1、第42讲传感器及其工作原理考情 剖析(注：考纲要求及变化中代表了解和认识，代表理解和应用；命题难度中的A代表容易，B代表中等，C代表难)考查内容考纲要求及变化考查年份考查形式考查详情考试层级命题难度传感器11年多选考查对物理元件传感器的认识非重点A小结及预测1.小结：传感器以选择题的形式进行考查，侧重考查对传感器的认识2预测：仅在11年考查过1次，预测14年考查的可能性不大3复习建议：复习时注意掌握传感器特点的认识. 知识 整合一、传感器是这样一种元件它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为_、_等电学量，或转化为_二、常见传感器1热敏电阻的阻值随温度
2、升高而_，与金属热电阻的特性相反2光敏电阻的阻值与光照强度有关，光照越强，阻值_3霍尔元件能够把_这个磁学量转换为_这个电学量，霍尔电压UH_.一、研究热敏电阻的热敏特性(1)按图所示连接好电路，将热敏电阻绝缘处理；(2)把多用电表置于“欧姆挡”，并选择适当的量程测出烧杯中没有水时热敏电阻的阻值，并记下温度计的示数；(3)向烧杯中注入少量的冷水，使热敏电阻浸没在冷水中，记下温度计的示数和多用电表测量的热敏电阻的阻值；(4)将热水分几次注入烧杯中，测出不同温度下热敏电阻的阻值，并记录；(5)根据记录的数据，把测量到的温度、电阻值填入下表中，分析热敏电阻的特性；次数待测量 温度( )电阻 ( )
3、(6)在如图所示坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线；(7)根据实验数据和Rt图线，得出结论：热敏电阻的阻值随温度升高而减小，随温度降低而增大二、研究光敏电阻的光敏特性(1)将光电传感器，多用电表、小灯泡、滑动变阻器按如图所示电路连接好，其中多用电表置于“100”挡；(2)先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值，并记录数据；(3)打开电源，让小灯泡发光，调节小灯泡的亮度使之逐渐变亮，观察多用电表表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录；(4)用手掌(或黑纸)遮光时电阻值又是多少，并记录；(5)把记录的结果填入表中，根据记录的数据分析光敏电阻的特性：光照强度弱中强无光照射阻值() (6)
4、得出结论：光敏电阻被光照射时阻值发生变化，光照增强电阻变小，光照减弱电阻变大三、霍尔元件霍尔元件是将磁感应强度这个磁学量转化为电压这个电学量的元件霍尔效应的原理：外部磁场使运动的载流子受到洛伦兹力，在导体板的一侧聚集，在导体板的另一侧会出现多余的另一种电荷，从而形成横向的电场；横向电场对电子施加与洛伦兹力相反的静电力，当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板两侧会形成稳定的电压1热敏电阻的特点及其应用金属电阻的阻值随温度的升高而增大，也叫正温度系数热敏电阻；半导体材料做成的热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，也叫做负温度系数热敏电阻【典型例题1】 温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家电产
5、品中，它是利用热敏电阻的阻值随温度的变化而变化的特性工作的，如图甲中，电源的电动势E0.9 V，内电阻可忽略不计；G为灵敏电流表，内阻Rg保持不变；R为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图乙的Rt图线所示，闭合开关，当R的温度等于20时，电流表示数I12mA，(1)则电流表G的内阻Rg_(2)当电流表的示数I23.6 mA时，热敏电阻R的温度是_.温馨提示作答此题时应充分了解温度传感器的特性和UI图象的各种变形图象，通过读取图象中信息，得到所需条件，计算解得结果记录空间【变式训练1】 如图所示，将多用电表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻Rt(负温度系数热敏电
6、阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻)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”)偏转；若用吹风机将热风吹向电阻，表针将向_(填“左”或“右”)偏转2光敏电阻的特点及应用光敏电阻由半导体材料做成，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【典型例题2】 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 BR2中电流减小 C小灯泡的功率增大 D电路的路端电压增大温馨提示作答此题时应熟知光敏电阻的性质，并正确分析电路的连接方式，从而得出正确的结果记录空间
7、随堂 演练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的 D以上说法都不正确2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3如图是自动调温式电熨斗，下列说法正确的是()第3题图 A常温时上下触点是接触的 B双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下
8、弯曲 C原来温度控制在80断开电源，现要求60断开电源，应使调温旋钮下移一些 D由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些4电容式的话筒的保真度比动圈式话筒好，其工作原理如图所示，Q是绝缘支架，薄金属膜M和固定电极N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，当膜片向右运动的过程中有()第4题图 A电容变大 B电容变小 C导线AB中有向左的电流 D导线AB中有向右的电流5(11年江苏调研)在探究超重和失重规律时，某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作，传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力随时间变化的图象，则下列图
9、象中可能正确的是()6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，电势差是多少第6题图第42讲传感器及其工作原理知识整合基础自测一、电压电流电路的通断二、1.减小2.越小3.磁感应强度电压kBI/d重点阐述【典型例题1】 温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家电产品中，它是利用热敏电阻的阻值随温度的变化而变化的特性工作的，如图甲中，电源的电动势E0.9 V，内电阻可忽略不计；G为灵敏电流表，内阻Rg保持不变；R为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图乙的Rt图
10、线所示，闭合开关，当R的温度等于20时，电流表示数I12mA，(1)则电流表G的内阻Rg_(2)当电流表的示数I23.6 mA时，热敏电阻R的温度是_.【答案】(1)500(2)120【解析】 (1)从图(乙)查得t20时，R的阻值为4k，由EI1(RRg)得：RgR k4k0.5k(2)设当I23.6mA时，热敏电阻的阻值为R，则RRg k0.5k2.0k从图中查得此时对应的温度为t2120.变式训练1左右【解析】 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【
11、典型例题2】 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 BR2中电流减小 C小灯泡的功率增大 D电路的路端电压增大【答案】ABC【解析】 由光敏电阻的特性可知，光强度增大时，电阻减小由电路图可知，当R3减小时，电路总电阻减小，干路电流增大，由U1IR1, UrIr，可知A正确，D错误由于R2两端电压减小，故电流减小，B正确干路电流增大，R2支路电流减小，所以流经L的电流变大，功率增大，C正确，故选ABC.随堂演练1.B【解析】 半导体材料可以制成传感器，其他材料也可以制成传感器，如金属氧化物氧化锰就可以制成温度计，所以A错，B正
12、确，传感器不但能感知电压的变化，还能感受力、温度、光、声、化学成分等非电学量，所以C错2.ABD【解析】 本题考查光敏电阻的特性，ABD正确3.ABD【解析】 双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属，常温下，弹性铜片和双金属片触点是接触的，通电后，电热丝发热(题图螺旋状部分)，当温度升高到某一值时，双金属片上层的金属受热膨胀，形变量大于下层金属，双金属片向下弯曲，使触点分离，切断电路；随着温度的降低，当降到某一温度时，双金属片收缩恢复原状，两触点又接触接通电路调温旋钮下压弹性铜片，可使触点分离的温度升高，上提弹性铜片，可降低触点的分离温度，从而实现了调温控制4.AC【解析】 膜片右移时，由于板间距离d变小，由C知，A对；由QCU知，C对，D错5.D【解析】 该同学完成一次下蹲动作的过程中，先失重后超重，由牛顿第二定律和牛顿第三定律可知，选D.6.下表面电势高电势差为BI/neb【解析】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qU/dqvB又因为导体中的电流IneSvnevbd故UBI/neb.