1、章末复习课【知识体系】 答案填写非电学电学通断光敏金属热霍尔元件温度声主题1常用敏感元件及应用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的元件，UHk.2传感器应用的一般模式【典例1】如图是一火警报警器的部分电路示意图其中R2为用半导体负温度系数热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，
2、a，b之间接报警器当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I，报警器两端的电压U的变化情况是()AI变大，U变大BI变大，U变小CI变小，U变大 DI变小，U变小解析：R2所在处出现火情时，温度升高，则R2的阻值减小R2减小R总减小I干增大U1增大U3减小I减小，故显示器的电流I变小，由UEI干r，I干变大，知U变小，故选项D正确答案：D针对训练1(多选)在温控电路中，通过热敏电阻的阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制如图所示的电路，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻(温度越高电阻越小)，C为电容器当环境温度降低时()A电容器C的带电荷量增大B电压表的读数增大C电容器C两极板间的电
3、场强度减小DR1消耗的功率增大解析：当环境温度降低时R2的阻值变大，电路的总电阻变大由I知I变小，又UEIr，电压表的读数U增大，B正确；又由U1IR1及P1I2R1可知U1变小，R1耗的功率P1变小，D错误；电容器两极板间的电压U2UU1，故U2变大，由场强E，QCU2可知Q、E都增大，故A正确，C错误答案：AB题后反思本题利用热敏电阻为传感器，将温度变化的信号转化为电信号，结合电子线路来控制加热电路正确的电路分析、计算及看懂热敏电阻的电阻值随温度变化的曲线，是解决本类习题的关键主题2自动控制电路的分析方法传感器问题具有涉及知识点多、综合性强、能力要求高等特点，而传感器的形式又多种多样，原理
4、较难理解，搞清传感器的工作原理是求解问题的关键1感受量分析要明确传感器所感受的物理量，如力、热、光、磁、声等2输出信号分析明确传感器的敏感元件，分析它的输入信号及输出信号，以及输入信号与输出信号间的变化规律3电路结构分析认真分析传感器所在电路的结构，在熟悉常用电子元件工作特点的基础上，分析电路输出信号与输入信号间的规律【典例2】如图所示，图甲是某中学在研究性学习活动中，吴丽同学自制的电子秤原理示意图，目的是利用理想电压表的示数指示物体的质量托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器R的最上端此时电压表示数为零设
5、变阻器总电阻为R，总长度为L.电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，不计一切摩擦和其他阻力图甲图乙(1)推出电压表示数U与所称物体质量m的关系式；(2)为使电压表示数与待测物体质量成正比，请利用原有器材进行改进，在图乙的基础上完成改进后的电路原理图，并求出电压表示数U与所称物体质量m的关系式解析：(1)当在托盘中放质量为m的重物后，弹簧被压缩x，据题意可知mgkx，此时滑动变阻器滑片以上的电阻值为R1，则R1R.根据闭合电路欧姆定律有I，电压表的示数为UIR1，联立以上各式得U.(2)如图所示，设电流为I，电压表示数为U，I，UIR1.联立可得U.针对训练2如图所示，
6、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分别为触头开关，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，合上开关S，水泵工作，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工作方法总结：自动控制电路的设计应注意的四点(1)要明确
7、设计意图，弄清控制条件和相应的自动控制原理(2)要明确应选用哪种传感器，该传感器怎样感知控制条件及怎样转化为电学量输出(3)选用什么样的执行机构，该执行机构怎样执行自动控制(4)采用什么样的电路来实现自动控制统揽考情随着科学技术的发展，传感器在社会实践中应用越来越广泛，它是各种测量和自动控制系统的“感觉器官”新课标增加了传感器的内容，在新高考中一定会有所体现，但所占比例不会太大，且都在“了解”的水平上，不会出现太复杂且有难度的题目，更不会涉及大量的技术细节；命题形式一般以选择题或填空题为主，也可能与其他知识综合出题真题例析(2013江苏卷)在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计
8、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RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时()ARM变大，且R越大，U增大越明显BRM变大，且R越小，U增大越明显CRM变小，且R越大，U增大越明显DRM变小，且R越小，U增大越明显解析：当RM变大时，回路的总电阻R总变大，根据I总，得干路中的电流变小，S两端的电压UI总RS变小，故选项A、B错误；当RM变小时，回路的总电阻R总RS变小，根据I总，得干路中的电流变大，S两端的电压UI总RS变大，而且R越大，RM变小时，对回路的总电阻变化的影响越明显，故选项C正确，选项D错误答案：C针对训练如图所示是一种自动控制电
9、路示意图，R1为光敏电阻，当照射到R1处的光消失时，电流表A中的电流I及a、b间的电压U的变化情况是()AI变小，U变小BI变大，U变大CI变小，U变大DI变大，U变小解析：当照射到光敏电阻上的光消失时，光敏电阻阻值增大，通过干路的电流变小，通过R2的电流增大，电流表的示数增大，a、b之间的电压U增大，故正确选项为B.答案：B1办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开或关，利用的传感器是()A生物传感器B红外线传感器C温度传感器 D压力传感器解析：自动门的自动控制要求灵敏、可靠，若以温度控制，人的体温与夏季气温接近，在夏季自动门可能误动作自动门实际使用的是红外线传感器，红外线属于不可见光
10、，人在白天或黑夜均发出红外线，传感器接收到人体发出的红外线后传给自动控制装置的电动机，实现自动开门故选B.答案：B2(多选)巨磁电阻(GMR)电流传感器可用来准确检测大容量远距离直流输电线路中的强电流，其原理利用了巨磁电阻效应，巨磁电阻效应是指某些磁性材料的电阻R在一定磁场作用下随磁感应强度B的增加而急剧减小的特性如图所示为检测电路的原理图，设输电线路电流为I(不是GMR中的电流)，GMR为巨磁电阻，R1、R2为定值电阻已知输电线路电流I在巨磁电阻GMR处产生的磁场的磁感应强度B的大小与I成正比，下列有关说法正确的是()A如果I增大，电压表示数减小，电压表示数增大B如果I增大，电流表 示数减小
11、，电压表示数增大C如果I减小，电压表示数增大，电压表示数增大D如果I减小，电流表 示数减小，电压表示数减小解析：如果I增大，巨磁电阻(GMR)电流传感器处磁场的磁感应强度B增大，巨磁电阻的电阻减小，巨磁电阻中电流增大，电流表 示数增大，电压表 示数增大，电压表 示数减小，选项A正确B错误；如果I减小，巨磁电阻(GMR)电流传感器处磁场的磁感应强度B减小，巨磁电阻的电阻增大，巨磁电阻中电流减小，电流表 示数减小，电压表 示数减小，电压表 示数增大，选项C错误，D正确答案：AD3如图所示，线圈L的自感系数和电容器的电容C都很小(如L100 H，C100 pF)，此电路的主要作用是()A阻直流通交流
12、，输出交流电B阻交流通直流，输出直流电C阻低频通高频，输出高频交流电D阻高频通低频，输出低频交流电和直流电解析：因线圈L的自感系数很小，所以对低频成分的阻碍作用很小，这样，直流和低频成分能顺利通过线圈，电容器C为一旁路电容，因其电容很小，对高频成分的阻碍作用很小，这样，通过线圈的高频成分又经电容器C形成回路，最终输出的应为低频交流电和直流电，所以A、B、C错误，D正确答案：D4惯性制导系统已广泛用于导弹工程中，这个系统的重要元件是加速度计加速度计的构造和原理的示意图如图示，沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一个质量为m的滑块，滑块的两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连，两弹簧的另一端与固定壁相连
13、滑块原来静止，弹簧处于自然长度滑块上有指针，可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统得到的电压情况进行制导设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O点的距离为s，则这段时间内导弹的加速度()A方向向左，大小为 B方向向右，大小为C方向向左，大小为 D方向向右，大小为解析：小物体受到左侧弹簧的向右的弹力，大小为ks，同时小物体还受到右侧弹簧的向右的弹力，大小也为ks，故合力为F2 ks，方向水平向右，根据牛顿第二定律a，方向水平向右，D正确答案：D5有一种测量物体重量的电子秤，其电路主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(实际上是一个阻值可随压力变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质上是电流
14、表)，原理图如图中的虚线所示，不计踏板的质量已知电流表的量程为2 A，内阻为1 ，电源电动势为12 V，内阻为1，电阻R随压力F变化的函数式为R300.01F(F和R的单位分别为N和)(1)求该秤能测量的最大体重(2)通过计算，得出该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘的哪个刻度处？(3)写出该秤测量的重力与电流表中电流的函数关系解析：(1)由电流表量程可知电路中最大电流为2 A，由闭合电路欧姆定律EI(Rrrg)，可解得压力传感器R的最小值为4.由电阻R随压力F的变化的函数式为R300.01 F，可得压力最大值F2 600 N，即该秤能测量的最大体重为2 600 N.(2)踏板空载时，F0，R30.由闭合电路欧姆定律，EI(Rrrg)，可解得I0.375 A，即该秤零刻度线应标在电流表G刻度盘的0.375 A刻度处(3)由EI(Rrrg)和R300.01 F可得：EI(300.01Frrg)将电动势E12 V、内阻r1、电流表内阻rg1代入化简得：F3 200.
