《2019-2020學(xué)年高中物理 第三章 傳感器 第三節(jié) 第四節(jié) 傳感器的應(yīng)用 用傳感器制作自控裝置學(xué)案 粵教版選修3-2》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020學(xué)年高中物理 第三章 傳感器 第三節(jié) 第四節(jié) 傳感器的應(yīng)用 用傳感器制作自控裝置學(xué)案 粵教版選修3-2（15頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第三節(jié) 傳感器的應(yīng)用 第四節(jié) 用傳感器制作自控裝置 [學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求]　 物理觀念：了解傳感器在日常生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用． 科學(xué)探究：1.通過實(shí)驗(yàn)或演示實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)傳感器在技術(shù)或生產(chǎn)中的應(yīng)用.2.能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的傳感器應(yīng)用電路． 科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過對(duì)傳感器原理及應(yīng)用的了解，體會(huì)所學(xué)知識(shí)在實(shí)際應(yīng)用中的價(jià)值，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣并培養(yǎng)正確的科學(xué)態(tài)度． 一、傳感器的應(yīng)用 1．生活中的傳感器 電飯煲、電冰箱、微波爐、空調(diào)機(jī)、消毒碗柜等與溫度控制相關(guān)的家用電器，幾乎都要用到溫度傳感器；自動(dòng)門、家電遙控器、生命探測(cè)器、非接觸紅外測(cè)溫儀以及防盜、防火報(bào)警器等，均使用了紅外線傳感器；另外還有照相機(jī)中的

2、光敏傳感器、家用便攜式電子秤的壓力傳感器等． 2．農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的傳感器 無人管理的自動(dòng)灌溉系統(tǒng)利用了濕度傳感器；自動(dòng)化溫室種植中，溫室的自動(dòng)控溫就是在溫度傳感器的幫助下實(shí)現(xiàn)的；現(xiàn)代糧庫采用了溫度傳感器和濕度傳感器． 3．工業(yè)生產(chǎn)中的傳感器 生產(chǎn)安全中，如將一種埋入式光纖傳感器安置在大橋或水壩中，隨時(shí)可以監(jiān)測(cè)大橋或水壩的裂痕等安全隱患；在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，如數(shù)控機(jī)床中的位移測(cè)量裝置就是利用高精度位移傳感器(如光柵傳感器)進(jìn)行位移測(cè)量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)零部件的精密加工． 4．飛向太空的傳感器 在運(yùn)載火箭、載人飛船中，應(yīng)用傳感器供遙測(cè)和遙控系統(tǒng)使用；對(duì)宇航員各種生理狀況的測(cè)量有生理傳感器，如測(cè)量血

3、壓、心電圖、體溫等． 二、用傳感器制作自控裝置 課題：應(yīng)用光敏電阻制作光控自動(dòng)照明燈電路 圖1 實(shí)驗(yàn)器材 二極管VD、晶閘管VS、光敏電阻RG、電阻R(7.5MΩ)、燈泡L. 實(shí)驗(yàn)原理 由晶閘管VS與電燈L構(gòu)成主回路，控制回路由R與RG組成的分壓器及二極管VD構(gòu)成，如圖1所示． (1)當(dāng)白天自然光線較強(qiáng)時(shí)，光敏電阻呈低電阻，與R分壓后使晶閘管VS門電極處于低電平，VS關(guān)斷． (2)當(dāng)夜幕降臨時(shí)，照在RG上的自然光線減弱，RG呈高阻，使VS的門電極處于高電平，VS獲正向觸發(fā)電壓而導(dǎo)通，燈L亮． (3)改變R的阻值，即改變其與RG的分壓比，可調(diào)整電路的起控點(diǎn)． 1．判

4、斷下列說法的正誤． (1)電子秤中的應(yīng)變片的電阻隨形變大小而變化．(　√　) (2)電熨斗和電飯鍋都是利用雙金屬片控制電路通斷的．(　×　) (3)火災(zāi)報(bào)警器中的光電三極管的電阻隨光照的增強(qiáng)而變小．(　√　) (4)利用紅外線敏感元件可以實(shí)現(xiàn)無接觸測(cè)溫．(　√　) 2．電子打火機(jī)的點(diǎn)火原理是壓電效應(yīng)，壓電片在受壓時(shí)會(huì)在兩側(cè)形成電壓且電壓大小與壓力近似成正比．現(xiàn)有一利用壓電效應(yīng)制造的電梯加速度傳感器，如圖2所示．壓電片安裝在電梯地板下，電壓表與壓電片構(gòu)成閉合回路用來測(cè)量壓電片兩側(cè)形成的電壓．若發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大，則電梯加速度一定________(填“向上”或“向下”)，電梯可能____

5、____(填“加速”或“減速”)下降． 圖2 答案　向上　減速 一、傳感器的應(yīng)用分析 1．傳感器的應(yīng)用步驟 (1)信息采集． (2)信息加工、放大、傳輸． (3)利用所獲得的信息執(zhí)行某種操作． 2．分析傳感器應(yīng)注意的四個(gè)分析 (1)檢測(cè)量分析：要明確傳感器所檢測(cè)的量，如力、熱、光、磁、聲等． (2)敏感元件分析：明確傳感器的敏感元件，分析它的輸入信號(hào)及輸出信號(hào)以及輸入信號(hào)與輸出信號(hào)間的變化規(guī)律． (3)電路結(jié)構(gòu)分析：認(rèn)真分析傳感器所在的電路結(jié)構(gòu)，在熟悉常用電子元件工作特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，分析電路輸出信號(hào)與輸入信號(hào)間的規(guī)律． (4)執(zhí)行機(jī)構(gòu)分析：分析非電學(xué)量與電學(xué)量之間

6、的轉(zhuǎn)換過程，分析根據(jù)所獲得的信息控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作的過程． 例1　如圖3甲所示為一測(cè)量硫化鎘光敏電阻特性的實(shí)驗(yàn)電路，電源電壓恒定．電流表內(nèi)阻不計(jì)，開關(guān)閉合后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使小燈泡發(fā)光亮度逐漸增強(qiáng)，測(cè)得流過電阻的電流和光強(qiáng)的關(guān)系曲線如圖乙所示，試根據(jù)這一特性用圖丙中給定的器材設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)光控電路并寫出控制過程． 圖3 答案　見解析 解析由光敏電阻的特性曲線可以看出，當(dāng)入射光增強(qiáng)時(shí)，光敏電阻的阻值減小，流過光敏電阻的電流增大．根據(jù)題意設(shè)計(jì)的自動(dòng)光控電路如圖所示．控制過程：當(dāng)有光照射時(shí)，光電流經(jīng)過放大器輸出一個(gè)較大的電流，驅(qū)動(dòng)電磁繼電器吸引銜鐵使兩個(gè)觸點(diǎn)斷開，當(dāng)無光照射

7、時(shí)，光電流減小，放大器輸出電流減小，電磁繼電器釋放銜鐵，使兩個(gè)觸點(diǎn)閉合，控制電路接通，燈開始工作． 二、傳感器應(yīng)用的實(shí)例分析 1．溫度傳感器的應(yīng)用 (1)電熨斗 ①構(gòu)造(如圖4所示) 圖4 ②敏感元件：雙金屬片． ③工作原理：溫度變化時(shí)，由于雙金屬片上層金屬與下層金屬的膨脹系數(shù)不同，雙金屬片發(fā)生彎曲從而控制電路的通斷． (2)電飯鍋 ①構(gòu)造(如圖5所示) 圖5 ②敏感元件：感溫鐵氧體． ③工作原理 (i)居里溫度：感溫鐵氧體常溫下具有鐵磁性，溫度上升到約103℃時(shí)，失去鐵磁性，這一溫度稱為該材料的“居里溫度”． (ii)自動(dòng)斷電原理：用手按上開關(guān)通電加熱

8、，開始煮飯，當(dāng)鍋內(nèi)加熱溫度達(dá)到103℃時(shí)，鐵氧體失去磁性，與永久磁鐵失去吸引力，被彈簧片彈開，從而推動(dòng)杠桿使觸點(diǎn)開關(guān)斷開． 2．力傳感器的應(yīng)用——電子秤 (1)組成：由金屬梁和應(yīng)變片組成． (2)工作原理：如圖6所示，彈簧鋼制成的梁形元件右端固定，在梁的上下表面各貼一個(gè)應(yīng)變片，在梁的自由端施力F，則梁發(fā)生彎曲，上表面拉伸，下表面壓縮，上表面應(yīng)變片的電阻變大，下表面的電阻變小．F越大，彎曲形變?cè)酱?，?yīng)變片的電阻變化就越大．如果讓應(yīng)變片中通過的電流保持恒定，那么上表面應(yīng)變片兩端的電壓變大，下表面應(yīng)變片兩端的電壓變小．傳感器把這兩個(gè)電壓的差值輸出．外力越大，輸出的電壓差值也就越大，由電壓差值的

9、大小，即可得到外力F的大?。? 圖6 3．光傳感器的應(yīng)用——火災(zāi)報(bào)警器 如圖7所示為利用煙霧對(duì)光的散射來工作的一種火災(zāi)報(bào)警器，其工作原理： 圖7 帶孔的罩子內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板．平時(shí)，光電三極管收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)．煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后對(duì)光有散射作用，使部分光線照射到光電三極管上，其電阻變?。c傳感器連接的電路檢測(cè)出這種變化，就會(huì)發(fā)出警報(bào)． 例2　如圖8所示是電飯煲的電路圖，S1是一個(gè)溫控開關(guān)，手動(dòng)閉合后，當(dāng)此開關(guān)溫度達(dá)到居里點(diǎn)(103℃)時(shí)，會(huì)自動(dòng)斷開．S2是一個(gè)自動(dòng)溫控開關(guān)，當(dāng)溫度低于70℃時(shí)，會(huì)自動(dòng)閉合；溫度高于80℃時(shí)，會(huì)自動(dòng)斷開

10、．紅燈是加熱時(shí)的指示燈，黃燈是保溫時(shí)的指示燈．分流電阻R1＝R2＝500Ω，加熱電阻絲R3＝50Ω，兩燈的電阻不計(jì)． 圖8 (1)分析電飯煲的工作原理； (2)計(jì)算加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯煲消耗的電功率之比； (3)簡(jiǎn)要回答，如果不閉合開關(guān)S1能將飯煮熟嗎？ 答案　見解析 解析　(1)接上電源，S2自動(dòng)閉合，同時(shí)手動(dòng)閉合S1，這時(shí)黃燈短路，紅燈亮，電飯煲處于加熱狀態(tài)，加熱到80℃時(shí)，S2自動(dòng)斷開，S1仍閉合；飯煮熟后，溫度升高到103℃時(shí)，S1自動(dòng)斷開，黃燈亮，電飯煲處于保溫狀態(tài)，由于散熱，待溫度降至70℃時(shí)，S2自動(dòng)閉合，電飯煲重新加熱，溫度達(dá)到80℃時(shí)，S2又自動(dòng)斷開，再

11、次處于保溫狀態(tài)，如此循環(huán)． (2)加熱時(shí)電飯煲消耗的電功率P1＝，保溫時(shí)電飯煲消耗的電功率P2＝，兩式中R并＝＝Ω＝Ω，故＝＝＝. (3)如果不閉合S1，開始時(shí)S2是閉合的，R1短路，功率為P1；當(dāng)溫度上升到80℃時(shí)，S2自動(dòng)斷開，功率降為P2；溫度降低到70℃，S2自動(dòng)閉合……溫度只能在70～80℃之間變化，不能將飯煮熟． 三、用溫度傳感器制作自動(dòng)報(bào)警裝置的設(shè)計(jì) 例3　傳感器擔(dān)負(fù)著信息的采集任務(wù)，在自動(dòng)控制中發(fā)揮著重要作用，傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹?如溫度、光、聲等)轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量的量(通常是電學(xué)量)，例如熱敏傳感器，主要是應(yīng)用了半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻，某熱敏電阻RT阻值隨溫度變

12、化的圖線如圖9甲所示，圖乙是由該熱敏電阻RT作為傳感器制作的簡(jiǎn)單自動(dòng)報(bào)警器線路圖． 圖9 (1)為了使溫度過高時(shí)報(bào)警器鈴響，c應(yīng)接在__________(填“a”或“b”)處． (2)若要使啟動(dòng)報(bào)警的溫度提高些，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向________(填“左”或“右”)移動(dòng)． (3)如果在調(diào)試報(bào)警器達(dá)到最低報(bào)警溫度時(shí)，無論如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P都不能使報(bào)警器工作，且電路連接完好，各電路元件都能處于工作狀態(tài)，則造成工作電路不能正常工作的原因可能是___________________________________________________________________

13、__． 答案　(1)a　(2)左　(3)電源提供電壓太小，以至于電磁鐵磁性太弱或彈簧勁度系數(shù)太大 解析(1)熱敏電阻RT在溫度升高時(shí)阻值變小，電路中電流變大，電磁鐵磁性增強(qiáng)，把右側(cè)銜鐵吸引過來，與a接觸，故c應(yīng)接在a處． (2)為使啟動(dòng)報(bào)警的溫度提高，則應(yīng)使電路中電阻更大，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)左移． 1．(溫度傳感器的應(yīng)用)傳感器的種類多種多樣，其性能也各不相同，空調(diào)機(jī)在室內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定的溫度后，會(huì)自動(dòng)停止工作，空調(diào)機(jī)內(nèi)使用的傳感器是(　　) A．生物傳感器 B．紅外傳感器 C．溫度傳感器 D．壓力傳感器 答案　C 2．(力傳感器的應(yīng)用)壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增

14、大而減小，在升降機(jī)中將重物放在壓敏電阻上，壓敏電阻接在如圖10甲所示的電路中，電流表示數(shù)變化如圖乙所示，某同學(xué)根據(jù)電流表的示數(shù)變化情況推斷升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，下列說法中正確的是(　　) 圖10 A．0～t1時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)一定勻速運(yùn)動(dòng) B．0～t1時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)可能減速上升 C．t1～t2時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)可能勻速上升 D．t1～t2時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)可能勻加速上升 答案　B 解析　在0～t1時(shí)間內(nèi)，電流恒定，表明壓敏電阻的阻值恒定，則重物對(duì)壓敏電阻的壓力恒定，則升降機(jī)可能處于靜止、勻速運(yùn)動(dòng)或勻變速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確；t1～t2時(shí)間內(nèi)，電流在增加，表明壓敏電阻的阻值在

15、減小，則重物對(duì)壓敏電阻的壓力在增大，重物的加速度是變化的，故不可能做勻速運(yùn)動(dòng)或勻加速運(yùn)動(dòng)，C、D選項(xiàng)錯(cuò)誤． 3.(電容式傳感器的應(yīng)用)如圖11所示是一個(gè)測(cè)定液面高度的傳感器，在導(dǎo)線芯的外面涂上一層絕緣物質(zhì)，放在導(dǎo)電液中，導(dǎo)線芯和導(dǎo)電液構(gòu)成電容器的兩極．把這兩極接入外電路，當(dāng)外電路中的電流變化顯示電容值增大時(shí)，則導(dǎo)電液的深度h變化為(　　) 圖11 A．h增大B．h減小C．h不變D．無法確定 答案　A 解析　由題意知，導(dǎo)線芯和導(dǎo)電液構(gòu)成電容器的兩極，類似于平行板電容器的兩極．當(dāng)液面高度發(fā)生變化時(shí)相當(dāng)于兩極板正對(duì)面積發(fā)生變化，會(huì)引起電容的變化．與平行板電容器類比可得，導(dǎo)電液體深度h增

16、大時(shí)，導(dǎo)線芯和導(dǎo)電液正對(duì)面積增大，電容器的電容值變大． 一、選擇題 考點(diǎn)一　溫度傳感器的應(yīng)用 1．當(dāng)出現(xiàn)某疫情時(shí)，在機(jī)場(chǎng)、車站等交通出入口，使用紅外線熱像儀，紅外線熱像儀通過紅外線遙感，可檢測(cè)出經(jīng)過它時(shí)的發(fā)熱病人，從而可以有效控制疫情的傳播．關(guān)于紅外線熱像儀，下列說法正確的是(　　) A．選擇紅外線進(jìn)行檢測(cè)，主要是因?yàn)榧t外線具有熒光效應(yīng) B．紅外線熱像儀通過發(fā)射紅外線照射人體來檢測(cè) C．紅外線熱像儀同時(shí)還具有殺菌作用 D．一切物體都能發(fā)射紅外線，而且物體在不同溫度下發(fā)射的紅外線的頻率和強(qiáng)度不同 答案　D 解析　紅外線熱像儀是根據(jù)物體發(fā)射的紅外線的頻率和強(qiáng)度不同而工作的，故

17、D正確． 2．(多選)如圖1所示是自動(dòng)調(diào)溫式電熨斗的結(jié)構(gòu)圖，下列說法正確的是(　　) 圖1 A．常溫時(shí)上下觸點(diǎn)是接觸的 B．雙金屬片溫度升高時(shí)，上金屬片形變較大，雙金屬片將向下彎曲 C．原來溫度控制在80℃斷開電源，現(xiàn)要求60℃斷開電源，應(yīng)使調(diào)溫旋鈕下移一些 D．由熨燙絲綢衣物狀態(tài)轉(zhuǎn)化為熨燙棉麻衣物狀態(tài)，應(yīng)使調(diào)溫旋鈕下移一些 答案　ABD 解析　常溫時(shí)，上下觸點(diǎn)是接通的，當(dāng)溫度升高時(shí)，上層金屬片形變大，向下彎曲，切斷電源，切斷溫度要升高則應(yīng)使調(diào)溫旋鈕下移一些，A、B、D對(duì)，C錯(cuò)． 考點(diǎn)二　光傳感器的應(yīng)用 3．(多選)(2017·濟(jì)寧市高二檢測(cè))如圖2所示為某商廈安裝的光

18、敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)器的示意圖．其中A為光源，B為由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的勻速運(yùn)行的自動(dòng)扶梯，R1為光敏電阻，R2為定值電阻．每當(dāng)扶梯上有顧客經(jīng)過，擋住由A射向R1的光線時(shí)，計(jì)數(shù)器就計(jì)數(shù)一次．此計(jì)數(shù)器的基本工作原理是(　　) 圖2 A．當(dāng)有光照射R1時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得低電壓 B．當(dāng)有光照射R1時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得高電壓 C．信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計(jì)數(shù)一次 D．信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計(jì)數(shù)一次 答案　BC 解析　當(dāng)光照射R1時(shí)，R1阻值減小，R總減小，電源電壓不變，故電路中的電流增大，R2是定值電阻，U2＝IR2，R2兩端電壓增大，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得高電壓，A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)有人

19、時(shí)信號(hào)處理系統(tǒng)獲得低電壓，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次，C正確，D錯(cuò)誤． 4.如圖3所示，機(jī)器人裝有作為眼睛的“傳感器”，猶如大腦的“控制器”，以及可以行走的“執(zhí)行器”，在它碰到障礙物前會(huì)自動(dòng)避讓并及時(shí)轉(zhuǎn)彎．下列有關(guān)該機(jī)器人“眼睛”的說法中正確的是(　　) 圖3 A．力傳感器 B．光傳感器 C．溫度傳感器 D．聲音傳感器 答案　B 解析　遇到障礙物會(huì)繞開，說明它是光傳感器，故選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤． 5．為了節(jié)約能源，合理適時(shí)地使用路燈，要求夜晚亮、白天熄，利用半導(dǎo)體的某種特性制成自動(dòng)點(diǎn)亮熄滅的裝置，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制．這是利用半導(dǎo)體的(　　) A．壓敏性 B．光敏性 C．熱敏性 D．

20、三種特性都利用了 答案　B 解析　由題意可知，這一裝置要對(duì)光敏感，能區(qū)分白天(光線強(qiáng))與夜晚(光線暗)，所以選項(xiàng)B正確；雖然白天與夜晚溫度也不相同，但溫度除與晝夜有關(guān)外，還與季節(jié)有關(guān)，因此C錯(cuò)誤；燈的亮熄與壓力無關(guān)，A、D錯(cuò)誤． 考點(diǎn)三　力傳感器的應(yīng)用 6．關(guān)于電子秤中應(yīng)變式力傳感器的說法正確的是(　　) A．應(yīng)變片是由導(dǎo)體材料制成的 B．當(dāng)應(yīng)變片的表面拉伸時(shí)，其電阻變大；反之變小 C．傳感器輸出的是應(yīng)變片電壓 D．外力越大，輸出的電壓差值越小 答案　B 解析　應(yīng)變片是由半導(dǎo)體材料制成的，A錯(cuò)誤；應(yīng)變片的表面拉伸時(shí)，R變大，應(yīng)變片壓縮時(shí)，R變小，B正確；傳感器輸出的是應(yīng)變片

21、兩個(gè)電壓的差值，外力越大，輸出電壓差值越大，C、D錯(cuò)誤． 7．(多選)壓敏電阻的阻值會(huì)隨所受壓力的增大而減?。煌瑢W(xué)利用壓敏電阻設(shè)計(jì)了判斷升降機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置，如圖4甲所示，將壓敏電阻平放在升降機(jī)內(nèi)，受壓面朝上，在上面放一物體m，升降機(jī)靜止時(shí)電流表示數(shù)為I0.某過程中電流表的示數(shù)如圖乙所示，則在此過程中(　　) 圖4 A．物體處于失重狀態(tài) B．物體處于超重狀態(tài) C．升降機(jī)一定向上做勻加速運(yùn)動(dòng) D．升降機(jī)可能向下做勻減速運(yùn)動(dòng) 答案　BD 解析　電流表的示數(shù)變?yōu)?I0且保持不變，說明此時(shí)壓敏電阻的阻值比升降機(jī)靜止時(shí)小，壓敏電阻所受壓力變大，物體處于超重狀態(tài)，即物體具有向上的加速

22、度，B、D正確，A、C錯(cuò)誤． 考點(diǎn)四　電容式傳感器的應(yīng)用 8．(多選)電容式話筒的保真度比動(dòng)圈式話筒好，其工作原理如圖5所示．Q是絕緣支架，薄金屬膜M和固定電極N形成一個(gè)電容器，被直流電源充電．當(dāng)聲波使膜片振動(dòng)時(shí)，電容發(fā)生變化，電路中形成變化的電流．在膜片向右運(yùn)動(dòng)的過程中，有(　　) 圖5 A．電容變大 B．電容變小 C．導(dǎo)線AB中有向左的電流 D．導(dǎo)線AB中有向右的電流 答案　AC 9．(多選)如圖6所示，電容式觸摸屏的構(gòu)造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜導(dǎo)體層，再在導(dǎo)體層外加上一塊保護(hù)玻璃，電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長(zhǎng)的電極，在導(dǎo)體層內(nèi)形成一個(gè)低電壓交流電場(chǎng)．

23、在觸摸屏幕時(shí)，由于人體是導(dǎo)體，手指與內(nèi)部導(dǎo)體間會(huì)形成一個(gè)特殊電容(耦合電容)，四邊電極發(fā)出的電流會(huì)流向觸點(diǎn)，而電流強(qiáng)弱與手指到電極的距離成正比，位于觸摸屏后的控制器便會(huì)計(jì)算電流的比例及強(qiáng)弱，準(zhǔn)確算出觸摸點(diǎn)的位置．由以上信息可知(　　) 圖6 A．電容式觸摸屏的兩極板分別是導(dǎo)體層和手指 B．當(dāng)用手觸摸屏幕時(shí)，手指與屏的接觸面積越大，電容越大 C．當(dāng)用手觸摸屏幕時(shí)，手指與屏的接觸面積越大，電容越小 D．如果用帶了手套的手觸摸屏幕，照樣能引起觸摸屏動(dòng)作 答案　AB 解析　電容觸摸屏在原理上把人體當(dāng)作電容器元件的一個(gè)極板，把導(dǎo)體層當(dāng)作另一個(gè)極板，故A正確；手指與屏的接觸面積越大，即兩

24、個(gè)極板的正對(duì)面積越大，故電容越大，B正確，C錯(cuò)誤；如果帶了手套或手持不導(dǎo)電的物體觸摸時(shí)沒有反應(yīng)，這是因?yàn)槭峙c導(dǎo)體層距離較大，不能引起導(dǎo)體層電場(chǎng)的變化，D錯(cuò)誤． 考點(diǎn)五　自動(dòng)控制電路的分析與設(shè)計(jì) 10．(多選)如圖7所示，全自動(dòng)洗衣機(jī)中的排水閥是由程序控制器控制其動(dòng)作的，當(dāng)進(jìn)行排水和脫水工序時(shí)，控制鐵芯1的線圈通電，使鐵芯2運(yùn)動(dòng)，從而牽引排水閥的閥門排除污水．以下說法中正確的是(　　) 圖7 A．若輸入的控制電流由a流入，由b流出，則鐵芯2中A端為N極，B端為S極 B．若輸入的控制電流由a流入，由b流出，則鐵芯2中A端為S極，B端為N極 C．若a、b處輸入交變電流，鐵芯2不能

25、被吸入線圈中 D．若a、b處輸入交變電流，鐵芯2仍能被吸入線圈中 答案　AD 解析　鐵芯被通電螺線管磁化． 11.(多選)某同學(xué)設(shè)計(jì)的家庭電路保護(hù)裝置如圖8所示，鐵芯左側(cè)線圈L1由火線和零線并行繞成．當(dāng)右側(cè)線圈L2中產(chǎn)生電流時(shí)，電流經(jīng)放大器放大后，使電磁鐵吸起鐵質(zhì)開關(guān)K，從而切斷家庭電路．僅考慮L1在鐵芯中產(chǎn)生的磁場(chǎng)，下列說法正確的有(　　) 圖8 A．家庭電路正常工作時(shí)，L2中的磁通量為零 B．家庭電路中使用的電器增多時(shí)，L2中的磁通量不變 C．家庭電路發(fā)生短路時(shí)，開關(guān)K將被電磁鐵吸起 D．地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時(shí)，開關(guān)K將被電磁鐵吸起 答案　ABD 解析　由于

26、零線、火線中電流方向相反，產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反，所以家庭電路正常工作時(shí)，L2中的磁通量為零，選項(xiàng)A正確；家庭電路短路和用電器增多時(shí)均不會(huì)引起L2中磁通量的變化，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時(shí)，線圈L1中磁場(chǎng)變化引起L2中磁通量的變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，吸起K，切斷家庭電路，選項(xiàng)D正確． 二、非選擇題 12．圖9甲為在溫度為10℃左右的環(huán)境中工作的某自動(dòng)恒溫箱的原理簡(jiǎn)圖． 圖9 箱內(nèi)的電阻R1＝20kΩ，R2＝10kΩ，R3＝40kΩ，Rt為熱敏電阻，它的電阻隨溫度變化的圖線如圖乙所示．當(dāng)a、b端的電壓Uab<0時(shí)，電壓鑒別器會(huì)令開關(guān)S接通，恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱，使箱

27、內(nèi)的溫度升高；當(dāng)Uab>0時(shí)，電壓鑒別器會(huì)使S斷開，停止加熱．則恒溫箱內(nèi)的溫度恒定在________℃. 答案　35 解析　設(shè)電路兩端電壓為U，當(dāng)Uab＝0時(shí)，有R1＝R3，解得Rt＝20kΩ，由Rt－t圖可知，當(dāng)Rt＝20kΩ時(shí)，t＝35℃. 13.如圖10所示，一熱敏電阻RT放在控溫容器M內(nèi)；為毫安表，量程為6mA，內(nèi)阻為數(shù)十歐姆；E為直流電源，電動(dòng)勢(shì)約為3V，內(nèi)阻很??；R為電阻箱，最大阻值為999.9Ω；S為開關(guān)．已知RT在95℃時(shí)的阻值為150Ω，在20℃時(shí)的阻值約為550Ω.現(xiàn)要求在降溫過程中測(cè)量在95℃到20℃之間的多個(gè)溫度下RT的阻值． 圖10 (1)在圖中畫出連線

28、，完成實(shí)驗(yàn)原理電路圖． (2)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空： ①依照實(shí)驗(yàn)原理電路圖連線； ②調(diào)節(jié)控溫容器M內(nèi)的溫度，使RT的溫度為95℃； ③將電阻箱調(diào)到適當(dāng)?shù)某踔担员ＷC儀器安全； ④閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，記錄電流表的示數(shù)I0，并記錄_________________________________ _______________________________________________________________________________； ⑤將RT的溫度降為T1(20℃

29、___________________； ⑥溫度為T1時(shí)熱敏電阻的電阻值RT1＝____________； ⑦逐步降低T1的數(shù)值，直至20℃為止；在每一溫度下重復(fù)步驟⑤⑥. 答案　(1)實(shí)驗(yàn)原理電路圖見解析　(2)④電阻箱的讀數(shù)R0?、萑詾镮0　電阻箱的讀數(shù)R1?、轗0－R1＋150Ω 解析　(1)由于本實(shí)驗(yàn)只有一只可以測(cè)量和觀察的直流電流表，所以應(yīng)該用“替代法”，考慮到用電流表觀察而保證電路中電阻不變，因此將熱敏電阻、電阻箱和電流表串聯(lián)形成測(cè)量電路，如圖所示． 而且熱敏電阻RT在95℃和20℃時(shí)的阻值是已知的，所以熱敏電阻的初始溫度為95℃，則電流表示數(shù)不變時(shí)，熱敏電阻和電阻箱

30、的阻值應(yīng)保持150Ω和電阻箱的初值之和不變；如果熱敏電阻的初始溫度為20℃，則電流表示數(shù)不變時(shí)，熱敏電阻和電阻箱的阻值應(yīng)保持550Ω和電阻箱的初值之和不變．因此可以測(cè)量任意溫度下的電阻． (2)①依照實(shí)驗(yàn)原理電路圖連線； ②調(diào)節(jié)控溫容器M內(nèi)的溫度，使得RT的溫度為95℃； ③將電阻箱調(diào)到適當(dāng)?shù)某踔?，以保證儀器安全； ④閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，記錄電流表的示數(shù)I0，并記錄電阻箱的讀數(shù)R0； ⑤將RT的溫度降為T1(20℃