人教版物理选修3-2基础夯实训练-6.1《传感器及其工作原理》
高二物理人教版选修3-2第6章 1 传感器及其工作原理
2．非电学量转换为电学量的意义
控制 测量 把非电学量转换为电学量，可以方便地进行测量、传输、处理和控制．
3．注意 (1)传感器的发展十分迅速，其品种已达数万种，我们学习了解的只是最基本的 几种而已． (2)不能认为传感器输出的一定是电信号．
二、光敏电阻
越小 1．特点：光照越强，电阻越小．
2．原因：光敏电阻的构成物质为半导体材料，无光照时，载流子少，导电性能
)
C．传感器把非电学量转换为电学量是为了方便地进行测量、传输、处理和控 制 D．电磁感应是把磁学的量转换为电学的量，所以电磁感应也是传感器
【解析】
传感器是指一种元件或装置，它能感受力、温度、光、声、磁、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；其作用和目的是更方便地测量、传输、处理、控制非电 学量，找出非电学量和电学量之间的对应关系．电磁感应是原理，不是元件和 装置，不能称为传感器．
能够将温度这个热学量转换为电阻这个电学量 在工作温度范围内，电阻值随温度上升而增加的是正温度系数 (PTC)
热敏电阻器；电阻值随温度上升而减小的是负温度系数(NTC)热敏电阻器．
四、霍尔元件 1．构造：如图 612 所示，在一个很小的矩形半导体(例如砷化铟)薄片上，制 作四个电极 E、F、M、N，就成为一个霍尔元件．
第六章
传感器
1 传感器及其工作原理
[自 主 预 习·探 新 知]
[知识梳理] 一、传感器 1．传感器的定义 能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等物理量，并能把它们按照一定的 物理量
电压 规律转换为便于传送和处理的另一个物理量 (通常是电压、电流等电学量 )，或 传送 通断 转换为电路的通断的元件．
2019-2020学年物理高中人教版选修3-2学案：6.1传感器及其工作原理 Word版含解析
第六章 传感器1 传感器及其工作原理学习目标1.知道什么是传感器,理解各类传感器的工作原理.2.知道光敏电阻的特点及作用.3.掌握热敏电阻和金属热电阻的特点及区别.4.理解霍尔元件的原理及作用.自主探究1.传感器能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等 量,并能把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的 、 等电学量,或转换为电路的 .2.光敏电阻在被光照时电阻发生变化,光照越强,电阻越 .3.热敏电阻的阻值随温度的升高而 ,且阻值随温度变化非常明显.4.霍尔电压的决定式为U H =k .式中d 为 ,k 为 .霍尔系数的大小与薄片的 IB d 有关.合作探究一、什么是传感器活动体验:音乐茶杯平放在桌上时,无声无息,提起茶杯,茶杯播放悦耳的音乐.提出问题:音乐茶杯的工作开关在哪里?开启的条件是什么?猜想假设:(1)开关在茶杯底部,茶杯被提起后,所受的压力发生改变,茶杯的开关闭合,音乐响起.(2)开关在茶杯底部,茶杯被提起后,茶杯底部的光线由弱变强,茶杯的开关闭合,音乐响起.实验探究:(1)提起茶杯,用两根手指使劲挤压茶杯的底部,音乐并没有停止.(2)提起茶杯,用书挡住茶杯的底部但不挤压,音乐停止.自主学习:阅读课本P52“什么是传感器”的内容,学习相关的知识.传感器把 量转换为 量,便于测量、传输、处理和控制.二、光敏电阻活动体验:将一只光敏电阻接到多用电表的两端,电表置于倍率为100的欧姆挡.在室内自然光的照射下,电阻值很大;在强光的照射下,电阻值很小.提出问题:换用一只普通的电阻,小心地把电阻表面的漆涂层除去一些,使里面的导电膜漏出来接受光照.重做上述实验,结果相同吗?自主学习:阅读课本的P53“光敏电阻”的内容,学习相关的知识.1.光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为 这个电学量.2.工作原理:光敏电阻在光照射下 发生变化.光敏电阻是由硫化镉制成的,硫化镉是一种半导体材料,无光照时,载流子极少,导电性能不好;随着光照的增强,载流子增多,导电性变好.三、热敏电阻活动体验:将一只热敏电阻接到多用电表的两端,电表置于倍率为100的欧姆挡.在冷水中,电阻值很小;在热水中,电阻值很小.提出问题:换用一只金属热电阻,重做上述实验,结果相同吗?自主学习:阅读课本的P 54“热敏电阻和金属热电阻”的内容,学习相关的知识.1.热敏电阻与金属热电阻相比,化学稳定性 ,温度范围 ,灵敏度 .2.热敏电阻或金属热电阻都能够把温度这个热学量转换为 这个电学量.四、霍尔元件自主学习:阅读课本P 55“霍尔元件”的内容,学习相关的知识.如图,在一个很小的矩形半导体(例如砷化铟)薄片上,制作四个电极E 、F 、M 、N ,它就成了一个霍尔元件.若在E 、F 间通入恒定的电流I ,同时外加与薄片垂直的磁场B ,则薄片中的载流子就在洛伦兹力的作用下,向着与电流和磁场都垂直的方向漂移,使M 、N 间出现电压U H .这个电压叫做霍尔电压,其决定式为U H =k .式中d 为薄片的厚度,k 为霍尔系数,它的大小与薄片的IB d 材料有关.1.一个霍尔元件的厚度d 、k 为定值,若保持I 恒定,则U H 的变化就与B 成 . 2.霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为 这个电学量.课堂检测1.关于干簧管,下列说法正确的是( )A.干簧管接入电路中相当于电阻的作用B.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的C.干簧管接入电路中相当于开关的作用D.干簧管是作为电控元件以实现自动控制的2.下列关于传感器的说法正确的是( )A.所有传感器都是由半导体材料做成的B.金属材料也可以制成传感器C.传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的D.以上说法都不正确3.有一个消毒用电器P,电阻为20kΩ,它只有在电压高于24V时才能工作.今用一个光敏电阻R1对它进行控制,光敏电阻在光照时为100Ω,黑暗时为1000Ω.电源电动势E为36V,内阻不计,另有一个定值电阻R2,电阻为1000Ω.下列电路,开关闭合后能使消毒用电器在光照时正常工作、黑暗时停止工作的是( )4.如图所示,将一光敏电阻接在多用电表两表笔上,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,用光照射光敏电阻时,表针自左向右的偏转角度为θ;现用手掌挡住部分光线,表针自左向右的偏角为θ',则可判断( )A.θ'=θB.θ'<θC.θ'>θD.不能确定5.如图所示,R3是光敏电阻,当开关S闭合后在没有光照射时,a、b两点等电势,当用光照射电阻R3时,则( )A.R3的电阻变小,a点电势高于b点电势B.R3的电阻变小,a点电势低于b点电势C.R3的电阻变大,a点电势高于b点电势D.R3的电阻变大,a点电势低于b点电势6.如图所示,在信息技术高速发展、电子计算机广泛应用的今天,担负着信息采集任务的传感器在自动控制、信息处理中发挥着越来越重要的作用,其中热电传感器是利用热敏电阻将热信号转换成电信号的元件.某学习小组的同学在用多用电表研究热敏特性实验中,安装好如图所示装置.向杯内加入冷水,温度计的示数为20℃,多用电表选择适当的倍率,读出热敏电阻的阻值R1.然后向杯内加入热水,温度计的示数为60℃,发现多用电表的指针偏转角度较大,则下列说法正确的是( )A.应选用电流挡,温度升高换用大量程测量B.应选用电流挡,温度升高换用小量程测量C.应选用欧姆挡,温度升高时换用倍率大的挡D.应选用欧姆挡,温度升高时换用倍率小的挡7.如图所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图.现把杯中的水由冷水变为热水,关于欧姆表的示数变化情况正确的是(设水对电阻阻值的影响不计)( )A.如果R为金属热电阻,示数变大,且变化非常明显B.如果R为金属热电阻,示数变小,且变化不明显C.如果R为热敏电阻(用半导体材料制成),示数变化非常明显D.如果R为热敏电阻(用半导体材料制成),示数变化不明显8.在温控电路中,通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制.如图所示电路,R1为定值电阻,R2为半导体热敏电阻(温度越高,电阻越小),C为电容器.当环境温度降低时( )A.电容器C的带电荷量增大B.电压表的示数增大C.电容器C两板间的电场强度减小D.R1消耗的功率增大9.如图所示是霍尔元件的工作原理示意图,如果用d表示薄片的厚度,k为霍尔系数.对于一个霍尔元件,d、k为定值,如果保持I恒定,则可以验证U H随B的变化情况.以下说法中正确的是(工作面是指较大的平面)( )A.将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面,U H将变大B.在测定地球两极的磁场强弱时,霍尔元件的工作面应保持水平C.在测定地球赤道上的磁场强弱时,霍尔元件的工作面应保持水平D.改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角,U H将发生变化10.如图所示,将多用电表的选择开关置于“欧姆”挡,再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻R T的两端相连,这时表针恰好指在刻度盘的正中间.如果往R T上擦一些酒精,那么表针将向 (选填“左”或“右”)移动;如果用吹风机将热风吹向电阻,那么表针将向 (选填“左”或“右”)移动.11.如图所示为自动水位报警器的示意图,在水位低于B 时,电磁铁所在的控制电路部分断路, 灯亮;当水位升高到B 时,电磁铁所在的控制电路部分接通, 灯亮.12.如图所示,厚度为h 、宽度为d 的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B 的匀强磁场中,当电流通过导体板时,在导体板的上侧面A 和下侧面A'之间会产生电势差,这种现象称为霍尔效应.实验表明,当磁场不太强时,电势差U 、电流I 和B 的关系为U=k ,式中的比例系数k 称为霍IB d 尔系数.霍尔效应可解释如下:外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚焦在导体板的一侧,在导体板的另一侧会出现多余的正电荷,从而形成横向电场.横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力.当静电力与洛伦兹力达到平衡时,导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差.设电流I 是由电子的定向移动形成的,电子的平均定向移动速度为v ,电荷量为e.回答下列问题:(1)达到稳定状态时,导体板上侧面A 的电势 下侧面A'的电势(选填“高于”“低于”或“等于”).(2)电子所受的洛伦兹力的大小为 .(3)当导体板上下两侧之间的电势差为U 时,电子所受静电力的大小为 .(4)由静电力和洛伦兹力平衡的条件,证明霍尔系数为k=,其中n 代表导体板单位体积内1ne 电子的个数.参考答案自主探究1.非电学 电压 电流 通断2.小3.减小4.薄片的厚度 霍尔系数 材料合作探究一、什么是传感器自主学习:非电学 电学二、光敏电阻答案点拨:普通电阻的阻值与光照的程度无关.自主学习:1.电阻2.电阻三、热敏电阻答案点拨:金属热电阻的化学稳定性好,温度范围大,但灵敏度较差.自主学习:1.差 小 高2.电阻四、霍尔元件自主学习:1.正比2.电压课堂检测1.CD 解析:干簧管能感知磁场,是因为当两个舌簧所处位置的磁场方向相同时,就会吸引,所以将其作开关来使用,当磁场靠近的时候,就会闭合或断开.2.B 解析:半导体材料可以制成传感器,其他材料也可以制成传感器,所以A项错误,B项正确;传感器不但能感知电压的变化,还能感受力、温度、光、声、化学成分等非电学量,所以C 项错误.3.C 解析:利用相关知识分析可知,电路A和B只能使消毒用电器在光照时正常工作,不能在黑暗时停止工作;电路C能使消毒用电器在光照时正常工作,黑暗时停止工作;电路D不能使消毒用电器在光照时正常工作,黑暗时停止工作.4.B 解析:光敏电阻的阻值随光照的减少而增大,所以用手掌挡住部分光线后光敏电阻的阻值变大,多用电表的指针偏角变小.5.A 解析:当光照射R 3时,R 3阻值变小,R 4分压变大,则a 点电势将会升高,所以a 点电势高于b 点电势.6.D 解析:多用电表与热敏电阻构成的回路中未接入电源,故不能用电流表,A 、B 两项错误;当温度升高时多用电表指针偏转角度较大,说明热敏电阻的阻值变小了,应该换用倍率小的挡,C 项错误,D 项正确.7.C 解析:金属热电阻的阻值随温度的升高而增大,但灵敏度较差.而热敏电阻(用半导体材料制成)灵敏度高,C 项正确.8.AB 解析:当环境温度降低时,R 2变大,电路的总电阻变大,由I=知,I 变小,又U=E-Ir ,电E R 总压表的示数U 增大,B 项正确;又由U 1=IR 1及P 1=I 2R 1可知,U 1变小,R 1消耗的功率P 1变小,D 项错误;电容器两板间的电压U 2=U-U 1,U 2变大,由电场强度E'=,Q=CU 2可知,Q 、E'都增大,故A U 2d 项正确,C 项错误.9.ABD 解析:一个磁极靠近霍尔元件工作面时,B 增强,由U H =k 知,U H 将变大,故A 项正确;IB d 两极处磁场可看作与地面垂直,所以工作面应保持水平,故B 项正确;赤道处磁场可看作与地面平行,所以工作面应保持竖直,故C 项错误;若磁场与工作面夹角为θ,则应有qvB sin θ=q ,可见U H d θ变化时,U H 将变化,故D 项正确.10.解析:若往R T 上擦一些酒精,由于酒精蒸发吸热,热敏电阻R T 温度降低,电阻值增大,所以电流减小,表针应向左偏;用吹风机将热风吹向电阻,电阻R T 温度升高,电阻值减小,电流增大,表针向右偏.答案:左 右11.解析:当水位低于B 时,电磁铁所在的控制电路部分断路,此时电磁铁不吸引衔铁,绿灯所在回路接通,所以绿灯亮;当水位升高到B 时,电磁铁所在的控制电路部分接通,电磁铁具有磁性,吸引衔铁使红灯所在回路接通,所以此时红灯亮.答案:绿 红12.解析:(1)电子向左移动,由左手定则知,电子受洛伦兹力向上,故上侧面A 聚积电子,下侧面A'聚积正电荷,故上侧面电势低于下侧面;(2)洛伦兹力F=evB ;(3)电子受静电力eE=e ;U ℎ(4)电子受纵向静电力和洛伦兹力的作用,两力平衡,有eE=e =evB 得,U=hvBU ℎ通过导体的电流I=nev ·d ·h由U=k 得,hvB=k ·IB d nevB ·d ·ℎd 解得,k=.1ne 答案:(1)低于 (2)evB (3) (4)见解析eU ℎ。
高中物理选修3-2学案6：6.1传感器及其工作原理
6.1 传感器及其工作原理[学习目标]1.了解传感器的定义，感受传感器的应用技术在信息时代的作用与意义．2．知道将非电学量转化为电学量的意义．3．了解光敏电阻、热敏电阻和霍尔元件的性能、工作原理及作用．一、传感器[知识梳理]1．传感器：能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等，或转换为的元件．2．非电学量转换为电学量的意义：把非电学量转换为电学量，可以方便地进行、传输、和．[判一判]1．传感器是一种把非电学量的变化转化为电学量的变化的元件．()2．传感器一定是把非电学量的变化转化为电路的通断．()3．干簧管是作为非电控元件以实现自动控制的．()[想一想]有一种电水壶为了防止烧干后引起事故，在水壶上安装了传感器，当壶中的水减少到一定程度时，就会自动断电，这种水壶上安装了什么样的传感器？[合作探究]在现代的工农业生产和日常生活中大量的应用了传感器，给我们的生产和生活带来了极大的方便．（1）传感器是起什么作用的元件？（2）夜晚，楼道里漆黑一片，但随着我们的脚步声响，楼道的灯亮了，身后的灯则依次熄灭．这其中的奥密是什么？[要点突破]1．传感器的组成一般是由敏感元件，转换元件和转换电路组成，有时还需要有辅助电源．2．传感器的原理传感器感受的通常是非电学量，如压力、温度、光、声、位移、浓度、速度、酸碱度等，而它输出的大多是电学量，如电压、电流、电荷量等，这些输出信号是非常微弱的，一般要经过放大处理后，再通过控制系统产生各种控制动作．3．传感器的工作流程非电学量→敏感元件→转换器件→转换电路→电学量4．各组成部分的作用(1)敏感元件：相当于人的感觉器官，是传感器的核心部分，是利用材料的某种敏感效应(如热敏、光敏、压敏、湿敏等)制成的．(2)转换元件：传感器中能将敏感元件输出的、与被测物理量成一定关系的非电信号转换成电信号的电子元件．(3)转换电路：将转换元件输出的不易测量的非电学量(如力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等)转换成易于测量的电学量(如电压、电流、电阻等)．[题组训练]1．关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是()A．非电学量→敏感元件→转换电路→电学量→转换元件B．电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量C．非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量D．非电学量→转换电路→转换元件→敏感元件→电学量2．(多选)电子电路中常用到一种称为“干簧管”的元件(如图所示)，它的结构很简单，只是玻璃管内封入的两个软磁性材料制成的簧片．当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，所以干簧管能起到开关的作用，操纵开关的是磁场这只看不见的“手”．关于干簧管，下列说法正确的是()A．干簧管接入电路中相当于电阻的作用B．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的C．两个磁性材料制成的簧片接通的原因是被磁化后相互吸引D．干簧管接入电路中相当于开关的作用3．传感器可以进行信息采集并把采集到的信息转换为易于控制的量，其工作过程可能是( )A ．将力学量(如形变量)转换成磁学量B ．将电学量转换成热学量C ．将光学量转换成电学量D ．将电学量转换成力学量 [名师点拨]传感器问题的分析思路1．明确传感器的类型，了解传感器的工作原理． 2．确定传感器中的什么量变化时可以引起电学量的变化． 3．根据电学量的变化确定相关物理量的变化．二、对敏感元件的认识[知识梳理] 1．光敏电阻(1)特点：光照越强，电阻．(2)原因：无光照时，载流子极，导电性能；随着光照的增强，载流子，导电性． (3)作用：把这个光学量转换为这个电学量． 2．热敏电阻热敏电阻由半导体材料制成，其电阻值随温度的变化明显，温度升高电阻，如图所示为某一热敏电阻的电阻值随温度变化的特性曲线．3．金属热电阻有些金属的电阻率随温度的升高而，这样的电阻也可以制作温度传感器，称为热电阻，如图所示为某金属导线电阻的温度特性曲线．4．霍尔元件(1)构造(如图所示)很小的矩形半导体薄片上，制作四个电极E 、F 、M 、N .(2)霍尔电压E 、F 间通入恒定电流I ，同时外加与薄片垂直的磁场B ，则M 、N 间出现霍尔电压U H ，U H ＝k IB d .d为薄片厚度，k 为霍尔系数．一个霍尔元件的d 、k 为定值，若保持I 恒定，则U H 的变化就与B 成比．(3)作用把这个磁学量转换为这个电学量．[判一判]1．光敏电阻本身就是一种传感器．()2．半导体制成的热敏元件温度升高时，电阻会发生大幅度变化．()3．金属热电阻的温度升高时，其电阻值会明显增大．()4．霍尔元件在电压稳定时，截流子所受的静电力和洛伦兹力平衡．()[想一想]1．热敏电阻的阻值是否一定随温度的升高而减小？2．如图所示为矩形金属薄片，水平放入竖直向下的磁场中，当电流的方向如图所示时，试分析N、M两侧面电势的高低．[合作探究]某兴趣小组为了研究电子温控装置，将热敏电阻R1(负温度系数)、定值电阻R2以及电压表和电流表连入如图所示的电路中，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小．（1）闭合开关S后，温度升高时，电流表的示数如何变化？（2）闭合开关S后，温度降低时，电压表的示数如何变化？[要点突破]1．光敏电阻：光敏电阻一般为半导体材料制成，当半导体材料受到光照时，会有更多的电子获得能量成为自由电子，同时也形成更多的空穴，于是导电性能明显增强．光敏电阻把光照的强弱转换为电阻的大小．2．热敏电阻和金属热电阻的特点 (1)热敏电阻的两种型号及其分类热敏电阻器是电阻值随温度变化而变化的敏感元件．在工作温度范围内，电阻值随温度上升而增加的是正温度系数(PTC)热敏电阻器；电阻值随温度上升而减小的是负温度系数(NTC)热敏电阻器．热敏电阻器可按电阻温度特性、材料、结构、工作方式、工作温度和用途进行分类．(1)电场的产生：运动的载流子在洛伦兹力作用下在导体板的一侧聚集，在导体板的另一侧会出现多余的另一种电荷，从而形成横向电场．(2)电压的形成：横向电场对载流子施加与洛伦兹力方向相反的静电力，当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板两侧会形成稳定的电压；U H ＝kIBd .U H 与B 成正比是霍尔元件能把磁学量转换成电学量的原因．[题组训练]4．有一电学元件，温度升高时其电阻减小，这种元件可能是( ) A ．金属导体B ．光敏电阻C．NTC热敏电阻D．PTC热敏电阻5．霍尔元件是磁传感器，是实际生活中的重要元件之一．如图所示为长度一定的霍尔元件，在该元件中通有方向从E到F的恒定电流I，现在空间加一竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，其中元件中的载流子为带负电的电荷．则下列说法正确的是()A．该元件能把电学量转化为磁学量B．左表面的电动势高于右表面C．如果用该元件测赤道处的磁场，应保持平面呈水平状态D．如果在霍尔元件中的电流大小不变，则左右表面的电势差与磁场的磁感应强度成正比6．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化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)．某光敏电阻R p在不同照度下的阻值如下表：照度/lx0.20.40.60.8 1.0 1.2电阻/kΩ754028232018并说明阻值随照度变化的特点．甲乙(2)如图乙所示，当1、2两端所加电压上升至2 V时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器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1.0 lx 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)提供的器材如下：光敏电阻R p(符号，阻值见图表)直流电源E(电动势3 V，内阻不计)定值电阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ，R3＝40 kΩ(限选其中之一并在图中标出)；开关S 及导线若干．[名师点拨]含有敏感元件电路的分析思路1．明确敏感元件的电阻特性．2．根据闭合电路欧姆定律及串、并联电路的性质分析电路中其一电阻变化而引起的整个电路中各部分电学量的变化情况．3．思路流程：R局→R总→I总→U端→局部判断．三、电容式传感器[合作探究]在无线电技术中会用到很多电容器，电容器在电路中具有充放电的作用．（1）平行板电容器的电容与哪些因素有关？（2）电容式传感器是如何实现将非电学量转换为便于测量的电学量的？[要点突破]常见电容式传感器名称传感器原理测定角度θ的电容式传感器当动片与定片之间的角度θ发生变化时，引起极板正对面积S的变化，使电容C发生变化．知道C的变化，就可以知道θ的变化情况测定液体深度h的电容式传感器导线芯和导电液体构成电容器的两个极，导线芯外面的绝缘物质就是电介质，液体深度h发生变化时，引起正对面积发生变化，使电容C发生变化．知道C的变化，就可以知道h的变化情况测定压力F的电容式传感器待测压力F作用于可动膜片电极上的时候，膜片发生形变，使极板间距离d发生变化，引起电容C的变化．知道C的变化，就可以知道F的变化情况测定位移x的电容式传感器随着电介质进入极板间的长度发生变化，电容C发生变化．知道C的变化，就可以知道x的变化情况[题组训练]7．传感器是把非电学量(如温度、速度、压力等)的变化转换为电学量变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用．如图是一种测量液面高度h的电容式传感器的示意图．电容C大小的变化就能反映液面的升降情况．关于两者关系的说法中正确的是()A．C增大表示h减小B．C减小表示h增大C．C减小表示h减小D．C的变化与h变化无直接关系8．传感器是一种采集信息的重要器件，如图是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路，当待测压力作用于膜片电极上时，下列说法中正确的是()①若F向下压膜片电极，电路中有从a到b的电流；②若F向下压膜片电极，电路中有从b到a的电流；③若F向下压膜片电极，电路中不会有电流产生；④若电流表有示数，说明压力F发生变化；⑤若电流表有示数，说明压力F不会发生变化．A．②④B．①④C．③⑤D．①⑤9．如图所示的电路可将声音信号转化为电信号，该电路中右侧固定不动的金属板b与能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜a构成一个电容器，a、b通过导线与恒定电源两极相接．声源S做位移x＝A sin(100πt)的振动，则()A．a振动过程中，a、b板间的电场强度不变B．a振动过程中，a、b板所带电荷量不变C．a振动过程中，灵敏电流表中始终有方向不变的电流D．a向右的位移最大时，a、b板所构成的电容器的电容最大[名师点拨]电容式传感器的应用1．电容式传感器是将非电学量(如：介质的变化、距离的变化，正对面积的变化)转化为电信号的变化．2．电容式传感器可以测定距离、面积、压力、位移、压强等．——★ 参 考 答 案 ★——一、传感器[知识梳理]1．非电学量电学量电路的通断 2．测量处理控制 [判一判] 1．√ 2．× 3．√ [想一想]这种水壶上安装了压力传感器，当水壶中的水减少到一定程度时，压力减小，压力传感器使电路断开，起保护作用．[合作探究]（1）传感器是一种将非电学量转换为电学量的元件．（2）在电路中安装了一种能将声、光信号转换为电信号的传感器——声光延时开关． [题组训练]1．[解析] 传感器工作的一般流程为 非电学量――→被敏感元件――――――→感知，然后通过转换元件――――――――――→转换成电信号，再通过转换电路――――――――――――→将此信号转换成易于传输或测量的电学量，因此A 、B 、D 错，C 正确．[答案] C2．[解析] 当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化相互吸引而接通，故选项B 错误，选项C 正确；当磁体远离干簧管时，软磁性材料制成的簧片失去磁性，所以两簧片又分开，因此干簧管在电路中相当于开关的作用，选项A 错误，选项D 正确．[答案] CD3．[解析] 传感器是指能够感受诸如力、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控制电路的通断的一类元件，故只有C 项正确．[答案] C二、对敏感元件的认识[知识梳理]1．(1)越小(2)少不好增多变好(3)光照强弱电阻2．减小3．增大4．(1)正 (3)磁感应强度电压[判一判]1．×2．√3．√4．√[想一想]1．不一定，有的随温度的升高而增大(PTC 元件)，有的随温度的升高而减小(NTC 元件)．2．对于金属薄片，真正参与导电的是电子，当通如题图所示的电流时，电子沿电流的反方向移动，因此受到的洛伦兹力指向N ，N 侧面聚集负电荷，电势较低，M 侧面带正电荷，电势较高，即φM >φN .[合作探究]（1）温度升高时，热敏电阻的阻值变小，干路的电流变大，所以电流表的示数变大．（2）温度降低，热敏电阻的阻值变大，干路中的电流变小，R 2两端的电压变小，电压表的示数变小．[题组训练]4．[解析] 金属导体电阻值一般随温度升高而增大，光敏电阻电阻值是随光照强度的增大而减小，PTC 热敏电阻的阻值随温度的升高而增大，只有NTC 热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，C 对，A 、B 、D 错．[答案] C5．[解析] 霍尔元件能够把磁学量转换为电学量，A 错误；由于元件中的载流子为带负电的电荷，则负电荷的运动方向由F 到E ，由左手定则可知负电荷向左表面偏转，则右表面的电势高，B 错误；如果用该元件测赤道处的磁场，由于地磁场与水平面平行，因此如果霍尔元件的平面保持水平，则无电压产生，C 错误；根据q v B ＝q U d得，U ＝Bd v ，由电流的微观定义式I ＝nqS v (n 是单位体积内的导电粒子数，q 是单个导电粒子所带的电荷量，S 是导体的横截面积，v 是导电粒子运动的速度)整理得v ＝I nqS ，联立解得U ＝IBd nqS，可知用霍尔元件可以测量地磁场的磁感应强度，保持电流不变，则左右表面的电势差与磁感应强度成正比，D 正确．[答案] D6．[解析] (1)根据表中的数据，在坐标纸上描点连线，得到如图所示的变化曲线．阻值随照度变化的特点：光敏电阻的阻值随光的照度的增大非线性减小．(2)因天色渐暗照度降低至1.0 lx时启动照明系统，此时光敏电阻阻值为20 kΩ，两端电压为2 V，电源电动势为3 V，故应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10 kΩ，即选用R1；此电路的原理图如图所示．[答案]见[解析]三、电容式传感器[合作探究]（1）由C＝εr S4πkd知平行板电容器的电容与εr、S成正比，与d成反比．（2）极板正对面积及两极板间距离的变化、电介质插入极板间深度的变化，会引起电容器电容的变化，通过测定电容的变化就可以得出引起电容变化的非电学量的变化规律．[题组训练]7．[解析]C增大表示电容器的正对面积变大，h增大，C减小表示h减小，故C正确．[答案] C8．[解析]在电容器、电流表和电源串联成的闭合电路中，电容器两极板间电压U不变，当F向下压膜片电极时，电容器极板间距d变小，由C＝εr S4πkd知，电容器电容C变大，根据Q＝CU知，极板带电量将增大，电容器充电，电路中有从b到a的电流，说法②正确；若电流表有示数，说明电容器有充放电，极板带电量发生变化，根据Q＝CU知，电容器电容C发生变化，从而判断出作用在可动膜片电极上的压力F发生变化，说法④正确．故A 项正确．[答案] A9．[解析] 由于平行板电容器两极板与电池两极相连接，因此两极板间的电压U 保持不变，根据场强E ＝U d ，C ＝εS 4πkd可判断A 错，D 对；再由Q ＝CU 可知，B 错；由于Q 变化，使电容器出现充电、放电现象，显然电流表中电流方向不断变化，C 错．[答案] D。
人教版物理选修3-2基础夯实训练-第六章 传感器
(时间90分钟，满分100分)一、选择题(本题共9小题，每小题7分，共63分。
每小题至少有一个选项符合题意，选对但不全的得3分，有错选的得0分)1．对于确定的一个霍尔元件，若保持通入的恒定电流不变，当磁感应强度增加时，霍尔电压U H 应( )A 不变B ．减小C ．增大D ．不确定解析：由U H ＝k IBd 可得，当磁感应强度B 增加时，U H 增大。
答案：C2．如图1甲(a)所示的电路中，光敏电阻R 2加上图(b)所示的光照时，R 2两端的电压变化规律是图乙中的 ( )图1解析：光敏电阻随光照的增强电阻减小，电路中电流增大，电阻R 1两端电压增大，R 2两端电压减小，但不能减小到零。
故选项B 正确。
答案：B3.某仪器内部的电路如图2所示，其中M 是一个质量较大的金属块，左、右两端分别与金属丝制作的弹簧相连，并套在光滑水平细杆上。
当金属块处于平衡时，两根弹簧均处于原长状态，此时两灯均不亮。
若将该仪器固定在一辆汽车上，则下列说法正确的是( )图2A ．当汽车加速前进时，甲灯亮B ．当汽车加速前进时，乙灯亮C ．当汽车刹车时，甲灯亮D ．当汽车刹车时，乙灯亮解析：当汽车加速前进时，金属块M向后偏离原位置，乙灯电路被接通，所以乙灯亮，A错，B对；当汽车刹车时，金属块M向前偏离原位置，甲灯电路被接通，所以甲灯亮，C对，D错。
答案：BC4．如图3为电源、电磁继电器、滑动变阻器、绿灯泡、小电铃、半导体热敏电阻、开关、导线等组成的一个高温报警器电路图，要求是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警，则图中的甲、乙、丙分别是()图3A．小电铃、半导体热敏电阻、绿灯泡B．半导体热敏电阻、小电铃、绿灯泡C．绿灯泡、小电铃、半导体热敏电阻D．半导体热敏电阻、绿灯泡、小电铃解析：正常情况下衔铁与上接线柱接触，绿灯亮，故丙为绿灯；有险情即温度过高时电铃报警，说明衔铁被拉下与下接线柱接触小电铃响，乙是小电铃，甲是半导体热敏电阻。
高中物理选修3-2人教版学案 6.1《传感器及工作原理》
传感器及其工作原理知识梳理1.传感器是将物理中的___________转化为便于测量的___________的一类元件，其工作过程是按一定规律使某一元件对某一物理量敏感，将这一物理量转化成为便于利用的信号，如光电传感器利用___________将光信号转化为电信号，电信号便于与其他仪器连接，进行监测或自动化控制.2.热敏电阻与光敏电阻都是使用了___________材料制成的.热敏电阻的阻值随温度的变化而迅速变化，温度升高，其阻值___________；光敏电阻的阻值随照射光强度的变化而迅速变化，光越强，其阻值___________.疑难突破怎样理解传感器将其他信号转化为电信号的原理？剖析：1.可制成热敏电阻，把温度的变化转化为电信号.有的半导体，在温度升高时电阻减小得非常迅速，它能将温度变化转化成电信号，测量这种电信号，就能知道温度的变化情况.如自动防火报警器中就有这种热敏电阻，当温度升高到一定值（快接近物质的着火点）时，这种热敏电阻的电阻值迅速减小，使电路接通，从而使警铃发出警报.又如电子测温仪中的热敏电阻，能迅速地把人的体温变化转化为电信号，在显示屏上显示出人的体温.2.可制成光敏电阻，把光的变化转化为电信号.有的半导体，在光照下电阻大大减小，它能将光的变化迅速转化为电信号，在自动控制设备中有广泛的应用，如光电计数器就是利用光敏电阻自动计数的.3.在纯净的半导体材料中掺入微量的杂质，可以制成晶体二极管和晶体三极管——统称晶体管.晶体管（二极管、三极管）、电阻、电容、电感线圈（以后将学习）这四类电学元件组成了复杂、神秘、缤纷多彩的电子世界，从收录机、电视机、计算机、雷达、制导导弹到人造卫星的控制和回收都离不开它们.问题探究问题：干簧管是怎样起开关作用的？探究：干簧管内部的两个簧片是软磁性材料做成的.当它附近有磁场存在时，两个簧片被磁化而吸引在一起，接通了电路；当磁场消失后，簧片又失去磁性而断开，所以干簧管是可以用磁场来控制的开关.典题精讲【例题】下列说法正确的是（）A.绝缘体是绝对不能导电的B.电阻率介于导体和绝缘体之间的物质都是半导体材料C.导体能导电是因为导体内有大量的自由电子，绝缘体的导电性能很差是因为绝缘体内的自由电子极少D.当温度升高时，半导体的电阻率明显减小思路解析：本题的关键是理解导体、绝缘体、半导体的概念.要形成电流，除有电势差外，还应有可自由移动的电荷，导体的导电性能好是因为导体中有大量的自由电子，绝缘体的导电性能很差，是因为绝缘体内的自由电子很少，C项正确.绝缘体内有很少的自由电子，若两端加上电压，这些自由电子将在电场力作用下发生定向移动，可形成极其微弱的电流，故A项错误.半导体材料不光要求电阻率介于导体和绝缘体之间，而且要求电阻率随温度的升高而减小，故B项错误，D项正确.知识导学传感器是能将所感受的非电学物理量（如力、热、光、声）等转化成电学量（电压、电流等）的一种元件，其工作原理是通过对某一物理量敏感的元件将感受到的信号转换成便于处理的电信号.温度传感器是利用热敏电阻将温度信号转换成电信号，光电传感器是利用光敏电阻把光信号转换成电信号等等.疑难导析要理解此原理，首先还得从理解传感器的概念着手，传感器是能够感受诸如力、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的一类元件.其次还要了解热敏元件、光敏元件等的工作原理，并知道其在实际生活中都有哪些应用.其实热敏元件及光敏元件是引用半导体导电性能受外界条件影响很大这一特点制成的.因此，（1）可以依据半导体材料的温度特性，制成体积很小的热敏电阻，它能够将温度变化转化为电信号，测量这种电信号，就可以知道温度变化的情况，这种测量方法反应快、精度高.（2）可以依据半导体材料的光照特性，做成体积很小的光敏电阻，它可以起到开关作用，在需要对光照有灵敏反应的自动控制设备中有广泛应用.问题导思干簧管的元件（如图所示）结构很简单，只是玻璃管内封入的两个软磁性材料制成的簧片.当磁体如图6-1-1所示靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，所以干簧管能起到开关的作用，操纵开关的是磁场这只看不见的“手”，干簧管是一种能够感知磁场的传感器.典题导考绿色通道：要学会用形成电流的条件来分析导体、绝缘体的导电性能，理解半导体的概念及半导体导电性能的特点，如半导体的电阻率随温度的升高而减小，半导体的导电能力受外界电场和光照作用的影响变化很大.【典题变式】对热敏电阻，正确的叙述是（）A.受热后，电阻随温度的升高而迅速减小B.受热后，电阻基本不变C.热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度，反应快，而且精确度高D.以上说法都不对答案：AC。
2019-2020学年高中物理人教版选修3-2同步作业与测评：6.1 传感器及其工作原理 Word版含解析
第1节 传感器及其工作原理对应学生用书P41一、选择题1．下列说法不正确的是( )A ．传感器担负着信息采集的任务B ．干簧管是一种能够感知磁场的传感器C ．传感器不是电视遥控接收器的主要元件D ．传感器是把力、温度、光、声、化学成分等转换为电信号的主要工具 答案 C解析 逐项分析如下：2．当你走近某些宾馆、酒楼的大门时，门就会自动为你打开；当你走进门之后，门又在你身后自动关上。
你觉得这种传感器可能是将下列哪种信息转换为控制门开、关的信息( )A ．温度B ．运动C ．人D ．光答案 D解析自动门的自动控制要求灵敏、可靠，若以温度控制，人的体温与夏季气温接近，则在夏季自动门将无法使用。
自动门实际使用的是红外线传感器，红外线属于不可见光，人在白天或黑夜均发出红外线，传感器接收到人体发出的红外线后传给自动控制装置的电动机，实现自动开、关门。
故选D。
3．有一些星级宾馆的洗手间装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就开通电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近干手机能使传感器工作，是因为()A．改变湿度B．改变温度C．改变磁场D．改变电容答案D解析手靠近干手机能使机内的传感器工作，是因为改变了传感器的电容，发送启动信号给控制芯片，控制芯片再启动电机工作和加热装置工作。
故选D。
4．(多选)如图所示是三种电容式传感器的示意图，关于这三个传感器，下列说法正确的是()A．甲图的传感器可以用来测量角度B．乙图的传感器可以用来测量液面的高度C．丙图的传感器可以用来测量压力D．这三个传感器都是利用改变极板间的正对面积来改变电容的答案ABC解析甲、乙、丙中的电容器分别与θ、h、F有关，均能测量对应的物理量，甲、乙是通过改变极板间的正对面积改变电容，丙是通过改变极板间的距离改变电容，故D错误。
5．(多选)如图所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时()A．电压表的示数增大B．R2中电流减小C．小灯泡的功率增大D．电路的路端电压增大答案ABC解析当照射光强度增大时，R3阻值减小，外电路电阻随R3的减小而减小，R1两端电压因干路电流增大而增大，电压表的示数增大，A正确；干路电流增大，内电压增大，故电路路端电压减小，D错误；由路端电压减小，而R1两端电压增大知，R2两端电压必减小，则R2中电流减小，故B正确；干路电流增大，R2中电流减小，则流过小灯泡的电流增大，则小灯泡的功率增大，C正确，故选A、B、C。
人教版物理选修3-2同步练习-6.1《传感器及其工作原理》
第一节：传感器及其工作原理同步练习1、下列说法正确的是（ ABD ）A、传感器担负着信息采集的任务B、干簧管是一种磁传感器C、传感器不是电视摇控接收器的主要元件D、传感器是力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的主要工具2、用多用电表的同一档位测量热敏电阻和光敏电阻的阻值时，下列说法正确的是 (AD)A、测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越大B、测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越小C、测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越大D、测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越小3、利用半导体材料可制成哪些电子元件 ( ABC)A、热敏电阻B、光敏电阻C、晶体管D、标准电阻4、如图所示为电阻R随温度T变化的图线，下列说法中正确的是（ BD ）A、图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的B、图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的C、图线1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高D、图线2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高5、如图所示，某半导体热敏电阻的I－U图线可能是（ D ）6、金属铂的电阻值对温度高低非常敏感，图中可能表示金属铂电阻的U－I图线是（ A）7.下列说法正确的是（ CD ）A、金属导体的电阻率随温度增加而减小B、半导体的电阻率随温度增加而增大C、用半导体制成的热敏电阻，可以作为测温元件D、用半导体制成的光敏电阻，可以起到开关的作用8、关于热敏电阻以下说法中正确的是（ BD）A 、热敏电阻的阻值随温度升高而增大B 、热敏电阻的阻值随温度升高而减小C 、热敏电阻的阻值随温度变化而均匀变化D 、热敏电阻可以用金属氧化物制作9、一般光敏电阻的阻值随入射光强度的增加而＿＿＿＿＿．由于它对光照较敏感，所以可以作＿＿＿＿＿传感器．(减小，光电)10、试推导霍尔电压的表达式U B ＝kIN/d设载流子的电荷量为q ，沿电流方向定向运动的平均速率为v ，单位体积内自由移动的载流子数为n ，垂直电流方向导体板的横向宽度为a ，则电流的微观表达式为①载流子在磁场中受到的洛伦兹力载流子在洛伦兹力作用下侧移，两个侧面出现电势差载流子受到的电场力为当达到稳定状态时，洛伦兹力与电场力平衡，即 ② 由①②式得 ③式中的nq 与导体的材料有关，对于确定的导体，nq 是常数。
高二物理人教版选修3-2(第6.1 传感器及其工作原理) Word版含解析
绝密★启用前人教版选修3-2 第六章传感器课时1 传感器及其工作原理第Ⅰ部分选择题一、选择题：本题共8小题。
将正确答案填写在题干后面的括号里。
1．关于传感器，下列说法正确的是( )A．所有传感器都是由半导体材料做成的B．金属材料也可以制成传感器C．干簧管是一种能够感知电场的传感器D．传感器一定是通过感知电压的变化来传递信号的2．许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启；而白天，即使有声音它也没有反应，它的控制电路中接入的传感器是( )A．温度传感器 B．光传感器C．声音传感器 D．热传感器3．对于热敏电阻，正确的叙述是( )A．受热后，电阻随温度的升高而迅速减小B．受热后，电阻基本不变C．热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度，反应快，而且精确度高D．以上说法都不对4．如图为电阻R随温度T变化的图线，下列说法中正确的是()A．图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的B．图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的C．图线1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高D．图线2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高5．把定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件分别接入如图所示电路中A、B两点后，用黑纸包住元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是()A．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻B．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻C．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻D．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻6．如图所示，R3是光敏电阻，当开关S闭合后在没有光照射时，a、b两点等电势，当用光照射电阻R3时，则()A．R3的电阻变小，a点电势高于b点电势B．R3的电阻变小，a点电势低于b点电势C．R3的电阻变大，a点电势高于b点电势D．R3的电阻变大，a点电势低于b点电势7．用多用电表的同一挡位测量热敏电阻和光敏电阻的阻值时，下列说法正确的是( )A ．测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越大B ．测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越小C ．测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越大D ．测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越小8．如图所示，有电流流过长方形金属块，磁场的方向垂直于前后表面，由于发生霍尔效应，下列说法中正确的是()A ．金属块上表面a 电势高B ．金属块下表面b 电势高C ．金属块前表面c 电势高D ．金属块后表面d 电势高第Ⅱ部分 非选择题二、非选择题：本题4个小题。
高二物理人教版选修3-2第六章 1 传感器及其工作原理
三、热敏电阻和金属热电阻 1.热敏电阻 热敏电阻由半导体材料制成,其电阻随温度的变化明显,温度升 高电阻减小,如图甲所示为某一热敏电阻的电阻随温度变化的特性 曲线。
2.金属热电阻 有些金属的电阻率随温度的升高而增大,这样的电阻也可以制作 温度传感器,称为热电阻,如图乙所示为某金属导线电阻的温度特 性曲线。
探究一
探究二
探究三
探究四
典例剖析
【例题1】 全面了解汽车的运行状态(速度、水箱温度、油量)是 确保汽车安全行驶和驾驶员安全的举措之一,为模仿汽车油表原理, 某同学自制一种测定油箱油量多少或变化多少的装置。如图乙所
示,其中电源电压保持不变,R是滑动变阻器,它的金属滑片是金属杆
的一端。该同学在装置中使用了一只电压表(图中没有画出),通过
3.霍尔电压:UH=kIdB 。 (1)其中d为薄片的厚度,k为霍尔系数,其大小与薄片的材料有关。 (2)一个霍尔元件的d、k为定值,再保持电流I恒定,则UH的变化就 与磁感应强度B成正比。 4.作用:把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。
搜索“玉兔探月机器人”,了解我国“玉兔”探月机器人 拥有哪些传感器,以后的探月机器人的发展方向等。
B.θ'<θ C.θ'>θ
D.不能确定
解析:光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小,用手掌挡住部
分光线,阻值变大,指针自左向右偏转角度变小,故B正确。
答案:B
探究一
探究二
探究三
探究四
热敏电阻和金属热电阻
问题探究
如图所示,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,再将电表的两支
表笔与负温度系数的热敏电阻RT(温度升高,电阻减小)的两端相连, 这时表针恰好指在刻度盘的正中央。若在RT上擦一些酒精,表针将 如何偏转?若用吹风机将热风吹向热敏电阻,表针将如何偏转?
山西省高中物理人教版选修3-2同步练习：6-1传感器及其工作原理 (4) 含答案
传感器及其工作原理同步练习我夯基我达标1.传感器的作用它能够感知诸如力、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___________等电学量，或转换成电路的___________.答案：电压电流2.制作传感器需要的元件（1）光敏电阻：光照增强时，电阻___________；光照减弱时，电阻___________.能够把___________这个光学量转换成___________这个电学量.（2）热敏电阻和金属热电阻：能够把___________这个热学量转换成___________这个电学量.热敏电阻是温度升高，电阻___________；金属热电阻是温度升高，电阻___________.（3）霍尔元件：能够把___________这个磁学量转换成___________这个电学量.答案：（1）减小增大光照强弱电阻（2）温度电阻减小增大（3）磁感应强度电压3.在如图6-1-2所示的电路中，开关S是闭合的，现增大电容器A、B两极板间距，则下列说法正确的是（）图6-1-2A.电容器的电容将增大，带电荷量增加B.电容器的电容将减小，带电荷量增加C.电容器的电容将不变，带电荷量也不变D.电容器的电容将减小，带电荷量不变思路解析：当增大电容器A 、B 极板间距时，由C=kdS πε4 知，其电容将减小，而电容器两极板间电压一定，由Q=CU 知，电容器的带电荷量应减少，但由于二极管的单向导电性，其反向电阻无穷大，可认为断电，故阻止了正负电荷的中和，故其带电荷量不变.答案：D4.在如图6-1-2所示的电路中，开关S 是闭合的，现在让电容器A 、B 极板的正对面积减小，则下列说法正确的是（ ）A.电容器的电容将增大，带电荷量增加B.电容器的电容将减小，带电荷量增加C.电容器的电容将不变，带电荷量也不变D.电容器的电容将减小，带电荷量不变思路解析：由C=kdS πε4知C 减小，两极间电压不变，但由于二极管的单向导电性，反向电阻很大，故带电荷量不变.答案：D我综合 我发展5.如图6-1-3所示是测定液面高度h 的电容式传感器，在导电芯的外面涂上一层绝缘物质，放入导电液体中，导电芯和导电液体构成电容器的两个极.测出电容器电容的变化，就可以知道h 的变化情况，说明其原理.图6-1-3思路解析：电容器的电容与两极板的正对面积S 、极板间距d 、介电常数εr 有关，这三个因素中只要改变任何一个因素，就能改变电容C.由题意可知，导电芯和导电液体组成的电容器，板间距和介电常数不能再改变，唯一能改变的就是两板的正对面积，电容与正对面积成正比.如果h 上升，相当于增大正对面积，从而导致电容C 的增大，因此通过测定电容C 的增大或减小，便可推知h 增大或减小.答案：C ∝S ，S ∝h ，因此：C ∝h.启示：电容式传感器就是利用了电容器的电容C=kd S r πε4，本例的应用原理是C ∝S.电容式话筒、计算机键盘则是利用了C ∝d 1. 我创新 我超越6.在原子反应堆中抽动液态金属或在医疗器械中抽动血液等导电液体时，常使用电磁泵.某种电磁泵的结构如图6-1-4所示，把装有液态钠的矩形截面导管（导管是环形的，图中只画出其中一部分）水平放置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B ，方向与导管垂直，让电流I 按如图方向纵向穿过液态钠且电流方向与B 垂直.设导管截面高为a ，宽为b ，导管有长为l 的一部分置于磁场中，由于磁场对液态钠的作用力使液态钠获得驱动力而不断沿管子向前推进.整个系统是完全密封的，只有金属钠本身在其中流动，其余的部件是固定不动的.。
2021年高二人教版物理选修3-2练习册：6.1 传感器及其工作原理含答案
2021年高二人教版物理选修3-2练习册：6.1 传感器及其工作原理含答案知识点一传感器1．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程．下列属于这类传感器的是( )A．红外报警装置B．走廊照明灯的声控开关C．自动洗衣机中的压力传感装置D．电饭煲中控制加热和保温的温控器2．有一些星级宾馆的洗手间装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就开通电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近自动干手机能使传感器工作，是因为改变了()A．湿度B．温度C．磁场D．电容知识点二光敏电阻3．如图L6-1-1所示，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，LED为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与LED间距不变，闭合开关S后，下列说法中正确的是()图L6-1-1A．当滑片P向左移动时，L消耗的功率增大B．当滑片P向左移动时，L消耗的功率减小C．当滑片P向右移动时，L消耗的功率可能不变D．无论怎样移动滑片P，L消耗的功率都不变知识点三热敏电阻和金属热电阻4．图L6-1-2是观察元件的电阻值随温度变化情况的示意图．现在把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是()图L6-1-2A．如果R为金属热电阻，则读数变大，且变化非常明显B．如果R为金属热电阻，则读数变小，且变化不明显C．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，则读数变化非常明显D．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，则读数变化不明显知识点四霍尔元件5．如图L6-1-3所示，截面为矩形的金属导体放在磁场中，当导体中通有电流时，导体的上下表面的电势关系为()图L6-1-3A．φM>φN B．φM＝φNC．φM<φN D．无法判断6．为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图L6-1-4所示的流量计．该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口．在垂直于上下底面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极．污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是()图L6-1-4A．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高B．若污水中负离子较多，则前表面比后表面电势高C．污水中离子浓度越高电压表的示数将越大D．污水流量Q与U成正比，与a、b无关7．xx年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效应”，基于“巨磁电阻效应”的开发用于读取硬盘数据的技术，被认为是纳米技术的第一次真正应用．在下列有关其他电阻应用的说法中，错误的是()A．热敏电阻可应用于温度测控装置中B．光敏电阻是一种光电传感器C．电阻丝可应用于电热设备中D．金属热电阻的阻值随温度升高而减小8．图L6-1-5是一个测定液面高度的传感器示意图，在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放在导电液体中，导线芯和导电液体构成电容器的两极，把这两极接入外电路，当外电路中的电流变化说明电容值增大时，导电液体的深度h的变化情况为()图L6-1-5A．h增大B．h减小C．h不变D．无法确定9．图L6-1-6为测定压力的电容式传感器示意图，将平行板电容器、灵敏电流表(零刻度在中间)和电源串联成闭合回路，当压力F作用于可动膜片电极上时，膜片发生形变，引起电容的变化，导致灵敏电流表指针偏转，在对膜片开始施加压力使膜片电极从图中的虚线位置推到图中实线位置并保持固定的过程中，灵敏电流表指针偏转情况为(电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏)()图L6-1-6A．向右偏到某一刻度后回到零刻度B．向左偏到某一刻度后回到零刻度C．向右偏到某一刻度后不动D．向左偏到某一刻度后不动10．(多选)图L6-1-7是霍尔元件的示意图，一块通电的铜板放在磁场中，板面垂直于磁场，板内通有图示方向的电流，a、b是铜板上、下表面的两点，则()图L6-1-7A．电势φa＞φbB．电势φb＞φaC．电流增大时，|φa－φb|增大D．其他条件不变，将铜板改为NaCl水溶液时，电势结果仍然一样11．(多选)图L6-1-8为电阻R随温度T变化的图线．下列说法中正确的是()图L6-1-8A．图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的B．图线2的热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的C．图线1对应的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高D．图线2对应的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高12．(多选)在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制．如图L6-1-9所示，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻(温度越高电阻越小)，C为电容器．当环境温度降低时()图L6-1-9A．电容器C的带电荷量增大B．电压表的读数增大C．电容器C两板间的电场强度减小D．R1消耗的功率增大13．如图L6-1-10所示，有电流I流过长方体金属块，金属块宽为d，高为b，有一磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过金属块的前、后两个侧面，金属块单位体积内的自由电子数为n，金属块上、下表面哪个表面电势高？电势差是多少？图L6-1-101传感器及其工作原理1．A2．D[解析] 根据自动干手机工作的特征，手靠近干手机时电热器工作，手撤离后电热器停止工作，人是一种导体，可以与其他导体构成电容器．手靠近时相当于连接一个电容器，可以确定干手机内设有电容式传感器，由于手的靠近改变了电容大小，故D正确；用湿度和温度来驱动电热器工作，理论上可行，但是假如干手机是由于温度、湿度的变化工作，它就成了室内烘干机．3．A[解析] 当滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，则流过二极管的电流增大，从而发光增强，使光敏电阻R的阻值减小，通过灯泡L的电流增大，则L 消耗的功率增大，A正确，B、D错误；当滑片P向右移动时，可分析出L消耗的功率变小，C 错误．4．C [解析] 若R 为金属热电阻，温度升高后，电阻变大，读数变化不明显，A 、B 错误．若R 为热敏电阻，读数将明显变化，C 正确，D 错误．5．A [解析] 霍尔效应形成的原因是因为带电粒子在磁场中受到洛伦兹力作用，做定向移动形成的，根据左手定则，金属导体中自由电子受到向下的洛伦兹力作用，向导体的下表面N 运动，则导体的上表面M 带正电，所以φM >φN .6．D [解析] 由左手定则可以判断出正离子较多时，正离子受到的洛伦兹力使其向后表面偏转聚集而导致后表面电势升高，同理负离子较多时，负离子向前表面偏转聚集而导致前表面电势低，故A 、B 错误．设前、后表面间的最高电压为U ，则qU b＝qvB ，所以U ＝vBb ，由此可知U 与离子浓度无关，故C 错误，因Q ＝vbc ，而U ＝vBb ，所以Q ＝Uc B，D 正确． 7．D [解析] 由热敏电阻、光敏电阻、金属热电阻的特性和用途知A 、B 、C 正确，D 错误．8．A [解析] 由题意知，导线芯和导电液体构成电容器的两极，类似于平行板电容器的两极，当液面高度发生变化时相当于两极正对面积发生变化，会引起电容的变化，与平行板电容器类比可得，导电液体深度h 增大时，导线芯和导电液体正对面积增大，电容器的电容值变大．9．A [解析] 压力F 作用时，极板间距d 变小，由C ＝εr S 4πkd知，电容器的电容C 变大，又根据Q ＝CU 知，极板带电荷量变大，所以电容器应充电，灵敏电流计中产生由正接线柱流入的电流，所以指针将右偏．压力F 不变时，极板保持固定后，充电结束，指针回到零刻度．故选A .10．AC [解析] 铜板中的自由电荷是电子，电子定向移动的方向与电流的方向相反，由左手定则可判断出电子因受洛伦兹力作用向b 侧偏转，所以φa ＞φb ，A 对，B 错；因|φa －φb |＝k IB d，所以电流增大时，|φa －φb |增大，C 对；若将铜板改为NaCl 溶液，溶液中的正、负离子均向b 侧偏转，|φa －φb |＝0，即不产生霍尔效应，故D 错．11．BD [解析] 金属热电阻的阻值随温度升高而增大，半导体材料的热敏电阻的阻值随温度升高而减小，所以A 错，B 对；图线1对应的材料化学稳定性好但灵敏度低，图线2对应的材料化学稳定性差但灵敏度高，所以C 错，D 对．12．AB [解析] 当环境温度降低时，R 2阻值变大，电路的总电阻变大，由I ＝E R 总知I 变小，又U ＝E －Ir ，电压表的读数U 变大，B 正确；又由U 1＝IR 1及P 1＝I 2R 1可知U 1变小，R 1消耗的功率P 1变小，D 错误；电容器两板间的电压U 2＝U －U 1，U 2变大，由场强E′＝U 2d，Q ＝CU 2可知Q 、E′都增大，故A 正确，C 错误．13．下表面电势高 IB ned[解析] 因为自由电荷为电子，运动方向与电流方向相反，故由左手定则可判定电子向上偏，则上表面聚集负电荷，下表面带等量的正电荷，故下表面电势高，设其稳定电压为U ，当运动电荷所受静电力与洛伦兹力平衡时，有e U b＝evB ，因为导体中的电流I ＝neSv ＝nev·bd，故U＝IBned.30367 769F 皟34024 84E8 蓨/36172 8D4C 赌s24032 5DE0 巠38404 9604 阄33855 843F 萿329390 72CE 狎29474 7322 猢/F34748 87BC 螼20544 5040 偀。
《红对勾》高中物理人教版选修3-2练习：6-13传感器及其工作原理 Word版含答案[ 高考]
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课后巩固提升限时：45分钟总分：100分一、单项选择题(每小题7分，共49分)1．关于传感器的下列说法正确的是()A．所有传感器的材料都是由半导体材料做成的B．金属材料也可以制成传感器C．传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的D．以上说法都不正确2．关于干簧管，下列说法正确的是()A．干簧管接入电路中相当于电阻的作用B．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的C．干簧管接入电路中相当于开关的作用D．干簧管是作为电控元件以实现自动控制的3．在一些星级宾馆的洗手间经常装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就开通电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近干手机能使传感器工作，是因为() A．改变温度B．改变湿度C．改变磁场D．改变电容4．如图所示为电阻R随温度T变化的图线．下列说法中错误的是()A．图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的B．图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的C．图线1对应的电阻材料化学稳定性好、测温范围大，但灵敏度低D．图线2对应的电阻材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高5．如图所示，R3是光敏电阻，当开关S闭合后在没有光照射时，a、b两点等电势，当用光照射电阻R3时()A．R3的电阻变小，a点电势高于b点电势B．R3的电阻变小，a点电势低于b点电势C．R3的电阻变大，a点电势高于b点电势D．R3的电阻变大，a点电势低于b点电势6.如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，声音信号被话筒转换为电信号，其中导致电容变化的原因可能是电容器两板间的()A．距离变化B．正对面积变化C．介质变化D．电压变化7．如图所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图．现把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是(设水对电阻阻值的影响不计)()A．如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显B．如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显C．如果R为热敏电阻(用半导体材料制成)，读数变化非常明显D．如果R为热敏电阻(用半导体材料制成)，读数变化不明显二、多项选择题(每小题7分，共21分)8.如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，R t为负温度系数热敏电阻，R为光敏电阻，闭合开关后，小灯泡L正常发光，由于环境条件改变(光照或温度)，发现小灯泡亮度变暗，则引起小灯泡变暗的原因可能是()A．温度不变，光照增强B．温度升高，光照不变C．温度降低，光照增强D．温度升高，光照减弱答案1．B半导体材料可以制成传感器，其他材料也可以制成传感器，如金属氧化物就可以制成热敏电阻，故A选项错误，B选项正确；传感器不仅能感知电压的变化，也能感知力、温度、光、声等非电学量的变化，故C选项错误．2．C干簧管在电路中起到开关的作用，故C选项正确，A选项错误；干簧管是感知磁场信息的元件，故B、D选项错误．3．D干手机是一个电容器，当手靠近时，手本身是导体，电容器中放入导体后，改变了电容器的电容，从而传感器感知到这个变化，干手机开始工作，故选项D正确．4．A金属电阻的阻值随温度升高而增大，半导体材料的热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，其变化规律均不成比例，所以A 选项说法错误；选项B说法正确；由图可以看出，图线1对应的材料化学稳定性好，但灵敏度低，图线2对应的材料化学稳定性差，但灵敏度较高，故C、D选项说法正确．5．A光敏电阻R3被光照后电阻变小，所在支路电流增大，a 点电势升高，故A选项正确．6．A C＝εr S4kπd，在声音信号转换为电信号过程中介电常数εr没变，正对面积S未变．振动膜前后振动，使振动膜上的金属层与金属板间的距离发生变化，从而将声音信号转换为电信号，故A选项正确．7．C金属热电阻的阻值随温度的升高而增大，但灵敏度较差，而热敏电阻灵敏度较高，随温度的升高，电阻减小，故C选项正确．8．AC由题图可知，当光敏电阻阻值减小或热敏电阻阻值增大时，小灯泡L都会变暗，结合光敏电阻特性可知，A正确，B错误．若光敏电阻阻值减小的同时，热敏电阻的阻值增大，小灯泡L变暗，C 正确．若热敏电阻减小，光敏电阻增大，则小灯泡变亮，D错误．———————————————————————————9.如图所示，用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器，下列说法中正确的是()A．严重污染时，LDR是高电阻B．轻度污染时，LDR是高电阻C．无论污染程度如何，LDR的电阻不变，阻值大小由材料本身因素决定D．该仪器的使用会因为白天和晚上受到影响10．利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小，实验时让某消防员从一平台上跌落，自由下落2 m后双脚触地，接着他用双脚弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了0.5 m，最后停止，用这种方法获得消防队员受地面冲击力随时间变化图线如图所示．根据图线所提供的信息，以下判断中正确的是()A．t1时该消防员的速度最大B．t2时该消防员的速度最大C．t3时该消防员的动能最小D．t4时该消防员的动能最小三、非选择题(共30分)11．按图所示接好电路，合上S1、S2，发现小灯泡不亮，原因是________；用电吹风对热敏电阻吹一会儿热风，会发现小灯泡________，原因是________；停止吹风，会发现________；把热敏电阻放入冷水中会发现________．12．如图所示，厚度为h ，宽度为d 的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B 的匀强磁场中，当电流通过导体时，在导体板的上侧面A 和下侧面A ′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．实验表明，当磁场不太强时，电势差U 、电流I 和B 的关系为U ＝k IB d，式中的比例系数k 称为霍尔系数．霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场．横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力．当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差．设电流I 是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向速度为v ，电荷量为e ，回答下列问题：(1)达到稳定状态时，导体板上侧面A 的电势________下侧面A ′的电势(填“高于”“低于”或“等于”)．(2)电子所受的洛伦兹力的大小为________．(3)当导体板上下两侧面之间的电势差为U时，电子所受静电力的大小为________．(4)由静电力和洛伦兹力平衡的条件，证明霍尔系数k＝1ne，其中n代表单位体积中电子的个数．答案9.AD严重污染时，透过污水照到LDR上的光线较少，LDR 电阻较大，A对，B错；LDR由半导体材料制成，受光照影响电阻会发生变化，C错；白天和晚上自然光强弱不同，或多或少会影响LDR的电阻，D对．10．BD由题目所述可知，消防员先自由落体，然后和地面发生碰撞，在和地面碰撞过程中，他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了0.5 m，最后静止，力F是地面对消防队员的冲击力，在t1～t2时间段，力F逐渐增大，消防队员的速度在增大，而在t2～t4时间段，力F＞mg，消防队员做减速运动，至t4时，消防员停在地面上，所以t2时刻消防队员的速度最大，t4时刻消防队员的动能最小，选项B、D正确．11．由于热敏电阻在常温时阻值较大，左侧电路中电流较小，电磁铁磁性较弱吸不住衔铁变亮电路中电流增大，电磁铁吸住衔铁，使右侧电路接通不会立即熄灭小灯泡熄灭解析：根据热敏电阻的性质进行分析，由于热敏电阻在常温时阻值较大，左侧电路中电流较小，电磁铁磁性较弱吸不住衔铁；当用电吹风对热敏电阻加热使其阻值变小时，电路中电流增大，电磁铁吸住衔铁，使右侧电路接通，小灯泡亮了；停止吹风后，小灯泡不会立即熄灭，因为热敏电阻温度仍然较高，当把热敏电阻放入冷水后，热敏电阻温度降低很快，阻值变大，故小灯泡熄灭．12．(1)低于 (2)evB (3)e U h(4)见解析 解析：(1)电子向左移动，由左手定则知，电子受洛伦兹力向上，故上侧面A 聚积负电荷，下侧面A ′聚积正电荷，故上侧面电势低于下侧面；(2)洛伦兹力F ＝evB ；(3)电子受静电力eE ＝e U h； (4)电子受纵向静电力和洛伦兹力的作用，两力平衡，有eE ＝e U h＝evB.得U ＝hvB. 通过导体的电流I ＝nev·d·h.由U ＝k IB d，有 hvB ＝k·nev·d·h·B d， 得k ＝1ne.。
高中物理选修3-2(人教版)练习：第六章1传感器及其工作原理
第六章传感器1 传感器及其工作原理A级抓基础1．有一电学元件，温度升高时电阻却大幅度减小，则这种元件可能是( ) A．金属导体B．绝缘体C．半导体D．超导体解析：题中所述四种材料中只有半导体的电阻随温度升高而减小，故选C.答案：C2．街旁的路灯，江海里的航标都要求在夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的( )A．压敏性B．光敏性C．热敏性D．三种特性都利用答案：B3．(多选)下列方法有可能使半导体材料的电阻率减小的是( )A．升高半导体的温度B．用光来照射半导体C．在半导体中加入微量其他杂质D．以上情况都不可能解析：例如光敏电阻阻值在光照下大大减小，故B正确．负温度系数的热敏电阻阻值随温度的升高而减小，故A正确．在半导体中加入微量其他杂质也可使半导体材料的电阻率减小，故C正确．答案：ABC4．用遥控器调换电视频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程．下列利用这类传感器的是( )A．红外报警装置B．走廊照明灯的声控开关C．自动洗衣机中的压力传感装置D．电饭煲中控制加热和保温的温控器解析：A项为光电传感器，B项为声电传感器，C项为力电传感器，D项为热电传感器．答案：AB级提能力5．(多选)为了保护电脑元件不受损害，在电脑内部有很多传感器，其中最重要的就是温度传感器，常用的温度传感器有两种：一种是用金属做的热电阻；另一种是用半导体做的热敏电阻．关于这两种温度传感器的特点，下列说法正确的是( )A．金属做的热电阻随着温度的升高电阻变大B．金属做的热电阻随着温度的升高电阻变小C．用半导体做的热敏电阻随着温度的升高电阻变大D．用半导体做的热敏电阻随着温度的升高电阻变小解析：金属的电阻率随着温度的升高而变大，半导体在温度升高时电阻会变小，故选A、D.答案：AD6．如图所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻，L为小灯泡，当温度降低时( )A．R1两端的电压增大B．电流表的示数增大C．小灯泡的亮度变强D．小灯泡的亮度变弱解析：R2与灯L并联后与R1串联，与电流表构成闭合电路，当热敏电阻温度降低时，电阻R2增大，外电路电阻增大，电流表读数减小，灯L电压增大，灯泡亮度变强，R1两端电压减小，故C正确．答案：C7．(多选)如图是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，对于一个霍尔元件d、k为定值，如果保持I恒定．则可以验证U H随磁感应强度B的变化情况．以下说法中正确的是(工作面是指较大的平面)( )A．将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面，U H将变大B．在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平C．在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平D．改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，U H将发生变化解析：将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，B增大，I恒定，由公式U H＝kIBd知U H将变大，选项A正确；地球两极的磁场方向沿竖直方向，所以霍尔元件的工作面应保持水平，使B与工作面垂直，选项B正确；地球赤道上的磁场方向沿水平方向，只有霍尔元件的工作面在竖直方向时，B与工作面垂直，选项C错误；改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，B垂直工作面的大小发生变化，U H将发生变化，选项D正确．答案：ABD8．电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置，由于电容器的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素，当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化，从而又可推出另一物理量的值，如图所示是四种电容式传感器的示意图，关于这四种传感器的作用．下列说法不正确的是 ( )图甲图乙图丙图丁A．甲图的传感器可以用来测量角度B．乙图的传感器可以用来测量液面高度C．丙图的传感器可以用来测量压力D．丁图的传感器可以用来测量速度解析：甲图角度变化能导致极板正对面积变化；乙图高度变化能导致极板正对面积变化；丙图F变化能导致极板间距变化；丁图物体位置变化导致电介质变化．所以，甲、乙、丙、丁分别是测角度、液面高度、压力、位移的物理量．故选D.答案：D9.如图所示，R3是光敏电阻，当开关S闭合后，在没有光照射时，a、b两点等电势．当用光照射电阻R3时，则( )A．R3的电阻变小，a点电势高于b点电势B．R3的电阻变小，a点电势低于b点电势C．R3的电阻变大，a点电势高于b点电势D．R3的电阻变大，a点电势低于b点电势解析：R3是光敏电阻，当有光照射时电阻变小，R3两端电压减小，故a点电势将升高，因其他电阻的阻值不变，所以a点电势高于b点电势．答案：A高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2020-2021学年人教版物理选修3-2训练：第6章 1 传感器及其工作原理
第六章 1基础达标一、选择题(在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6题有多项符合题目要求)1．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程．下列属于这类传感器的是()A．红外报警装置B．走廊照明灯的声控开关C．自动洗衣机中的压力传感装置D．电饭煲中控制加热和保温的温控器【答案】A【解析】遥控器是利用红外线传输信号的，故A项正确．2．(2020·广东广州模拟)下列电器中，应用了压力传感器的是()A．红外数字温度计B．天黑自动开启的路灯C．数字体重计D．白炽灯泡【答案】C【解析】红外数字温度计应用了红外传感器，不符合题意，故A错误；天黑自动开启的路灯使用了光敏电阻传感器，不符合题意，故B错误；数字体重计采用了压力传感器，符合题意，故C正确；白炽灯泡将电能转化为热，然后转化为光，不符合题意，故D错误．3．(2020·广西校级期末)关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是()A．非电学量→敏感元件→转换电路→电学量→转换元件B．电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量C．非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量D．非电学量→转换电路→转换元件→敏感元件→电学量【答案】C【解析】传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，传感器工作的一般流程为：非电学量被敏感元件感知，然后通过转换元件转换成电信号，再通过转换电路将此信号转换成易于传输或测量的电学量，故C正确，A、B、D错误．故选C.4．(2020·湖南校级)在“传感器的简单应用”实验中，用光照射半导体做成的光敏电阻时，光敏电阻的阻值将()A．大大增大B．保持不变C．大大减小D．如何变化不能确定【答案】C【解析】光照射半导体做成的光敏电阻的阻值大小大大减小，故A、B、D错误，C正确．5．在一些星级宾馆的洗手间经常装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就开通电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近干手机能使传感器工作，是因为()A．改变温度B．改变湿度C．改变磁场D．改变电容【答案】D【解析】干手机是一个电容器，当手靠近时，手本身是导体，电容器中放入导体后，改变了电容器的电容，从而传感器感知到这个变化，干手机开始工作，故选项D正确．6．电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置．由于电容器的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的介电常数这几个因素，当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化，从而又可推出另一个物理量的变化，如图是四种电容式传感器的示意图，关于这四个传感器的作用下列说法正确的是()A．甲图的传感器可以用来测量角度B．乙图的传感器可以用来测量液体的浓度C．丙图的传感器可以用来测量压力D．丁图的传感器可以用来测量速度【答案】AC【解析】甲的电容器的电容与θ有关，可以用来测量动片转过的角度；乙的电容器的电容与h有关，可以用来测量液面的高度；丙中的电容器的电容与F有关，可以用来测量压力；丁中的电容与s有关，只能测量位移s，故A、C正确．二、非选择题7．按图所示接好电路，合上S1、S2，发现小灯泡不亮，原因是__________________________________________________；用电吹风对热敏电阻吹一会儿热风，会发现小灯泡________，原因是________________________________________________；停止吹风，会发现__________________；把热敏电阻放入冷水中会发现____________．【答案】由于热敏电阻在常温时阻值较大，左侧电路中电流较小，电磁铁磁性较弱，触点断开变亮电路中电流增大，电磁铁吸住衔铁，使右侧电路接通小灯泡不会立即熄灭小灯泡熄灭【解析】根据热敏电阻的性质进行分析，由于热敏电阻在常温时阻值较大，左侧电路中电流较小，电磁铁磁性较弱吸不住衔铁；当用电吹风对热敏电阻加热使其阻值变小时，电路中电流增大，电磁铁吸住衔铁，使右侧电路接通，小灯泡亮了；停止吹风后，小灯泡不会立即熄灭，因为热敏电阻温度仍然较高，当把热敏电阻放入冷水后，热敏电阻温度降低很快，阻值变大，故小灯泡熄灭．8．一种半导体材料称为“霍尔材料”，用它制成的元件称为“霍尔元件”，这种材料有可定向移动的电荷，称为“载流子”，每个载流子的电荷量大小为1个元电荷量，即q＝1.6×10－19 C，霍尔元件在自动检测、控制领域得到广泛应用，如录像机中用来测量录像磁鼓的转速、电梯中用来检测电梯门是否关闭以及自动控制升降电动机的电源的通断等．在一次实验中，一块霍尔材料制成的薄片宽ab＝1.0×10－2 m、长bc＝4.0×10－2 m、厚h＝1×10－3m，水平放置在竖直方向上的磁感应强度B＝1.5 T的匀强磁场中，bc方向通有I＝3.0 A的电流，如图所示，沿宽度产生1.0×10－5 V的横向电压．(1)假定载流子是电子，a、b两端中哪端电势较高？(2)薄板中形成电流I的载流子定向运动的速率多大？【答案】(1)a(2)6.7×10－4 m/s【解析】(1)根据左手定则可确定a端电势高．(2)当导体内由于载流子有沿电流方向所在的直线定向运动时，受洛伦兹力作用而产生横向分运动，产生横向电场，横向电场的电场力与洛伦兹力平衡时，导体横向电压稳定．设载流子沿电流方向所在直线定向移动的速度为v，横向电压为U ab，横向电场强度为E，电场力为F e＝eE＝e U abab，磁场力F B＝e v B，平衡时U ababe＝e v B，得v＝U abab B＝6.7×10－4 m/s.能力提升9．如图所示，R 3是光敏电阻(光照时电阻变小)，当开关S 闭合后，在没有光照射时，a 、b 两点等电势．当用光照射电阻R 3时，则( )A ．a 点电势高于b 点电势B ．a 点电势低于b 点电势C ．a 点电势等于b 点电势D ．a 点电势和b 点电势的大小无法比较 【答案】A【解析】R 3是光敏电阻，当有光照射时电阻变小，R 3两端电压减小，故a 点电势升高，因其他电阻的阻值不变，所以a 点电势高于b 点电势．10．(2020·河南一模)物理学家霍尔于1879年在实验中发现，当电流垂直于磁场通过导体或半导体材料左右两个端面时，在材料的上下两个端面之间产生电势差．这一现象被称作霍尔效应，产生这种效应的元件叫霍尔元件，在现代技术中被广泛应用．如图为霍尔元件的原理示意图，其霍尔电压U 与电流I 和磁感应强度B 的关系可用公式U H ＝k H IB d表示，其中k H 叫该元件的霍尔系数．根据你所学过的物理知识，判断下列说法正确的是( )A ．霍尔元件上表面电势一定高于下表面电势B ．公式中的d 指元件上下表面间的距离C ．霍尔系数k H 是一个没有单位的常数D ．霍尔系数k H 的单位是m 3·s －1·A －1【答案】D【解析】载流子受洛伦兹力向上，但载流子的电性是不确定的(正负离子、电子等)，故无法判断上表面的电性，故无法比较上下表面的电势高低，故A 错误；对于载流子，静电力和洛伦兹力平衡，故q v B ＝q U H H .电流微观表达式为I ＝nqS v ，故U H ＝BH v ＝HIB nSq，由于S ＝Hd ，故U H ＝IB nqd ，那么公式中的d 指元件前后侧面间的距离，故B 错误；依据公式U H ＝k H IB d中，U H 、I 、B 、d 的单位，可知，系数k H 的单位是m 3·s －1·A －1，故C 错误，D 正确．11．如图所示，图甲为热敏电阻的Rt 图象，图乙为用此热敏电阻R 和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器的电阻为100 Ω.当线圈的电流大于或等于20 mA 时，继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈供电的电池的电动势E ＝9.0 V ，内阻可以不计．图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．则：(1)应该把恒温箱内的加热器接在________(填“A 、B 端”或“C 、D 端”)．(2)如果要使恒温箱内的温度保持50 ℃，可变电阻R ′的阻值应调节为________Ω.【答案】(1)A 、B 端 (2)260【解析】(1)恒温箱内的加热器应该接在A 、B 端．当线圈中的电流较小时，继电器的衔铁在上方，恒温箱的加热器处于工作状态，恒温箱内温度升高．(2)随着恒温箱内温度升高，热敏电阻R 的阻值变小，则线圈中的电流变大，当线圈中的电流大于或等于20 mA 时，继电器的衔铁被吸到下方来，使恒温箱加热器与电源断开，加热器停止工作，恒温箱内温度降低．随着恒温箱内温度降低，热敏电阻R 的阻值变大，则线圈中的电流变小，当线圈的电流小于20 mA 时，继电器的衔铁又被释放到上方，则恒温箱加热器又开始工作，这样就可以使恒温箱内保持在某一温度．要使恒温箱内的温度保持50 ℃，即50 ℃时线圈内的电流为20 mA.由闭合电路欧姆定律I ＝E R ＋R ′＋r，r 为继电器的电阻．由题图甲可知，50 ℃时热敏电阻的阻值为90 Ω，所以R ′＝260 Ω.12．如图所示，厚度为h ，宽度为d 的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B 的匀强磁场中，当电流通过导体时，在导体板的上侧面A 和下侧面A ′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．实验表明，当磁场不太强时，电势差U 、电流I 和B 的关系为U ＝k IB d，式中的比例系数k 称为霍尔系数．霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场，横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力．当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差．设电流I 是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向速度为v ，电荷量为e ，回答下列问题：(1)达到稳定状态时，导体板上侧面A 的电势________下侧面A ′的电势(填“高于”“低于”或“等于”)．(2)电子所受的洛伦兹力的大小为________．(3)当导体板上下两侧面之间的电势差为U 时，电子所受静电力的大小为________．(4)由静电力和洛伦兹力平衡的条件，证明霍尔系数k ＝1ne，其中n 代表单位体积中电子的个数．【答案】(1)低于 (2)e v B (3)e U h(4)见解析 【解析】(1)电子向左移动，由左手定则知，电子受洛伦兹力向上，故上侧面A 聚积负电荷，下侧面A ′聚积正电荷，故上侧面电势低于下侧面．(2)洛伦兹力F ＝e v B .(3)电子受静电力eE ＝e U h. (4)电子受纵向静电力和洛伦兹力的作用，两力平衡，有eE ＝e U h＝e v B .得U ＝h v B 通过导体的电流I ＝ne v ·d ·h由U ＝k IB d ，有h v B ＝k ·ne v ·d ·h ·B d ，得k ＝1ne. 朝着心中目标前进的人，整个世界都在为他让路。
物理选修3-2人教新课标6.1传感器及其工作原理练习.
1传感器(时间：60分钟)知识点一传感器的概念1．传感器担负着信息采集的任务，其工作过程可能是()．A．将力学量(如形变量)转变成电学量B．将热学量转变成电学量C．将电学量转变成光学量D．将电学量转变成力学量解析传感器是指能够将力、热、光、声等非电学量，按一定的规律转换为电压、电流等电学量的一类元件，故A、B选项正确．答案AB2．关于传感器，下列说法正确的是()．A．所有传感器都是由半导体材料做成的B．金属材料也可以制成传感器C．干簧管是一种能够感知电场的传感器D．传感器一定是通过感知电压的变化来传递信号的解析有些传感器不是由半导体材料做成的，A不正确、B项正确；干簧管是一种感知磁场的传感器，C错误、D错误．答案 B3．下列说法正确的是()．A．传感器担负着信息采集的任务B．干簧管是一种磁传感器C．传感器不是电视遥控接收器的主要元件D．传感器是力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的主要工具解析传感器相当于人的器官，给机器提供一些信息，A正确；根据定义知B、D正确；遥控器的主要元件是传感器，C错误．答案ABD知识点二干簧管4．关于干簧管，下列说法中正确的是()．A．干簧管接入电路中相当于电阻的作用B．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的C．干簧管接入电路中相当于开关的作用D．干簧管是作为电控元件以实现自动控制的解析干簧管是感知磁场的元件，接入电路中相当于开关的作用，选C、D.答案CD知识点三热敏电阻和金属热电阻5．如图3－1－9所示电路，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻(温度越高电阻越小)，C为电容器．当环境温度降低时()．图3－1－9A．电容器C的带电荷量增大B．电压表的读数增大C．电容器C两板间的电场强度减小D．R1消耗的功率增大解析当环境温度降低时，R2变大，电路的总电阻变大，由I＝ER总知I变小，又U＝E－Ir，电压表的读数U增大，B正确；又由U1＝IR1及P1＝I2R1可知U1变小，R1消耗的功率P1变小，D错误；电容器两板间的电压U2＝U－U1，U2变大，由场强E′＝U2d，Q＝CU2可知Q、E′都增大，故A正确、C错误．答案AB6．自己设计一个以热敏电阻为传感器的简易自动报警器，当温度过高时，小灯泡亮或响铃报警．所用的实验器材可能有电磁继电器、电铃、小灯泡、热敏电阻、干电池、滑动变阻器、开关．答案实验电路如下图所示．当温度升高时，热敏电阻的阻值减小，通过电磁继电器螺线管的电流增大，磁性增强，吸下金属片，触点接通，灯泡亮或电铃响，起到报警作用．通过调节滑动变阻器的阻值，可以达到调节报警温度的目的．知识点四其他种类传感器7．2011年3月12日当地时间15时30分左右，福岛第一核电站1号机组建筑物内传出爆炸声，随后屋顶坍塌如图3－1－10(a)所示．在检测此次事故中，应用于把非电流变化(冷却剂外泄使管中液面变化)转化为电信号的自动化测量技术．如图3－1－10(b)所示是一种通过检测电容的变化来检测液面高低的仪器原理图，容器中装有导电液体，是电容器的一个电极，中间的芯柱是电容器的另一个电极，芯柱外面套有绝缘管(塑料或橡皮)作为电介质，电容器的两个电极分别用导线接在指示器上，指示器上显示的是电容的大小，从电容的大小就可知容器中液面位置的高低，对此，以下说法正确的是()．(a)(b)图3－1－10A．如果指示器显示出电容增大了，则两电极正对面积增大，液面必升高B．如果指示器显示出电容减小了，则两电极正对面积增大，液面必升高C．如果指示器显示出电容增大了，则两电极正对面积减小，液面必降低D．如果指示器显示出电容减小了，则两电极正对面积减小，液面必降低解析芯柱和导电液之间的距离未变，液面的升降影响着它们的正对面积，若液面上升，正对面积增大，电容也就增大．故A、D正确．答案AD图3－1－118.传感器是一种采集信息的重要器件，图3－1－11是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路，当待测压力作用于可动膜片电极上时，以下说法正确的是()．①若F向上压膜片电极，电路中有从a到b的电流②若F向上压膜片电极，电路中有从b到a的电流③若F向上压膜片电极，电路中不会出现电流④若电流表有示数，则说明压力F发生变化⑤若电流表有示数，则说明压力F 不会发生变化A．②④B．①④C．③⑤D．①⑤解析当压力增大时，电容器两板间距d减小，电容增大，又因为电压保持不变，所以电容器带电荷量增大，为正在充电．充电电流从电源正极流入电流计，指针偏转．正确选项为B.答案 B图3－1－129.如图3－1－12是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在电路中的其他量发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是容器两板间的()．A．距离变化B．正对面积变化C．介质变化D．电压变化解析这个声电传感器又可归到电容传感器中．由题意知对着话筒说话时，振动膜前后振动，则金属层和金属板间距离改变，即电容器两极板间距改变，故导致电容变化的原因可能是容器两极间的距离变化，选A.答案 A10．如图3－1－13所示是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，对于一个霍尔元件d、k为定值，如果保持电流I恒定，则可以验证U H随B的变化情况．以下说法中正确的是()．图3－1－13A．将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，U H将变大B．在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平C．在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平D．改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，U H将发生变化解析一个磁极靠近霍尔元件工作面时，B增强，由U H＝k IBd，知U H将变大，选项A正确；两极处磁场可看做与地面垂直，所以工作面应保持水平，选项B正确；赤道处磁场可看做与地面平行，所以工作面应保持竖直，选项C错误；若磁场与工作面夹角为θ，则应用q v B sin θ＝U Hd q，可见θ变化时，U H将变化，选项D正确．答案ABD图3－1－1411.某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k)．如图3－1－14所示，测量时先调节输入端的电压，但转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可得与物体的质量成正比的输出电压U.现有下列器材：力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个，电键及导线若干；待测物体(可置于力电转换器的受压面上)．请完成对该物体质量的测量．(1)设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，在图3－1－15的方框中画出完整的测量电路图；图3－1－15(2)简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量m；(3)请设想实验中可能会出现的一个问题．答案(1)如图：(2)测量步骤与结果：①调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零．②将砝码放在转换器上，记下输出电压U0.③将待测物放在转换器上，记下输出电压U.由U0＝km0g，得k＝U0m0g，测得U＝kmg，所以m＝m0U U0.(3)①因电源电压不够而输出电压调不到零或②待测物体质量超过转换器量程．图3－1－1612.用如图3－1－16所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度，该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器，用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg 的滑块，滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器a 、b 上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出．现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b 在前，传感器a 在后．汽车静止时，传感器a 、b 的示数均为10 N ．(g 取10 m/s 2)(1)若传感器a 的示数为14 N ，b 的示数为6.0 N ，求此时汽车的加速度大小和方向．(2)当汽车以怎样的加速度运动时，传感器a 的示数为零．解析 传感器上所显示出的力的大小即弹簧对传感器的压力的大小，据牛顿第三定律知，此即为弹簧上的弹力大小，亦即该弹簧对滑块的弹力大小．(1)如右图所示，依题意：左侧弹簧对滑块向右的推力F 1＝14 N ，右侧弹簧对滑块的向左的推力F 2＝6.0 N ．根据牛顿第二定律有F 1－F 2＝ma 1，得：a 1＝F 1－F 2m ＝14－6.02.0 m/s 2＝4 m/s 2.a 1与F 1同方向，即向前(向右)．(2)a 传感器的读数恰为零，即左侧弹簧的弹力F 1′＝0，因两弹簧相同，左弹簧伸长多少，右弹簧就缩短多少，所以右弹簧的弹力变为F 2′＝20 N ．由牛顿第二定律得F 合＝F 2′＝ma 2，得：a 2＝F 2′m ＝－10 m/s 2. 负号表示方向向后(向左)．答案 (1)4 m/s 2 向右 (2)10 m/s 2 向左。
2019-2020学年人教版物理选修3-2课后巩固提升训练：第六章 1 传感器及其工作原理
第六章DILIUZHANG传感器1 传感器及其工作原理课后篇巩固提升基础巩固1.关于传感器,下列说法正确的是( )A.所有传感器都是由半导体材料制成的B.金属材料也可以制成传感器C.传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的,某些金属也可以制成传感器,如金属热电阻,故A错,B对;传感器将非电学量转换为电学量,因此传感器感知的应该是“非电信号”,故C错;水银温度计能感受热学量,但不能把热学量转化为电学量,因此不是传感器,故D错。
2.(多选)传感器担负着信息采集的任务,它可以( )A.将力学量(如形变量)转变成电学量B.将热学量转变成电学量C.将光学量转变成电学量(如力、热、光、声等)转换成便于测量的物理量(一般是电学量)的一类元件,故选项A、B、C对,D错。
3.(多选)关于干簧管,下列说法正确的是( )A.干簧管接入电路中相当于电阻的作用B.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的C.干簧管接入电路中相当于开关的作用,是因为当两个簧片所处位置的磁场方向相同时,两个簧片被磁化而接通,所以是做开关来使用的,当磁场靠近或远离的时候,就会实现闭合或断开。
4.如图所示是一个测定液面高度的传感器,在导线芯的外面涂上一层绝缘物质,放在导电液体中,导线芯和导电液构成电容器的两极,把这两极接入外电路,当外电路的电流变化说明电容值减小时,则导电液体的深度h变化为( )A.减小B.增大C.不变D.无法确定C=知,其他量不变时,电容减小,两极板正对面积减小,则知深度h εr S4πkd 减小,故A 正确,B 、C 、D 错误。
5.如图所示,电源两端的电压恒定,L 为小灯泡,R 为光敏电阻,LED 为发光二极管(电流越大,发出的光越强),且R 与LED 间距不变,闭合开关S 后,下列说法中正确的是( )A.当滑片P 向左移动时,L 消耗的功率增大B.当滑片P 向左移动时,L 消耗的功率减小C.当滑片P 向右移动时,L 消耗的功率可能不变P ,L 消耗的功率都不变P 向左移动时,使其电阻减小,则流过二极管的电流增大,从而发光增强,使光敏电阻R 的阻值减小,通过灯泡L 的电流增大,则L 消耗的功率增大,A 正确,B 、D 错误;当滑片P 向右移动时,可分析出L 消耗的功率变小,C 错误。
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1．(对应要点一)如图6－1－7所示，将一光敏电阻接入多用电表两表笔
上，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，用光照射光敏电阻时，表针自左向
右的偏转角度为θ；现用手掌挡住部分光线，表针自左向右的偏角为θ′，则
可判断()
A．θ′＝θ B．θ′<θ
C．θ′>θD．不能确定图6－1－7 解析：光敏电阻受光照射阻值变小，且电阻值随光照强度的增大而减小，当用手挡住部分光线，光照强度变小，电阻值会变大，指针偏角变小，所以B项正确。
答案：B
2．(对应要点一)金属铂的电阻值对温度高低非常敏感，图6－1－8中可能表示金属铂电阻的U－I图线是()
图6－1－8
解析：金属铂导体的电阻对温度的变化很敏感，电阻随温度的升高而增大，在一定温度下其U－I图线是非线性的且图线的斜率越来越大，故B正确。
答案：B
3．(对应要点二)如图6－1－9所示是一个测定液面高度的传感
器，在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放在导电液体中，导线芯
和导电液体构成电容器的两极，把这两极接入外电路，当电容值增
大引起外电路的电流变化时，说明导电液体的深度h()
A．增大B．减小图6－1－9
C．不变D．无法确定
解析：由题意知，导线芯和导电液体构成电容器的两极，类似于平行板电容器的两极。
当导电液体深度h增大时，导线芯和导电液体正对面积增大，电容器的电容值变大。
答案：A
4．(对应要点三)如图6－1－10所示，截面为矩形的金属导体放在磁场
中，当导体中通有电流时，导体的上、下表面的电势有什么关系(上板为M，
下板为N)()
A．φM>φN B．φM＝φN 图6－1－10 C．φM<φN D．无法判断
解析：霍尔效应是带电粒子在磁场中受到洛伦兹力作用，做定向移动形成的。
根据左手定则，电子受到向下的洛伦兹力作用，向N板运动，则M板剩下正电荷，所以φM>φN。
故正确答案为A。
答案：A。