第05章 傳感器 練習與應用-高二物理課后習題精準解析（新教材人教版選擇性必修第二冊）（原卷版）

人教版新教科書高中物理選擇性必修第二冊

第五章傳感器練習與應用（原卷版）

第1節(jié)認識傳感器練習與應用

1.什么是傳感器？它的作用是什么？簡述一下你對傳感器的認識和理解。

2,請列舉一個你認為很“神奇”的利用傳感器工作的例子，簡單說明它的原理。

3.以下工作中，你認為要用什么傳感器？

（1）讓孵化器在一定溫度下孵化禽蛋；

（2）電梯超出負載時，發(fā)出報警提示；

（3）使汽車排放符合國家標準的尾氣。

第2節(jié)常見傳感器的工作原理及應用練習與應用

1.按照你對以下幾種傳感器的理解，填寫下面的表格。

2.圖5.2-14是一種電感式微小位移傳感器的原理圖。1是待測位移的物體，3是空心線圈，

軟鐵芯2插在線圈3中并且可以隨著物體1在線圈中左右平移。這種傳感器可以把被測物

體位移的大小轉(zhuǎn)換為線圈自感系數(shù)的大小，請定性說明它的工作原理，并嘗試設計與線圈3

相連的電路。

<>

圖5.2-14

3.電飯鍋中應用了溫度傳感器，它的主要元件是感溫鐵氧體，其特點是：常溫下感溫鐵氧

體具有鐵磁性，能夠被磁體吸引，但是溫度上升到約103c時，就失去了鐵磁性，不能被

磁體吸引了。這個溫度在物理學中稱為該材料的“居里點”。電飯鍋的結(jié)構(gòu)如圖5215所示,

請結(jié)合溫度傳感器的特點回答以下問題：

(1)開始煮飯時為什么要壓下開關按鈕？手松開后這個按鈕是否會恢復到圖示狀態(tài)？為

什么？

(2)煮飯時水沸騰后鍋內(nèi)還有一定水分時，為什么鍋的溫度會保持100C而不會持續(xù)升

高？

(3)飯熟后，水分被大米吸收，鍋底的溫度會有什么變化？這時電飯鍋會自動地發(fā)生哪些

動作？

(4)如果用電飯鍋燒水，能否在水沸騰后自動斷電？

E52-15

第3節(jié)利用傳感器制作簡單的自動控制裝置練習與應用

1.某同學設計了一個加速度計，如圖5.3-6所示。較重的滑塊2可以在光滑的框架1中平

移，滑塊兩側(cè)用彈簧3拉著；R為滑動變阻器，4是滑動片，它與電阻器任一端之間的電

阻值都與它到這端的距離成正比。這個裝置就是一個加速度傳感器。兩個電池E的電壓相

同。按圖連接電路后，電壓表指針的零點位于表盤中央，當P端的電勢高于Q端時，指針

向零點右側(cè)偏轉(zhuǎn)。將框架固定在運動的物體上，當物體具有圖示方向的加速度a時，電壓

表的指針將向哪個方向偏轉(zhuǎn)？簡述你分析的過程。

圖5.3Y

2.雙金屬溫度傳感器是將兩種具有不同熱膨脹系數(shù)的金屬貼合在一起制成的。當它溫度升

高時，兩種金屬伸長不一樣而發(fā)生彎曲變形，使觸點接通或斷開。日光燈啟動器里就有一

個雙金屬溫度傳感器（圖5.3?7）。取一個報廢的日光燈啟動器，去掉外殼，在充有通氣的玻

璃泡內(nèi)，有一個U形的雙金屬片，其旁邊有一根直立的金屬絲，兩者構(gòu)成一對觸點。常溫

下兩觸點是分離的，溫度升高時，雙金屬片因形變而與金屬絲接觸。敲碎飆泡的玻璃，調(diào)

節(jié)兩觸點之間的距離，使溫度升高到60C時兩觸點恰好接通。請你利用這個雙金屬溫度傳

感器，設計一個電熱水器自動加熱的控制方案。當水溫低于60Q時自動通電加熱，高于

60C時自動斷電。

E5.3-7

3.工人在鍛壓機、沖床、鉆床等鞏器上勞動時，稍有不慎就會把手壓在里面，造成工傷事

故，工廠中大都是利用光電控制設備來避免事故發(fā)生的。如圖5.3?8所示為光控繼電器的示

意圖，它由電源、光電二極管（當有光照射時，二極管導通，