(共6张PPT)
1.干簧管
(1)构造:玻璃管内封入两个软磁性材料制成的簧片。
(2)作用:当磁体靠近干簧管时,两个簧片被磁化而接通,所以干簧管能起到开关的作用。
(3)类型:干簧管是一种能够感知磁场的传感器。
必备知识 清单破
1 认识传感器
知识点 1 神奇的传感器
2.声控—光控开关
这种开关可以感知环境的明暗和声音的强弱。只有环境的亮度低于某一数值,同时声强高于
某一数值时,声控—光控开关才会接通,灯才会亮。
3.自动门
有的自动门装有红外线传感器,当人走近时,可以检测出人体向外辐射的红外线,从而发出使
自动门开关启动的命令。
4.传感器定义
传感器是指这样一类器件或装置:它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量,
并能把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的可用信号输出。通常转换成的可用信
号是电压、电流等电学量,或转换为电路的通断。把非电学量转换为电学量,可以很方便地
进行测量、传输、处理和控制。
知识点 2 传感器的种类
利用物质的物理特性或物理效应 力传感器
磁传感器
声传感器
利用电化学反应原理 离子传感器
气体传感器
利用生物活性物质的选择性来识别和测定
生物化学物质 酶传感器
微生物传感器
细胞传感器
1.传感器的基本组成
(1)敏感元件:相当于人的感觉器官,直接感受或响应外界被测非电学量的部分。
(2)转换元件:也称传感元件,是指能将敏感元件输出的信号直接转换成电信号的部分。
2.信号调整与转换电路:将转换元件输出的电学量放大或转换成其他电信号的电路。
3.传感器应用的一般模式
知识点 3 传感器的组成与应用模式
知识辨析
1.干簧管接入电路中能起到电阻的作用吗
2.夜幕降临时,路边的路灯就会自动亮起,这是因为控制路灯的电路中安装了什么元件
3.一些办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开或关门,这一功能的实现应用了
什么传感器
一语破的
1.不能。干簧管接入电路中能起到开关的作用。
2.安装了光敏电阻。
3.应用了红外线传感器。第五章 传感器
1 认识传感器
基础过关练
题组一 神奇的传感器
1.关于传感器的作用,下列说法错误的是 ( )
A.通常的传感器不直接用来进行自动控制
B.传感器可以用来采集信息
C.通常的传感器可以将感受到的信号转换为电学量
D.所有的传感器都将感受到的信号转换为电学量
2.下面哪一项不是现代传感器的应用 ( )
A.将自己的银行卡插进自动取款机里可以取钱,而不必麻烦银行工作人员
B.电梯的两门靠拢接触到人体时,门会自动打开而不会夹伤人
C.电饭煲能自动加热和保温而不会把饭烧焦
D.当人走近自动门时,门会自动打开
3.(经典题)如图所示是电子电路中常用到的一种称为“干簧管”的元件。关于干簧管,下列说法正确的是 ( )
A.干簧管接入电路中相当于电阻
B.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的
C.调换条形磁铁的磁极位置后,干簧管不能正常工作
D.干簧管是一种能感知磁场的传感器
题组二 传感器的种类
4.传感器在生产、生活中已广泛应用,下列关于传感器的说法正确的是 ( )
A.额温枪测人体的体温主要利用了红外线传感器
B.城市路灯的自动控制利用了温度传感器
C.电子秤主要利用了光传感器
D.酒店大厅的自动门利用了力传感器
5.(教材习题改编)关于传感器的实际应用,下列说法错误的是 ( )
A.让孵化器在一定温度下孵化禽蛋,要用光传感器
B.电梯超出负载时,发出报警提示,要用压力传感器
C.使汽车排放符合国家标准的尾气,要用化学成分传感器
D.血糖仪应用了葡萄糖生物传感器
6.下列关于传感器的说法正确的是 ( )
A.话筒是一种常用的传感器,其作用是将电信号转换为声音信号
B.在天黑且楼道里出现声音时,楼道里的灯才亮,它的控制电路中只需要用到声音传感器
C.烟雾散射火灾报警器是应用温度传感器实现火灾报警的
D.人脸识别系统需要使用光传感器和位移传感器
7.(教材习题改编)在公共场所装有自动干手机,洗手后将湿手靠近,机内的传感器就开通电热器加热,有热空气从机内喷出,将湿手烘干。关于自动干手机的传感器,下列说法可能正确的是 ( )
A.手靠近自动干手机改变了磁场
B.手靠近自动干手机改变了湿度
C.自动干手机使用力传感器
D.自动干手机使用红外线传感器
题组三 传感器的组成与应用模式
8.关于传感器工作的一般流程,以下选项中正确的是 ( )
A.非电学量→敏感元件→转换电路→电学量→转换元件
B.电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量
C.非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量
D.非电学量→转换电路→转换元件→敏感元件→电学量
9.如图所示为火灾报警器的部分电路,下列说法中正确的是 ( )
A.图中的外罩必须是密封的
B.图中的挡板必须是透明挡板
C.如有烟雾颗粒进入该装置即可能报警
D.仅LED灯两端的电压波动能使该装置报警
10.如图甲所示,半导体薄膜压力传感器利用了半导体材料的“压阻效应”。图乙是某一压力传感器电阻R随压力F变化的图像。下列说法正确的是 ( )
A.该传感器的工作原理是将电学量转换为力学量
B.随着压力的增大,传感器的电阻不断增加
C.压力为1 N时曲线的斜率约为29 kΩ/N
D.小于1.5 N的区间内传感器的灵敏度较大
11.动车上装有烟雾报警装置,其原理如图所示,M为烟雾传感器,其阻值RM随着烟雾浓度的改变而变化,N为定值电阻,滑动变阻器的滑片P已调整至合适位置,电源电动势和内阻恒定不变。当车厢内有人抽烟时,烟雾浓度增大,导致N两端的电压增大,装置发出警报。下列说法正确的是 ( )
A.烟雾浓度增大时,RM的阻值减小
B.烟雾浓度增大时,通过滑动变阻器的电流增大
C.滑片P向右移动可以提高报警灵敏度
D.烟雾浓度增大时,烟雾传感器消耗的功率一定增大
12.(经典题)某磁敏电阻R的阻值随外加磁场的磁感应强度B的增大而增大。有一位同学利用该磁敏电阻设计了一款可以测量小车加速度的实验装置,如图所示,条形磁铁的左、右两端分别连接两根相同的轻质弹簧,两弹簧的另一端固定在小车两侧的竖直挡板上,磁铁可以相对小车无摩擦左右移动。下列说法正确的是 ( )
A.小车向右做匀速直线运动的过程中,电流表示数变大
B.小车向右做匀减速直线运动的过程中,电压表示数变小
C.小车向左做加速度逐渐增大的加速直线运动过程中,电流表示数变大
D.小车向左做匀减速直线运动的过程中,电压表示数变小
答案与分层梯度式解析
第五章 传感器
1 认识传感器
基础过关练
1.D 通常的传感器是通过将非电学量转换成电学量来传递信号的,一般不直接用来进行自动控制,选项A正确;由于通常的传感器可将非电学量转换成电学量,因此传感器可以用来采集信息,选项B正确;通常的传感器可以将感受到的信号转换为电学量,但并不是所有传感器都将感受到的信号转换为电学量,如干簧管,选项C正确,D错误。故选D。
2.A 将自己的银行卡插进自动取款机里可以取钱,应用了磁记录技术,与现代传感器无关,故A符合题意;电梯的两门靠拢接触到人体时,门会自动打开而不会夹伤人,应用了压力传感器,故B不符合题意;电饭煲能自动加热和保温而不会把饭烧焦,应用了温度传感器,故C不符合题意;人走近自动门时,门会自动打开,应用了微波雷达或红外线传感器,故D不符合题意。
3.D 将两个软磁性材料制成的簧片密封于玻璃管中,簧片端面互叠,但留有空隙,当干簧管处在磁场中时,两个簧片因被磁化而接通,以实现自动控制,所以干簧管接入电路中相当于开关,可见干簧管是一种能够感知磁场的传感器,调换条形磁铁的磁极位置后干簧管仍能正常工作。选项A、B、C错误,D正确。
导师点睛
对传感器的进一步理解
(1)不同的传感器的原理不同,但大多数传感器是把非电学量的变化转变为电学量的变化。(2)传感器输出的电学量可能为电流、电压、电阻等。
4.A 额温枪测人体的体温主要利用了红外线传感器,A正确;城市路灯的自动控制利用了光传感器,B错误;电子秤主要利用了压力传感器,C错误;酒店大厅的自动门利用了红外线传感器,D错误。故选A。
5.A 让孵化器在一定温度下孵化禽蛋,要用温度传感器,A错误。电梯超出负载时,发出报警提示,利用了压力传感器,通过将力转变为电信号,来控制电路,B正确。使汽车排放符合国家标准的尾气,要用化学成分传感器,通过将尾气的成分、浓度等转变为电信号,来控制电路,C正确。血糖仪应用了葡萄糖生物传感器,D正确。故选A。
6.D 话筒是一种常用的声传感器,其作用是将声音信号转换为电流信号,故A错误;楼道里的灯只有天黑且出现声音时才亮,使用了光传感器和声传感器,故B错误;烟雾散射火灾报警器是利用光传感器实现火灾报警的,故C错误;人脸识别时,人站在固定位置,摄像机会捕捉人的面部信息,需要使用光传感器和位移传感器,故D正确。
7.D 可能自动干手机内设有电容式传感器,由于手的靠近改变了电容,从而使传感器开通电热器加热,故A、B错误;此外,因为人体体温恒定,会发射特定波长的红外线,如果传感器检测到该红外线后,触发开关,也可以使自动干手器工作,所以也可能设置有红外线传感器,故C错误,D正确。
8.C 传感器工作的一般流程为:非电学量被敏感元件感知,然后通过转换元件转换成电信号,再通过转换电路将此信号转换成易于传输或测量的电学量,选项C正确,A、B、D错误。
导师点睛
传感器的工作流程
非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量
9.C 烟雾从外罩进入罩内,所以外罩不能密封,故A错误;LED灯和光电三极管用一不透明的挡板隔开,没有险情时光电三极管不能收到LED灯发出的光,发生火灾时烟雾进入罩内,使光发生散射,部分光线照在三极管上,将光信号转换成电信号(破题关键),电阻变小,与传感器相连的电路检测出这种变化,发出警报,所以该传感器是利用光传感器实现报警的,所以LED灯两端的电压波动无法使该装置报警,故B、D错误,C正确。故选C。
10.D 该传感器的工作原理是将力学量转换为电学量,故A错误;根据图乙可知,随着压力的增大,传感器的电阻不断减小,故B错误;根据图乙可知,压力为1 N时曲线的斜率约为 kΩ/N=16 kΩ/N,故C错误;根据图乙可知,压力F在0~1.5 N区间内变化时,电阻阻值随压力大小变化快,可知小于1.5 N的区间内传感器的灵敏度较大,故D正确。故选D。
11.A 定值电阻N两端的电压增大,干路电流增大,传感器两端的电压一定减小,则并联部分电阻一定减小,可知烟雾浓度增大时,RM的阻值减小,故A正确。烟雾浓度增大时,RM的阻值减小,并联部分电压减小,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流减小,故B错误。滑动变阻器接入电路的阻值越大,滑动变阻器与烟雾传感器并联的电阻越接近RM,烟雾浓度增大时,N两端的电压增大得越明显,即能够提高报警灵敏度,可知滑片P向左移动可以提高报警灵敏度,故C错误。烟雾浓度增大时,RM的阻值减小,干路电流增大,烟雾传感器两端的电压一定减小,通过滑动变阻器的电流减小,通过烟雾传感器的电流增大,其消耗的功率可能增大,也可能减小或不变,故D错误。
方法技巧 该题中的传感器将烟雾浓度的变化转换成电阻大小的变化,解决含有此类传感器的直流电路动态问题时,首先要明确该传感器阻值大小的变化规律,然后根据闭合电路欧姆定律及串、并联电路的特点来分析电路中某一电阻变化而引起的整个电路中各部分电学量的变化情况。
12.C 当小车向右做匀速直线运动的过程中,磁铁没有加速度,受力平衡,与磁敏电阻距离保持不变,磁敏电阻阻值不变,电路中电流不变,A错误;当小车向右匀减速时,磁铁具有向左的加速度,受到的合力向左,因为小车做匀减速直线运动,故加速度恒定,弹簧形变量保持不变(易错点),磁铁与磁敏电阻距离保持不变,磁敏电阻阻值不变,电路中电流不变,电压表示数不变,B错误;当小车向左做加速度逐渐增大的加速直线运动过程中,磁铁具有向左的加速度,受到的合力向左,因为磁铁加速度逐渐增大,故弹簧形变量逐渐增大,磁铁向右远离磁敏电阻R,R阻值减小,电路中的电流增大,电流表的示数变大,C正确;当小车向左匀减速时,磁铁具有向右的加速度,受到的合力向右,因为小车做匀减速直线运动,加速度恒定,弹簧形变量保持不变,磁铁与磁敏电阻距离保持不变,磁敏电阻阻值不变,电路中电流不变,电压表示数不变,D错误。
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