章末整合 知識網絡 專題一幾種敏感元件的特性1 光敏電阻光敏電阻由金屬硫化物等半導體材料制成 其電阻率對光非常敏感 光照增強時電阻率明顯減小 2 熱敏電阻 1 熱敏電阻也是由半導體材料制成的 其電阻率對溫度非常敏感 2 熱敏電阻分為正溫度系數熱敏電阻 ptc熱敏電阻 其電阻隨溫度升高而增大 和負溫度系數熱敏電阻 ntc熱敏電阻 其阻值隨溫度升高而減小 熱點專題 3 電容器平行板電容器的電容與極板面積 極板間距及電介質材料有關 電容器可以感知引起電容變化的任一外界信息 并將其轉化為電容變化 例如 當極板受力時會改變極板間距 從而引起電容變化 圖甲為某一熱敏電阻 電阻值隨溫度的改變而改變 且對溫度很敏感 的iu關系曲線圖 例1 甲 1 為了通過測量得到如圖甲所示iu關系的完整曲線 在圖乙和丙兩個電路中應選擇的是圖 簡要說明理由 電源電動勢為9v 內阻不計 滑動變阻器的阻值為0 100 乙丙 2 在圖丁所示電路中 電源電壓恒為9v 電流表讀數為70ma 定值電阻r1 250 由熱敏電阻的iu關系曲線可知 熱敏電阻兩端的電壓為 v 電阻r2的阻值為 3 舉出一個可以應用熱敏電阻的例子 丁 3 恒溫箱 自動孵化器 熱敏溫度計等 答案 1 乙因為乙電路電壓可從0v調到所需電壓 電壓調節范圍大 2 5 0117 6 3 恒溫箱 自動孵化器 熱敏溫度計等 任選一例 當光照射到光敏電阻上時 光敏電阻的阻值 填 變大 不變 或 變小 半導體熱敏電阻是利用半導體材料的電阻率隨 變化而改變的特性制成的 解析 本題考查傳感器中兩個常用元件光敏電阻和熱敏電阻的性質 光敏電阻的阻值隨光照強度的增強而減小 它可把光學量變為電阻這一電學量 常用以制造光控開關 熱敏電阻對溫度反應敏感 它的阻值隨溫度的變化而變化 答案 變小溫度 例2 專題二傳感器在實際問題中的應用1 傳感器是以一定的精度和規律 將所感受到的物理量 如力 熱 磁 光 聲等 轉換成便于測量的量 一般是電學量 的一類元件 2 傳感器的應用過程包括三個環節 感 傳 用 1 感 是指傳感器的敏感元件感受信息 2 傳 是指通過電路等將傳感器敏感元件獲取的信息傳給執行機構 3 用 是指執行機構利用傳感器傳來的信息進行某種顯示或某種動作 如圖所示為某種電子秤的原理示意圖 ab為一均勻的滑線電阻 阻值為r 長度為l 兩邊分別有p1 p2兩個滑動頭 p1可在豎直絕緣光滑的固定桿mn上保持水平狀態而上下自由滑動 彈簧處于原長時 p1剛好指著a端 p1與托盤固定相連 若p1 p2間出現電壓時 該電壓經過放大 通過信號轉換后在顯示屏上將顯示物體重力的大小 已知彈簧的勁度系數為k 托盤自身質量為m0 電源電動勢為e 內阻不計 當地的重力加速度為g 求 1 托盤上未放物體時 在托盤自身重力作用下 p1離a的距離x1 例3 2 托盤上放有質量為m的物體時 p1離a的距離x2 3 托盤上未放物體時通常先校準零點 其方法是 調節p2 使p2離a的距離也為x1 從而使p1 p2間的電壓為零 校準零點后 將物體m放在托盤上 試推導出物體質量m與p1 p2間的電壓u之間的函數關系式 解析 托盤的移動帶動p1移動 使p1 p2間出現電勢差 電勢差的大小反映了托盤向下移動距離的大小 由于r為均勻的滑線電阻 則其阻值與長度成正比 如圖甲為半導體材料做成的熱敏電阻的阻值隨溫度變化的曲線 圖乙為用此熱敏電阻r和繼電器做成的溫控電路 設繼電器的線圈電阻為rx 50 當繼電器線圈中的電流大于或等于ic ic 20ma 時 繼電器的銜鐵被吸合 左側電源電動勢為6v 內阻可不計 試問溫度滿足什么條件時 電路右側的小燈泡會發光 例4 答案 50 1 傳感器的應用傳感器的應用過程包括三個環節 感 傳 用 1 感 是指傳感器的敏感元件感應信息 并轉換為電學量 2 傳 是指通過電路等將傳感器敏感元件獲取并轉換的電學信息傳給執行機構 3 用 是指執行機構利用傳感器傳來的信息進行某種顯示或某種動作 解題策略 2 傳感器電路問題的設計思路處理與傳感器有關的電路設計問題時 可將整個電路分解為 1 傳感器所在的信息采集部分 2 轉換傳輸部分 這部分電路往往與直流電路的動態分析有關 3 執行電路 1 如圖所示是一種水位自動報警器的原理示意圖 當杯中的水的水位到達金屬塊b時 出現的情況是 a l1燈亮b l2燈亮c l1 l2兩燈同時亮d l1 l2兩燈都不亮 答案 b 解析 由電路結構可以看出 當杯中的水的水位到達b時 左端電路被接通 這樣螺線管就產生磁場 相當于一個磁鐵 對與彈簧相連的銜鐵產生吸引作用 使之向下移動 這樣l2電路被接通 2 多選 如圖所示是某居民小區門口利用光敏電阻設計的行人監控裝置 r1為光敏電阻 r2為定值電阻 a b接監控裝置 則 a 當有人通過而遮蔽光線時 a b之間電壓升高b 當有人通過而遮蔽光線時 a b之間電壓降低 c 當僅增大r2的阻值時 可增大a b之間的電壓d 當僅減小r2的阻值時 可增大a b之間的電壓 答案 bc 解析 r1是光敏電阻 有光照射時 阻值變小 當有人通過而遮蔽光線時 r1的阻值變大 回路中的電流i減小 a b之間的電