高中物理选修3-2：：第三章 章末整合 (2013粤教版)

专题一热敏电阻制作的温度传感器的应用问题热敏电阻的导电性能表现为随着温度的升高，电阻的阻值变小，可以利用这种导电功能制作温度传感器，在实际问题中进行应用(主要用于自动控制)．利用温度传感器进行自动控制的一般思路：图3－1【例题】在自动恒温装置中，某种半导体材料的电阻率与温度的关系如图3－2所示，这种材料具有发热和控温双重功能．通电后，其电功率()图3－2A．先增大后减小C．一直增大B．先减小后增大D．无法确定解析：第一，从图中可以看到，温度t1是一个特殊温度，该自动恒温装置的温度应在温度t1附近变化，也就是说，当温度高于t1时，会自动降温到t1，当温度低于t1时，会自动升温到t1，这也就是自动恒温装置的功能；第二，在工作电路中，一般工作电压是一定的，因此，电功率可以利用公式P＝U2R计算或判断．由图可知，材料的电阻率随温度的升高先减小后增大，故它的电阻也应表现为先减小后增大，所以电功率先增大后减小，选项A正确．答案：A【例题】许多食品加工设备(如电烤箱)都要控制在一定的温度范围内工作，可使食品味道鲜美而不失营养．如图3－3所示为电烤箱的温度控制电路，开始工作时，温度较低，电阻Rt的阻值较小，随着电阻丝L不断加热，温度不断升高，电阻Rt的阻值变大，使继电器的工作状态发生变化，请说明电烤箱的工作原理，它为什么能维持一定的温度范围？图3－3答案：开始工作时，温度较低，电阻Rt的阻值较小，继电器正常工作，磁铁将开关A与C接通，电热丝L加热，电烤箱的温度升高．但随着温度的升高，电阻Rt的阻值变大，继电器电路中的电流减小，磁铁不能继续吸引衔铁，开关A与B接通，灯亮铃响，电烤箱停止工作，电阻丝停止加热．当温度降低到某温度时，电阻Rt的温度降低，使继电器重新工作，电烤箱继续加热……如此反复，就可以使电烤箱维持在一定的温度范围．专题二光敏电阻制作的光电传感器的应用问题光敏电阻具有这样的功能，在光的照射下，能发射电子，可以利用这种性能实现自动控制．利用光电传感器进行自动控制的一般思路：图3－4【例题】光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用，如图3－5所示的是可用于街道路灯自动控制开关的模拟电路，其中A为光敏电阻，B为电磁继电器，C为照明电路，D为路灯．请连成正确的电路，达到日出灯熄、日落灯亮的效果．图3－5答案：如图3－6所示．图3－61．(双选，2011年江苏卷)美国科学家WillardS．Boyle与GeorgeE．Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖．CCD是将光学量转变成电学量的传感)BC器．下列器件可作为传感器的有(A．发光二极管B．热敏电阻C．霍尔元件D．干电池2．(2010年新课标卷)用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻RT，在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线性的．某同学将RT和两个适当的固定电阻R1、R2连成图3－7虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻RL的阻值随RT所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围．为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下RL的阻值，测量电路如图3－7所示，图中的电压表内阻很大．RL的测量结果如表所示．图3－7温度t/℃30.040.050.060.070.080.090.0RL阻值/Ω54.351.548.344.741.437.934.7表回答下列问题：(1)根据图3－7所示的电路，在图3－8所示的实物图上连线．图3－8(2)为了检验RL与t之间近似为线性关系，在坐标纸上作RL－t关系图线．图3－9(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图3－10所示．电流表的读数为________，电压表的读数为________．此时等效电阻RL的阻值为________；热敏电阻所处环境的温度约为________．图3－10答案：(1)如图7.图7(2)RL－t关系曲线如图8所示：图8(3)115mA5.00V43.5Ω64.0℃