教案-全国-2019_（江苏专用）2020版高考物理新增分大一轮复习 第十章 交变电流 传感器 第3讲 电感 电容 传感器讲义（含解析）.docx

15第3讲电感电容传感器一、电感、电容对交变电流的作用1.电感对交变电流的阻碍作用(1)电感对交变电流的阻碍作用与自感系数和交变电流的频率有关，自感系数、交变电流的频率越大，电感对交变电流的阻碍作用越大.(2)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“通直流、通低频，阻高频”.2.电容对交变电流的阻碍作用(1)电容对交变电流的阻碍作用与电容和交变电流的频率有关，电容、交变电流的频率越大，电容对交变电流的阻碍作用越小.(2)电容在电路中表现为“通交流、隔直流、通高频、阻低频”.二、传感器1.传感器的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、化学成分等非电学量，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、声电传感器、力传感器等.2.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.3.金属热电阻和热敏电阻：金属热电阻是由铂、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学量.4.霍尔元件：通常是由半导体材料制成，其产生的霍尔电压UH＝keq\f(IB,d).霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量.5.力传感器：典型的应用是电子秤，其中的主要元件为应变片，它的作用是将物体形变这个力学量转化为电压这个电学量.6.温度传感器：典型的应用是日光灯启动器和电熨斗，其中的主要元件为双金属片.日光灯启动器中的双金属片，其外层材料的热膨胀系数小于内层材料的热膨胀系数.电熨斗的工作原理(如图1)：图1双金属片上层金属的热膨胀系数大于下层金属，常温下，弹性铜片和双金属片触点是接触的，通电后，电热丝发热，当温度升高到某一值时，双金属片上层的金属受热膨胀，形变量大于下层金属，双金属片向下弯曲，使触点分离，切断电路；随着温度的降低，当降到某一温度时，双金属片收缩恢复原状，两触点又接触，接通电路.调温旋钮下压弹性铜片，可使触点分离的温度升高；上提弹性铜片，可降低触点的分离温度，从而实现了调温控制.7.感温铁氧体：也叫感温磁体.常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，当温度上升到约103℃时，就失去铁磁性，不能被磁体吸引了.这个温度在物理学中称为该材料的“居里温度”或“居里点”.8.电饭锅：结构图如图2所示.图2其工作过程：开始煮饭时压下开关按钮，由于常温下感温磁体具有磁性，永磁体将吸引感温磁体，因此手松开后这个按钮不会恢复到图示位置，则触点接触，电路接通，这时电饭锅处于加热状态.当水沸腾时，水的温度保持沸点不变，故感温磁体仍与永磁体相吸，继续加热.当饭煮熟后，水分被大米吸收，锅底的温度上升，当温度超过103℃时，感温磁体失去磁性，由于弹簧的作用，按钮开关将恢复到如图所示的位置，切断电源，从而停止加热.9.光传感器：光传感器是将光信号转化为电信号的装置，实际应用有鼠标器和火灾报警器等，如图3所示，烟雾散射式火灾报警器是利用烟雾对光的散射来工作的.罩内装有发光二极管、光电三极管和不透明挡板.平时光电三极管接收不到发光二极管发出的光，呈高电阻状态.当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，其电阻变小，与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报.图3命题点一电感、电容对交流电路的影响例1(多选)(2017·江苏单科·7)某音响电路的简化电路图如图4所示，输入信号既有高频成分，也有低频成分，则()图4A.电感L1的作用是通高频B.电容C2的作用是通高频C.扬声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BD解析在交流电路中，电感的作用是通低频、阻高频，电容的作用是通高频、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.变式1(2018·盐城市三模)如图5甲所示，把带铁芯的线圈L与小灯泡串联起来，先把它们接到电动势为E(内阻不计)的直流电源上；再把它们接到交流电源上，如图乙所示，直流电源的电压与交流电压的有效值相等.下列叙述正确的是()图5A.接交流电时灯泡更亮些B.接直流电和交流电时灯泡一样亮C.减小交流电频率时图乙中灯泡变亮D.图甲中闭合S瞬间，通过灯泡的电流立即达到最大值答案C命题点二温度传感器的应用例2(2017·江苏单科·11)某同学通过实验制作