2022-2022学年高中物理第4章传感器与现代社会本章优化总结精练含解析沪教版选修3-2.doc

本章优化总结
　传感器工作原理及常见敏感元件
1．传感器感受的通常是非电学量，如力、热、磁、光、声等，而它输出的通常是电学量，这些输出信号是非常微弱的，通常要经过放大后，再送给控制系统产生各种控制动作，传感器原理如框图所示．
2．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，UH＝RH．
　(多项选择)家用电热灭蚊器中电热局部的主要元件是PTC，PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的用电器，其电阻率与温度的关系如下图，由于这种特性，因此，PTC元件具有发热、控温双重功能．对此，以下判断中正确的组合是(　　)
A．通电后，其电功率先增大后减小
B．通电后，其电功率先减小后增大
C．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在T1或T2不变
D．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在T1到T2的某一值不变
[解析]　从题图像看出，通电后，随着温度的升高，电阻率先减小后增大，PTC元件的电阻先减小后增大，由功率公式P＝可知，功率是先增大后减小，在图像中反映在T0～T1段；温度T1以后，随着温度的升高，电阻将增大，假设发热功率大于散失的热功率，温度将继续升高，直到发热与散热平衡；假设发热量小于散热量，电阻将减小，发热功率因此而增大，直到发热与散热平衡，所以温度将保持在T1、T2之间某一温度上．
[答案]　AD
　传感器在实际问题中的应用
1．随着信息技术和计算机技术的开展，传感器技术迈入了快速开展时期．我国将传感器技术列为重点开展的尖端技术，投入大量的人力物力，研制和开发了各种新型的传感器．传感器技术已经深入到日常生活、生产、科学研究和军事技术等各个领域，因此传感器将是今后高考的热点之一．题型较全，考查内容常与力学及电路问题结合起来，表达了一定的设计、创新能力．
2．分析传感器问题的思维方法
(1)确定传感器所受的物理量，传感器所感受到的物理量有力、热、磁、光、声等．
(2)转换电路通过元件把敏感元件的输出转换成电信号，最后借助于转换电路把电信号转换为便于处理、显示、记录或控制的量．
　某同学设计了一个加速度计，如下图．较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑动两侧用弹簧3拉着；R为滑动变阻器，4是滑动片，它与电阻器任一端间的电阻值都与它到这端的距离成正比．这个装置实际上是一个加速度传感器．
两个电池E的电压相同．按图连接电路后，电压表指针的零点调在中央，当P端的电势高于Q端时，指针向零点右侧偏转．你认为他的设计在原理上可行吗？将框架固定在运动的物体上，当物体具有图示方向的加速度a时，电压表的指针将向哪个方向偏转？
[解析]　该同学设计的电路在原理上可行，当滑动片在变阻器中央时P、Q等势，电压表指针指中央零点．
这个装置可以同时测出加速度的大小和方向，大小可以通过电压表示数表示，方向可以通过偏转方向判定．
当物体具有图示方向的加速度a时，滑块向左移，那么变阻器右端电阻大，故电流流过变阻器时，变阻器右端的电压降增大，那么Q点电势高于P点，那么指针应向零点左侧偏转．
[答案]　见解析