物理·选修3－2(人教版)
本章概括
在日常生活中我们可能有这样的经历：当走近自动门时，门会自动打开；电梯关门，当两门靠拢到接触人体时，门又会重新自动打开……这是由于传感器在起作用，传感器是自动化控制装置中必不可少的器件，在信息技术高速发展的电子计算机广泛应用的今天，传感器发挥着越来越重要的作用．
本章知识与我们的生活息息相关，在学习过程中既要熟记各种敏感元件的特性，又要结合实例认真体会传感器在实际中的应用，努力培养自己理论联系实际的能力和动手能力；同时应注意观察身边的与传感器有关的例子，并通过查资料或上网了解它们的工作原理，培养自己的观察能力和自学能力．
随着科学技术的发展，传感器在社会实践中应用越来越广泛，它是各种测量和自动控制系统的“感觉器官”．新课标增加了传感器的内容，在新高考中一定会有所体现，但所占比例不会太大，且都在“了解”的水平上，不会出现太复杂且有难度的题目，更不会涉及大量的技术细节；命题形式一般以选择题或填空题为主，也可能与其他知识综合出题．
物理·选修3－2(人教版)
章末过关检测卷(三)
传 感 器
(测试时间：50分钟 评价分值：100分)
一、单项选择题(本题共4小题，每题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)
1．关于传感器，下列说法正确的是( )
A．光敏电阻和热敏电阻都是由半导体材料制成的
B．金属材料不可以制成传感器
C．传感器主要是通过感知电阻的变化来传递信号的
D．以上说法都不正确
答案：A
2．电子秤使用的是( )
A．超声波传感器 B．压力传感器
C．温度传感器 D．红外传感器
答案：B
3．在电梯门口放置一障碍物，会发现电梯门不停地开关，这是由于在电梯门上装有的传感器是( )
A．光传感器 B．温度传感器 C．声传感器 D．压力传感器
解析：当电梯门碰到人或其他障碍物时立即停止关门以防挤伤人，故为压力传感器．
答案：D
4．下列器件不是应用温度传感器的是( )
A．电熨斗 B．话筒 C．电饭锅 D．测温仪
答案：B
二、双项选择题(本题共5小题，每题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中有两个选项正确，全部选对得6分，漏选得3分，错选或不选得0分．)
5．电吉他之所以能以其独特的魅力吸引众多的音乐爱好者，
是因为它的每一根琴弦下面都安装了一种叫做“拾音器”的装置，能将琴弦的振动转化为电信号，电信号经扩音器放大，再经过扬声器就能播出优美的音乐．如下图是“拾音器”的结构示意图，多匝绕制的线圈置于永久磁铁与钢质的琴弦之间，当琴弦沿着线圈振动时，线圈中就会产生感应电流，关于感应电流以下说法正确的是( )
A．琴弦振动时，线圈中产生的感应电流是变化的
B．琴弦振动时，线圈中产生的感应电流大小变化，方向不变
C．琴弦振动时，线圈中产生的感应电流大小和方向都会发生变化
D．琴弦振动时，线圈中产生的感应电流大小不变，方向变化
解析：由题意及图可知，电吉他是利用振动的钢质琴弦使线圈切割磁感线而产生感应电流，再将该电流放大并与扩音器相连从而发出声音，属于法拉第电磁感应现象．因琴弦在振动时速度的大小和方向均变化，故感应电流不是恒定的，故A、C正确．
答案：AC
6．电容
式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( )
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
答案：AC
7．下列说法正确的是( )
A．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号
B．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断
C．电子秤所使用的测力装置是力传感器
D．半导体热敏电阻常用作温度传感器，因为温度越高，它的电阻值越大
答案：BC
8．演示位移
传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P，通过电压表显示的数据来反映物体位移的大小x.假设电压表是理想电压表，则下列说法正确的是( )
A．物体M运动时，电源内的电流不会发生变化
B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化
C．物体M不动时，电路中没有电流
D．物体M不动时，电压表没有示数
解析：电压表不分流，故触头移动不会改变电路的总电阻，也就不会改变电路中的总电流，故A正确，电压表测量触头P与左侧电阻之间的电压，故示数随物体M的移动，亦即随触头的运动而变化．故B正确，C、D错误．
答案：AB
9．计算机光驱的主要部分是激光头，它可以发射脉冲激光信号，激光扫描光盘信息时，激光头利用光敏电阻自动计数器将反射回来的脉冲信号传输给信号处理系统，再通过计算机显示出相应信息．光敏电阻自动计数器的示意图如右下图所示，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是( )
A．当有光照射R1时，处理系统获得高电压
B．当有光照射R1时，处理系统获得低电压
C．信号处理系统每获得一次低电压就计数一次
D．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次
解析：当有光照射R1时，光敏电阻变小，回路电流变大，R2两端的电压升高；处理系统获得高电压，系统获得信息则计数一次．
答案：AD
三、非选择题(本大题3小题，共54分．按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)
10．(18分)青
岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电，为路灯提供电能．用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制．光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为，照射光较强(如白天)时电阻几乎为0；照射光较弱(如天黑)时电阻接近于无穷大．利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，天黑时打开．电磁开关的内部结构如图所示.1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接．当励磁线圈中电流大于50 mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于50 mA时，3、4接通．励磁线圈中允许通过的最大电流为100 mA.
(1) 利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图．
光敏电阻R1，符号；
灯泡L，额定功率40 W，额定电压36 V，符号；
保护电阻R2，符号 ；
电磁开关，符号；
蓄电池E，电压36 V，内阻很小；
开关S，导线若干．
(2)回答下列问题：
①如果励磁线圈的电阻为200 Ω，励磁线圈允许加的最大电压为________V，保护电阻R2的阻值范围为________Ω.
②在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱3、4之间从断开变为接通．为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合本题中电磁开关内部结构图说明.
③任意举出一个其它的电磁铁应用的例子．
解析：(1)要使光敏电阻能够对电路进行控制，且有光照时路灯熄灭，光敏电阻应与1、2串联，3、4与路灯串联，则电路图如图所示．
(2)①由U＝IR得励磁线圈允许加的最大电压Um＝ImR＝0.1×200 V＝20 V；依据允许通过励磁线圈的电流最大值和最小值计算得
R2 min＝＝Ω＝160 Ω，
R2max＝＝Ω＝320 Ω，
因此保护电阻R2的阻值范围为160～320 Ω；
②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸合铁片时，3、4之间接通；不吸合时，3、4之间断开.
③电磁起重机．
答案：(1)见解析 (2)①20 160～320
②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸合铁片时，3、4之间接通；不吸合时，3、4之间断开
③电磁起重机
11．(18分)如图所示是一种悬球式加速度仪，它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度．金属球的质量为m，它系在金属
丝的下端，金属丝的上端悬挂在O点，AB是一根长为L的均匀电阻丝，其阻值为R，金属丝与电阻丝接触良好，摩擦不计，电阻丝的中心C焊接一根导线，从O点也引出一根导线，两线之间接入一个电压表(金属丝和导线电阻不计)．图中虚线OC与AB垂直，且OC＝h，电阻丝AB接在电压为U的直流稳压电源上，整个装置固定在列车中使AB与车前进的方向保持水平．列车静止时金属丝呈竖直状态，当列车加速或减速前进时，金属丝将偏离竖直方向，从电压表的读数变化可以测出加速度的大小．
(1)当列车向右做匀加速直线运动时，试推导出加速度a与电压表读数U′的关系式(a用U′、U、L、h及重力加速度g等表示)；
(2)用推导出的a与U′的关系式说明表盘上a的刻度是否均匀？
(3)C点设置在电阻丝AB中点的原因是什么？对电压表的选择应有什么特殊要求？
解析：(1)设列车加速度为a时，小球偏离竖直方向θ角，此时小球受力情况如图所示，根据牛顿第二定律得
mgtan θ＝ma.①
因为 tan θ＝，②
由①②两式得a＝g③
又设列车加速度为a时，电压表读数为U′
＝＝，④
由④式得＝，⑤
将⑤式代入③式得a＝.⑥
(2)由⑥式可知，g、L、U、h均为常数，则列车加速度a与电压表读数U′成正比，可将电压表中刻度一一对应地改成加速度a的数值，因而可知表盘上加速度a的刻度与电压表的刻度一样，是均匀的．
(3)原因是列车可能加速运动也可能减速运动(加速度方向随之变化)；所选择的电压表中间刻度应为零．
答案：见解析
12.(18分)如图
所示，是磁流体动力发电机的工作原理图. 一个水平放置的上下、前后封闭的矩形塑料管，其宽度为a，高度为b，其内充满电阻率为ρ的水银，由涡轮机产生的压强差p使得这个流体具有恒定的流速v0.管道的前后两个侧面上各有长为L的由铜组成的面，实际流体的运动非常复杂，为简化起见作如下假设：
a．尽管流体有粘滞性，但整个横截面上的速度均匀；
b．流体的速度总是与作用在其上的合外力成正比；
c．导体的电阻：R＝，其中ρ、l和S分别为导体的电阻率、长度和横截面积；
d．流体不可压缩．
若由铜组成的前后两个侧面外部短路，一个竖直向上的匀强磁场只加在这两个铜面之间的区域，磁感应强度为B(如图)．
(1)写出加磁场后，两个铜面之间区域的电阻R的表达式；
(2)加磁场后，假设新的稳定速度为v，写出流体所受的磁场力F与v关系式，指出F的方向；
(3)写出加磁场后流体新的稳定速度v的表达式(用v0、p、L、B、ρ表示)；
(4)为使速度增加到原来的值v0，涡轮机的功率必须增加，写出功率增加量的表达式(用v0、a、b、L、B和ρ表示)．
解析：(1)R＝ρ，
(2)∵FA＝Bla，
I＝，
再利用(1)的结论，可推得
∴FA＝abLvB2
力FA的方向与流速v的方向反向．
(3)不加磁场时：pab＝kv0，
加磁场时：pab－FA＝kv，
由上面两式，得FA＝pab－v.
再利用(2)的结论，可推得v＝.
(4)∵ΔP＝P2－P1，P1＝pabv0，
P2＝p′abv0，
∴ΔP＝(p′ab－pab)v0，
∵p′ab－FA′＝kv0，pab＝kv0，
∴ΔP＝FA′v0，
∵FA′＝abLv0B2，
∴ΔP＝abLvB2.
本小题也可运用ΔP＝I2·R求得同样的结果.
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第1节 传感器及其工作原理
1．有一电学元件，温度升高时电阻却大幅度减小，则这种元件可能是( )
A．金属导体 B．绝缘体
C．半导体 D．超导体
解析：题中所述四种材料中只有半导体的电阻随温度升高而减小，故选C.
答案：C
2．街旁的路灯，江海里的航标都要求在夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的( )
A．压敏性 B．光敏性
C．热敏性 D．三种特性都利用
答案：B
3．(多选)下列方法有可能使半导体材料的电阻率减小的是( )
A．升高半导体的温度
B．用光来照射半导体
C．在半导体中加入微量其他杂质
D．以上情况都不可能
解析：例如光敏电阻阻值在光照下大大减小，故B正确．负温度系数的热敏电阻阻值随温度的升高而减小，故A正确．在半导体中加入微量其他杂质也可使半导体材料的电阻率减小，故C正确．
答案：ABC
4．用遥控器调换电视频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程．下列利用这类传感器的是( )
A．红外报警装置
B．走廊照明灯的声控开关
C．自动洗衣机中的压力传感装置
D．电饭煲中控制加热和保温的温控器
解析：A项为光电传感器，B项为声电传感器，C项为力电传感器，D项为热电传感器．
答案：A
5．(双选)为了保护电脑元件不受损害，在电脑内部有很多传感器，其中最重要的就是温度传感器，常用的温度传感器有两种：一种是用金属做的热电阻；另一种是用半导体做的热敏电阻．关于这两种温度传感器的特点，下列说法正确的是( )
A．金属做的热电阻随着温度的升高电阻变大
B．金属做的热电阻随着温度的升高电阻变小
C．用半导体做的热敏电阻随着温度的升高电阻变大
D．用半导体做的热敏电阻随着温度的升高电阻变小
解析：金属的电阻率随着温度的升高而变大，半导体在温度升高时电阻会变小，故选A、D.
答案：AD
6．如下图所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻，L为小灯泡，当温度降低时( )
A．R1两端的电压增大 B．电流表的示数增大
C．小灯泡的亮度变强 D．小灯泡的亮度变弱
解析：R2与灯L并联后与R1串联，与电流表构成闭合电路，当热敏电阻温度降低时，电阻R2增大，外电路电阻增大，电流表读数减小，灯L电压增大，灯泡亮度变强，R1两端电压减小，故C正确．
答案：C
7．(双选)如图
所示是电阻R随温度T变化的图象，下列说法中正确的是( )
A．图线1是热敏电阻的R－T关系图象，它是用金属材料制成的
B．图线2是热敏电阻的R－T关系图象，它可以用半导体材料制成
C．图线1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高
D．图线2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高
答案：BD
8．在如下图所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，D为发光二极管(电流越大，发出的光越强)且R与D间距不变．下列说法正确的是( )
A．当滑动触头P向左移动时，小灯泡L消耗的功率增大
B．当滑动触头P向左移动时，小灯泡L消耗的功率减少
C．当滑动触头P向右移动时，小灯泡L消耗的功率可能不变
D．无论怎样移动触头P，小灯泡L消耗的功率都不变
解析：电源两端的电压恒定，当滑动触头P向左移动，通过发光二极管D的那条支路的总电阻减少，电流增加，发光二极管发出的光增强，光敏电阻R的阻值减少，通过小灯泡L的电流增加，小灯泡L消耗的功率增大．
答案：A
9．(双选)电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置．由于电容器的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的介电常数这几个因素，当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化，从而又可推出另一个物理量的变化，如图是四种电容式传感器的示意图，关于这四个传感器的作用下列说法正确的是( )
A．甲图的传感器可以用来测量角度
B．乙图的传感器可以用来测量液体的浓度
C．丙图的传感器可以用来测量压力
D．丁图的传感器可以用来测量速度
解析：甲的电容器的电容与θ有关，可以用来测量动片转过的角度；乙的电容器的电容与h有关，可以用来测量液面的高度；丙中的电容器的电容与F有关，可以用来测量压力；丁中的电容与s有关，只能测量位移s，故A、C正确．
答案：AC
10．2007年诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效应”．基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术，被认为是纳米技术的第一次真正应用．下列有关其他电阻应用的说法中，错误的是( )
A．热敏电阻可应用于温度测控装置中
B．光敏电阻是一种光电传感器
C．电阻丝可应用于电热设备中
D．电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用
解析：热敏电阻的原理是通过已知某电阻的电阻值与温度值的函数关系，测得该热敏电阻的值即可获取温度值，从而应用于温度测控装置中，A说法正确；光敏电阻是将光信号与电信号进行转换的传感器，B说法正确；电阻丝通过电流会产生热效应，可应用于电热设备中，C说法正确；电阻对直流和交流均起到阻碍的作用，D说法错误，故正确答案为D.
答案：D
课件29张PPT。第六章 传感器 第1节 传感器及其工作原理 栏目链接热敏电阻器的两种型号及其特性
热敏电阻器是电阻值随温度变化而变化的敏感元件．在工作温度范围内，电阻值随温度上升而增加的是正温度系数(PTC)热敏电阻器；电阻值随温度上升而减小的是负温度系数(NTC)热敏电阻器．
热敏电阻器可按电阻温度特性、材料、结构、工作方式、工作温度和用途进行分类． 栏目链接热敏电阻器的分类 栏目链接热敏电阻器的用途十分广泛，主要应用于：①利用电阻－温度特性来测量温度、控制温度和元件、器件、电路的温度补偿；②利用非线性特性完成稳压、限幅、开关、过流保护作用；③利用不同介质中热耗散特性的差异测量流量、流速、液面、热导、真空度等；④利用热惯性作为时间延迟器． 栏目链接 栏目链接1．传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能够把它们按照一定的规律转换为______________等电学量，或转换为________．
2．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为________这个电学量．
3．热敏电阻或金属热电阻能够把温度这个热学量转换为________这个电学量．
4．霍尔元件能够把磁感强度这个磁学量转换为________这个电学量．电压、电流电路的通断电阻电阻电压 栏目链接 栏目链接 栏目链接一、传感器及其原理
1．传感器．
传感器是这样一类元件：它能够感受诸如力、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成为电压、电流等电学量，或转换成为电路的通断．
2．传感器的分类：目前对传感器尚无一个统一的分类方法，常用的分类方法有两个： 栏目链接(1) 按输入量分类，如输入量分别为温度、压力、位移、速度、加速度等非电学量时，相应的传感器称为温度传感器、压力传感器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器．
(2) 按传感器的工作原理分类，可分为电阻传感器、电容传感器、电感传感器、电压传感器、霍尔传感器、光电传感器、光栅传感器等． 栏目链接3．传感器的原理．
传感器感受的通常是非电学量，如压力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等，而它输出的大多是电学量，如电压、电流、电荷量等，这些输出信号是非常微弱的，一般要经过放大等处理后，再通过控制系统产生各种控制动作．传感器原理如下图所示． 栏目链接二、光敏电阻及其特性
1．光敏电阻的特性．
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．光敏电阻的电阻随光照的增强而减小．
2．光敏电阻的工作原理．
光敏电阻在被阳光照射时电阻发生变化，原因是构成物质为半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能不好，电阻增大，随光照的增强，载流子增多，导电性能变好，电阻减小． 栏目链接例1 (双选)如下图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是( ) 栏目链接A．当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压
B．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压
C．信号处理系统每获得一次低电压就计数一次
D．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次解析：每当光照射在光敏电阻R1上时，R1电阻变小，串联电路中，R2上的电压变大，即信号处理系统获得高电压，A对．当信号处理系统接收到一次低电压，相应计数一次，所以此题应选A、C.
答案：AC 栏目链接变 式
迁 移1．如下图所示，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将电表的两支表笔分别与光敏电阻Rt的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的中央．若用不透光的黑纸将Rt包裹起来，表针将向________(填“左”或“右”)转动；若用手电筒照射Rt，表针将向________(填“左”或“右”)转动． 栏目链接解析：光敏电阻受光照越强，电阻越小，所以将Rt用不透光的黑纸包起来，电阻增大，指针左偏；若用手电筒光照射Rt，电阻减小，指针右偏．
答案：左 右 栏目链接三、热敏电阻及其特性1．热敏电阻．
热敏电阻由半导体材料制成，其电阻值随温度的变化明显，温度升高电阻减小，如图所示为某一热敏电阻的电阻值随温度变化的特性曲线． 栏目链接2．金属热电阻．
有些金属的电阻率随温度的升高而增大，这样的电阻也可以制作温度传感器，称为热电阻．下图为某金属导线的电阻－温度特性曲线． 栏目链接注意：热敏电阻和金属热电阻都能够把温度这个热学量转换成电阻这个电学量，但相比而言，金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大，而热敏电阻的灵敏度较好．
例2 如图所示，将万用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”)移动；若用吹风机将热风吹向电阻，表针将向________(填“左”或“右”)移动．
栏目链接解析：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，所以电流减少，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．
答案：左 右 栏目链接变 式
迁 移2．(双选)有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如下图所示电路中的A、B两点后，用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是( )
栏目链接A．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻
B．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻
C．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻
D．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻变 式
迁 移 栏目链接变 式
迁 移解析：热敏电阻的阻值随温度变化而变化，定值电阻和光敏电阻不随温度变化；光敏电阻的阻值随光照变化而变化，定值电阻和热敏电阻不随之变化．
答案：AC 栏目链接四、霍尔元件
栏目链接变 式
迁 移 栏目链接例3 (双选)中国科学家发现了量子反常霍尔效应，杨振宁称这一发现是诺贝尔奖级．如图所示，厚度为h，宽度为d的金属导体，当磁场方向与电流方向(自由电子定向移动形成电流)垂直时在上下表面会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．下列说法正确的是( ) 栏目链接A．上表面的电势高于下表面
B．下表面的电势高于上表面
C．增大h时，上下表面的电势差增大
D．增大d时，上下表面的电势差增大 栏目链接 栏目链接物理·选修3－2(人教版)
第2节 传感器的应用
1．关于传感器，下列说法中正确的是( )
A．电熨斗通过压力传感器实现温度的自动控制
B．动圈式话筒是利用电磁感应原理来工作的声传感器
C．金属热电阻是一种将电学量转换为热学量的传感器
D．火灾报警器都是利用温度传感器实现报警
解析：电熨斗是通过双金属片温度传感器来控制温度的，选项A错误；金属热电阻是将热学量转化为电学量的传感器，选项C错误；有的火灾报警器是利用光传感器实现报警，选项D错误．
答案：B
2．下列关于传感器的说法中正确的是( )
A．霍尔元件能够把电学量转换为磁学量
B．干簧管是一种能够感知电场的传感器
C．电子秤应用的是光传感器
D．电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制
解析：霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量，A错误；干簧管是一种能够感知磁场的传感器，能起到开关作用，B错误；电子秤应用的是力传感器，C错误；D正确．
答案：D
3．如下图所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．平时光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高电阻状态，发生火灾时，下列说法正确的是( )
A．进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报
B．发生火灾时，光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报
C．发生火灾时，进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报
D．以上说法均不正确
解析：平时，光电三极管收不到LED发出的光，呈现高电阻状态．当有烟雾散射的光照射到电光三极管上时，其电阻变小，所连接的电路接通，就会发出警报，C正确．
答案：C
4．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球．小车向右做直线运动过程中，电流表示数变化与时间t的关系如图乙所示，下列判断正确的是 ( )
A．从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动
B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动
C．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动
D．从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动
答案：D
5．2008年5月12日，中国四川汶川地区发生8.0级大地震，地震发生后，各路救援人员及时深入灾区，与死神抢时间，争分夺秒抢救被埋人员，有些救援队借助“生命探测仪”可以发现深埋在废墟中的伤员，如图，根据所学知识，你认为“生命探测仪”可能用到了( )
A．红外线传感器
B．压力传感器
C．振动传感器
D．电容传感器
解析：伤员被埋在废墟中借助红外线传感器，可以感知人与周围环境温度的差别且伤员与尸体的温度不同，借助探测仪可以探测到活着的被困人员．
答案：A
6．(双选)如下图所示为用热敏电阻R和电磁铁L等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小．电源甲与电磁铁、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器(图中未画出)相连接．则( )
A．当温度降低到某一数值，衔铁P将会被吸下
B．当温度升高到某一数值，衔铁P将会被吸下
C．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在C、D端
D．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A、B端
解析：温度升高时热敏电阻阻值减小，电流增大，电磁铁磁性增强，将衔铁P吸下，B项正确；温度低时要求电热器工作时，所以加热器接在A、B端，D正确．
答案：BD
7．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的．如图甲所示，电源的电动势E＝9.0 V，内阻不计；G为灵敏电流表，内阻RG保持不变；R为热敏电阻，其电阻阻值与温度的变化关系如图乙所示．闭合开关S，当温度等于20 ℃时，电流表示数I1＝2 mA；当电流表的示数I2＝3.6 mA时，热敏电阻的温度是( )
A．60 ℃ B．80 ℃
C．100 ℃ D．120 ℃
解析：如图乙可知，当t＝20 ℃时，热敏电阻阻值R1＝4 kΩ.由闭合电路欧姆定律知E＝I1(R1＋RG)，代入数值可求得：RG＝500 Ω.当I2＝3.6 mA时，设热敏电阻阻值为R2，则E＝I2(R2＋RG)，可求得R2＝2 kΩ，由图乙可知，这时热敏电阻温度t′＝120℃.故正确选项为D.
答案：D
8．(多选)为锻炼身体，小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计，如图所示是原理图．轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计)，弹簧劲度系数为100 N/cm.定值电阻R0＝5 Ω，ab是一根长为5 cm的均匀电阻丝，阻值R1＝25 Ω，电源输出电压恒为U＝3 V，理想电流表的量程为0～0.6 A．当拉环不受力时，滑片P处于a端．下列关于这个电路的说法正确的是(不计电源内阻)( )
A．小明在电路中连入R0的目的是保护电路
B．当拉环不受力时，闭合开关后电流表的读数为0.1 A
C．当拉力为400 N时，电流表指针指在0.3 A处
D．当拉力为400 N时，电流表指针指在0.5 A处
解析：若电路无电阻R0，且金属滑片P在b端时，回路短路损坏电源，R0的存在使电路不出现短路，因此A正确．当拉环不受力时，滑片P在a端，由欧姆定律得，I＝＝0.1 A，故B正确．拉力为400 N时，由F＝kΔx，则Δx＝4 cm，对应的电阻为RaP＝20 Ω，R1接入电路的电阻RPb＝5 Ω，由闭合电路欧姆定律得，I＝＝0.3 A，故D错，C正确．
答案：ABC
9．如图甲是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电荷量Q将随待测物体的上下运动而变化．若Q随时间t的变化关系为Q＝(a、b为大于零的常数)，其图象如图乙所示，那么图丙、图丁中反映极板间场强大小E和物体速率v随t变化的图线可能是( )
A．①和③ B．①和④
C．②和③ D．②和④
解析：平行板电容器间电压恒定，板间场强E＝＝＝＝，故E∝Q，即E∝，故②可能正确．
板间电荷量Q＝UC＝U＝，与已知Q随时间的变化关系对比可知d∝(t＋a)，即待测物体的运动为匀速运动，故③可能正确．
答案：C
课件36张PPT。第六章 传感器 第2节 传感器的应用 栏目链接微型传感器
微型传感器是由亚微米至亚毫米范围内的电子元件和机械元件制成的，将传感、处理、执行诸功能融为一体的微机电系统．微型传感器尺寸小，集成化程度高，功能强大．它使人类获取信息并进行相应控制的工作可深入到微米量级的空间中进行．如今，智能传感器和微型传感器已广泛用于生活、生产、军事、科研等各个领域．例如：
人体消化道智能诊查系统：它包括一粒微型探测胶囊和便携式体外接收存储装置、体外超声控测定位装置、体外数据处理系统． 栏目链接患者服用一粒微型探测胶囊，该胶囊从上到下经过整个消化道时，就会将各段消化道的压力、温度、pH值等参数记录下来并传输给体外接收与处理系统．这种检查不会给患者造成创伤．
“蚂蚁”探测器：每只“蚂蚁”探测器的大小与大胡桃相当，质量仅29 g，通常带有4个光传感器、4个红外接收器，以及防撞传感器、防倾斜传感器和探测“食物”存在的传感器．它可用于搜索炸弹． 栏目链接“苍蝇”导弹：它的体形如同苍蝇般大小，能不停地飞行几个小时，速度高达20 km/h.它能垂直升降，急速调头，悬停于空中，“隐身”潜伏，收发微波信息．当将超微型窃听、窃看装置粘在“苍蝇”导弹背上后，就可进行侦察．
传感器的使用，特别是智能传感器和微型传感器的开发、利用，使人类收集信息的能力得到极大的扩展和延伸，获取信息的手段更方便、更快捷，涉及领域更广阔、更深入． 栏目链接世界各国都非常重视传感器在信息技术中的作用，将传感器技术列为重点发展的尖端技术，我国从事传感器研究的单位就有几千个．
栏目链接 栏目链接1．在力传感器中的应变片是一种敏感元件，多用半导体材料制成．应变片能够把形变这个力学量转换为______这个电学量．
2．自动控温的电熨斗中装有双金属片温度传感器，这种传感器的作用是______________________．
3．电饭锅中温度传感器的主要元件是感温铁氧体，它的特点是：__________具有铁磁性，能够被磁体吸引，但___________________时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引．电压控制电路的通断常温下温度上升到约103 ℃ 栏目链接这个温度称为该材料的________________或__________．
4．温度传感器可以把温度转化为________，由指针式仪表或数字式仪表显示出来．
5．有一种火灾报警器是利用烟雾对光的散射来工作的．烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻________．居里温度居里点电信号减小 栏目链接 栏目链接 栏目链接一、传感器应用的一般模式
栏目链接二、力传感器的应用——电子秤
1．应变式力传感器．
(1)组成：由金属梁和应变片组成． 栏目链接(2)工作原理：如上图所示，弹簧钢制成的梁形元件右端固定， 在梁的上下表面各贴一个应变片，在梁的自由端施力F，则梁发生弯曲，上表面拉伸，下表面压缩，上表面应变片的电阻变大，下表面电阻变小．F越大，弯曲形变越大，应变片的阻值变化越大．如果让应变片中通过的电流保持恒定，那么上面应变片两端的电压变大，下面应变片两端的电压变小．传感器把这两个电压的差值输出．外力越大，输出的电压差值也就越大． 栏目链接2．测定压力的电容式传感器． 栏目链接如上图所示，当待测压力F作用于可动膜片电极上时，可使膜片产生形变，从而引起电容的变化，如果将电容器与灵敏电流表、电源串联，组成闭合电路，当F向上压膜片电极时，电容器的电容将增大，电流表有示数．
例1(双选)关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是( )
A．应变片是由导体材料制成
B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之，变小
C．传感器输出的是应变片上的电压
D．外力越大，输出的电压差值也越大
答案：BD 栏目链接变 式
迁 移1．利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小．实验时，把图甲中的小球举高到绳子的悬点O处，然后让小球自由下落．用这种方法获得的弹性绳的拉力随时间的变化图线如图乙所示．根据图线所提供的信息，以下判断正确的是( ) 栏目链接A．t2时刻小球所处位置是运动中最高点
B．t1～t2期间小球速度先增大后减小
C．t3时刻小球动能最小
D．t2与t5时刻小球速度大小不同解析：小球
下落的轨迹展开图如图所示，B处为绳子原长处，C处为小球重力与绳上拉力相等处，D处为小球下落的最低点，在Ft图中，变 式
迁 移 栏目链接0～t1小球在OB间下落，t1～t2小球在BD间下落，t2～t3小球由D回到B处，t3～t4小球在BO间上升，而后下落至B点．由Ft图知，小球在t2时刻下落到最大距离，然后最大距离在逐渐减小，由以上分析知，小球的最大速度出现在C点，对应于t1～t2之间，A错，B对，小球动能最小出现在t2时刻或t3～t4间某时刻，C错误．t2和t5分别对应小球先后两次下落过程中经过最低点的时刻，速度大小为零，D错误．正确选项为B.
答案：B变 式
迁 移 栏目链接三、温度传感器的应用——电熨斗1．温度传感器．
由半导体材料制成的热敏电阻和金属热电阻均可制成温度传感器，它可以把热信号转换为电信号进行自动控制．
2．电熨斗的构造． 栏目链接3．电熨斗的自动控温原理．
其内部装有双金属片温度传感器，如图所示．
常温下，上、下触点应是接触的，但温度过高时，由于双金属片受热膨胀系数不同，上部金属膨胀大，下部金属膨胀小，则双金属片向下弯曲，使触点分离，从而切断电源，停止加热．温度降低后，双金属片恢复原状，重新接通电路加热，这样循环进行，起到自动控制温度的作用． 栏目链接例2 在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是PTC 元件，PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率ρ随温度t的变化关系如图所示，由于这种特性，PTC元件具有发热、保温双重功能．对此，以下判断正确的是( ) 栏目链接①通电后，其电功率先增大，后减小
②通电后，其电功率先减小，后增大
③当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1不变
④当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1和t2之间的某一值不变
A．①③ B．②③ C．②④ D．①④ 栏目链接解析：当电热灭蚊器温度由0升到t1的过程中，电阻器的电阻率ρ随温度升高而减小，其电阻R随之减小，由于加在灭蚊器上的电压U保持不变，灭蚊器的热功率P随之增大，当t＝t1时，P＝P1达到最大．当温度由t1升高到t2的过程中 ρ增大，R增大，P减小；而温度越高，其与外界环境温度的差别也就越大，高于环境温度的电热灭蚊器的散热功率P′也就越大；因此在这之间的某一温度t3会有P＝P3＝ P′，即电热功率P减小到等于散热功率时，即达到保温；当t
P′，使温度自动升高到t3；当t>t3，P答案：D 栏目链接四、温度传感器的应用——电饭锅1．感温铁氧体．
(1)组成：氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成．
(2)特点：常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，温度达到约103℃，失去铁磁性．
(3)居里点：又称居里温度，即指103℃.
2．电饭锅的结构如下图所示． 栏目链接 栏目链接3．电饭锅的工作原理．
开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态，则触点接通，电热板通电加热，饭熟后，水分被吸收，当温度上升到居里温度时，感温磁体失去磁性，开关便会自动断开．
例3 下图是电饭煲的电路图，S1是一个磁钢限温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点(103℃)时，会自动断开，且不能自动闭合． 栏目链接S2是一个双金属片自动控温开关，当温度低于70℃时，会自动闭合；温度高于80℃时，会自动断开．红灯是加热指示灯，黄灯是保温指示灯，分流电阻R1＝R2＝500 Ω，加热电阻丝R3＝50 Ω，两灯电阻不计．
栏目链接(1)分析电饭煲的工作原理；
(2)计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比；
(3)如果不闭合开关S1，能将饭煮熟吗？解析：(1)电饭煲盛上食物后，接上电源，S2自动闭合，同时手动闭合S1，这时黄灯被短路不亮，红灯亮，电饭煲处于加热状态．加热到80℃时，S2自动断开，S1仍闭合．水烧干后，温度升高至103℃时，开关S1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态．由于散热，待温度降至70℃时，S2自动闭合， 栏目链接电饭煲重新加热；温度达到80℃时，S2又自动断开，再次处于保温状态． 栏目链接变 式
迁 移2．小强在用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制．经检查，恒温箱的控制器没有故障．参照下图，下列对故障判断正确的是( ) 栏目链接A．只可能是热敏电阻出现故障
B．只可能是温度设定装置出现故障
C．热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障
D．可能是加热器出现故障变 式
迁 移 栏目链接2．解析：由题意恒温箱内温度持续升高，说明加热器没损坏，不能选D.无法自动控制，而经检查控制器又没有故障，说明控制器没问题．热敏电阻或温度设定装置出现故障都能使温度持续升高，在没有确定条件下选C而不选A、B.
答案：C变 式
迁 移 栏目链接四、光传感器的应用——火灾报警器如上图所示为利用烟雾对光的散射来工作的一种火灾报警器结构的原理图，其工作原理是：带孔的罩内装有发光的二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．平时，光电三极管收不到LED发出的光， 栏目链接呈现高电阻状态．烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小，与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报．
例4 如下图所示，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，LED为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与LED距离不变，下列说法正确的是( )
栏目链接A．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大
B．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小
C．当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率可能不变
D．无论怎样移动触头P，L消耗的功率都不变解析：电源电压恒定，也就是说，并联电路两端的电压恒定，当滑动触头向左移动时，发光二极管发光变强，光敏电阻的阻值变小，所以电流变大，则L的功率变大．
答案：A 栏目链接物理·选修3－2(人教版)
第3节 实验：传感器的应用
1．(双选)全自动洗衣机中的排水阀是由程序控制其动作的，当进行排水和脱水工作时，控制铁芯1的线圈通电，使铁芯2运动，从而牵引排水阀的阀门，排除污水，如下图所示．以下说法正确的是( )
A．若输入的控制电流由a流入，由b流出，则铁芯2中A端为N极，B端为S极
B．若输入的控制电流由a流入，由b流出，则铁芯2中A端为S极，B端为N极
C．若a、b处输入交变电流，铁芯2仍不能被吸入线圈中
D．若a、b处输入交变电流，铁芯2仍能被吸入线圈中
解析：若输入控制电流由a流入，由b流出，则铁芯1左端为N极，右端为S极，它将使铁芯2磁化，A端为S极，B端为N极，并吸入线圈中，若a、b处输入交变电流，铁芯2仍能被吸入线圈中，故选B、D.
答案：BD
2．如图为一种主动式光控报警器原理图，图中R1和R2为光敏电阻，R3和R4为定值电阻．当射向光敏电阻R1和R2的任何一束光线被遮挡时，都会引起警铃发声，则图中虚线圈内的电路是( )
A．与门 B．或门
C．或非门 D．与非门
解析：当射向光敏电阻R1和R2的光线都没有被遮挡时，光敏电阻阻值较小，报警器输入高电平输出高电平，警铃不响；当射向光敏电阻R1和R2的任何一束光线被遮挡时，报警器输入一低电平，输出低电平，警铃发声，所以此电路为“与门”电路．
答案：A
3．(双选)如图所示是模拟路灯的光控电路，RG为光敏电阻，LED为发光二极管，为实现LED天暗时发光、天亮时熄灭，下列说法中正确的是( )
A．虚线框内的元件是“与”门
B．虚线框内的元件是“或”门
C．要求在天更暗时路灯才亮，应该将R的阻值调大些
D．要求在天更暗时路灯才亮，应该将R的阻值调小些
解析：RG两端的电压为UG＝U，RG为光敏电阻，天亮时RG电阻小，RG两端电压小，输入低电平，而另一端也输入低电平，此时逻辑电路输出低电平，LED不亮；当天暗时RG电阻大，RG两端电压大，输入高电平，而另一端输入低电平，此时逻辑电路输出高电平，LED亮，说明虚线框内的元件是“或”门，选项B正确；若要天更暗时灯才亮，说明RG电阻要很大时才达到高电平，所以应将R的阻值调大，选项C正确．
答案：BC
4．(双选)美国科学家Willard S．Boyle与George E．Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖，CCD是将光学量转变成电学量的传感器．下列器件可作为传感器的有( )
A．发光二极管 B．热敏电阻
C．霍尔元件 D．干电池
答案：BC
5．(双选)如图所示的光控电路发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻．“ ”是具有特殊功能的非门，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平，而当输入端A的电压下降到另一个值时，Y会从低电平跳到高电平．在天暗时路灯(发光二极管)会点亮，下列说法中正确的是( )
A．天暗时，Y处于高电平
B．天暗时，Y处于低电平
C．当R1调大时，A端的电压降低，灯(发光二极管)点亮
D．当R1调大时，A端的电压降低，灯(发光二极管)熄灭
答案：BD
6．为了保证汽车刹车时车轮不被抱死，使车轮仍有一定的滚动而不是纯滑动，这样既可以提高刹车效果，又不使车轮失去控制，为此需要一种测定车轮是否还在转动的装置，这种检测装置称为电磁脉冲传感器，如果该装置检测出车轮不再转动，它就会自动放松刹车机构，让车轮仍保持转动状态，这就是ABS防抱死系统．如图是电磁脉冲传感器示意图，B是一根永久磁体，外面绕有线圈，它们的左端靠近一个铁质齿轮A，齿轮与转动的车轮是同步的，则以下说法正确的是 ( )
A．车轮转动时，由于齿轮在永久磁体的磁场中切割磁感线，产生感应电流
B．车轮转动时，由于齿轮被磁化使线圈中的磁场发生变化，产生感应电流
C．车轮转速减慢时，输出电流的周期变小，电流强度也变小
D．车轮转速减慢时，输出电流的周期变大，电流强度也变大
答案：B
7．如图所示是家用电冰箱的压缩启动装置的电路．其中的运行绕组是电冰箱在工作时的电动机定子，由于家用交流电是单相的，启动时必须依靠启动绕组的帮助才能产生旋转磁场．在启动绕组的支路中串联有一个PTC元件，这是一种以钛酸钡为主要材料的热敏电阻器．电流流过PTC元件，元件发热，它的电阻率随温度升高而发生显著变化，当电动机转动起来正常以后，PTC元件温度较高，电阻很大，启动绕组电流很小．则以下判断正确的是( )
①电冰箱的电动机启动时比正常工作时耗电少
②电冰箱的电动机正常工作时比启动时耗电少
③电冰箱启动后，启动绕组功率不变，运行绕组功率是变化的
④电冰箱启动后，启动绕组功率是变化的，运行绕组功率不变
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
解析：启动时，由于PTC元件温度低电阻小，故耗电多，②正确；启动后，随PTC元件温度升高，PTC元件电阻增大，通过启动绕组的电流减小，故启动绕组功率是变化的，而运行绕组电压不变，故功率不变，则④正确．
答案：B
8．如图所示是某种汽车上的一种自动测定油箱内油面高度的装置．R是滑动变阻器．它的金属滑片是杠杆的一端，从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度，当滑动变阻器的金属滑片向下移动时( )
A．电路中的电流减小，油箱油面降低
B．电路中的电流减小，油箱油面升高
C．电路中的电流增大，油箱油面降低
D．电路中的电流增大，油箱油面升高
答案：D
9．氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测，它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化．在如图甲所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻，这样，电压表的指针位置就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察电压表指针就能判断一氧化碳浓度是否超标．有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出的是电导(即电阻的倒数)—CO浓度曲线，如图乙所示．在下列表示一氧化碳浓度c与电压表示数U0之间关系的图象中正确的是( )
解析：由资料中给出的是电导(即电阻的倒数)—CO浓度曲线可知电导与CO浓度成正比，CO浓度越大，传感器电阻越小，电路中电流越大，电压表示数越大，但是电压表示数与CO浓度不是成正比关系，所以正确选项是D.
答案：D
课件14张PPT。第六章 传感器 第3节 实验：传感器的应用 栏目链接遥控开关
随着人们生活水平的不断提高，家用电器也在走向智能化和遥控化．遥控技术越来越多地应用于家用电器．遥控开关不仅能用来控制电源开关，也能用来控制电视机频道的选择、音量的大小、电风扇的风速、空调的温度等．家用电器的遥控开关，可以用声波、超声波、无线电波和红外线来刂疲?渲杏τ玫米疃嗟氖呛焱庀咭？兀
红外线遥控开关由红外线发射器和接收器两部分组成．发射器就是我们拿在手里的遥控器， 栏目链接遥控器主要包括调制器和红外线发射管，可以对10 m范围内的家用电器进行遥控．红外线发射管能发射出一定波长的红外线，调制器能把控制开关的低频控制信号“加载”在红外线上．所以，从红外线发射器发射出来的红外线携带了控制信号．红外线遥控开关的接收器是安装在被控制的家用电器的正面面板上，它由接收管、抗干扰电路、解调器和开关控制器组成．接收管是一种硅光三极管，通过光电效应将照射在它上面的红外线转变为电信号．抗干扰电路能鉴别和排除周围环境中的红外线干扰信号． 栏目链接解调器能将“加载”在红外线上的低频控制信号“卸”下来，并送入开关控制器，使电源开关接通或断开． 栏目链接 栏目链接1．普通二极管的特性是________．
2．发光二极管除了具有___________外，导电时还能________．普通的发光二极管能直接将电能转化为________能．单向导电性单向导电性发光光 栏目链接 栏目链接 栏目链接一、实验1：光控开关
工作原理(如下图所示)． 栏目链接白天，光强度较大，光敏电阻RG阻值较小，加在斯密特触发器输入端A的电压较低，则输出端Y输出高电平，发光二极管LED不导通；当天色暗到一定程度时，RG阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端A的电压上升到1.6 V，输出端Y突然从高电平跳到低电平，则发光二极管LED导通发光(相当于路灯亮了)，这样就达到了使路灯天明自动熄灭，天暗自动开启的目的．
注意：要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端A的电压达到某个值(如1.6 V)，就需要RG的阻值达到更大，即天色更暗． 栏目链接二、实验2：温度报警器
电路如下图所示． 栏目链接2．工作原理．
常温下，调整R1的阻值使斯密特触发器的输入端A处于低电平，则输出端Y处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻RT阻值减小，斯密特触发器输入端A电势升高，当达到某一值(高电平)时，其输出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声，R1的阻值不同，则报警温度不同．
注意：下图中叫斯密特触发器，是一种具有特殊功能的非门 栏目链接 栏目链接