专题35+电感、电容、传感器精讲-高考物理双基突破二+版含解析

1、专题三十五电或'电霹，楮威器，碣flp一、电感对交变电流的阻碍作用在交流电路中，电感线圈除本身的电阻对电流有阻碍作用以外，由于自感现象，对电流起着阻碍作用。如果线圈电阻很小，可忽略不计，那么此时电感对交变电流阻碍作用的大小，用感抗（Xl）来表示。由于交变电流大小和方向都在发生周期性变化，因而在通过电感线圈时，线圈上匀产生自感电动势，自感电动势总是阻碍交流电的变化。又因为自感电动势的大小与自感系数（L）和电流的变化率有关，所以自感系数的大小和交变电流频率的高低决定了感抗的大小。关系式为：XL=2fL。此式表明线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，电感对交变电流的作用就越大，感抗也就越大

2、。自感系数很大的线圈有通直流、阻交流的作用，自感系数较小的线圈有通低频、阻高频的作用。电感线圈又叫扼流圈，扼流圈有两种：一种叫做低频扼流圈，线圈的自感系数L很大，作用是“通直流。阻交流”，另一种叫做高频扼流圈，线圈的自感系数很小，作用是“通低频，阻高频”。二、电容器对交变电流的阻碍作用直流电流是不能通过电容器的，但在电容器两端加上交变电压时，通过电容器的充放电，即可实现电流“通过”电容器。这样，电容器对交变电流的阻碍作用就不是无限大了，而是有一定的大小，用容抗（X。来表示电容器阻碍电流作用的大小，容抗的大小与交变电流的频率和电容器的电容有关，关系式为：xc:一5一。2fC此式表明电容器的电容越

3、大，交变电流的频率越高，电容对电流的阻碍作用越小，容抗也就越小。由于电容大的电容器对频率高的交流电流有很好的通过作用，因而可以做成高频旁路电容器，通高频、阻低频；利用电容器对直流的阻止作用，可以做成隔直电容器，通交流、阻直流。电容器在电路中表现为“通交流、隔直流、通高频、阻低频”。电容的作用不仅存在于成形的电容器中，也存在于电路的导线、元件及机壳间，当交流电频率很高时，电容的影响就会很大.通常一些电器设备和电子仪器的外壳会给人以电击的感觉，甚至能使测试笔就管发光，就是这个原因。【题1】如图，交流电源的电动势有效值与直流电源的电动势相等，两电源的内阻均可忽略，三个灯泡是完全相同的，分别与定值电阻

4、、电感器和电容器相接。当S接1时三个灯泡的亮度相同，那么S接2时A.三个灯泡亮度相同B.甲灯比乙灯亮，丙灯不亮C.甲灯比乙灯暗，丙灯不亮D.甲灯和乙灯亮度相同，丙灯不亮【答案】Ct解析】当单刀双和开关5接1时，即为交流电源，三个灯亮度相同，说明电感L的感抗与电阻五相同,当S接2时,稳定后电感£电阻可忽略不计，电容器具有隔断直流的作用，而交流与直流对电咀五没有影响，所以丙灯不亮，甲灯亮度不变，乙灯高度增加，即甲灯比乙灯暗，故C正确，A、B.D错误。【题2（多选）某音响电路的简化电路图如图，输入信号既有高频成分，也有低频成分，则A.电感Li的作用是通高频B.电容C2的作用是通高频C.扬声

5、器甲用于输出高频成分D.扬声器乙用于输出高频成分【答案】BDt解析】在交流电路申，电感工的作用是通低频、阻高频，电容C的作用是通高频、阻低频,故A错误，B正确结合电路结构分析可知，C错误，D正确.【题3】如图，交流电源的电动势有效值与直流电源的电动势相等，两电源的内阻均可忽略，三个灯泡是完全相同的，分别与定值电阻、电感器和电容器相接。当S接1时三个灯泡的亮度相同，那么S接2时A.三个灯泡亮度相同B.甲灯比乙灯亮，丙灯不亮C.甲灯比乙灯暗，丙灯不亮D.甲灯和乙灯亮度相同，丙灯不亮【答案】C【解析】当单刀欺掷开关S接1时，即为交流电源，三个灯亮度相同，说明电感L的感抗与电阻火相同，当S接2时，稳定

6、后电感上电阻可忽略不计，电容器具有隔断直流的作用，而交流与直流对电阻犬没有影响J所以丙灯不亮，甲灯亮度不变，Z灯高度增加,即甲灯比乙灯暗，故c正确，A、凤D错误。三、传感器1 .传感器一般概念：传感器是指这样一类元件，它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电定量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、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以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。传感器是一种采集信息的重要器件。一般由敏感元件和输出部分组成，通过敏感元件获取外界信息并转换为电信号，通过输出部分输出，然后经控制器分析处理。常见的传感器有：热电传感器、光电传感器、声电传

7、感器、力传感器等。2 .传感器的原理：传感器感受到的通常是非电学量，如压力、温度、位移、浓度、速度等，而它输出的通常是电学量，如电压值、电流值、电荷量等，这些输出信号非常微弱，通常经过放大后再送给控制系统产生各种控制动作。3 .传感器的分类：常用的分类方法有两个。(1)按输入量分类，如输入量分别为温度、压力、位移、速度、加速度等非电学量时，相应的传感器称为温度传感器、压力传感器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器。(2)按传感器的工作原理分类，可分为电阻传感器、电容传感器、电感传感器、电压传感器、霍尔传感器、光电传感器、光栅传感器等。(3)传感器的元件：制作传感器时经常使用的元件有光敏电阻、

8、热敏电阻、金属热电阻、霍尔元件等。光敏电阻：通常是由硫化镉等半导体制成，其特点是光照变强，电阻变小。光敏电阻是把光照强度这个光学量转换为电阻这一电学量的元件。金属热电阻和热敏电阻：金属热电阻是由钳、铜等金属材料制成，其特点是温度升高，电阻变大；热敏电阻是由半导体材料制成，其特点是温度升高，电阻变小。它们都能够把温度这个热学量转化为电阻这个电用有附度刻度®题型二、光敏电阻传感器的应用【题6】(多选)如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，图中虚线表示激光，圆柱体表示随传送带运动的货物，其中Ri为光敏电阻，R2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是A.当光照射临号处:口理系统Ri时，信号

9、处理系统获得高电压B.当光照射Ri时，信号处理系统获得低电压C.信号处理系统每获一次低电压就计数一次D.信号处理系统每获一次高电压就计数一次【答案】BD【解析】激光是照在光敏电阻砧上j信号处理系统与的并联，其电压就是以上的电压，当货物挡光时品阻值大，电压高，货物挡光一次，就计数（货物的个数）一次,故B、D正届【题7】（多选）利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况，如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光传感器B能接收到发光元件A发出的光，每当工件挡住A发出的光时,间的关系，如图乙所示。若传送带始终匀速运光传感器就输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时动，每两个工件

10、间的距离为0.2m,则下列说法正确的是A.传送带运动的速度是0.1m/sB.传送带运动的速度是0.2m/sC.该传送带每小时输送3600个工件D.该传送带每小时输送7200个工件【答案】BC【解析】从乙图可以知道：每间隔1秒的时间光传感器就输出一个电信号，而在这一段时间内传送带运动了两个工件之间的距离，所以传送带运动的速度是ms=0.2ms.故A错误、B正确孑传送带每小时传送的距离为5二训二024600叫工件个数为鞭二/3600个，C正确、D错俣题型三、光电传感器的应用【题8】为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变

11、化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单如图乙所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统。请利用下列器(2)材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0lx时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图。（不考虑控制开关对所设计电路的影响）甲提供的器材如下：光敏电阻Rp（符号二二，阻值见上表）；直流电源（电动势3V,内阻不计）；定值电阻：R1=10kQ,R2=20kQ,R3=40ka（限选其中之一，并在图中标出）;开关S及导线若干。【答案】（1）随照度的增大而减小（2）见解析【解析】1）光敏电阻的阻值随照度变化的曲线如图甲所示，光敏电阻

12、的阻值随照度的熠大而减小。控制并长（2）根据串联电阻的正比分压关系,E=3V,当照度降低至1.0lx时，1、2两端电压升至2V,由题中所给数据知，此时光敏电阻阻值Rp=20kQ,Urp=2V,串联电阻分压Ur=1V,由URP=RP=2,得RnRpUrR210kQ故选定值电阻Ri,电路原理图如图乙所示。五、传感器的应用实验1.实验目的：（1）体会传感器在实际中的应用;（2）了解斯密特触发器的工作特点，能够分析光控电路和温控电路的工作原理。2.实验原理（1）光控开关（如图所示）：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；

13、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。Ri的阻值调高，路灯会在更暗时亮。I（2）温度报警器（如图所示）常温下，调整Ri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，无电流通过峰鸣器，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。Ri的阻值越小，则报警温度越高。Ci*（3）实验器材

14、：斯密特触发器、光敏电阻、发光二极管（LED）、可变电阻、定值电阻、热敏电阻、蜂鸣器、集成电路实验板。（4）实验步骤实验一、光控开关先把光敏电阻、发光二极管等电路元件按电路图接好（见原理图）调节可变电阻，使发光二极管（LED）不发光，然后减小照射到光敏电阻的光量，观察发光二极管发光的情况；调节可变电阻Ri,探究使LED发光的规律。实验二、温度报警器先把热敏电阻、蜂鸣器等电路元件按电路图接好（参照图中光控开关的原,理图）；调节可变电阻，使蜂鸣器不发声，然后用热水使热敏电阻的温度上升，达一定温度后就会发出警报声；调节可变电阻Ri的阻值，观查报警温度的变化。5、实验注意点由于集成电路允许通过的电流较

15、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【题10】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（a）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的过程中，电流表示数如图（b）所示，下列判断正确的是（*）b>A.从ti到t2时间内，小车做匀速直线运动B.从ti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【答案】D【解析】从1一图象可知，在也到上时间内，电流逐渐增加,说明电阻逐渐激小，小球对压敏电阻的作用

16、力遂斩变大，小车做加速度熠大的加速运动AB不正确口在上到门时间内，电流较大且恒定,说明电阻较小，且是一确定的值，小球对压敏电阻的作用力恒定，小车做匀加速直线运动,D正确。【题11如图所示，实线是某同学利用力传感器悬挂一钩码在竖直方向运动时，数据采集器记录下的力传感器中拉力的大小变化情况。从图中可知道该钩码的重力约为N,A、B、C、D四段图线中钩码处于超重状态的为,处于失重状态的为。【答案】10NADBC【解析】拉力大小不变时，力传感器悬挂的钩码在竖直方向上做匀速运动，拉力大小等于重力，约10N;力传感器的读数大于重力时，钩码处于超重状态，即A、D状态；当力传感器的读数小于重力时，钩码处于失重状

17、态，即B、C状态。情感语录1 .爱情合适就好，不要委屈将就，只要随意，彼此之间不要太大压力2 .时间会把最正确的人带到你身边，在此之前，你要做的，是好好的照顾自3 .女人的眼泪是最无用的液体，但你让女人流泪说明你很无用4 .总有一天，你会遇上那个人，陪你看日出，直到你的人生落幕5 .最美的感动是我以为人去楼空的时候你依然在6 .我莫名其妙的地笑了，原来只因为想到了你7 .会离开的都是废品，能抢走的都是垃圾8 .其实你不知道，如果可以，我愿意把整颗心都刻满你的名字9 .女人谁不愿意青春永驻，但我愿意用来换一个疼我的你10 .我们和好吧，我想和你拌嘴吵架，想闹小脾气，想为了你哭鼻子，我想你了11 .如此情深，却难以启齿。其实你若真爱一个人，内心酸涩，反而会说不出话来12 .生命中有一些人与我们擦肩了，却来不及遇见；遇见了，却来不及相识；相识了，却来不及熟悉，却还要是再见13 .对自己好点，因为一辈