(共24张PPT)
【2012 精品课件】人教版物理选修3-2 第6章第三节实验：传感器的应用
课标定位
学习目标：1.通过动手实验，更深切地体会传感器的作用．
2．培养学生的学习兴趣，激发学生的创新能力．
3．提高学生的实践能力，培养严谨的科学作风．
重点难点：1.对逻辑电路和集成电路的认识．
2．光控开关电路的分析、组装和调试．
3．温度报警器的分析、组装和调试．
4．学生对一些常用电子元器件的理解和使用要点的掌握．
易错问题：对一些电路元件的用途及使用方法不了解而出错．
课堂互动讲练
知能优化训练
第三节
实验：传感器的应用
课前自主学案
课前自主学案
一、实验目的
了解与传感器技术相关的物理知识，练习用传感器制作自动控制装置．
二、实验器材
1．光控开关实验：斯密特触发器、发光二极管、二极管、继电器、灯泡(6 V,0.3 A)、可变电阻R1(最大阻值51 kΩ)、电阻R2(330 Ω)、光敏电阻、集成电路实验板、直流电源(5 V)、导线若干、黑纸．
2．温度报警器实验：斯密特触发器、蜂鸣器、热敏电阻、可变电阻R1(最大阻值1 kΩ)、集成电路实验板、直流电源(5 V)、导线若干、烧杯(盛有热水)．
三、实验原理
1．光控开关
(1)斯密特触发器工作原理
图6－3－1
如图6－3－1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 Ω.
在白天，光强度较大，光敏电阻RG电阻值较小，加在斯密特触发器A端的电压较低，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的阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端A端的电压上升到某个值(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熄灭，天暗自动开启的目的．
说明：要想在天暗时路灯才会亮，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电压达到某个值(1.6 V)，就需要RG的阻值达到更大，即天色更暗．
(2)电磁继电器工作原理
图6－3－2
由于集成电路允许通过的电流较小，要用白炽灯模仿路灯，就要用继电器来启动工作电路．如图6－3－2所示，其中图中虚线框内即为电磁继电器
J,D为动触点，E为静触点．当线圈A中通电时，电磁铁产生磁场，吸引衔铁B向下运动，从而带动触点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在弹簧的作用下拉起，带动触点D与E分离，自动切断工作电路．
(3)控制电路原理
天较亮时，光敏电阻阻值较小，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，当升高到一定值时，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；天明后，电阻RG电阻减小，
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．
说明：(1)在控制电路中之所以并联一只二极管，是为了防止电磁继电器释放衔铁时线圈中的自感电动势损坏集成电路，二极管的存在可以提供自感电流的通路．
(2)二极管具有单向导电性，在电路中不能反接，否则电磁继电器将不能正常工作．
2．温度报警器
图6－3－3
如图6－3－3所示，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)，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．
说明：要使热敏电阻在感测到更低的温度时报警，应增大R1的阻值，R1阻值越大，要使斯密特触发器输入端达到高电平，则热敏电阻阻值要求越大，即温度越低．
四、实验步骤
1．光控开关实验
(1)按照电路图6－3－1将各元件组装到集成电路实验板上．
(2)检查各元件的连接，确保无误．
(3)接通电源，观察强光照射光敏电阻和用黑纸包裹光敏电阻时发光二极管或灯泡的状态．
2．温度报警器实验
(1)按照电路图6－3－3将各元件组装到集成电路实验板上．
(2)检查各元件的连接，确保无误．
(3)接通电源、观察热敏电阻处于常温环境时和置于热水中时，蜂鸣器是否发声．
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6－3－4所示，试设计一个温控电路，要求温度低于某一值时，电炉丝自动通电供热，高于另一值时，又可以自动断电，画出电路图并说明工作过程．
图6－3－4
课堂互动讲练
自动控制电路的设计
例1
【思路点拨】 热敏电阻RT与滑动变阻器及电磁继电器组成低压控制电路．
【精讲精析】 电路图如图6－3－5所示
图6－3－5
当温度低于某一值时，热敏电阻的阻值很大，流过电磁继电器的电流很小，继电器无法吸引衔铁P,K处接通，电炉丝处于加热状态；当温度高于某一值时，热敏电阻的阻值变得很小，通过电磁继电器的电流较大，继电器吸引衔铁P，K处断开，电炉丝停止加热．
【答案】 见精讲精析
【规律总结】 热敏电阻阻值随温度变化，控制电路中电流发生变化，通过改变电磁继电器螺线管的电流来实现控制电路的目的．
工人在锻压机、冲床、钻床等机器上劳动时，稍有不慎就会把手压在里面，造成工伤事故．工厂中大都是利用光电控制设备来避免事故发生的．如图6－3－6所示为光控继电器的示意图,它由电源、光电管(当有光照射时，在阴极K端会放出电子)、放大器、电磁继电器等几部分组成．这样，当工人不慎将手伸入危险区域时，由
自动控制电路的分析
例2
于遮住了光线，光控继电器衔铁立即变化，使机床停止工作，避免事故发生．光控继电器的原理是：当光照射光电管时____________．
图6－3－6
【思路点拨】 光电管的作用是继电器控制电路的通断开关，有光照射时，继电器通电，无光照射时，继电器断电．人对照射到光电管上的光的遮挡作为电路的输入指令．
【精讲精析】 阴极K发射电子，电路中产生电流,经放大器放大后的电流使电磁铁M磁化，将衔铁N吸住；无光照射光电管时，电路中无电流，N自动离开M，右侧电路接通，灯L亮．
【答案】 见精讲精析
【规律总结】 光电路是解题中未学过的新信息,题目把它的原理加以说明，可以考查阅读理解能力，是命题的一种意图．应加强解题的知识积累和提高．分析控制电路的工作原理重点是分析传感器在控制电路中起什么作用或功能．(共37张PPT)
【2012 精品课件】人教版物理选修3-2 第6章第一节传感器及其工作原理
课标定位
学习目标：1.知道什么是传感器．
2．知道什么是光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻以及霍尔元件．
3．知道传感器的工作原理．
重点难点：对传感器工作原理的理解．
核心要点突破
课堂互动讲练
知能优化训练
第一节
传感器及其工作原理
课前自主学案
课前自主学案
一、什么是传感器
1．定义：感受________量，并能把它们按照一定的规律转换为______量，或转换为电路的______的一类元件．
非电学
电学
通断
二、光敏电阻
1．特点：电阻值随光照增强而______．
2．原因分析：光敏电阻由半导体材料制成，无光照时，载流子___，导电性能___；随着光照的增强，载流子______，导电性______．
3．作用：把__________这个光学量转换为______这个电学量．
减小
少
差
增多
增强
光照强度
电阻
三、热敏电阻和金属热电阻
热敏电阻 金属热电阻
特点 电阻率随温度升高而减小 电阻率随温度升高而增大
制作材料 半导体 金属
优点 灵敏度好 化学稳定性好，测温范围大
作用 将温度这个热学量转换为电阻这个电学量
四、霍尔元件
1．组成：在一个很小的矩形半导体薄片上，制作4个电极E、F、M、N,就成为一个霍尔元件．
2．原理：E、F间通入恒定的电流
I，同时外加与薄片垂直的磁场B时,薄片中的载流子就在______力作用下,向着与______和______都垂直的方向漂移，使M、N间出现______ (如图6－1－1所示)．
图6－1－1
磁场
磁场
电流
电压
3．霍尔电压：UH＝______，d为薄片厚度，k为霍尔系数．一个霍尔元件的d、k为定值，若保持I恒定，则UH的变化就与B成______．
4．作用：把____________这个磁学量转换为_____这个电学量．
正比
磁感应强度
电压
核心要点突破
一、对热敏电阻和金属热电阻的理解
1．热敏电阻
图6－1－2
用半导体材料制成，其电阻值随温度变化明显，如图6－1－2所示，(1)为某一热敏电阻的电阻—温度特性曲线．
2．热敏电阻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大的是正温度系数(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．
3．热敏电阻的用途
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)利用不同媒质中热耗散特性的差异测量流量、流速、液面等．
4．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，称为金属热电阻．如图6－1－2中的(2)为金属导线电阻—温度特性曲线．
相比而言，金属热电阻化学稳定性好，测温范围大,而热敏电阻的灵敏度较好．
特别提醒：热敏电阻和金属热电阻都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，但相比而言，金属热电阻的化学稳定性好，测量范围大，而热敏电阻的灵敏度较高．
即时应用 (即时突破，小试牛刀)
1.如图6－1－3为电阻R随温度T变化的图线，下列说法中正确的是( )
图6－1－3
A．图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的
B．图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的
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
解析：选BD.热敏电阻是由半导体材料制成的，其稳定性差，测温范围小，但灵敏度高，其电阻随着温度的升高而减小．金属电阻阻值随温度的升高而增大，图线1是金属电阻，图线2是热敏电阻．
二、霍尔元件
1．霍尔元件
如图6－1－4所示，在一个很小的矩形半导体(例如砷化铟)薄片上，制作四个电极E、F、M、N，就成为一个霍尔元件．
图6－1－4
2．霍尔效应的原理
外部磁场使运动的载流子受到洛伦兹力，在导体板的一侧聚集，在导体板的另一侧会出现多余的另一种电荷，从而形成横向电场；横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力，当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板左右两侧会形成稳定的电压．
特别提醒：判断电势高低时首先明确载流子是正电荷还是负电荷．
即时应用 (即时突破，小试牛刀)
2．霍尔元件能转换哪个物理量( )
A．把温度这个热学量转换成电阻这个电学量
B．把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量
C．把力这个力学量转换成电压这个电学量
D．把光照强弱这个光学量转换成电阻这个电学量
答案：B
如图6－1－5所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当光照射到R3上的光强度增大时( )
A．电压表的示数增大
B．R2中电流减小
C．小灯泡的功率增大
D．电路的路端电压增大
课堂互动讲练
光敏电阻的特性
例1
图6－1－5
【思路点拨】 光敏电阻有随着光照强度的增强而阻值减小的特征，由闭合电路欧姆定律及串并联的分压、分流原理对电路进行动态分析．
【自主解答】 当照射光强度增大时，光敏电阻R3的阻值变小，R3与L串联后再与R2并联的总电阻值变小、干路中总电流变大，R1两端电压变大，A正确；R2两端电压减小，通过R2的电流减小，B正确；总电流变大，通过R2的减小，所以通过小灯泡L的电流变大，灯泡变亮，功率增大，C正确．因为干路中电流变大，内电压变大，路端电压变小，D错误．故选ABC.
【答案】 ABC
【规律总结】 考查光敏电阻，常与直流电路相联系．串并联电路的特点、动态分析成为这一类问题考查的热点内容．
变式训练1 如图6－1－6所示，R3是光敏电阻，当开关S闭合后在没有光照射时，a、b两点等电势，当用光照射电阻R3时，则( )
图6－1－6
A．R3的电阻变小，a点电势高于b点电势
B．R3的电阻变小，a点电势低于b点电势
C．R3的电阻变大，a点电势高于b点电势
D．R3的电阻变大，a点电势低于b点电势
解析：选A.光照射R3时，由光敏电阻特性，R3的电阻变小，所以UR3减小，a点电势升高，即a点电势高于b点电势，A正确．
在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制．如图6－1－7所示电路，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻(温度越高电阻越小),C为电容器．当环境温度降低时( )
热敏电阻的特征
例2
图6－1－7
A．电容器C的带电量增大
B．电压表的读数增大
C．电容器C两板间的电场强度减小
D．R1消耗的功率增大
【答案】 AB
【规律总结】 解此类问题时，R2相当于一个滑动变阻器．要把R2与金属热电阻区别开．
变式训练2 如图6－1－8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．
图6－1－8
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，所以电流减小,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
霍尔元件的特性
例3
图6－1－9
【答案】 (1)evB
(2)证明见精讲精析
变式训练3 如图6－1－10所示是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，对于一个霍尔元件d、k为定值，如果保持电流I恒定，则可以验证UH随B的变化情况．以下说法中正确的是( )
图6－1－10
A．将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，UH将变大
B．在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平
C．在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平
D．改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，UH将发生变化(共16张PPT)
【2012 精品课件】人教版物理选修3-2 第6章本章优化总结
专题归纳整合
章末综合检测
本章优化总结
知识网络构建
知识网络构建
专题归纳整合
传感器的工作原理及常用敏感元件
在电脑的温度传感器材料中有一种特殊的热敏电阻，这种热敏电阻会在特定的温度下电阻阻值发生急剧变化．对于这种热敏电阻，下列说法正确的是( )
A．这种电阻会在温度达到特定数值时使得电路中的电流急剧变小
B．这种电阻会在温度达到特定数值时使得电路中的电流急剧变大
C．这种电阻可以用于特定温度的检测
D．这种电阻可以用于限定较小的温度范围
例1
【精讲精析】 不知道这种热敏电阻的阻值在特定温度下是变大还是变小，所以也就无法知道电路中的电流变大还是变小，选项A、B错误．根据这类热敏电阻的特性，可知选项C、D正确．
【答案】 CD
自控电路的分析方法
传感器问题具有涉及知识点多、综合性强、能力要求高等特点，而传感器的形式又多种多样，原理较难理解，搞清传感器的工作原理是求解问题的关键．
1．感受量分析
要明确传感器所感受的物理量，如力、热、光、磁、声等．
2．输出信号分析
明确传感器的敏感元件，分析它的输入信号及输出信号，以及输入信号与输出信号间的变化规律．
3．电路结构分析
认真分析传感器所在电路的结构，在熟悉常用电子元件工作特点的基础上，分析电路输出信号与输入信号间的规律．
一中学生为“神舟七号”载人飞船设计了一个可测定竖直方向加速度的装置，其原理可简化如图6－1所示，连接在竖直弹簧上的重物与滑动变阻器的滑动头连接，该装置在地面上静止时其电压表的指针指在表盘中央的零刻度处,在零刻度的两侧分别标上对应的正、负加速度值.关于这个装置在“神舟七号”载人飞船发射、运行和回收过程中示数的判断正确的是( )
例2
图6－1
A．飞船在竖直加速升空的过程中，如果电压表的示数为正，则飞船在竖直减速返回地面的过程中，电压表的示数仍为正
B．飞船在竖直加速升空的过程中，如果电压表的示数为正，则飞船在竖直减速返回地面的过程中，电压表的示数为负
C．飞船在圆轨道上运行时，电压表的示数为零
D．飞船在圆轨道上运行时，电压表示数所对应的加速度大小约为9.8 m/s2
【思路点拨】 本题的原理主要是通过弹簧的形变带动滑动变阻器的滑片移动，把加速度大小变化情况转变为电信号的变化．
对A选项，飞船在竖直加速升空的过程中，则加速度向上，电压表的示数为正，当飞船在竖直减速返回地面的过程中，加速度方向仍然向上，所以电压表的示数仍为正．因此A选项正确，B选项错误．
【答案】 AD
【答案】 AD(共40张PPT)
【2012 精品课件】人教版物理选修3-2 第6章第二节传感器的应用
课标定位
学习目标：1.知道传感器应用的一般模式．
2．理解电子秤、电熨斗、火灾报警器的工作原理．
3．了解电饭锅的结构和工作原理．
重点难点：传感器在实际中的应用．
核心要点突破
课堂互动讲练
知能优化训练
第二节
传感器的应用
课前自主学案
课前自主学案
一、传感器应用的一般模式
二、传感器的应用
1．力传感器的应用——电子秤
(1)组成：由金属梁和_______组成．
(2)工作原理：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，下表面的电阻变小，F越大，弯曲形变越大，应变片的阻值变化就越大．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．
应变片
(3)作用：把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量．
2．温度传感器的应用——电熨斗
(1)敏感元件：__________温度传感器．
(2)工作原理：温度变化时，由于双金属片上层金属与下层金属的热膨胀系数不同，双金属片发生形变从而控制电路的通断．
双金属片
3．温度传感器的应用——电饭锅(如图6－2－1)
(1)敏感元件：_____________．
(2)居里温度：感温铁氧体常温下具有______性，温度上升到约_______时，失去铁磁性．这一温度又称为“居里点”．
图6－2－1
感温铁氧体
铁磁
103 ℃
(3)电饭锅工作原理：用手按下开关通电加热，开始煮饭，当锅内加热温度达到103 ℃时，铁氧体失去铁磁性，与永久磁体失去吸引力，被弹簧片弹开，从而推动杠杆使触点开关断开．
4．光传感器的应用——火灾报警器(如图6－2－2)
(1)组成：光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．
(2)工作原理：平时光电三极管收不到LED发出的光，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，其电阻减小．与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报．
图6－2－2
核心要点突破
一、传感器问题分析
1．分析思路
物理传感器是将所感受的物理量(如力、热、光等)转换为便于测量的电学量的器件．我们可以把传感器的应用过程分为三个步骤：
(1)信息采集
(2)信息加工、放大、传输
(3)利用所获得的信息执行某种操作．
2．分析传感器问题要注意四点
(1)感受量分析
要明确传感器所感受的物理量，如力、热、光、磁、声等．
(2)输出信号分析
明确传感器的敏感元件，分析它的输入信号及输出信号，以及输入信号与输出信号间的变化规律．
(3)电路结构分析
认真分析传感器所在的电路结构，在熟悉常用电子元件工作特点基础上，分析电路输出信号与输入信号间的规律．
(4)执行机构工作分析
传感器的应用，不仅包含非电学量如何向电学量转化的过程，还包含根据所获得的信息控制执行机构进行工作的过程．
即时应用 (即时突破，小试牛刀)
1.(2011年潮州高二检测)压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小．一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如图6－2－3甲所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体m，升降机静止时电流表示数为I0.某过程中电流表的示数如图乙所示，则在此过程中( )
图6－2－3
A．物体处于失重状态
B．物体处于超重状态
C．升降机一定向上做匀加速运动
D．升降机可能向下做匀减速运动
解析：选BD.电流表的示数变为2I0且保持不变，说明压敏电阻的阻值比升降机静止时小，压敏电阻所受压力变大，物体处于超重状态，即物体具有向上的加速度，B、D正确，A、C错误．
二、常见传感器的应用实例
1．生活中的传感器
(1)与温度控制相关的家电电器：电饭煲、电冰箱、微波炉、空调、消毒碗柜等，都用到温度传感器．
(2)红外传感器：自动门、家电遥控器、生命探测器、非接触红外测温仪以及防盗、防火报警器等．
(3)照相机中的光传感器和家用便携式电子秤的压力传感器等．
2．生产中的传感器
(1)湿度传感器：判断农田的水分蒸发情况，自动供水或停水．
(2)温度传感器和湿度传感器，可对上百个点进行温度和湿度监测．由于有了十分先进可靠的测试技术,有效地减少了霉变现象．
(3)生产的自动化和半自动化．用机器人、自动化小车、自动机床、各种自动生产线或者系统，代替人完成加工、装配、包装、运输、存储等工作．各种传感器使生产的自动运行保持在最佳状态，以确保产品质量，提高效率和产量，节约原材料等．
(4)在数控机床中的位移测量装置，就是利用高精度位移传感器进行位移测量，从而实现对零部件的精密加工．
3．航天中的传感器
在航空、航天技术领域，传感器应用得较早，也应用得较多，在运载火箭、载人飞船中，都应用了大量的传感器供遥测和遥控系统使用．这些传感器对控制航天器的姿态、接收和发送信息、收集太空数据等都有重要作用．在载人飞船中还使用一类测量航天员各种生理状况的生理传感器，如测量血压、心电图、体温等．
即时应用 (即时突破，小试牛刀)
2．(2011年威海高二检测)“嫦娥二号”卫星上装有8种24件探测仪器，其中可能有( )
A．味觉传感器 B．气体传感器
C．听觉传感器 D．视觉传感器
解析：选D.“嫦娥二号”月球卫星是为探测月球而发射的在轨卫星，而月球上无气体，所以不需要气体传感器和听觉传感器，当然也用不到味觉传感器,真正需要的是为月球“画像”的视觉传感器——立体相机．
如图6－2－4所示是一种测量血压的压力传感器在工作时的示意图．薄金属片P固定有4个可以形变的电阻R1、R2、R3、R4，如图乙．图甲是它的侧面图，这4个电阻连成的电路如图丙所示,试回答下列问题：
课堂互动讲练
力传感器的应用
例1
图6－2－4
(1)开始时金属片中央O点未加任何压力，欲使电压表无示数，则4个电阻应满足怎样的关系？
(2)当O点加一个压力F后发生形变，这时4个电阻也随之发生形变，形变后各电阻阻值大小如何变化？
【思路点拨】 电压表无示数也就是A、B两点等电势，即R1与R2的分压情况和R3与R4的分压情况完全相同．
(2)当O点加垂直于金属片的压力后，金属片发生形变，由于电阻是固定在金属片上的，因此R1、R4被拉长，R2、R3被拉宽，即R1、R4增大，R2、R3减小，这时A、B两点电势不再相等．
【规律总结】 分析传感器类问题，一要注意传感器感受到的是何物理量，二要注意敏感元件输出哪种电信号．
变式训练1 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6－2－5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，电流表示数如图乙所示，下列判断正确的是( )
图6－2－5
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
解析：选D.由小球受力可知：a∝FN，又因为压敏电阻的阻值随压力增大而减小，而电流增大，则I的大小反映了a的大小，所以0～t1内I不变，小车做匀加速运动，t1～t2内小车加速度增大，t2～t3内小车做匀加速运动．
如图6－2－6所示，甲为在温度为10 ℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R1＝20 kΩ、R2＝10 kΩ、R3＝40 kΩ，Rt为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示,
a、b端电压Uab≤0时，电压鉴别器会令开关S接触,恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当a、b端电压Uab＞0时，电压鉴别器会令开关S断开，停止加热，则恒温箱内的温度可保持在( )
温度传感器的应用
例2
图6－2－6
A．10 ℃ B．20 ℃
C．35 ℃ D．45 ℃
【思路点拨】 由题可知，Uab＝0是电热丝加热和停止加热的临界状态，根据串联分压知识可求得Uab＝0时Rt的阻值，然后由乙图读出对应的温度．
【答案】 C
【规律总结】 本题利用热敏电阻为传感器，将温度变化的信号转化为电信号，结合电子线路来控制加热电器．正确的电路分析、计算及看懂热敏电阻的电阻值随温度变化的曲线，是解决本类习题的关键．
变式训练2 如图6－2－7所示为用热敏电阻R和继电器L等组成的一个简单的恒温控制电器，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小．电源甲与继电器、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( )
图6－2－7
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：选BD.当温度升高时，热敏电阻的阻值减小,通过电磁继电器螺线管的电流增大，磁性增强，吸下金属片，触点接通，所以应把恒温箱内的加热器接在A、B端．
光传感器的应用
例3
如图6－2－8所示为一实验中利用光电脉冲测量车速和行程的装置示意图．A为光源，B为光电接收器，A、B均固定在车身上，C为小车的车轮，D为与C同轴相连的齿轮．车轮转动时，A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被B接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示．若实验显示单位时间内脉冲数为n，累计脉冲数为N，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量和数据是________；小车速度的表达式为v＝________；行程的表达式为s＝______.
图6－2－8
【精讲精析】 这是一道以实际问题为背景的实验题，显然无法通过迁移课本实验中的方法来解决．但是题目给出了装置图，该图及题文中的相关说明给我们一定提示，光束原来是连续的，是转动的齿轮使光束变为脉冲，因此脉冲情况必定与齿轮(或车轮)的转动有关，也就与速度和行程有关．
【规律总结】 本题的理论依据是最基本的匀速运动中的速度、时间与位移的关系及角速度与线速度的关系，关键是将测量量与运动速度、时间和行程关联起来．
这类题目是物理知识在实际中的应用，要很好的解答就要善于知识的迁移，对学生提出了更高的要求．对此，我们只能要求学生关注周围的事物，经常想一想它们工作的原理与物理知识的关系，扩大眼界，开阔思路．
变式训练3 如图6－2－9所示，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，发光越强)，且R与D距离不变，下列说法中正确的是( )
图6－2－9
A．当滑动触头向左移动时，L消耗的功率增大
B．当滑动触头向左移动时，L消耗的功率减小
C．当滑动触头向右移动时，L消耗的功率可能不变
D．无论怎样移动滑动触头，L消耗的功率不变
解析：选A.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，光敏电阻的电阻变小，所以电流变大，则L的功率变大．
