2022年高中物理 《傳感器及其應(yīng)用》教案 教科版選修1-1

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1、2022年高中物理 《傳感器及其應(yīng)用》教案 教科版選修1-1 課時(shí)安排：2課時(shí) 教學(xué)目標(biāo)：1．知道什么是傳感器，知道傳感器是由敏感元件、電子線路與控制線路等組成的 2．常見(jiàn)的傳感器工作原理及簡(jiǎn)單應(yīng)用 3．應(yīng)用傳感器知識(shí)解決一些實(shí)際問(wèn)題 本講重點(diǎn)：常見(jiàn)的傳感器工作原理及簡(jiǎn)單應(yīng)用 本講難點(diǎn)：應(yīng)用傳感器知識(shí)解決一些實(shí)際問(wèn)題 考點(diǎn)點(diǎn)撥：1．熱敏電阻的特性 2．光敏電阻的特性 3．力傳感器的應(yīng)用 4．溫度傳感器的應(yīng)用 5．霍爾元件的應(yīng)用 第一課時(shí) 一、考點(diǎn)掃描 知識(shí)整合 1．什么是傳感器？它是怎樣的一類元件？ 2．熱敏電阻和金屬熱電阻是一回事嗎？它們的阻值隨溫

2、度分別怎樣變化？ 3．霍爾電壓UH=__________，式中各量分別表示什么？ 4．光敏電阻有何特性？ 5．傳感器應(yīng)用的一般模式是怎樣的？請(qǐng)畫圖表示。 6．常用的一種力傳感器是由_________和__________組成的，________是一種敏感元件，現(xiàn)在多用半導(dǎo)體材料組成，受壓時(shí)其上表面拉伸，電阻變_____，下表面壓縮，電阻變_____。外力越大，這兩個(gè)表面的電壓差值就越_____。 7．指出以下傳感器應(yīng)用的實(shí)例中，所應(yīng)用的傳感器，或主要元件。 （1）電子秤：_________的應(yīng)用，敏感元件是_________ （2）話筒：_________的應(yīng)用，分_______

3、和_________兩種。 （3）電熨斗：_________的應(yīng)用，敏感元件是_________，作用：控制________的通斷。 （4）電飯鍋：_________的應(yīng)用，敏感元件是_________，作用：控制________的通斷。 （5）測(cè)溫儀：_________的應(yīng)用，測(cè)溫元件是________或_________、________、_________。 （6）鼠標(biāo)器：_________的應(yīng)用，主要元件是________或_________ （7）火災(zāi)報(bào)警器：_________的應(yīng)用，利用煙霧對(duì)____________來(lái)工作的。 二、高考要點(diǎn)精析 （一）熱敏電阻的特性

4、 ☆考點(diǎn)點(diǎn)撥 熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小。與金屬熱電阻的特性相反。 【例1】如圖所示，將多用表的選擇開(kāi)關(guān)置于“歐姆”擋，再將電表的兩支表筆與負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻 Rt（負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻是指阻值隨溫度的升高而減小的熱敏電阻）的兩端相連，這時(shí)表針恰好指在刻度盤的正中間．若往R t上擦一些酒精，表針將向________（填“左”或“右”）移動(dòng)；若用吹風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)吹向電阻，表針將向________（填“左”或“右”）移動(dòng)。 分析：若往R t上擦一些酒精，由于酒精蒸發(fā)吸熱，熱敏電阻R t溫度降低，電阻值增大，所以電流減少，指針應(yīng)向左偏；用吹風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)吹向電阻，電阻R t溫度升高，電阻值減小，電

5、流增大，指針向右偏． 答案：左 右 點(diǎn)評(píng)：歐姆表的表盤刻度最右側(cè)為 0，最左側(cè)為最大值． ☆考點(diǎn)精煉 1．如圖所示，R 1為定值電阻，R 2為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻（負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻是指阻值隨溫度的升高而減小的熱敏電阻），L為小燈泡，當(dāng)溫度降低時(shí)（ ） A．R 1兩端的電壓增大 B．電流表的示數(shù)增大 C．小燈泡的亮度變強(qiáng) D．小燈泡的亮度變?nèi)? （二）光敏電阻的特性 ☆考點(diǎn)點(diǎn)撥 光敏電阻的阻值與光照強(qiáng)度有關(guān)。光照越強(qiáng)，阻值越小。 【例2】如圖所示，R1、R2為定值電阻，L為小燈泡，R3為光敏電阻，當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時(shí)，（

6、） A．電壓表的示數(shù)增大 B．R2中電流減小 C．小燈泡的功率增大 D．電路的路端電壓增大 分析：當(dāng)光強(qiáng)度增大時(shí)，R3阻值減小，外電路電阻隨R3的減小而減小，R1兩端電壓因干路電流增大而增大，同時(shí)內(nèi)電壓增大，故電路路端電壓減小，而電壓表的示數(shù)增大，A項(xiàng)正確， D項(xiàng)錯(cuò)誤；由路端電壓減小，而R1兩端電壓增大知，R2兩端電壓必減小，則R2中電流減小，故B項(xiàng)正確；結(jié)合干路電流增大知流過(guò)小燈泡的電流必增大，則小燈泡的功率增大． 答案：ABC ☆考點(diǎn)精煉 2．如圖所示，將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)置于歐姆檔，再將電表的兩支表筆分別與光敏電阻Rt的兩端相連，這時(shí)表針

7、恰好指在刻度盤的正中間．若用不透光的黑紙將Rt包裹起來(lái)，表針將向_______（填“左”或“右”）轉(zhuǎn)動(dòng)；若用手電筒光照射Rt，表針將向_______（填“左”或“右”）轉(zhuǎn)動(dòng)。 （三）力傳感器的應(yīng)用 ☆考點(diǎn)點(diǎn)撥 力傳感器是將力信號(hào)轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)的元件。 【例3】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(zhǎng)度為L(zhǎng)，兩邊分別有P1、P2兩個(gè)滑動(dòng)頭，P1可在豎直絕緣光滑的固定桿MN上保持水平狀態(tài)而上下自由滑動(dòng)，彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，P1剛好指著A端，P1與托盤固定相連，若P1、P2間出現(xiàn)電壓時(shí)，該電壓經(jīng)過(guò)放大，通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換后在顯示屏上將顯示物體重力的大?。阎獜椈傻膭哦认禂?shù)

8、為k，托盤自身質(zhì)量為m0，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。求： （1）托盤上未放物體時(shí)，在托盤自身重力作用下，P1離A的距離xl． （2）托盤上放有質(zhì)量為m的物體時(shí)，P1離A的距離x2． （3）在托盤上未放物體時(shí)通常先核準(zhǔn)零點(diǎn)，其方法是：調(diào)節(jié)P2，使P2離A的距離也為xl，從而使P1、P2間的電壓為零．校準(zhǔn)零點(diǎn)后，將物體m放在托盤上，試推導(dǎo)出物體質(zhì)量m與P1、P2間的電壓U之間的函數(shù)關(guān)系式． 分析：托盤的移動(dòng)帶動(dòng)P1移動(dòng)，使P1、P2間出現(xiàn)電勢(shì)差，電勢(shì)差的大小反映了托盤向下移動(dòng)距離的大小，由于R為均勻的滑線電阻，則其阻值與長(zhǎng)度成正比． 解：（1）由力的平衡知識(shí)知：

9、 解得 （2）放上重物重新平衡后， 解得 （3）由閉合電路歐姆定律知E=IR 由部分電路歐姆定律：U=IRx 由，其中x為P1、P2間的距離，Rx為P1、P2間的電阻，則 聯(lián)立解得 點(diǎn)評(píng)：在有關(guān)力電傳感器的計(jì)算中，必然涉及電路計(jì)算，注意歐姆定律及分壓原理的應(yīng)用． ☆考點(diǎn)精煉 3．磁場(chǎng)具有能量，磁場(chǎng)中單位體積所具有的能量叫做能量密度，其值為．式中B是磁感應(yīng)強(qiáng)度，是磁導(dǎo)率，在空氣中為一已知常數(shù)．為了近似測(cè)得條形磁鐵磁極端面附近的磁感強(qiáng)度B，一學(xué)生用一根端面面積為A的條形磁鐵吸住一相同面積的鐵片P，再用力將鐵片與磁鐵拉開(kāi)一段微小距離，并測(cè)出拉力F，如圖所示．因?yàn)镕所做的

10、功等于間隙中磁場(chǎng)的能量，所以由此可得磁感應(yīng)強(qiáng)度B與F、A之間的關(guān)系為B=_______ 第二課時(shí) （四）溫度傳感器的應(yīng)用 ☆考點(diǎn)點(diǎn)撥 溫度傳感器是將溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)化為電流這個(gè)電學(xué)量的。 【例4】家用電熱滅蚊器中電熱部分的主要部件是PTC元件，PTC元件是由酞酸鋇等半導(dǎo)體材料制成的電阻器，其電阻率與溫度的關(guān)系如圖所示，由于這種特性，PTC元件具有發(fā)熱、控溫兩重功能，對(duì)此以下說(shuō)法中正確的是（ ） A．通電后其功率先增大后減小 B．通電后其功率先減小后增大 C．當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時(shí)，溫度保持在t1至t2的某一值不變 D．當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時(shí)

11、，溫度保持在t1或t2不變 解析：根據(jù)PTC元件的電阻率隨溫度變化的曲線，可知在常溫下，它的電阻是相當(dāng)小的，通入電流以后，隨著溫度的升高，其電阻率先變小后增大，那么它的功率先變大，后變小，溫度保持在在t1至t2的某一值不變，這時(shí)候電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，如果溫度再升高，電阻率變大，導(dǎo)致電流變小，溫度就會(huì)降下來(lái)；如果溫度降低，電阻率減小，導(dǎo)致電流變大，溫度就會(huì)升上去，所以本題正確答案為A、C。 答案：AC ☆考點(diǎn)精煉 4．一般的電熨斗用合金絲作發(fā)熱元件，合金絲電阻隨溫度t變化的關(guān)系如圖中實(shí)線①所示．由于環(huán)境溫度以及熨燙的衣物厚度、干濕等情況不同，熨斗的散熱功率不同，因而熨斗的溫度可能會(huì)在較大范

12、圍內(nèi)波動(dòng)，易損壞衣物． 有一種用主要成分為BaTiO3被稱為“PTC”的特殊材料作發(fā)熱元件的電熨斗，具有升溫快、能自動(dòng)控制溫度的特點(diǎn)．PTC材料的電阻隨溫度變化的關(guān)系如圖中實(shí)線②所示．試根據(jù)圖線分析： （1）為什么原處于冷態(tài)的PTC熨斗剛通電時(shí)比普遍電熨斗升溫快？ （2）通電一段時(shí)間后電熨斗溫度t自動(dòng)地穩(wěn)定在T_____

13、A和下側(cè)面A′之間會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)磁場(chǎng)不太強(qiáng)時(shí)電勢(shì)差U，電流I和B的關(guān)系為U=k?，式中的比例系數(shù)k稱為霍爾系數(shù)。 霍爾效應(yīng)可解釋如下：外部磁場(chǎng)的洛倫茲力使運(yùn)動(dòng)的電子聚集在導(dǎo)體板的一側(cè)，在導(dǎo)體板的另一側(cè)出現(xiàn)多余的正電荷，從而形成橫向電場(chǎng)，橫向電場(chǎng)對(duì)電子施加與洛倫茲力方向相反的靜電力，當(dāng)靜電力與洛倫茲力達(dá)到平衡時(shí)，導(dǎo)體板上下兩側(cè)之間就會(huì)形成穩(wěn)定的電勢(shì)差。 設(shè)電流I是由電子定向流動(dòng)形成的，電子的平均定向速度為v，電量為e，回答下列問(wèn)題： （1）達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)體板上側(cè)面A的電勢(shì) 下側(cè)面Ａ的電勢(shì)（填高于、低于或等于）。 （2）電子所受的洛倫茲力的

14、大小為 。? （3）當(dāng)導(dǎo)體板上下兩側(cè)之間的電勢(shì)差為U時(shí)，電子所受的靜電力的大小為 ． （4）由靜電力和洛倫茲力平衡的條件，證明霍爾系數(shù)k=，其中n代表導(dǎo)體板單位體積中電子的個(gè)數(shù)。 解析：霍爾效應(yīng)對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是課本里沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)的一個(gè)新知識(shí)，但試題給出了霍爾效應(yīng)的解釋，要求學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上，調(diào)動(dòng)所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題，這實(shí)際上是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)潛能的測(cè)試，具有較好的信度和效度。 （1）首先分析電流通過(guò)導(dǎo)體板時(shí)的微觀物理過(guò)程。由于導(dǎo)體板放在垂直于它的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電流是電子的定向運(yùn)動(dòng)形成的，電流方向從左到右，電子運(yùn)動(dòng)的方向從右到左。根據(jù)左手定則可判斷電子受到

15、的洛侖茲力的方向向上，電子向A板聚集，A1板出現(xiàn)多余的正電荷，所以A板電勢(shì)低于A1板電勢(shì)，應(yīng)填“低于”。 （2）電子所受洛侖茲力的大小為 （3）橫向電場(chǎng)可認(rèn)為是勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度 ，電子所受電場(chǎng)力的大小為 （4）電子受到橫向靜電力與洛倫茲力的作用，由兩力平衡有 e＝evB 可得Ｕ＝h v B 通過(guò)導(dǎo)體的電流強(qiáng)度微觀表達(dá)式為 由題目給出的霍爾效應(yīng)公式 ，有 得 點(diǎn)評(píng)：①該題是帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，但原先只有磁場(chǎng)，電場(chǎng)是在通電后自行形成的，在分析其他問(wèn)題時(shí)，要注意這類情況的出現(xiàn)。②聯(lián)系宏觀量I和微觀量的電流表達(dá)式 是一個(gè)很有用的公式。 ☆考點(diǎn)精煉 5．電磁

16、流量計(jì)廣泛應(yīng)用于測(cè)量可導(dǎo)電流體（如污水）在管中的流量（在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)管內(nèi)橫截面的流體的體積）。為了簡(jiǎn)化，假設(shè)流量計(jì)是如圖7所示的橫截面為長(zhǎng)方形的一段管道，其中空部分的長(zhǎng)、寬、高分別為圖中的a、b、c，流量計(jì)的兩端與輸送液體的管道相連接（圖中虛線）。圖中流量計(jì)的上下兩面是金屬材料，前后兩面是絕緣材料，現(xiàn)于流量計(jì)所在處加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于前后兩面。當(dāng)導(dǎo)電液體穩(wěn)定地流經(jīng)流量計(jì)時(shí)，在管外將流量計(jì)上、下兩表面分別與一串接了電阻R的電流表的兩端連接，I表示測(cè)得的電流值。已知流體的電阻率為ρ，不計(jì)電流表的內(nèi)阻，則可求得流量為 A． B． C． D． 考點(diǎn)精煉

17、參考答案 1．分析：R 2與燈L并聯(lián)后與R1串聯(lián)，與電源構(gòu)成閉合電路，當(dāng)熱敏電阻溫度降低時(shí)，電阻R 2增大，外電路電阻增大，電流表讀數(shù)減小，燈 L電壓增大，燈泡亮度變強(qiáng)，R1兩端電壓減小，故 C正確，其余各項(xiàng)均錯(cuò)． 答案：C 2．簡(jiǎn)析：光敏電阻受光照越強(qiáng)，電阻越小，電流越大，所以將Rt包裹起來(lái)電阻增大，電流減小，指針向左偏，反之向右偏． 答案：左 右 3．簡(jiǎn)析：在用力將鐵片與磁鐵拉開(kāi)一段微小距離的過(guò)程中，拉力F可認(rèn)為不變，因此，F(xiàn)所做的功． 以w表示間隙中磁場(chǎng)的能量密度，則間隙中磁場(chǎng)的能量． 由題給條件得． 故 因?yàn)镕所做的功等于間隙中磁場(chǎng)的能量，即W=E，故有 解得

18、4．答案：（1）冷態(tài)時(shí)PTC電阻很小，電功率很大，所以升溫很快（2）6 7 5．答案：A 三、考點(diǎn)落實(shí)訓(xùn)練 1．利用半導(dǎo)體材料可以制成（ ） A．標(biāo)準(zhǔn)電阻 B．熱敏電阻 C．光敏電阻 D．晶體管 2．下列方法有可能使半導(dǎo)體材料的電阻率減小的是（ ） A．升高半導(dǎo)體的溫度 B．用光照射半導(dǎo)體 C．在半導(dǎo)體中加入微量其它雜質(zhì) D．以上情況都不可能 3．有一電學(xué)元件，溫度升高時(shí)電阻卻大幅度減小，則這種元件可能是（ ） A．金屬導(dǎo)體 B．絕緣體 C．半

19、導(dǎo)體 D．超導(dǎo)體 4．關(guān)于各種材料的電阻率，下列說(shuō)法正確的是（ ） A．純金屬的電阻率較合金的電阻率小 B．把一根長(zhǎng)導(dǎo)線截成兩段，每段的電阻率是原來(lái)的 C．任何材料的電阻率在任何條件下都不可能為零 D．任何材料的電阻率都隨溫度的升高而增大 5．如圖所示是電容式話筒的示意圖，它是利用電容制作的傳感器，話筒的振動(dòng)膜前面鍍有薄薄的金屬層，膜后距膜幾十微米處有一金屬板，振動(dòng)膜上的金屬層和這個(gè)金屬板構(gòu)成電容器的兩極，在兩極間加一電壓U ，人對(duì)著話筒說(shuō)話時(shí)，振動(dòng)膜前后振動(dòng)，使電容發(fā)生變化，導(dǎo)致話筒所在的電路中的其它量發(fā)生變化，使聲音信號(hào)被話筒轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，其中導(dǎo)致電容變

20、化的原因可能是電容器兩板間的（ ） A．距離變化 B．正對(duì)面積變化 C．介質(zhì)變化 D．電壓變化 6．如圖所示是一種延時(shí)開(kāi)關(guān)，當(dāng)S1閉合時(shí)，電磁鐵F將銜鐵D吸下，C線路接通。當(dāng)S1斷開(kāi)時(shí)，由于電磁感應(yīng)作用，D將延遲一段時(shí)間才被釋放。則 A．由于A線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用 B．由于B線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用 C．如果斷開(kāi)B線圈的電鍵S2，無(wú)延時(shí)作用 D．如果斷開(kāi)B線圈的電鍵S2，延時(shí)將變長(zhǎng) 7．如圖所示為一測(cè)定液面高低的傳感器示意圖，A為固定的導(dǎo)體芯，B為導(dǎo)體芯外面的一層絕緣物質(zhì)，C為導(dǎo)電液體，把傳

21、感器接到圖示電路中，已知靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向相同。如果發(fā)現(xiàn)指針正向右偏轉(zhuǎn)，則導(dǎo)電液體的深度h變化為（ ） A．h正在增大 B．h正在減小 C．h不變 D．無(wú)法確定 8．隨著生活質(zhì)量的提高，自動(dòng)干手機(jī)已進(jìn)人家庭。洗手后，將濕手靠近自動(dòng)干手機(jī)，機(jī)內(nèi)的傳感器便驅(qū)動(dòng)電熱器加熱，有熱空氣從機(jī)內(nèi)噴出，將濕手烘干。手靠近干手機(jī)能使傳感器工作，是因?yàn)椋? ） A．改變了濕度 B．改變了溫度 C．改變了磁場(chǎng) D．改變了電容 9．如圖所示為小型電磁繼電器的構(gòu)造示意圖，其中L為含鐵芯的線圈．P為可經(jīng)O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的鐵片，K為彈

22、簧，S為一對(duì)觸頭，A、B、C、D為四個(gè)接線柱．電磁繼電器與傳感器配合，可完成自動(dòng)控制的要求．其工作方式是（ ） A．A與B接信號(hào)電壓，C與D可跟被控電路串聯(lián) B．A與B接信號(hào)電壓，C與D可跟被控電路并聯(lián) C．C與 D接信號(hào)電壓，A與B可跟被控電路串聯(lián) D．C與 D接信號(hào)電壓，A與B可跟被控電路并聯(lián) 10．演示位移傳感器的工作原理如圖所示，物體M在導(dǎo)軌上平移時(shí)，帶動(dòng)滑動(dòng)變阻器的金屬滑桿P，通過(guò)電壓表顯示的數(shù)據(jù)，來(lái)反映物體位移的大小x，假設(shè)電壓表是理想的，則下列說(shuō)法正確的是（ ） A．物體M運(yùn)動(dòng)時(shí)，電源內(nèi)的電流會(huì)發(fā)生變化 B．物體M運(yùn)動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)會(huì)發(fā)生變化 C

23、．物體M不動(dòng)時(shí)，電路中沒(méi)有電流 D．物體M不動(dòng)時(shí)，電壓表沒(méi)有示數(shù) 11．下述儀器或裝置用到傳感器的有__________（填字母代號(hào)） A．自動(dòng)報(bào)警器 B．電子臺(tái)秤 C．電視遙控器 D．紅外線探測(cè)儀 12．為解決樓道的照明問(wèn)題，在樓道內(nèi)安裝一個(gè)傳感器與控制電燈的電路相接。當(dāng)樓道內(nèi)有走動(dòng)而發(fā)出聲響時(shí)，電燈即被電源接通而發(fā)光，這種傳感器為_(kāi)_______傳感器，它輸入的是_________信號(hào)，經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換后，輸出的是_________信號(hào)。 13．光電傳感器利用_________將___________信號(hào)轉(zhuǎn)換成了__________信號(hào)；熱電傳感 器利用_____

24、_______將_________信號(hào)轉(zhuǎn)換成了___________信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的目的。 14．如圖所示，由電源、小燈泡、電阻絲、開(kāi)關(guān)組成的電路中，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S后，小燈泡正常發(fā)光，若用酒精燈加熱電阻絲時(shí)，發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度變化是___________，發(fā)生這一現(xiàn)象的主要原因是________（填字母代號(hào)） A．小燈泡的電阻發(fā)生了變化 B．小燈泡燈絲的電阻率隨溫度發(fā)生了變化 C．電阻絲的電阻率隨溫度發(fā)生了變化 D．電源的電壓隨溫度發(fā)生了變化 圖 12 15．如圖所示為一種加速度儀的示意圖。質(zhì)量為m的振子兩端連有勁度系數(shù)均為k的輕彈簧，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，不計(jì)內(nèi)阻，滑動(dòng)變阻器的總

25、阻值為R，有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)，系統(tǒng)靜止時(shí)滑動(dòng)觸頭位于滑動(dòng)變阻器正中，這時(shí)電壓表指針恰好在刻度盤正中。求： ⑴系統(tǒng)的加速度a（以向右為正）和電壓表讀數(shù)U的函數(shù)關(guān)系式。 ⑵將電壓表刻度改為加速度刻度后，其刻度是均勻的還是不均勻的？為什么？ ⑶若電壓表指針指在滿刻度的3/4位置，此時(shí)系統(tǒng)的加速度大小和方向如何？ 16．某學(xué)生為了測(cè)量一個(gè)物體的質(zhì)量，找到一個(gè)力電轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力（比例系數(shù)為k），如圖所示，測(cè)量時(shí)先調(diào)節(jié)輸入端的電壓，使轉(zhuǎn)換器空載時(shí)的輸出電壓為0；而后在其受壓面上放一物體，即可測(cè)得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓U。 現(xiàn)有下列器材：力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為m0的砝碼、

26、電壓表、滑動(dòng)變阻器、干電池各一個(gè)，開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線若干、待測(cè)物體（可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上）． 請(qǐng)完成對(duì)該物體質(zhì)量的測(cè)量： （1）設(shè)計(jì)一個(gè)電路，要求力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào)。并且使調(diào)節(jié)范圍盡可能大，畫出這一完整的電路（包括力電轉(zhuǎn)換器在內(nèi)） （2）簡(jiǎn)要說(shuō)明測(cè)量步驟，求出比例系數(shù)k，并測(cè)出待測(cè)物體的質(zhì)量m． （3）設(shè)想實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題． 17．現(xiàn)有熱敏電阻、電爐絲、電源、電磁繼電器、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干．如圖所示，試設(shè)計(jì)一個(gè)溫控電路．要求溫度低于某一溫度時(shí)，電爐絲自動(dòng)通電供熱，超過(guò)某一溫度時(shí)，又可以自動(dòng)斷電，畫出電路圖說(shuō)明工作過(guò)程． 考點(diǎn)落實(shí)訓(xùn)練參考答案 1．BCD

27、點(diǎn)撥：標(biāo)準(zhǔn)電阻是幾乎不受溫度影響的電阻，一般是用錳銅合金或鎳銅合金制作的。 2．ABC 3．C點(diǎn)撥：金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度升高而增大，超導(dǎo)體的電阻幾乎為零，半導(dǎo)體（如熱敏電阻）的阻值隨溫度升高而減小。 4．A 點(diǎn)撥：合金的電阻率比純金屬的大，故A正確；金屬電阻率是金屬導(dǎo)體的特性，故B錯(cuò)；超導(dǎo)材料達(dá)到一定低溫時(shí)，其電阻率可達(dá)到零，故C錯(cuò)；半導(dǎo)體（熱敏電阻）的電阻率隨溫度升高而減小，故D錯(cuò)。 5．A 解析：電容式話筒中振動(dòng)膜上的金屬層和這個(gè)金屬板構(gòu)成電容器相當(dāng)于一個(gè)平行板電容器。當(dāng)人對(duì)著話筒說(shuō)話時(shí)，振動(dòng)膜前后振動(dòng)，使兩極板間的距離發(fā)生變化，從而導(dǎo)致電容器的電容發(fā)生變化．所以選A． 6．B

28、C 7．B 點(diǎn)撥：由電源極性及電流方向可知，A、B構(gòu)成的電容器上的電荷量減小，據(jù)，電容C在減小，可推知正對(duì)面積S減小，即h在減小。 8．D 人是導(dǎo)體，可以與其它導(dǎo)體構(gòu)成電容器。手靠近干手機(jī)時(shí)，改變了設(shè)置在干手機(jī)內(nèi)的電容式傳感器的電容，干手機(jī)開(kāi)始工作。能否用濕度和溫度來(lái)驅(qū)使電熱器工作，理論上是可行的，但作為干手機(jī)，這種傳感器的設(shè)置有很大缺陷。干手機(jī)周圍的環(huán)境（如濕度和溫度）一年四季都在變化，與手的靠近無(wú)關(guān)，假如濕度、溫度發(fā)生變化，干手機(jī)就馬上工作，豈不成了“室內(nèi)烘干機(jī)”？故選項(xiàng)D正確。 9．A 分析：由圖可知A、B是電磁繼電器線圈，所以A、B應(yīng)接信號(hào)電壓，線圈隨信號(hào)電壓變化使電磁繼電器

29、相吸或排斥，從而使C、D接通或斷開(kāi)，進(jìn)而起到控制作用．所以選項(xiàng)A正確． 10．B 分析：電壓表為理想電表，則電壓表不分流，故觸頭移動(dòng)時(shí)不會(huì)改變電路的電阻，也就不會(huì)改變電路中的電流，故A錯(cuò)誤；電壓表測(cè)得是觸頭P左側(cè)電阻分得的電壓，故示數(shù)隨物體M的移動(dòng)，亦即觸頭的運(yùn)動(dòng)而變，故B正確，C、D錯(cuò)誤． 11．A、B、C、D 12．聲電；聲；電 13．光敏電阻；光；電；熱敏電阻；溫度；電 14．變暗； C 點(diǎn)撥：電阻絲的電阻率隨溫度的升高而增大，電阻也增大，根據(jù)知，小燈泡的實(shí) 際功率減小，所以變暗。 15．解：（1）當(dāng)振子向左偏離中間位置x距離時(shí)，由牛頓第二定律得

30、① （2分） 電壓表的示數(shù)為 ② （2分） 由以上兩式解得 ③ （2分） （2）均勻，因?yàn)榧铀俣萢與電壓表示數(shù)U是一次函數(shù)（線性關(guān)系）。 （3）當(dāng)滑動(dòng)觸頭滑到最右端時(shí)，電壓表最大示數(shù)，電壓表指針指在滿刻度的3/4位置時(shí)， （2分） 代入③式解得 方向向左。 （2分） 16．分析：（1）力電轉(zhuǎn)換器雖然是一個(gè)全新的儀器，但它與其他所有測(cè)量?jī)x器一樣，有它們的共性，即需要有一個(gè)“調(diào)零”步驟，這個(gè)“調(diào)零”工作的要求就是當(dāng)受壓面上不放物體時(shí)通過(guò)對(duì)輸入電路的輸入電壓的調(diào)節(jié)從而使輸出電壓為零，這就是力電轉(zhuǎn)換器的“調(diào)零”． （2）為了使輸入電路

31、上的電壓可調(diào)節(jié)且調(diào)節(jié)范圍盡可能大一些，可以用滑動(dòng)變阻器組成分壓電路． （3）根據(jù)題給信息“被測(cè)物體質(zhì)量與輸出電壓成正比”，先在受壓面上放質(zhì)量為m0的砝碼，測(cè)出其輸出電壓U0，然后將待測(cè)物體放在受壓面上，測(cè)出其輸出電壓U，根據(jù)兩者的比例關(guān)系，便可得出m． 解：（14分）（1）設(shè)計(jì)的電路圖如圖所示。（4分） （2）測(cè)量步驟與結(jié)果如下： ①閉合開(kāi)關(guān) S，調(diào)節(jié)變阻器的滑片 P，使力電轉(zhuǎn)換 器的輸出電壓為零．（1分） ②將質(zhì)量為m0的砝碼放在力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上，記下此時(shí)的輸出電壓U0．（1分） ③取下砝碼，將待測(cè)物體放在力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上，記下此時(shí)的輸出電壓U。（1分） 由以上測(cè)量可

32、求出比例系數(shù)k及待測(cè)物體的質(zhì)量m 因?yàn)閁0=km0g，所以有： （2分） 又由于U = kmg，所以待測(cè)物體的質(zhì)量為： （2分） （3）實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題有： （3分） ①因電源電壓太小而輸出電壓調(diào)不到零． ②待測(cè)物體的質(zhì)量超過(guò)此力電轉(zhuǎn)換器的量程． （提出其它問(wèn)題，只要合理可酌情給分，答出上面任一條給2分，答全給3分） 17．分析：熱敏電阻R1與滑動(dòng)變阻器及電磁繼電器構(gòu)成低壓控制電路． 答案：（1）電路圖如圖所示 （2）工作過(guò)程：閉合S當(dāng)溫度低于設(shè)計(jì)值時(shí)熱敏電阻阻值大，通過(guò)電磁繼電器電流不能使它工作，K接通電爐絲加熱．當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，熱敏電阻減小到某值，通過(guò)電磁繼電器的電流達(dá)到工作電流，K斷開(kāi)，電爐絲斷電，停止供熱．當(dāng)溫度低于設(shè)計(jì)值，又重復(fù)前述過(guò)程． 點(diǎn)評(píng)：該電路可以用于恒溫箱、自動(dòng)孵化器等，電路設(shè)計(jì)是高中電學(xué)應(yīng)了解的內(nèi)容，對(duì)于培養(yǎng)能力、理論聯(lián)系實(shí)際將起到推動(dòng)作用，也是高考的趨向．