2018-2019高中物理 第4章 電磁波與現(xiàn)代通信 4.3 信息的獲取——傳感器學(xué)案 滬科版選修1 -1.doc
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4.3 信息的獲取——傳感器 1.(2分)(多選)下列說法正確的是( ) A.發(fā)射出去的無線電波,可以傳播到無限遠(yuǎn)處 B.雷達(dá)是利用無線電波測定物體位置的無線電設(shè)備 C.波長越短的無線電波,越接近直線傳播 D.移動電話是利用無線電波進(jìn)行通訊的 【解析】 無線電波在傳播過程中,遇到障礙物就被吸收一部分,能量不斷減少.雷達(dá)和移動電話的傳輸都利用了無線電波,波長越短,傳播方式越接近直線傳播.故B、C、D均正確. 【答案】 BCD 2.(2分)(多選)下列過程屬于電磁波接收過程的是( ) A.調(diào)諧 B.調(diào)頻 C.檢波 D.調(diào)幅 【解析】 調(diào)頻和調(diào)幅過程屬調(diào)制的兩種方式,是發(fā)射電磁波時必須要進(jìn)行的,所以B,D不屬于接收過程,C中檢波是對調(diào)幅波解調(diào)時的表述方法,所以屬于接收過程. 【答案】 AC 3.(3分)(多選)電視機在室內(nèi)接收電視臺向空中發(fā)射的電磁信號,下列判斷正確的是( ) A.當(dāng)電視機所在處離電視發(fā)射塔較近時,用室內(nèi)天線也可以接收信號,這是電磁波的衍射現(xiàn)象 B.用室內(nèi)天線接收時,電視機安放在室內(nèi)不同位置接收效果不同,這是電磁波在室內(nèi)反射后產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象 C.離電視發(fā)射塔遠(yuǎn)處要用架設(shè)室外天線的方法接收信號,這是由于發(fā)送電視信號用的是微波,波長短,基本上是直線傳播 D.有線電視的信號也是通過電磁波傳播 【解析】 電磁波繞過障礙物進(jìn)入室內(nèi)而被電視機天線接收,這是電磁波的衍射現(xiàn)象,故A正確.室內(nèi)不同位置,由于電磁波在墻壁和其他器物表面反射,然后疊加,形成有的地方強,有的地方弱的現(xiàn)象是波的干涉現(xiàn)象,故B正確.電視信號用的是微波,波長短,基本上是直線傳播,在離發(fā)射塔較遠(yuǎn)處,由于微波不能直接傳送到電視機天線,就要架設(shè)室外天線來接收微波.有線電視通過傳輸中的振蕩電流來傳送信號,不通過空中的電磁波傳送,故D錯誤. 【答案】 ABC 4.(3分)江蘇人民廣播電臺的頻率是702 kHz電磁波在空氣中傳播的速度約為3108 m/s, 則江蘇臺節(jié)目的波長是多少米? 【解析】 由c=λf,得λ== m=427.2 m. 【答案】 427.2 m 課 標(biāo) 導(dǎo) 思 1.知道傳感器具有將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的特性.對常見的傳感器的種類有所了解. 2.了解各類敏感元件的物理特性. 3.了解常見傳感器在生產(chǎn)、生活和科研以及航空航天中的應(yīng)用,體會傳感器的應(yīng)用給人們帶來的方便. 一、傳感器 1.傳感器的特性:是一種能感知和識別信息的裝置,能將感知和測量到的非電學(xué)量轉(zhuǎn)變?yōu)殡妼W(xué)量. 2.傳感器的組成:傳感器由敏感元件和電路組成.敏感元件是傳感器中的關(guān)鍵性元件,承擔(dān)著“感知”和轉(zhuǎn)換外界信息的任務(wù). 二、敏感元件的物理特性 1.光敏元件能把光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺昧斯饷綦娮枳柚惦S光照強度變化而改變的特性. 2.聲敏元件是聲電轉(zhuǎn)換器件.它能把聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺? 3.紅外測溫儀是一種將紅外輻射波轉(zhuǎn)換成電信號的傳感裝置,能非接觸快速測溫,又不會造成交叉感染. 4.?dāng)?shù)碼相機和攝像機中的敏感元件叫電荷耦合器件,它能將光信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號,再通過A/D轉(zhuǎn)換器就可轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號,以便于計算機處理. 5.智能傳感器是將傳感器和電子計算機組合在一起. 6.微型傳感器由亞微米至亞毫米范圍內(nèi)的電子元件和機械元件制成,是一種將傳感、處理、執(zhí)行諸功能融為一體的微機電系統(tǒng).它的優(yōu)點是尺寸小、集成化程度高,功能強大. 一、傳感器及其工作原理 1.傳感器 能像人的感覺器官那樣感受外界信息,并能按照一定的規(guī)律和要求把這些信息轉(zhuǎn)換成可用輸出信息的器件或裝置,就叫傳感器. 【深化探究】 人如何感知信息? 提示:人是通過下面五種感覺(如圖)接收外界信息的,因此人本身就是高級傳感器. 2.組成:傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和轉(zhuǎn)換電路三部分組成. →→→→ (1)敏感元件是傳感器的核心部分,它是利用材料對某一物理量敏感的特性制成的.常用的敏感元件有:雙金屬片、光敏電阻、熱敏電阻、聲敏電阻等. (2)轉(zhuǎn)換元件的作用是把敏感元件輸出的與被測物理量滿足一定關(guān)系的非電信號轉(zhuǎn)換為電信號的電子元件. (3)轉(zhuǎn)換電路的作用是將轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換的電信號轉(zhuǎn)換成易于傳播或測量的電學(xué)量輸出. 3.作用:傳感器的作用是將感受到的非電學(xué)量如力、熱、光、聲、化學(xué)、生物等量轉(zhuǎn)換成便于測量的電學(xué)量或信號. 二、常用傳感器 1.雙金屬片溫度傳感器:利用兩片金屬的熱膨脹系數(shù)不同,在溫度變化時兩片金屬伸長或縮短量不同而彎曲,從而控制電路的通斷. 應(yīng)用:電熨斗、恒溫箱等. 2.熱敏電阻溫度傳感器:利用熱敏電阻器的電阻值隨溫度變化而改變的特點,在溫度變化時,熱敏電阻器的電阻值發(fā)生變化,從而引起電路中電流和電壓的變化. 應(yīng)用:空調(diào)、電冰箱、微波爐、消毒柜等. 3.光敏電阻傳感器:利用光敏電阻器的電阻值隨光照的強度變化而改變的特點.無光照時,光敏電阻器的電阻值很大,有光照時,光敏電阻器的電阻值變小,從而引起電路中電流和電壓的變化. 應(yīng)用:工業(yè)自動化控制、光電計數(shù)器,樓道燈開關(guān)等. 4.紅外線傳感器:接收攜帶信息的紅外線,轉(zhuǎn)換成電信號,從而獲得紅外線輻射源的相關(guān)信息. 應(yīng)用:航空攝影、衛(wèi)星遙感遙測、自動門、紅外線測溫儀、防盜防火警報器、家用電器遙控器等. 5.另外還有壓力傳感器、生物傳感器、氣味傳感器、智能傳感器等. 傳感器的工作原理及應(yīng)用 (多選)關(guān)于傳感器的下列說法正確的是( ) A.電視機遙控器就是一個傳感器 B.傳感器是一種能夠?qū)⒎请妼W(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的檢測裝置 C.傳感器是實現(xiàn)信息自動檢測和自動控制的首要器件 D.無人管理的自動灌溉系統(tǒng)是溫度傳感器在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 【導(dǎo)析】 根據(jù)傳感器的特性、原理及應(yīng)用來分析. 【解析】 電視機的遙控器是一種發(fā)射和接收紅外線的裝置,不是傳感器,故A錯;自動灌溉系統(tǒng)是一種利用濕度傳感器判斷農(nóng)田水分蒸發(fā)情況、自動決定供水和停水的裝置,故D錯.故選B、C. 【答案】 BC 對傳感器的理解 傳感器是一種感受外部信息,并將其按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成電信號的器件或裝置,是實現(xiàn)信息自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié). 唱卡拉OK用的話筒內(nèi)有傳感器,其中有一種是動圈式的,它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個輕小的金屬線圈,線圈處于永磁體的磁場中,當(dāng)聲波使膜片前后振動時,就將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?,下列說法正確的是( ) A.該傳感器是根據(jù)電流的磁效應(yīng)進(jìn)行工作的 B.該傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)的原理進(jìn)行工作的 C.膜片振動時,穿過金屬線圈的磁通量不變 D.膜片振動時,金屬線圈中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流 【解析】 當(dāng)聲波使膜片前后振動時,膜片后的線圈就跟著振動,從而使處于永磁體磁場的線圈切割磁感線,穿過線圈的磁通量變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流.從而將聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號.可見這是利用了電磁感應(yīng)原理,故只有B正確. 【答案】 B 1.隨著生活質(zhì)量的提高,自動干手機已經(jīng)進(jìn)入家庭.洗手后,將濕手靠近自動干手機,機內(nèi)的傳感器便驅(qū)動電熱器加熱,有熱空氣從機內(nèi)噴出,將手烘干.手靠近自動干手機能使傳感器工作,是因為( ) A.改變了濕度 B.改變了溫度 C.改變了磁場 D.改變了電容 【解析】 自動干手機內(nèi)的傳感器應(yīng)用的是電容原理,當(dāng)手靠近傳感器時,相當(dāng)于在電容器間增加了一個電介質(zhì),改變了電容的大小,使自動干手機開始工作. 【答案】 D 2.(多選)下列說法正確的是( ) A.熱敏電阻和熱電阻都是溫度敏感元件,二者具有相同的電阻—溫度特性 B.傳感器是由敏感元件、處理電路及輔助電源組成的裝置 C.溫度傳感器是一種將外部溫度信號轉(zhuǎn)換為電信號的電子裝置 D.向空調(diào)傳遞室內(nèi)溫度信息的設(shè)備是一種濕度傳感器 【解析】 熱敏電阻和熱電阻具有不同的電阻—溫度特性.熱敏電阻的特性是電阻值隨溫度升高而減小,而熱電阻的特性是電阻值隨溫度升高而增大,故A錯,向空調(diào)傳遞室內(nèi)溫度信息的是一種溫度傳感器,故D錯,B、C選項正確. 【答案】 BC 3.如圖431所示,R1為定值電阻,R2為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻,L為小燈泡,當(dāng)溫度降低時( ) 【導(dǎo)學(xué)號:17592049】 圖431 A.R1兩端的電壓增大 B.電流表的示數(shù)增大 C.小燈泡的亮度變強 D.小燈泡的亮度變?nèi)? 【解析】 R2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,電阻R2增大,外電路電阻增大,電流表讀數(shù)減小,燈L兩端電壓增大,燈泡亮度變強,R1兩端電壓減小,故C正確. 【答案】 C 4.完成人類的五種感覺與有關(guān)傳感器的對應(yīng)關(guān)系(連線). 【解析】 光傳感器(視覺),氣味傳感器(嗅覺),聲音傳感器(聽覺),味覺傳感器(味覺),壓力傳感器(觸覺). 【答案】 見解析- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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