高中物理选修3-2第六章传感器-4.传感器的应用实验（课件）
文档属性
| 名称 | 高中物理选修3-2第六章传感器-4.传感器的应用实验（课件） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2018-08-30 09:29:52 | ||
图片预览
文档简介
课件43张PPT。吕 叔 湘 中 学
庞 留 根传感器的应用实验传感器的应用实验教学要求
引入新课
实验1 光控开关
电磁继电器的工作原理 控制电路的工作原理
实验2 温度报警器 工作原理 例题
A组能力训练题 1 2 3 4
5（课本P65“问题与练习”1） 6（课本P65“问题与练习”2）
7 （课本P63“问题与练习”1）
B组能力训练题1 2 3 4
5(课本P63“问题与练习”2) 6 7 教学要求1．了解两个实验的基本原理。
2．通过实验，加深对传感器作用的体会，培养自己的动手能力。
教学重点：
1．了解斯密特触发器的工作特点，能够分析光控电路的工作原理。
2．温度报警器的电路工作原理。
教学难点：
光控电路和温度报警器电路的工作原理。引入新课 随着人们生活水平的提高，传感器在工农业生产中的应用越来越广泛，如走廊里的声、光控开关、温度报警器、孵小鸡用的恒温箱、路灯的自动控制、银行门口的自动门等，都用到了传感器．传感器的工作离不开电子电路，传感器只是把非电学量转换成电学量，对电学量的放大，处理均是通过电子元件组成的电路来完成的．这节课我们就来动手组装光控开关或温度报警器。实验1、光控开关如图所示光控电路,用发光二极管LED模仿路灯, RG为光敏电阻，R1的最大电阻为51 kΩ，R2为 330 kΩ，电路原理分析如下： （1）A端的电平计算公式为 白天，光强度较大，光敏电阻RG电阻值较小，调节R1的阻值，使UA<0.8V，此时加在斯密特触发器A端的电压较低，则Y端输出为高电平，发光二极管因截止而不发光； RG的阻值增大到一定值,斯密特触发器的输入端 A的电压上升到某个值（1.6V）,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熄灭，天暗自动开启的目的．当天色暗到一定程度时，（2）要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些还是调小些？为什么？由A端的电平计算公式 可知，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电压达到某个值（如1.6V,就需要RG的阻值达到更大，即天色更暗。实验1电磁继电器的工作原理由于集成电路允许通过的电流较小，要用白炽灯泡模仿路灯，就要使用继电器来启闭工作电路． 如图所示电磁继电器工作电路，图中虚线框内即为电磁继电器，D为动触点，E为静触点。当线圈 A中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔铁B向下运动，从而带动动触点D向下与E接触，将工作电路接通，当线圈A中电流为零时，电磁铁失去磁性，衔铁B在弹簧作用下拉起，带动触点D与E分离，自动切断工作电路．控制电路的工作原理天较暗时,光敏电阻RG电阻增大，斯密特触发器输入端A电势升高，当升高到一定值，输出端Y由高电平突然跳到低电平，有电流通过线圈A，电磁继电器工作，接通工作电路,使路灯自动开启;天较亮时,光敏电阻RG阻值较小,斯密特触发器输入端A电势较低，则输出端Y 输出高电平,线圈中无电流，工作电路不通；天明后，RG阻值减小，斯密特触发器输入端A电势逐渐降低，降到一定值，输出端 Y突然由低电平跳到高电平，则线圈A不再有电流，则电磁继电器自动切断工作电路的电源，路灯熄灭．实验2．温度报警器上一节我们学习了火灾报警器，它是利用烟雾对光的散射作用，使火灾发出的光引起光敏电阻的阻值变化，从而达到报警的目的．这种设计其敏感性是否值得怀疑，你想过吗？既然发生火灾时,环境温度要升高，我们能不能用温度传感器来
做成火灾报警器呢？试分析其工作原理。温度报警电路如图所示，RT为热敏电阻传感器,常温下阻值为2kΩ左右，R1的最大阻值可取1kΩ到2 kΩ,蜂鸣器可以选用YMD或HMB型，它两端的直流电压为4-6V时会发出鸣叫声。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,使UA<0.8V，此时输出端Y处于3.4V的高电平，蜂鸣器两端的直流电压5-3.4=1.6V,低于蜂鸣器的发声电压，故蜂鸣器不发出报警声。其输出端由高电平跳到0.25V的低电平，蜂鸣器两端的直流电压为4.75V,刚好处于蜂鸣器的发声电压范
围，故蜂鸣器发出报警声。保持R1不变，当温度升高时，热敏电阻RT阻值减小，由上述公式可知UA增大,斯密特触发器输入端A电势升高,当达到某一值(高电平)UA≥1.6V,R1的阻值不同，则报警温度不同． 怎样使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警?要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应减小R1的阻值，R1阻值越小，要使斯密特触发器输入端达到高电平，则热敏电阻阻值RT要求越小，即温度越高．实验2例题 现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干。如图所示，试设计一个温控电路．要求温度低于某一温度时，电炉丝自动通电供热，超过某一温度时，又可以自动断电，画出电路图说明工作过程。 热敏电阻R1与滑动变阻器及电磁继电器构成低压控制电路．分析：（1）电路图如图所示答案：（2）工作过程：闭合S，当温度低于设计值时，热敏电阻阻值大，通过电磁继电器电流小，不能使它工作，K接通电炉丝加热。 当温度达到设计值时，热敏电阻减小到某值，通过电磁继电器的电流达到工作电流，K断开，电炉丝断电，停止供热。 当温度低于设计值，又重复前述过程。该电路可以用于恒温箱、自动孵化器等电炉丝热敏电阻R2R1ESPKA组能力训练题1A. I 变大，U 变大
B. I 变小，U 变小
C. I 变小，U 变大
D. I 变大，U 变小 1.如图是一火警报警的一部分电路示意图。其中R2 为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。当传感器 R2 所在处出现火情时, 显示器的电流I、报警器两端的电压U 的变化情况是（ ） 出现火情时温度升高，R2 减小， R总减小， I总增大，Uab减小， U并减小， IA减小解：BA组能力训练题22.某仪器内部电路如图所示，其中M是一个质量较大的金属块，左右两端分别与金属丝制成的弹簧相连，并套在光滑水平细杆上，a、b、c三块金属片的间隙很小,（b固定在金属块上）。当金属块处于平衡时,两根弹簧均处于原长状态,若将该仪器固定在一辆汽车上,则下列说法正确的是 （ ）
A. 当汽车加速前进时，甲灯亮
B. 当汽车加速前进时，乙灯亮
C. 当汽车刹车时，乙灯亮
D. 当汽车刹车时,甲、乙灯均不亮BA组能力训练题3 3.电动机的自动控制电路如图所示，其中RH为热敏电阻，RL为光敏电阻，当温度升高时，RH的阻值远小于R1；当光照射RL时，其阻值远小于R2，为使电动机在温度升高或受到光照时能自动启动，电路中的虚线框内应选____门逻辑电路；若要提高光照时电动机启动的灵敏度，可以______ R2的阻值
（填“增大”或“减小”）。增大或解见下页为使电动机在温度升高或受到光照时能自动启动,即热敏电阻或光敏电阻的电阻值小时, 输入为1，输出为1，所以是“或门”。因为若要提高光照时电动机启动的灵敏度，需要在光照较小即光敏电阻较大时输入为1，输出为1，所以要增大R2。【解析】A组能力训练题44．随着人们生活质量的提高，自动干手机已进入家庭洗手间，当人将湿手靠近干手机时，机内的传感器便驱动电热器加热，于是有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近干手机能使传感器工作，这是因为
（ ）
A．改变了湿度
B．改变了温度
C．改变了磁场
D．改变了电容D解见下页本题是一道典型的传感器类问题，要求同学们能灵活运用所学知识，分析和解决实际问题的能力. 【解析】很多同学误认为干手机是利用温度或湿度来驱动电热器加热的而误选A或B， 若干手机是利用温度或湿度来驱动电热器加热,那么只要环境因素改变,它便立即工作，与手是否靠近无关，这样干手机就变成了一台烘干机了,表明假设是错误的, 要使之成为干手机必须要在手上做文章。 事实上由于人是电的导体，手可以和其他导体构成电容器，当手靠近时就可以改变电容，相当于连接了一个电容器，可见其内部设置的是一个电容式传感器，当人将湿手靠近干手机时便开始工作，故选D.A组能力训练题55. 图6.4-4是一个简单的磁控防盗报警装置。门的上沿嵌入一小块永磁体M，门框内与M相对的位置嵌入干簧管H，并且将干簧管接入图示的电路.睡觉前连接好电路,当盗贼开门时,蜂鸣器就会叫
起来.请说明它的工作原理. 当门闭着时，永久磁铁使干簧管接通，斯密特触发器输入端与电源负极相连，处于低电平，则输出端为高电平，故蜂鸣器不发声； 当开门时，没有磁铁作用，干簧管不通，斯密特触发器输入端为高电平，则输出端为低电平，则蜂鸣器通电，发声报警（课本P65“问题与练习”1）答：A组能力训练题66. 可以用型号为74LS14的非门集成电路、发光二极管和限流电阻来组成一个逻辑电平检测器，电路如图6.4-5所示。使用时，将检测器的输入端A接到被测点。 请分析：当被测点为高电平时，LED是否发光？低电平时呢？说出道理。(课本P65“问题与练习”2) 当被测点为高电平时，
斯密特触发器输入端A为
高电平，则输出端Y为低
电平,故LED发光; 则输出端Ｙ为高电平，LED不发光。答：当被测点为低电平时，
A即为低电平，A组能力训练题77. 许多楼道灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没有反应。
（1）控制电路中接入了哪几种传感器？
（2）从这几种传感器来的信号，通过一个门电路后进入执行电路。应该使用哪种门电路？(课本P63“问题与练习”1)答： (1)接入了两种传感器：光传感器（通常用的是光敏电阻）；声传感器（通常用的是微型驻极体话筒）.(2)因为点亮楼道灯需要同时具备两个条件,即足够暗的光照和足够大的声音,所以要使用“与门”.B组能力训练题1A如图所示为火警报警装置的部分电路，其中ε为电源电动势，r为电源内阻，R2是半导体热敏电阻传感器，它的电阻阻值随温度升高而减小，R1、R3是定值电阻。a、b两端接报警器。当传感器R2所在处出现火险险情时，与险情出现前相比，a、b
两端电压U________，电流表
中的电流I________（选填
“变大”、“变小”或“不变”）。变小 变大解见下页解析：当传感器R2所在处出现火险险情时，其阻值随温度升高而减小，则路端电压U路= E- I总r减小，即a、b两端电压减小电路的总电阻减小，总电流增大，并联电路电压U并= E-I总(R1 +r) 减小，I3减小，则电流表中的电流I= I总- I3增大。B组能力训练题2如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小．当R所在位置温度升高时 ( )
A．灯泡L1变亮
B．灯泡L2变亮
C．电压表读数增大
D．电源内阻消耗功率减小A解见下页解析： 当热敏电阻R所在位置温度升高时，其阻值减小，外电路电阻减小，电路中的电流I增大，所以灯泡L1变亮，电压表读数减小，灯泡L2两端的电压减小，灯泡L2变暗，所以选项A 正确，选项B、C、D错。B组能力训练题3利用金属导体的电阻随温度变化的特点可以制成电阻温度计。如图甲所示为某种金属导体的电阻R随温度t变化的图线。如果用这个金属导体做成
测温探头，再把它连入图乙所示的
电路中，随着测温探头处待测温度
的变化，电流表的示数也会发生变
化。则在t1~t2温度范围内 （ ）
A.待测温度越高,电流表的示数越大
B.待测温度越高,电流表的示数越小
C.待测温度升高,电流表的示数均匀增大
D.待测温度升高,电流表的示数均匀减小B解见下页解析： 由甲图可知金属导体的电阻R随温度t 的升高而增大，则待测温度越高，电流表的示数越小，选项A错误B正确；由甲图可知电阻R随温度t变化的关系可写成电路中电流随待测温度升高，电流表的示数不是均匀变化的，选项CD错误。B组能力训练题4在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置。电路如图所示，M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM会发生变化,导致S两端的电压U增大而报警．
此时（ ）
A.RM变大，且R越大，U增大越明显
B.RM变大，且R越小，U增大越明显
C.RM变小，且R越大，U增大越明显
D.RM变小，且R越小，U增大越明显C解见下页解析： 报警器两端的电压增大，则说明流过报警器的电流在增大，根据闭合电路欧姆定律可知整个电路的总电阻R总在减小,则可得RM在变小，排除选项A、B；假设R很小，甚至为零（极限法），则传感器部分的电路被短路，故传感器RM的大小变化对S的电压就无影响，则R越大，U增大越明显，故答案为C。排除D项，C项正确。B组能力训练题51. 当前大量使用的磁敏器件是霍尔元件与集成电路制在一起的磁传感器，它有以下两种。
（1）一种是“线性”的。它是将霍尔元件和放大器集成在一个芯片内，其输出的电压与感受到的磁感应强度成正比地连续变化。请你提出一种方案,利用它来测量电流的大小。
（2）另一种叫做“开关型”的，当磁场到一定程度时它才会输出高电平，而在磁场弱到一定程度时输出低电平（或者相反），也就是说，它只能在高、低电平之间跃变。请你提出一种方案，利用它来测量物体的转速。（课本P63“问题与练习”2）(1)设计方案如右下图所示。 答：在C形软铁芯1上绕制线圈2，霍尔传感器3置入铁芯的间隙中，并与数字毫伏表4相连. 线圈中通入的待测电流I越强,铁芯间隙中的磁场强度就
越大，则传感器输出的电压越大。 (2)设计方案如右下图所示。 转动物体1的边缘上嵌入一个小永磁体2，霍尔传感器3固定在近旁，并在计数电路和显示屏4相连。物体每转动一周，传感器就输出一个电压
脉冲，计数显示的数字就增加1。
配合秒表测出在时间t内转动
的周数n，就可以计算出转速。B组能力训练题6图1所示为一根竖直悬挂的不可伸长的轻绳，下端栓一小物块A，上端固定在C点且与一能测量绳的拉力的测力传感器相连。已知有一质量为m0的子弹B沿水平方向以速度v0射入A内（未穿透），接着两者一起绕C点在竖直面内做圆周运动。在各种阻力都可忽略的条件下测力传感器测得绳的拉力F随时间t的变化关系如图2所示。已知子弹射入的时间极短,且图2中t=0为A、B开始以相同速度运动的时刻。根据力学规律和题中（包括图）提供的信息，对反映悬挂系统本身性质的物理量（例如A的质量）及A、B一起运动过程中的守恒量，你能求得哪些定量的结果？用m、m0分别表示A、B的质量，l 表示绳长，
v1、v2分别表示它们在圆周最低、最高点的速度,
F1、F2分别表示运动到最低、最高点时绳的拉力大小,解： 由图2可直接看出，A、B一起做周期性运动，运动周期为T=2t0。根据动量守恒有mv0=（m+m0）v1，根据牛顿定律有：由机械能守恒又有：由图2知，F2=0，F1=Fm，题目由以上各式解得，反映系统性质的物理量是系统总机械能是得 题目第2页B组能力训练题7图1中所示装置可以用来测量硬弹簧（即劲度系数较大的弹簧）的劲度系数k。电源的电动势为E，内阻可忽略不计：滑动变阻器全长为l，重力加速度为g，V为理想电压表。当木板上没有放重物时，滑动变阻器的触头位于图1中a点，此时电压表示数为零。在木板上放置质量为m的重物，滑动变阻器的触头随木板一起下移。由电压表的示数U及其它给定条件，可计算出弹簧的劲度系数k。
（1）写出m、U与k之间所
满足的关系式。
（2）已知E = 1.50V，
l = 12.0 cm，g = 9.80 m/s2。
测量结果如下表：①在图2中给出的坐标纸上利用表中数据描出m－U直线。
②m－U直线的斜率
为 kg/V。
③弹簧的劲度系数
k= N/m。
（保留3位有效数字）如图所示 10.1 1.24×103 解见下页 解： （1） 由欧姆定律 由平衡条件 解得 （2）题目谢谢21世纪教育网（www.21cnjy.com) 中小学教育资源网站 有大把高质量资料？一线教师？一线教研员？
欢迎加入21世纪教育网教师合作团队！！月薪过万不是梦！！
详情请看：
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php
庞 留 根传感器的应用实验传感器的应用实验教学要求
引入新课
实验1 光控开关
电磁继电器的工作原理 控制电路的工作原理
实验2 温度报警器 工作原理 例题
A组能力训练题 1 2 3 4
5（课本P65“问题与练习”1） 6（课本P65“问题与练习”2）
7 （课本P63“问题与练习”1）
B组能力训练题1 2 3 4
5(课本P63“问题与练习”2) 6 7 教学要求1．了解两个实验的基本原理。
2．通过实验，加深对传感器作用的体会，培养自己的动手能力。
教学重点：
1．了解斯密特触发器的工作特点，能够分析光控电路的工作原理。
2．温度报警器的电路工作原理。
教学难点：
光控电路和温度报警器电路的工作原理。引入新课 随着人们生活水平的提高，传感器在工农业生产中的应用越来越广泛，如走廊里的声、光控开关、温度报警器、孵小鸡用的恒温箱、路灯的自动控制、银行门口的自动门等，都用到了传感器．传感器的工作离不开电子电路，传感器只是把非电学量转换成电学量，对电学量的放大，处理均是通过电子元件组成的电路来完成的．这节课我们就来动手组装光控开关或温度报警器。实验1、光控开关如图所示光控电路,用发光二极管LED模仿路灯, RG为光敏电阻，R1的最大电阻为51 kΩ，R2为 330 kΩ，电路原理分析如下： （1）A端的电平计算公式为 白天，光强度较大，光敏电阻RG电阻值较小，调节R1的阻值，使UA<0.8V，此时加在斯密特触发器A端的电压较低，则Y端输出为高电平，发光二极管因截止而不发光； RG的阻值增大到一定值,斯密特触发器的输入端 A的电压上升到某个值（1.6V）,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熄灭，天暗自动开启的目的．当天色暗到一定程度时，（2）要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些还是调小些？为什么？由A端的电平计算公式 可知，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电压达到某个值（如1.6V,就需要RG的阻值达到更大，即天色更暗。实验1电磁继电器的工作原理由于集成电路允许通过的电流较小，要用白炽灯泡模仿路灯，就要使用继电器来启闭工作电路． 如图所示电磁继电器工作电路，图中虚线框内即为电磁继电器，D为动触点，E为静触点。当线圈 A中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔铁B向下运动，从而带动动触点D向下与E接触，将工作电路接通，当线圈A中电流为零时，电磁铁失去磁性，衔铁B在弹簧作用下拉起，带动触点D与E分离，自动切断工作电路．控制电路的工作原理天较暗时,光敏电阻RG电阻增大，斯密特触发器输入端A电势升高，当升高到一定值，输出端Y由高电平突然跳到低电平，有电流通过线圈A，电磁继电器工作，接通工作电路,使路灯自动开启;天较亮时,光敏电阻RG阻值较小,斯密特触发器输入端A电势较低，则输出端Y 输出高电平,线圈中无电流，工作电路不通；天明后，RG阻值减小，斯密特触发器输入端A电势逐渐降低，降到一定值，输出端 Y突然由低电平跳到高电平，则线圈A不再有电流，则电磁继电器自动切断工作电路的电源，路灯熄灭．实验2．温度报警器上一节我们学习了火灾报警器，它是利用烟雾对光的散射作用，使火灾发出的光引起光敏电阻的阻值变化，从而达到报警的目的．这种设计其敏感性是否值得怀疑，你想过吗？既然发生火灾时,环境温度要升高，我们能不能用温度传感器来
做成火灾报警器呢？试分析其工作原理。温度报警电路如图所示，RT为热敏电阻传感器,常温下阻值为2kΩ左右，R1的最大阻值可取1kΩ到2 kΩ,蜂鸣器可以选用YMD或HMB型，它两端的直流电压为4-6V时会发出鸣叫声。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,使UA<0.8V，此时输出端Y处于3.4V的高电平，蜂鸣器两端的直流电压5-3.4=1.6V,低于蜂鸣器的发声电压，故蜂鸣器不发出报警声。其输出端由高电平跳到0.25V的低电平，蜂鸣器两端的直流电压为4.75V,刚好处于蜂鸣器的发声电压范
围，故蜂鸣器发出报警声。保持R1不变，当温度升高时，热敏电阻RT阻值减小，由上述公式可知UA增大,斯密特触发器输入端A电势升高,当达到某一值(高电平)UA≥1.6V,R1的阻值不同，则报警温度不同． 怎样使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警?要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应减小R1的阻值，R1阻值越小，要使斯密特触发器输入端达到高电平，则热敏电阻阻值RT要求越小，即温度越高．实验2例题 现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干。如图所示，试设计一个温控电路．要求温度低于某一温度时，电炉丝自动通电供热，超过某一温度时，又可以自动断电，画出电路图说明工作过程。 热敏电阻R1与滑动变阻器及电磁继电器构成低压控制电路．分析：（1）电路图如图所示答案：（2）工作过程：闭合S，当温度低于设计值时，热敏电阻阻值大，通过电磁继电器电流小，不能使它工作，K接通电炉丝加热。 当温度达到设计值时，热敏电阻减小到某值，通过电磁继电器的电流达到工作电流，K断开，电炉丝断电，停止供热。 当温度低于设计值，又重复前述过程。该电路可以用于恒温箱、自动孵化器等电炉丝热敏电阻R2R1ESPKA组能力训练题1A. I 变大，U 变大
B. I 变小，U 变小
C. I 变小，U 变大
D. I 变大，U 变小 1.如图是一火警报警的一部分电路示意图。其中R2 为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。当传感器 R2 所在处出现火情时, 显示器的电流I、报警器两端的电压U 的变化情况是（ ） 出现火情时温度升高，R2 减小， R总减小， I总增大，Uab减小， U并减小， IA减小解：BA组能力训练题22.某仪器内部电路如图所示，其中M是一个质量较大的金属块，左右两端分别与金属丝制成的弹簧相连，并套在光滑水平细杆上，a、b、c三块金属片的间隙很小,（b固定在金属块上）。当金属块处于平衡时,两根弹簧均处于原长状态,若将该仪器固定在一辆汽车上,则下列说法正确的是 （ ）
A. 当汽车加速前进时，甲灯亮
B. 当汽车加速前进时，乙灯亮
C. 当汽车刹车时，乙灯亮
D. 当汽车刹车时,甲、乙灯均不亮BA组能力训练题3 3.电动机的自动控制电路如图所示，其中RH为热敏电阻，RL为光敏电阻，当温度升高时，RH的阻值远小于R1；当光照射RL时，其阻值远小于R2，为使电动机在温度升高或受到光照时能自动启动，电路中的虚线框内应选____门逻辑电路；若要提高光照时电动机启动的灵敏度，可以______ R2的阻值
（填“增大”或“减小”）。增大或解见下页为使电动机在温度升高或受到光照时能自动启动,即热敏电阻或光敏电阻的电阻值小时, 输入为1，输出为1，所以是“或门”。因为若要提高光照时电动机启动的灵敏度，需要在光照较小即光敏电阻较大时输入为1，输出为1，所以要增大R2。【解析】A组能力训练题44．随着人们生活质量的提高，自动干手机已进入家庭洗手间，当人将湿手靠近干手机时，机内的传感器便驱动电热器加热，于是有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近干手机能使传感器工作，这是因为
（ ）
A．改变了湿度
B．改变了温度
C．改变了磁场
D．改变了电容D解见下页本题是一道典型的传感器类问题，要求同学们能灵活运用所学知识，分析和解决实际问题的能力. 【解析】很多同学误认为干手机是利用温度或湿度来驱动电热器加热的而误选A或B， 若干手机是利用温度或湿度来驱动电热器加热,那么只要环境因素改变,它便立即工作，与手是否靠近无关，这样干手机就变成了一台烘干机了,表明假设是错误的, 要使之成为干手机必须要在手上做文章。 事实上由于人是电的导体，手可以和其他导体构成电容器，当手靠近时就可以改变电容，相当于连接了一个电容器，可见其内部设置的是一个电容式传感器，当人将湿手靠近干手机时便开始工作，故选D.A组能力训练题55. 图6.4-4是一个简单的磁控防盗报警装置。门的上沿嵌入一小块永磁体M，门框内与M相对的位置嵌入干簧管H，并且将干簧管接入图示的电路.睡觉前连接好电路,当盗贼开门时,蜂鸣器就会叫
起来.请说明它的工作原理. 当门闭着时，永久磁铁使干簧管接通，斯密特触发器输入端与电源负极相连，处于低电平，则输出端为高电平，故蜂鸣器不发声； 当开门时，没有磁铁作用，干簧管不通，斯密特触发器输入端为高电平，则输出端为低电平，则蜂鸣器通电，发声报警（课本P65“问题与练习”1）答：A组能力训练题66. 可以用型号为74LS14的非门集成电路、发光二极管和限流电阻来组成一个逻辑电平检测器，电路如图6.4-5所示。使用时，将检测器的输入端A接到被测点。 请分析：当被测点为高电平时，LED是否发光？低电平时呢？说出道理。(课本P65“问题与练习”2) 当被测点为高电平时，
斯密特触发器输入端A为
高电平，则输出端Y为低
电平,故LED发光; 则输出端Ｙ为高电平，LED不发光。答：当被测点为低电平时，
A即为低电平，A组能力训练题77. 许多楼道灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没有反应。
（1）控制电路中接入了哪几种传感器？
（2）从这几种传感器来的信号，通过一个门电路后进入执行电路。应该使用哪种门电路？(课本P63“问题与练习”1)答： (1)接入了两种传感器：光传感器（通常用的是光敏电阻）；声传感器（通常用的是微型驻极体话筒）.(2)因为点亮楼道灯需要同时具备两个条件,即足够暗的光照和足够大的声音,所以要使用“与门”.B组能力训练题1A如图所示为火警报警装置的部分电路，其中ε为电源电动势，r为电源内阻，R2是半导体热敏电阻传感器，它的电阻阻值随温度升高而减小，R1、R3是定值电阻。a、b两端接报警器。当传感器R2所在处出现火险险情时，与险情出现前相比，a、b
两端电压U________，电流表
中的电流I________（选填
“变大”、“变小”或“不变”）。变小 变大解见下页解析：当传感器R2所在处出现火险险情时，其阻值随温度升高而减小，则路端电压U路= E- I总r减小，即a、b两端电压减小电路的总电阻减小，总电流增大，并联电路电压U并= E-I总(R1 +r) 减小，I3减小，则电流表中的电流I= I总- I3增大。B组能力训练题2如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小．当R所在位置温度升高时 ( )
A．灯泡L1变亮
B．灯泡L2变亮
C．电压表读数增大
D．电源内阻消耗功率减小A解见下页解析： 当热敏电阻R所在位置温度升高时，其阻值减小，外电路电阻减小，电路中的电流I增大，所以灯泡L1变亮，电压表读数减小，灯泡L2两端的电压减小，灯泡L2变暗，所以选项A 正确，选项B、C、D错。B组能力训练题3利用金属导体的电阻随温度变化的特点可以制成电阻温度计。如图甲所示为某种金属导体的电阻R随温度t变化的图线。如果用这个金属导体做成
测温探头，再把它连入图乙所示的
电路中，随着测温探头处待测温度
的变化，电流表的示数也会发生变
化。则在t1~t2温度范围内 （ ）
A.待测温度越高,电流表的示数越大
B.待测温度越高,电流表的示数越小
C.待测温度升高,电流表的示数均匀增大
D.待测温度升高,电流表的示数均匀减小B解见下页解析： 由甲图可知金属导体的电阻R随温度t 的升高而增大，则待测温度越高，电流表的示数越小，选项A错误B正确；由甲图可知电阻R随温度t变化的关系可写成电路中电流随待测温度升高，电流表的示数不是均匀变化的，选项CD错误。B组能力训练题4在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置。电路如图所示，M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM会发生变化,导致S两端的电压U增大而报警．
此时（ ）
A.RM变大，且R越大，U增大越明显
B.RM变大，且R越小，U增大越明显
C.RM变小，且R越大，U增大越明显
D.RM变小，且R越小，U增大越明显C解见下页解析： 报警器两端的电压增大，则说明流过报警器的电流在增大，根据闭合电路欧姆定律可知整个电路的总电阻R总在减小,则可得RM在变小，排除选项A、B；假设R很小，甚至为零（极限法），则传感器部分的电路被短路，故传感器RM的大小变化对S的电压就无影响，则R越大，U增大越明显，故答案为C。排除D项，C项正确。B组能力训练题51. 当前大量使用的磁敏器件是霍尔元件与集成电路制在一起的磁传感器，它有以下两种。
（1）一种是“线性”的。它是将霍尔元件和放大器集成在一个芯片内，其输出的电压与感受到的磁感应强度成正比地连续变化。请你提出一种方案,利用它来测量电流的大小。
（2）另一种叫做“开关型”的，当磁场到一定程度时它才会输出高电平，而在磁场弱到一定程度时输出低电平（或者相反），也就是说，它只能在高、低电平之间跃变。请你提出一种方案，利用它来测量物体的转速。（课本P63“问题与练习”2）(1)设计方案如右下图所示。 答：在C形软铁芯1上绕制线圈2，霍尔传感器3置入铁芯的间隙中，并与数字毫伏表4相连. 线圈中通入的待测电流I越强,铁芯间隙中的磁场强度就
越大，则传感器输出的电压越大。 (2)设计方案如右下图所示。 转动物体1的边缘上嵌入一个小永磁体2，霍尔传感器3固定在近旁，并在计数电路和显示屏4相连。物体每转动一周，传感器就输出一个电压
脉冲，计数显示的数字就增加1。
配合秒表测出在时间t内转动
的周数n，就可以计算出转速。B组能力训练题6图1所示为一根竖直悬挂的不可伸长的轻绳，下端栓一小物块A，上端固定在C点且与一能测量绳的拉力的测力传感器相连。已知有一质量为m0的子弹B沿水平方向以速度v0射入A内（未穿透），接着两者一起绕C点在竖直面内做圆周运动。在各种阻力都可忽略的条件下测力传感器测得绳的拉力F随时间t的变化关系如图2所示。已知子弹射入的时间极短,且图2中t=0为A、B开始以相同速度运动的时刻。根据力学规律和题中（包括图）提供的信息，对反映悬挂系统本身性质的物理量（例如A的质量）及A、B一起运动过程中的守恒量，你能求得哪些定量的结果？用m、m0分别表示A、B的质量，l 表示绳长，
v1、v2分别表示它们在圆周最低、最高点的速度,
F1、F2分别表示运动到最低、最高点时绳的拉力大小,解： 由图2可直接看出，A、B一起做周期性运动，运动周期为T=2t0。根据动量守恒有mv0=（m+m0）v1，根据牛顿定律有：由机械能守恒又有：由图2知，F2=0，F1=Fm，题目由以上各式解得，反映系统性质的物理量是系统总机械能是得 题目第2页B组能力训练题7图1中所示装置可以用来测量硬弹簧（即劲度系数较大的弹簧）的劲度系数k。电源的电动势为E，内阻可忽略不计：滑动变阻器全长为l，重力加速度为g，V为理想电压表。当木板上没有放重物时，滑动变阻器的触头位于图1中a点，此时电压表示数为零。在木板上放置质量为m的重物，滑动变阻器的触头随木板一起下移。由电压表的示数U及其它给定条件，可计算出弹簧的劲度系数k。
（1）写出m、U与k之间所
满足的关系式。
（2）已知E = 1.50V，
l = 12.0 cm，g = 9.80 m/s2。
测量结果如下表：①在图2中给出的坐标纸上利用表中数据描出m－U直线。
②m－U直线的斜率
为 kg/V。
③弹簧的劲度系数
k= N/m。
（保留3位有效数字）如图所示 10.1 1.24×103 解见下页 解： （1） 由欧姆定律 由平衡条件 解得 （2）题目谢谢21世纪教育网（www.21cnjy.com) 中小学教育资源网站 有大把高质量资料？一线教师？一线教研员？
欢迎加入21世纪教育网教师合作团队！！月薪过万不是梦！！
详情请看：
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php