子器件所采用传感器的说法中，正确的是()A电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了光电传感器B电子体温计中主要是采用了温度传感
4、器C电脑所用的光电鼠标主要是采用了声波传感器D电子秤中主要是采用了力传感器【解析】选A、B、D。电视机对无线遥控信号的接收采用了光电传感器，将光信号转化为电信号，电脑所用的光电鼠标主要采用了光电传感器，所以A正确，C错误。电子体温计采用了温度传感器，将温度信号转化为电信号，电子秤主要采用压力传感器，将力信号转化为电信号，所以B、D正确。【补偿训练】(多选)在电脑的温度传感器材料中有一种特殊的热敏电阻，这种热敏电阻的阻值会在特定的温度下发生急剧变化。对于这种热敏电阻，下列说法正确的是()A这种电阻会在温度达到特定数值时使得电路中的电流急剧变小B这种电阻会在温度达到特定数值时使得电路中的电流急剧变
5、大C这种电阻可以用于特定温度的检测D这种电阻可以用于限定较小的温度范围【解析】选C、D。不知道这种热敏电阻的阻值在特定温度下是变大还是变小，所以也就无法知道电路中的电流变大还是变小，选项A、B错误。根据这类热敏电阻的特性，可知选项C、D正确。二、传感器在实际问题中的应用【典例2】如图所示，A是浮子，B是金属触头，C为住宅楼房顶上的蓄水池，M是带水泵的电动机，D是弹簧，E是衔铁，F是电磁铁，S1、S2分别为触头开头，S为开关，J为电池。请利用上述材料，设计一个住宅楼房顶上的自动注水装置。(1)连接电路图；(2)简述其工作原理(涉及的元件可用字母代替)。【解析】(1)如图所示。(2)按图接好电路，
6、合上开关S，电动机工作，水位升高，当浮子上升使B接触到S1时，左侧电路(控制电路)工作，电磁铁F有磁力，拉下衔铁E，使S2断开，电动机M不工作，停止注水，当水位下降使B与S1脱离，电磁铁电路停止工作，F无磁性，弹簧的弹力使D拉动E，使S2接通，M工作。答案：(1)见解析图(2)见解析【方法技巧】设计自动控制电路时，一般按照以下思路进行：(1)根据题目给出的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，又通过继电器相关联，继电器实际上是工作电
7、路的开关。(2)分析电路的合理性。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。【素养训练】气体传感器利用物质的化学反应将某种气体的浓度转换成电信号并输出，如图所示，B为将可燃气体或有毒气体(如CO、CH4、瓦斯、煤气等)浓度转换为电信号的传感器，俗称电子鼻。当有毒气体浓度大时，其电阻变小。根据如下材料：电源电压U220 V，M为排风扇，G为继电器，A为控制电源，S为控制开关，请设计一个家用自动排烟电路，并在图中完成连线。【解析】电
8、磁继电器起开关作用，所以电池组、开关和电磁继电器应组成一个电路，另一个是由排风扇和高压电源组成的电路。答案：见解析图【补偿训练】现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求热敏电阻的温度达到或超过 60 时，系统报警，提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过 IC时就会报警)，电阻箱(最大阻值为 999.9)，直流电源(输出电压为 U，内阻不计)，滑动变阻器 R1(最大阻值为 1 000)，滑动变阻器 R2(最大阻值为 2 000)，单刀双掷开关一个，导线若干。室温下对系统进行调节，已知U约为18 V，IC约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏；该热敏电
9、阻的阻值随温度的升高而减小，在60 时阻值为650.0。(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线。(2)在电路中应选用滑动变阻器_(选填“R1”或“R2”)。(3)按照下列步骤调节此报警系统：电路接通前，需将电阻箱调到一定的阻值，根据实验要求，这一阻值为_；滑动变阻器的滑片应置于_(选填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是_。将开关向_(选填“c”或“d”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至_。(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用。【解析】(1)电路图连线见答案图。(2)RUIC 1810103 1 800，所以在电路中应选用滑动变阻器R2。(3)由该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，在60 时阻值为650.0 可知，电路接通前，需将电阻箱调到一定的阻值，根据实验要求，这一阻值为650.0；由于滑动变阻器采用限流接法，所以滑动变阻器的滑片应置于b端附近，不能置于另一端的原因是接通电源后，流过报警器的电流可能超过20 mA，报警器可能损坏；将开关向c端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至报警器开始报警。答案：(1)连线如图所示(2)R2(3)650.0 b 接通电源后，流过报警器的电流可能超过20 mA，报警器可能损坏 c 报警器开始报警