2024-2025學年新教材高中物理第五章傳感器階段提升課學案新人教版選擇性必修第二冊

PAGEPAGE4階段提升課第五章學問體系·思維導圖考點整合·素養(yǎng)提升考點傳感器在實際問題中的應用1.傳感器的應用過程包括三個環(huán)節(jié)：感、傳、用。（1）“感”是指傳感器的敏感元件感應信息，并應用轉(zhuǎn)換元件將非電學量轉(zhuǎn)化為電學量。（2）“傳”是指通過電路等將傳感器敏感元件獲得并轉(zhuǎn)化的電學信息傳給執(zhí)行機構(gòu)。（3）“用”是指執(zhí)行機構(gòu)利用傳感器傳來的信息進行某種顯示或某種動作。2.處理與傳感器有關(guān)的電路設(shè)計問題時，可將整個電路分解為：（1）傳感器所在的信息采集與轉(zhuǎn)化部分。（2）傳輸部分（這部分電路往往與直流電路的動態(tài)分析有關(guān)）。（3）執(zhí)行電路。3.幾種傳感器及與其相聯(lián)系的物理學問的比較：傳感器種類敏感元件與之相聯(lián)系的物理學問光電傳感器光敏電阻直流電路動態(tài)分析溫度傳感器熱敏電阻直流電路問題力傳感器壓敏電阻直流電路電容傳感器電容器力學、運動學與力、運動與含電容電路（2024·濟南高二檢測）某試驗小組利用伏安法進行“探究熱敏電阻的溫度特性”試驗，部分試驗器材如下：A．電源E（電動勢3V，內(nèi)阻不計）；B．電流表A1（量程0～500mA，內(nèi)阻約為5Ω）；C．電流表A2（量程0～0.6mA，內(nèi)阻為100Ω）；D．開關(guān)、導線若干。（1）因為須要一個量程為3V的電壓表，上述器材中可以用來改裝成電壓表的電流表為__________（選填選項前的字母），還須要一個阻值為__________Ω的定值電阻與所選電流表串聯(lián)進行改裝。（2）改裝好電壓表后，采納如圖甲所示電路，依據(jù)不同溫度下電壓表和電流表的讀數(shù)比值，得到不同溫度下熱敏電阻R的阻值，描繪出如圖乙中的R-t曲線，由于系統(tǒng)誤差，圖乙中由試驗得到的數(shù)據(jù)描繪出的實際曲線與理論曲線相比有肯定的差異，圖乙中標記為Ⅰ的圖線是__________（選填“實際曲線”或“理論曲線”）。（3）愛好小組利用該熱敏電阻制作了一個檢測油箱警戒液位的低油位報警裝置，如圖丙所示。給熱敏電阻通以肯定的電流，熱敏電阻會發(fā)熱，當液面高于熱敏電阻的高度，熱敏電阻上產(chǎn)生的熱量會被液體帶走，溫度基本不變，當液體削減、熱敏電阻露出液面時，熱敏電阻的溫度將__________（選填“上升”或“降低”），阻值會__________（選填“增加”或“減小”），指示燈會亮，就知道液面低于設(shè)定值。若依據(jù)圖乙中Ⅱ的圖線數(shù)據(jù)來設(shè)定油箱警戒液位值，實際工作中指示燈亮的時間點將__________（選填“延遲”“不變”或“提前”）。【解析】（1）要將電流表改裝成電壓表，須要選擇內(nèi)阻已知且為確定值的電流表。故選C。依據(jù)IgRg＝eq\f(Rg,Rg＋Rx)U，可得Rx＝4900Ω（2）圖甲所示測量電路采納電流表外接法，由于系統(tǒng)誤差，同一溫度下熱敏電阻阻值的測量值偏小，故圖乙中標記為Ⅱ的圖線是由試驗得到數(shù)據(jù)描繪出的實際曲線，標記為Ⅰ的圖線是理論曲線。（3）當液體削減、熱敏電阻露出液面時，液體汲取熱敏電阻的熱減小，熱敏電阻溫度上升；依據(jù)圖乙所知，熱敏電阻的阻值隨著溫度的上升而降低；依據(jù)圖乙中Ⅱ的圖線數(shù)據(jù)來設(shè)定油箱警戒液位值，熱敏電阻阻值比真實值小，警戒液位值將被設(shè)定的比理論值大，因此指示燈亮的時間點將延遲。答案：（1）C4900（2）理論曲線（3）上升減小延遲【加固訓練】如圖甲所示為一測量硫化鎘光敏電阻特性的試驗電路，電源電壓恒定。電流表內(nèi)阻不計，開關(guān)閉合后，調(diào)整滑動變阻器的滑片，使小燈泡發(fā)光亮度漸漸增加，測得流過電阻的電流和光強的關(guān)系曲線如圖乙所示，試依據(jù)這一特性用圖丙中給定的器材設(shè)計一個自動光控電路并寫出限制過程。【解析】由光敏電阻的特性曲線可以看出，當入射光增加時，光敏電阻的阻值減小，流過光敏電阻的電流增大。依據(jù)題意設(shè)計的自動光控電路如圖所示。限制過程：當有光照耀時，流過光敏電阻的電流經(jīng)過放大器輸出一個較大的電流，驅(qū)動