【K12教育学习资料】2018版高中物理课时作业十五传感器的应用新人教版选修3_2

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高中物理(人教版)选修第三节传感器的应用(二)(2篇)

第三节传感器的应用（二）教学目标：1．知道电饭锅的结构和原理，加深对温度传感器的应用认识。

2．了解测温仪，知道应用温度传感器测量温度的优点。

3．了解鼠标器的主要结构，知道其工作原理。

4．了解光传感器的应用——火灾报警器。

教学重点：各种传感器的应用原理及结构。

教学难点：各种传感器的应用原理及结构。

教学方法：PPT课件，演示实验，讲授教学用具：PPT课件,鼠标器教学过程：（一）引入新课传感器的应用已经渗透到环境保护、交通运输、航天、军事以及家庭生活等各领域．例如，空调、电冰箱、微波炉、消毒碗柜等与温度控制相关的家用电器，几乎都要使用温度传感器．光传感器的应用也十分广泛，如电脑上的鼠标器、路灯的自动控制及火灾报警器等．这节课我们就来学习温度传感器和光传感器的应用实例。

（二）新课教学1．温度传感器的应用——电饭锅学生阅读教材，回答问题：（1）电饭锅中温度传感器的主要元件是什么？（2）感温铁氧体的组成物质是什么？（3）感温铁氧体有何特点？（4）什么是“居里点”？学生回答：（1）感温铁氧体（2）氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成（3）常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，温度达到约103℃，失去铁磁性．（4）居里点，又称居里温度，即指103℃观察演示实验现象：当感温铁氧体的温度升高到一定数值时，感温铁氧体与磁铁分离。

说明温度升高到一定数值时，感温铁氧体的磁性消失。

投影电饭锅的结构示意图:学生思考并回答教材“思考与讨论”中的问题，了解电饭锅的工作原理:(1).开始煮饭时为什么要压下开关按钮？手松开后这个按钮是否恢复到图示的状态？为什么？(2).煮饭时水沸腾后锅内是否回大致保持一定的温度？为什么？(3).饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会有什么变化？这时电饭锅会自动地发生哪些动作？(4).如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电？学生回答：（1）开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态。

传感器的应用—人教版高中物理选修课件

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3-2·
第6章第2节传感器的应用—2019-2020人教版高中物理选修3-2 课件( 共49张P PT)
第六章
交变电流
『想一想』电子警察(又称电子眼)利用自动化检测与测量技术捕获交通违法或交通事故，利用网络将采集的信息传回相关部门进行分析处理，并以此为证据对肇事者进行处罚，以减少事故发生。与交警监管相比，电子警察对事故的判断更准确，捕捉更迅速。请思考：电子眼最基本的工作原理是什么呢？
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第6章第2节传感器的应用—2019-2020人教版高中物理选修3-2 课件( 共49张P PT)
金属梁金属梁应变片
两应变片上
自由端 → 发生 → 的___电__阻___ → 电压的差值
受力F 弯曲变化
变化
(3)作用：应变片将物体__形__变____这个力学量转换为__电__压____这个电学量。
的红外传感器在起作用。
( ×)
(5)热敏电阻可应用于温度测控装置中。
物
理选修
(6)利用红外线敏感元件可以实现无接触测温
( √) ( √)
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第六章交变电流
『选一选』
机器人装有作为眼睛的“传感器”，犹如大脑的“控制
器”，以及可以行走的“执行器”，在它碰到障碍物前会自动避让
3-2·
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第6章第2节传感器的应用—2019-2020人教版高中物理选修3-2 课件( 共49张P PT)
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第6章第2节传感器的应用—2019-2020人教版高中物理选修3-2 课件( 共49张P PT)

2018-2019学年高中物理第六章传感器第2节传感器的应用课时作业新人教版选修3-2

第2节传感器的应用[随堂检测][学生用书P62]1．下列说法错误的是( )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．传感器是将力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的主要工具解析：选C.由传感器的定义知A、D正确；电视遥控接收器的主要元件是红外线传感器，故C错误；由干簧管的工作原理知干簧管是一种能够感知磁场的元件，故B正确．2．(多选)燃气灶的点火开关有两种：一种是电脉冲点火开关，它是依靠干电池产生的电流脉冲经变压器输出非常高的电压，击穿空气后点火；另一种是电子压电点火开关，它的工作原理是压电陶瓷片受一定方向的外力作用而发生机械形变，相应地输出很高的电压，击穿空气后点火．下列关于这两种点火开关的说法中，正确的是( )A．电脉冲点火开关是一种传感器B．电子压电点火开关是一种传感器C．压电陶瓷片完成的能量转化是电能转化为光能D．压电陶瓷片完成的能量转化是机械能转化为电能解析：选BD.传感器是将非电学量转化为电学量的装置，电脉冲点火开关实际上是自感现象的应用，电子压电点火开关是力传感器，把机械形变转化为电压，A错误，B正确；从能量转化角度分析压电陶瓷片是把机械能转化为电能，C错误，D正确．3．一般的电熨斗用合金丝作发热元件，合金丝电阻随温度t变化的关系如图中实线①所示，由于环境温度以及熨烫的衣物厚度、干湿等情况不同，熨斗的散热功率不同，因而熨斗的温度可能会在较大范围内波动，易损坏衣物．有一种用主要成分为BaTiO3(被称为“PTC”)的特殊材料作发热元件的电熨斗，具有升温快、能自动控制温度的特点，PTC材料的电阻随温度变化的关系如图中实线②所示，根据图线分析：(1)为什么原处于冷态的PTC熨斗刚通电时比普通电熨斗升温快？(2)通电一段时间后电熨斗温度t自动地稳定在T______＜t＜T________范围之内．(填下标数字)解析：(1)由于冷态时PTC 材料电阻较小，故由P ＝U 2R知，其发热功率较大，所以升温快． (2)从题图上看出，温度较低时，电阻较小，热功率较大，所以生热快于散热，温度升高，电阻值迅速增大，相应生热功率减小，当生热功率小于散热功率时，电阻温度降低，电阻值减小，生热功率会相应增大，故当生热功率等于散热功率时，温度会稳定在图中T 6～T 7之间．答案：(1)见解析 (2)6 74．气体传感器利用物质的化学反应将某种气体的浓度转换成电信号输出，如图所示，B 为将可燃气体或有毒气体(CO ，CH 4)浓度转换成电信号的传感器，简称电子鼻．根据如图所示的材料，电源电压U ＝220 V 、排风扇M 、继电器G 、电池组A 、控制开关S ，请设计一个家用自动排烟电路，并在图中完成连线．解析：电磁继电器起开关作用，所以电池组A 、开关S 、电子鼻B 和电磁继电器(电磁铁部分)应组成一个电路，另一个是由排风扇和高压电源组成的电路．答案：如图所示[课时作业]一、单项选择题1．下列器件是应用力传感器的是 ( )A ．鼠标器B ．火灾报警器C ．测温仪D ．电子秤解析：选D.鼠标器中的传感器是光传感器；火灾报警器中的传感器是光传感器；测温仪用的是温度传感器；电子秤的敏感元件是应变片，是力传感器，选项D 正确．2．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上是电视机中的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．电饭锅中控制加热和保温的温控器解析：选A.遥控器发出红外线，电视中的传感器感知红外线是红外线传感器，故选A.3．下列说法中正确的是( )A．电饭锅中的敏感元件是光敏电阻B．测温仪中测温元件可以是热敏电阻C．机械式鼠标中的传感器接收到连续的红外线，输出不连续的电脉冲D．火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现低电阻状态，有烟雾时呈现高电阻状态解析：选B.电饭锅中的敏感元件是感温铁氧体，选项A错误；机械式鼠标中的传感器接收断续的红外线脉冲，输出相应的电脉冲信号，选项C错误；火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现高电阻状态，有烟雾时呈现低电阻状态，选项D错误；选项B正确．4．电子打火机的点火原理是压电效应，压电片在受压时会在两侧形成电压且电压大小与压力近似成正比．现有一利用压电效应制造的电梯加速度传感器，如图所示．压电片安装在电梯地板下，电压表与压电片构成闭合回路用来测量压电片两侧形成的电压．若发现电压表示数增大，下列说法正确的是( )A．电梯一定加速上升B．电梯一定减速下降C．电梯加速度一定向上D．电梯加速度一定向下解析：选C.电压表示数增大说明人对地板的压力变大，对人受力分析知地板对人的支持力大于人所受重力，即人的加速度一定向上，所以电梯可能向上加速，也可能向下减速．5.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：选C.R2与灯L并联后与R1串联，然后与电源构成闭合电路，当温度降低时，热敏电阻R2的阻值增大，外电路电阻增大，电流表读数变小，R1两端电压减小，灯L两端电压增大，灯泡亮度变强，故C正确．6．(2018·辽宁白城月考)如图为一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是( )A．温度升高至74 ℃时，L1灯亮，报警B．温度升高至74 ℃时，L2灯亮，报警C．温度升高至78 ℃时，L1灯亮，报警D．温度升高至78 ℃时，L2灯亮，报警解析：选D.当温度低于78 ℃时，继电器线圈中没有电流，此时灯L1亮，但不报警；当温度升高到78 ℃时，继电器线圈有电流，磁铁吸下衔铁，灯L2被接通，所以灯L2亮且报警，温度升高至74 ℃时，只是灯L1亮，不会报警，故A、B、C选项错误，D选项正确．7．关于电磁灶的加热原理，下列说法正确的是( )①电磁灶加热与微波炉加热原理是一样的②电磁灶是利用电磁感应原理制成的③电磁灶是热量从灶口传递给锅中的食物达到加热的目的④电磁灶工作时，灶不会生热A．②④B．①③C．①②D．②③解析：选A.电磁灶里面的线圈中变化的电流，产生变化的磁场，从而形成涡流，根据电流的热效应进行加热，电磁灶工作时，灶不会生热，故③错误，④正确；微波炉是接通电路后，220 V交流电经变压器变压，在次级产生3.4 V低压交流电对磁控管加热，同时在另一次级产生2 000 V高压电，经镇流系统加到磁控管的阴、阳两极之间，使磁控管产生微波，微波输送至金属制成的加热器(炉腔)，被来回反射，微波的电磁作用使食物内的分子高频运动，从而使食物受热，故①错误，②正确．所以A正确，B、C、D错误．二、多项选择题8．下列关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是( )A．应变片是由导体材料制成B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之，变小C．传感器输出的是应变片上的电压D．外力越大，输出的电压差值也越大解析：选BD.应变片多用半导体材料制成，故选项A错误；当应变片拉伸时，其电阻变大，故选项B正确；传感器输出的是上、下两应变片上的电压差值，并且随着外力的增大，输出的电压差值也就越大，故C错误，D正确．9.家用电热灭蚊器电热部分的主要部件是PTC元件，PTC元件是由钛酸钡等导体材料制成的电阻器，其电阻率ρ与温度t的关系如图所示．由于这种特性，PTC元件具有发热、控温双重功能，若电热灭蚊器环境温度低于t1，以下判断正确的是( ) A．通电后，其电功率先增大后减小B．通电后，其电功率先减小后增大C．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1或t2不变D．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1～t2间的某一值不变解析：选AD.从图线上可以看出，如果通电前PTC的温度t<t1，通电后由于发热的缘故，温度升高致使电阻率减小，发热功率将进一步增大，形成正反馈效应，致使温度大于t1，随着温度的升高，电阻率也增大，功率将减小，形成负反馈效应，发热功率的减小制约了温度的进一步升高．从以上分析可知，t<t1时，温度会升高；t>t2时，温度会降低．故温控点在t1～t2，即温度保持在t1～t2间的某一值．综上分析可知，本题的正确选项是A、D，即温度控制点在图象的两个极值点之间．10．为锻炼身体，小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计，如图所示是原理图．轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计)，弹簧劲度系数为100 N/cm.定值电阻R0＝5 Ω，ab是一根长为5 cm的均匀电阻丝，阻值R1＝25 Ω，电源输出电压恒为U＝3 V，理想电流表的量程为0～0.6 A．当拉环不受力时，滑片P位于a 端．下列关于这个电路的说法正确的是(不计电源内阻)( )A．小明在电路中连入R0的目的是保护电路B．当拉环不受力时，闭合开关后电流表的读数为0.1 AC．当拉力为400 N时，电流表指针指在0.3 A处D．当拉力为400 N时，电流表指针指在0.5 A处解析：选ABC.若电路无电阻R0且金属滑片P在b端时，回路短路损坏电源，R0的存在使电路不出现短路，因此选项A正确；当拉环不受力时，滑片P在a端，由欧姆定律得，I＝UR0＋R1＝0.1 A，故选项B正确；拉力为400 N时，由F＝kΔx，则Δx＝4 cm，对应的电阻为R aP＝20 Ω，R1接入电路的电阻R Pb＝5 Ω，由欧姆定律得，I′＝UR0＋R Pb＝0.3 A，故选项D 错误，C 正确．三、非选择题11．如图所示，图甲为热敏电阻的R －t 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________(选填“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. 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．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．(2)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 ′＝E I －R －r ＝260 Ω.答案：(1)A 、B 端 (2)26012．如图所示为某种电子秤的原理示意图，AB 为一均匀的滑线电阻，阻值为R ，长度为L ，两边分别有P 1、P 2两个滑动头，P 1可在竖直绝缘光滑的固定杆MN 上保持水平状态而上下自由滑动，弹簧处于原长时，P 1刚好指着A 端，P 1与托盘固定相连．若P 1、P 2间出现电压时，该电压经过放大，通过信号转换后在显示屏上将显示物体重力的大小．已知弹簧的劲度系数为k ，托盘自身质量为m 0，电源电动势为E ，内阻不计，当地的重力加速度为g .求：(1)托盘上未放物体时，在托盘自身重力作用下，P 1与A 端的距离x 1；(2)托盘上放有质量为m 的物体时，P 1与A 端的距离x 2；(3)托盘上未放物体时通常先校准零点，其方法是：调节P 2，使P 2离A 端的距离也为x 1，从而使P 1、P 2间的电压为零．校准零点后，将物体m 放在托盘上，试推导出物体质量m 与P 1、P 2间的电压U 之间的函数关系式．解析：托盘的移动带动P 1移动，使P 1、P 2间出现电势差，电势差的大小反映了托盘向下移动距离的大小，由于R 为均匀滑线电阻，则其阻值与长度成正比．(1)由力的平衡知识有：m 0g ＝kx 1，解得x 1＝m 0g k . (2)放上物体m 重新平衡后：m 0g ＋mg ＝kx 2解得x 2＝（m ＋m 0）g k. (3)由闭合电路欧姆定律知：E ＝IR ，由部分电路欧姆定律知：U ＝IR 串(R 串为P 1、P 2间电阻)由R 串R ＝x L，其中x 为P 1、P 2间的距离，则 x ＝x 2－x 1＝mg k，联立解得：m ＝kLU gE . 答案：(1)m 0g k (2)（m ＋m 0）g k (3)m ＝kLU gE。

高中物理第六章传感器 2 传感器的应用课时作业新人教版选修32

传感器的应用[全员参与·基础练]1．下列器件应用力传感器的是( )A．鼠标器B．火灾报警器C．测温仪D．电子秤【解析】鼠标器中的敏感元件是红外线接收管，属于光传感器；火灾报警器中的敏感元件是光电三极管，属于光传感器；测温仪用的是温度传感器；电子秤的敏感元件是应变片，是力传感器，D正确．【答案】 D2．(2014·山东潍坊一中期末)办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开或关，利用的传感器是( )A．生物传感器B．红外传感器C．温度传感器D．压力传感器【解析】自动门的自动控制要求灵敏、可靠，若用温度控制，人的体温与夏季气温接近，在夏季自动门可能做出错误动作．自动门实际使用的是红外传感器，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，实现自动开门．【答案】 B3．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换成电信号的过程，下列属于这类传感器的是( )A．红外报警装置B．走廊照明灯的声控装置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】红外报警装置是传感器把光信号(红外线)转换成电信号，走廊照明灯的声控装置是传感器把声音信号转换成电信号，自动洗衣机中的压力传感装置是传感器把压力信号转换成电信号，电饭煲中控制加热和保温的温控器是传感器把温度信号转换成电信号．【答案】 A4．(多选)电容式话筒的保真度比动圈式话筒好，其工作原理如图6212所示．Q是绝缘支架，薄金属膜M和固定电极N形成一个电容器，被直流电流充电．当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流．当膜片向右运动的过程中，有( )图6212A．电容变大B．电容变小C．导线AB中有向左的电流D．导线AB中有向右的电流【解析】由平行板电容器的电容公式C＝εS4πkd可知，当膜片向右运动时，相当于电容器两极板间的距离变小，电容变大，电源对电容器充电，电流的方向由电源的正极流向负极，故导线AB中有向左的电流．【答案】AC5．(多选)为了保证行车安全和乘客身体健康，动车上装有烟雾报警装置，其原理如图6213所示．M为烟雾传感器，其阻值R M随着烟雾浓度的改变而变化，电阻R为可变电阻．车厢内有人抽烟时，烟雾浓度增大，导致S两端的电压增大，装置发出警报．下列说法正确的是( )图6213A．R M随烟雾浓度的增大而增大B．R M随烟雾浓度的增大而减小C．若要提高报警灵敏度可增大RD．若要提高报警灵敏度可减小R【解析】S两端电压U增大，故传感器两端电压一定减小．当有烟雾，使传感器电阻变化，即R M变小，则有R M随着烟雾浓度的增大而减小，故A错误，B正确．R越大，M与R 并联的电阻R并越接近R M，U增大越明显，导致S上电压变化最明显，故C正确，D错误．【答案】BC6．如图6214甲所示是一火警报警装置的一部分电路，其中R2是半导体热敏电阻(传感器)，它的电阻R随温度T变化的关系如图6214乙所示，该电路的输出端a、b接报警器，当传感器所在处出现火情时，通过电流表的电流I和a、b两端电压U与出现火情前相比( )图6214A．I变大，U变大B．I变小，U变小C．I变小，U变大D．I变大，U变小【解析】当传感器所在处出现火情时，温度升高，则电阻R2的阻值减小，故外电阻减小，干路电流增大，内电压、R4两端的电压均增大，故a、b两端电压减小；并联电路的电压减小，通过R3的电流减小，而总电流增大，所以R2上通过的电流增大，故选项D正确．【答案】 D图62157．(2014·陕西交大附中期中)传感器广泛应用在我们的生产生活中，常用的计算机键盘就是一种传感器．如图6215所示，键盘上每一个键的下面都连有一小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一小的固定金属片，这两个金属片组成一个小电容器．当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能够检测出哪个键被按下，从而给出相应的信号．这种计算机键盘使用的是( )A．温度传感器B．压力传感器C．磁传感器D．光传感器【解析】小金属片被按下时，作用的压力不一样，小金属片下移的距离不同，两个极板之间的距离不同，电容就不同，即将压力这个力学量转换为电容这个电学量，所以计算机键盘使用的是压力传感器，B正确，A、C、D错误．【答案】 B8．通常情况下，电阻的阻值会随温度的变化而改变，利用电阻的这种特性可以制成电阻温度计，从而用来测量较高的温度．如图6216所示，电流表量程为0～25 mA，电源电动势为3 V，内阻不计．R为滑动变阻器，电阻R t作为温度计的测温传感器．当t≥0 ℃时，R t的阻值随温度t的变化关系为R t＝20＋0.5t(单位为Ω)，先把R t放入0 ℃环境中，闭合电键S，调节滑动变阻器R，使电流表指针恰好满偏，然后把测温探头R t放到某待测温度环境中，发现电流表的示数为15 mA，该环境的温度为________℃；当把测温探头R t放到460 ℃温度环境中，电路消耗的电功率为________W图6216【解析】当温度t＝0 ℃时，R t＝20 Ω，根据欧姆定律I＝ER t＋R＝25 mA，解得：R ＝100 Ω，当电流为15 mA时，代入欧姆定律公式可得：温度t＝160 ℃；当把测温探头R t放到460 ℃温度环境中，R t＝250 Ω，电路消耗的电功率为：P＝E2R＋R t＝0.026 W.【答案】160 0.026[超越自我·提升练]图62179．如图6217所示，为大型电子地磅电路图，电源电动势为E，内阻不计．不称物体时，滑片P在A端，滑动变阻器接入电路的有效电阻最大，电流最小；称物体时，在压力作用下使滑片P下滑，滑动变阻器的有效电阻变小，电流变大．这样把重力值转换成电信号，将电流对应的重力值刻在刻度盘上，就可以读出被称物体的重力值．若滑动变阻器上A、B 间距离为L，最大阻值等于定值电阻的阻值R0，已知两弹簧的总弹力与形变量成正比，比例系数为k，则所称重物的重力G与电流大小I的关系为( )A ．G ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫2－E IR 0kL B ．G ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫E IR 0－1kL C ．G ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫E IR 0＋1kL D ．G ＝kIL【解析】设称重物时，在压力作用下使P 下滑x ，G ＝kx ①滑动变阻器有效电阻R ＝R 0－x LR 0 ② 全电路用欧姆定律I ＝E R ＋R 0 ③ 由①②③得G ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫2－E IR 0kL . 【答案】 A10．温度传感器广泛应用于家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的．如图6218甲所示为某装置中的传感器工作原理图，已知电源的电动势E ＝9.0 V ，内电阻不计；G 为灵敏电流表，其内阻R g 保持不变；R 为热敏电阻，其阻值随温度的变化关系如图6218乙所示．闭合开关S ，当R 的温度等于20 ℃时，电流表示数I 1＝2 mA ；当电流表的示数I 2＝3.6 mA 时，热敏电阻的温度是( )图6218A ．60 ℃B ．80 ℃C ．100 ℃D ．120 ℃【解析】由图乙可知，当R 的温度等于20 ℃时，热敏电阻的阻值R 1＝4 k Ω，则由I 1＝E R 1＋R g 可得R g ＝0.5 k Ω，当电流I 2＝3.6 mA 时，由I 2＝E R 2＋R g可得R 2＝2 k Ω，结合图乙知此时热敏电阻的温度为120 ℃，故选D.【答案】 D图621911．一热敏电阻在温度80 ℃时阻值很大，当温度达到100 ℃时阻值就很小，今用一电阻丝给水加热，并配以热敏电阻以保持水温在80 ℃到100 ℃之间，可将电阻丝与热敏电阻并联，一并放入水中，如图所示，图6219中R 1为热敏电阻，R 2为电阻丝．请简述其工作原理．【答案】开始水温较低，R 1阻值较大，电阻丝R 2对水进行加热，当水温达到100 ℃左右时，R 1阻值变得很小，R 2将停止加热，当温度降至80 ℃时，R 1变得很大，R 2又开始加热，这样可达到控制水温的效果．12．如图6220甲是某金属材料制成的电阻R 随摄氏温度t 变化的图象，图中R 0表示该电阻在0 ℃时的电阻值，已知图线的斜率为k .若用该电阻与电池(电动势为E 、内阻为r )、理想电流表A 、滑动变阻器R ′串联起来，连接成如图6220乙所示的电路．用该电阻做测温探头，把电流表A 的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”．图6220(1)根据图甲，温度为t (t >0 ℃)时电阻R 的大小为________．(2)在标识“金属电阻温度计”的温度刻度时，需要弄清所测温度和电流的对应关系．请用E 、R 0、R ′(滑动变阻器接入电路的阻值)、k 等物理量表示待测温度t 与电流I 的关系式t ＝____________________________．(3)如果某次测量时，指针正好指在温度刻度的10 ℃到20 ℃的正中央，则测量值________15 ℃(填“大于”、“小于”或“等于”)．【解析】 (1)图象的斜率为k ，纵截距为R 0，为一次函数，所以图象的表达式为R ＝R 0＋kt .(2)根据闭合回路欧姆定律可得：E ＝I (R ＋R ′＋r )，将R ＝R 0＋kt 代入可得t ＝1k⎣⎢⎡⎦⎥⎤E I －（R ′＋r ＋R 0）. 【答案】 (1)R 0＋ kt (2)t ＝1k ⎣⎢⎡⎦⎥⎤E I －（R ′＋r ＋R 0） (3)小于。

高中物理选修3-2课时作业15：6.1传感器及其工作原理

6.1传感器及其工作原理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．有一电学元件，温度升高时电阻却大幅度地减小，则这种元件使用的材料可能是()A．金属导体B．绝缘体C．半导体D．超导体3．关于传感器及其作用，下列说法正确的是()A．传感器一定是把非电学量转换为电学量B．传感器一定是把非电学量转换为电路的通断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4．如图所示的电路中，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，下列说法中正确的是()A．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大B．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小C．当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率可能不变D．无论怎样移动滑动触头P，L消耗的功率都不变5．如图(a)所示的电路中，光敏电阻R2加上图(b)所示的光照时，R2两端的电压变化规律是图中的()6．如图所示是观察电阻R随温度变化情况的示意图．现在把杯中的水由冷水换为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是()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(用半导体材料制作)，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)，读数变化不明显7．(多选)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8．影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减小．某课题研究组在研究某种导电材料的用电器件Z的导电规律时，利用如图甲所示的分压电路，测得其电压与电流的关系如表所示：U/V0.400.600.80 1.00 1.20 1.50 1.60I/A0.200.450.80 1.25 1.80 2.81 3.20甲乙(1)根据表中数据，判断用电器件Z可能属于上述哪类材料？(2)把用电器件Z接入图乙所示的电路中，闭合开关，电流表的读数为1.8 A，电池的电动势为3 V，内阻不计，电阻R的电功率为多大？9．某同学设计的散热排风控制电路如图所示，M为排风扇，R是可变电阻，R0是半导体热敏电阻，其阻值随温度升高而减小．控制开关电路具有下列特性：当A点电势φA＜φ0时，控制开关处于断路状态；当φA≥φ0时，控制开关接通电路，M开始运转．下列说法中正确的是()A．环境温度升高时，A点电势升高B．可变电阻R阻值调大时，A点电势降低C．可变电阻R阻值调大时，排风扇开始工作的临界温度升高D．若用金属热电阻代替半导体热敏电阻，电路仍能正常工作10．压敏电阻是力电传感器中很重要的元件之一，其性能是随压力的增大压敏电阻的阻值减小．某研究小组为了分析压敏电阻对电路的影响，设计了如图所示的电路，在一绝缘盒内，将一压敏电阻与一定值电阻并联接在一内阻不可忽略的电源两端，在压敏电阻上放置一重物，当装置静止不动时，理想电流表的示数为I0.则()A．如果整个装置竖直向上做匀速直线运动，则电流表的示数大于I0B．如果整个装置竖直向上做匀加速直线运动，则电流表的示数大于I0C．如果整个装置竖直向上做匀减速直线运动，则电流表的示数大于I0D．无论装置做何种运动，电流表的示数恒为I011．如图所示，图甲为热敏电阻的R-t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，继电器线圈的电阻为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．则甲乙(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.12．一块N型半导体薄片(称霍尔元件)，其横截面为矩形，体积为b×c×d，如图所示．已知其单位体积内的电子数为n、电阻率为ρ、电子电荷量为e.将此元件放在匀强磁场中，磁场方向沿z轴方向，并通有沿x轴方向的电流I.(1)此元件的C、C′两个侧面中，哪个面电势高？(2)试证明在磁感应强度一定时，此元件的C、C′两个侧面的电势差与其中的电流成正比；(3)磁强计是利用霍尔效应来测量磁感应强度B的仪器．其测量方法为：将导体放在匀强磁场中，用毫安表测量通过的电流I，用毫伏表测量C、C′间的电压U CC′，就可测得B.若已知其霍尔系数k＝1ned＝10 mV/mA·T.并测量U CC′＝0.6 mV，I＝3 mA.试求该元件所在处的磁感应强度B的大小．——★参考答案★——1．[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，如金属氧化物氧化锰就可以制成温度计，所以选项A错误，选项B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的变化，所以选项C错误．[答案] B2．[解析]金属导体的电阻随温度的升高而增大，超导体的电阻几乎为零，半导体(如热敏电阻)的阻值随温度的升高而大幅度地减小．[答案] C3．[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．[答案] C4．[解析]触头P左移，其电阻减小，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，最终达到增大流过灯泡的电流的效果．[答案] A5．[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R1两端电压增大，R2两端电压减小，但不能减小到零．故选项B正确．[答案] B6．[解析]若为金属热电阻，温度升高后，电阻变大，但由于金属热电阻灵敏度较差，故欧姆表读数变大且不明显，选项A、B错误；若为用半导体材料制作的热敏电阻，由于热敏电阻的灵敏度较高，读数将明显变化，选项C正确，选项D错误．[答案] C7．[解析]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．[答案]AD8．[解析](1)由表格中数据可得，电阻随电压的增大而减小，而电压越大，用电器件温度越高，所以材料为半导体．(2)查表I＝1.8 A时，Z的电压为1.2 V，则U R＝E2－U Z＝3 V－1.2 V＝1.8 V.P R＝IU R＝1.8×1.8 W＝3.24 W.[答案](1)半导体(2)3.24 W9．[解析] 当环境温度升高时，半导体热敏电阻R 0的阻值随温度升高而减小．则电路中的电流增大，所以A 点的电势升高，故A 正确；可变电阻R 阻值调大时，导致电路的电流减小，则A 点电势升高，故B 错误；可变电阻R 阻值调大时，导致电路的电流减小，则A 点电势升高，由于当A 点电势φA ＜φ0时，控制开关处于断路状态；当φA ≥φ0时，控制开关接通电路，M 开始运转，工作临界温度没变，而是提前被接通，故C 错误；若用金属热电阻代替半导体热敏电阻，当温度升高时，其阻值增大，导致A 点电势降低，则开关会处于断开状态，所以起不到散热排风的作用，故D 错误．[答案] A10．[解析] 当系统静止时，压敏电阻所受的压力等于重物的重力，如果整个装置做匀速直线运动，则压敏电阻所受的压力大小不变，压敏电阻的阻值不变，则电流表的示数恒为I 0，A 错误；当系统竖直向上做加速运动时，加速度向上，压敏电阻所受的压力大于重物的重力，压敏电阻的阻值减小，总电阻减小，总电流增大，内压增大，则路端电压减小，电流表的示数小于I 0，反之大于I 0，则B 、D 错误，C 正确．[答案] C11．[解析] (1)恒温箱内的加热器应接在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，则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，当线圈中的电流小于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.由闭合电路的欧姆定律得I ＝E r ＋R ＋R ′，r 为继电器的电阻．由图甲可知，50 ℃时热敏电阻的阻值为90 Ω，所以R ′＝E I－R －r ＝260 Ω. [答案] (1)A 、B 端 (2)26012．[解析] (1)因电子的运动方向与电流的方向相反，再由左手定则可知，电子向C 面偏移，所以C ′面电势较高．(2)假设定向移动速度为v ，由I ＝q t，q ＝nebd v t ，可得： I ＝nebd v 稳定时有：Be v ＝eU CC ′b 可得：U CC ′＝B ned I ，B ned中各量均为定值，所以侧面的电势差与其中的电流成正比． (3)由(2)可知B ＝U CC ′kI，代入得：B ＝0.02 T. [答案] (1)C ′面较高 (2)见[解析] (3)0.02 T。

高中物理选修3-2课时作业15：6.2传感器的应用

6.2 传感器的应用题组一力传感器1.数字跑道在奥运会田径竞走、跳远和三级跳等重点奥运项目中投入使用,数字跑道和数字跑鞋为运动健儿们在科学训练和比赛中发挥了积极作用。

该跑道采用了大面积柔性压力阵列传感器、现场总线网络和分布式信息处理技术,可实时检测运动员步频、步距、足部触地时间、离地时间、速度、发力大小、发力角度等信息,在此基础上构建了训练信息采集和技术诊断分析系统,为田径项目提供了一种全新的科学化训练平台。

下列关于数字跑道的说法正确的是()A.传感器需要有敏感元件和转换电路等组成B.压力阵列传感器应该是一种力电传感器C.奥运会中应用的传感器智能化程度很高,直接感应的是电学量,不需要力电转换D.奥运会中应用的传感器智能化程度尽管很高,但传感器都是将非电学量转换为电学量2.压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小。

某同学利用压敏电阻的这种特性设计了一个探究电梯运动情况的装置,该装置的示意图如图所示,将压敏电阻平放在电梯内,其受压面朝上,在受压面上放一物体m,电梯静止时电流表示数为I0;当电梯做四种不同的运动时,电流表的示数分别如下图中甲、乙、丙、丁所示。

下列判断中正确的是()A.甲图表示电梯在做匀速直线运动B.乙图表示电梯可能向上做匀加速运动C.丙图表示电梯可能向上做匀加速运动D.丁图表示电梯可能向下做变减速运动3.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,其工作原理如图甲所示,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过程中,电流表示数如图乙所示,下列判断正确的是()A.从t1到t2时间内,小车做匀速直线运动B.从t1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题组二温度传感器4.电熨斗能自动控制温度,在熨烫不同的织物时,设定的温度可以不同,如图所示为电熨斗的结构图,电熨斗内部装有双金属片,双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属,若把熨烫的棉麻衣物换成丝绸衣物,则如何调节调温旋钮()织物材料尼龙合成纤维丝绸羊毛棉麻熨烫温度低高A.向下B.向上C.保持原状D.不能确定5.传感器在日常生活中的应用越来越广泛,温度传感器(实质是自动开关)是其中的一种。

新教材高中物理第5章传感器微点1传感器及理解课时作业新人教版选择性必修第二册(含答案)

新教材高中物理新人教版选择性必修第二册：微点1 传感器及理解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D.水银温度计是一种传感器2．(多选)传感器在现代生产生活中的应用十分广泛．下列传感器中，输入物理量为温度的是( )A．热敏电阻B．电阻应变片C．金属热电阻D．电容式位移传感器3．全自动洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置采用的可能是下列哪种类型的传感器( )A．压力传感器 B．红外线传感器C．温度传感器 D．生物传感器4．传感器广泛应用在我们的生产生活中，常用的计算机键盘就是一种传感器．如图所示，键盘上每一个键的下面都连有一小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一小的固定金属片，这两个金属片组成一个小电容器．当键被按下时，此小电容器的电容发生变化．与之相连的电子线路就能够检测出哪个键被按下，从而给出相应的信号．这种计算机键盘使用的是( )A．温度传感器 B．压力传感器C．磁传感器 D．光传感器5．(多选)有些楼道照明灯的控制电路具有这样的功能：当楼道里很昏暗时，出现声音灯就开启；而在楼道里明亮时，即使有声音灯也没有反应．既可以方便照明，又可以节约用电．这样的照明灯的控制电路中，一定接入了哪几种传感器( )A．温度传感器 B．光传感器C．声音传感器 D．热传感器6．如图所示，电吉他的弦是磁性物质．当弦振动时，线圈中产生感应电流，感应电流输送到放大器、喇叭，然后把声音播放出来．下列说法正确的是( )A．电吉他是光电传感器B．电吉他是温度传感器C．电吉他是声音传感器D．弦改用尼龙材料原理不变7．(多选)如图所示是电子电路中常用到的一种称为“干簧管”的元件．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D．干簧管是一种能感知磁场的传感器8．人体含水量约为70%，水中有钠离子、钾离子等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电．当人两手握住脂肪测量仪的两把手时，就可知道人体脂肪所占的比例，下列说法中不正确的是( )A．脂肪测量仪的工作原理是通过人体电阻不同来判断人体脂肪所占的比例B．脂肪测量仪的工作原理是通过人体体重不同来判断人体脂肪所占的比例C．激烈运动之后，脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会不准确D．人在沐浴之后，脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会不准确9．[2023·山东烟台高二期末]某同学设计了一个如图所示的加速度传感器，较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用弹簧3拉着，R为滑动变阻器，4是滑动片，它与电阻器任一端之间的电阻值都与它到这端的距离成正比，两个电池E的电压相同．按图连接电路后，电压表指针的零点位于表盘中央，当P端的电势高于Q端时，指针向零点右侧偏转．将此加速度传感器固定在运动的物体上，物体沿弹簧方向运动．下列说法正确的是( )A．当物体向左加速运动时，电压表的指针将向左偏B．若电压表的示数不变，则说明物体做匀速直线运动C．若电压表的示数增大，则说明物体的速度正在增大D．电压表表盘上各刻度对应加速度值的刻度是均匀的10．[2023·北京顺义高二牛栏山期中]传感器的功能与人的视觉、听觉、触觉、嗅觉等功能相似．不只在科研领域，在人们的日常生活中，也会用到传感器以实现某种功能．关于图中应用传感器的实际情景，下列说法错误的是( )A．甲图传感器用来测量位移的微小变化，是位移传感器B．乙图光电计数器用到了光敏电阻这个传感元件，是光传感器C．丙图利用霍尔元件可以测量微小位移，是位移传感器D．丁图干簧管是利用电磁感应的原理控制电路的通断的微点1 传感器及理解1．答案：B解析：传感器材料分为半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料等，A错误，B正确；传感器是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，C错误；水银温度计根据热胀冷缩来测量温度，不是传感器，D错误．2．答案：AC解析：热敏电阻是将温度信号转化为电压(电阻)信号输出的，A正确；电阻应变片是将压力信号转化为电压(电阻)信号输出的，B错误；金属热电阻是将温度信号转化为电压(电阻)信号输出的，C正确；电容式位移传感器，是将位移信号转化为电压(电阻)信号输出的，D错误．3．答案：A解析：洗衣机设有多段式水位自动感应装置，是通过不同量的水所产生的压力转换成电学量，运用的是压力传感器．故A 正确，B 、C 、D 错误．4．答案：B解析：小金属片被按下时，作用的压力不一样，小金属片下移的距离不同，两个极板之间的距离不同，电容就不同，即将压力这个力学量转换为电容这个电学量，所以计算机键盘使用的是压力传感器，B 正确，A 、C 、D 错误．5．答案：BC解析：根据题意，楼道照明灯受光亮和声音的影响，故一定接入了光传感器和声音传感器．故选BC.6．答案：C解析：物理传感器利用的是物理效应，比如光电效应、磁电效应等，能将被测信号量的微小变化转换成电信号．本题中当弦振动时，线圈中产生感应电流，把声音这种非电学量转换为电流这种电学量，属于声音传感器，故C 正确，A 、B 、D 错误．7．答案：CD解析：将两个磁性材料制成的簧片密封于玻璃管中，簧片端面互叠，但留有空隙，当干簧管处在磁场中时，两个簧片被磁化而接通，以实现自动控制，所以干簧管接入电路中相当于开关，可见干簧管是一种能够感知磁场的传感器，所以AB 错误，CD 正确．8．答案：B解析：利用脂肪几乎不含水分，其导电性和其他成分不同，可以用测量人体电阻的办法来计算体脂肪率，B 错误，A 正确；激烈运动之后，人在沐浴之后，人体内含水量发生变化，人体脂肪所占比例发生变化，即人体的电阻大小变化，所以测量数据会不准确，CD 正确．故选B.9．答案：D解析：当物体有向左的加速度a 时，滑块所受的弹簧的合力向左，滑块向右移动，根据顺着电流方向电势降低，可知P 端的电势高于Q 端的电势，则电压表的指针将向零点右侧偏转，故A 错误；若电压表的示数不变，说明物块所处的位置不变，则所受合力恒定，加速度恒定，则说明物体做匀变速直线运动，故B 错误；若电压表的示数增大，则说明物体离中心位置的距离增大，则物体的合外力增大，即加速度增大，但加速度方向和速度方向可能同向或反向，则物体的速度可能增大或减小，故C 错误；设滑动变阻器的长度为L ，加速度为a 时，电压表的示数为U ，则有2kx ＝ma ，U ＝x L ·2E ，联立解得U ＝mE kL·a ，由于U 与a 成正比，所以表盘的刻度应是均匀的，故D 正确．10．答案：D解析：甲图中，当被测物体在左、右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动．如果测出了电容的变化，就能知道物体位置的变化，所以甲图传感器是位移传感器，A 正确；乙图中，A 是发光仪器，B 是接收光信号的仪器，B 中的主要元件是由光敏电阻组成的光电传感器．当传送带上没有物品挡住由A 射向B 的光信号时，光敏电阻的阻值较小，供给信号处理系统的电压变低；当传送带上有物品挡住由A 射向B 的光信号时，光敏电阻的阻值变大，供给信号处理系统的电压变高．这种高低交替变化的信号经过处理，就会转化为相应的数字，实现自动计数的功能，B 正确；丙图中，在两块磁感应强度相同、同极相对的放置的磁体缝隙中放入霍尔元件，当霍尔元件处于中间位置时，磁感应强度B 为0，霍尔电压为0，可将该点作为位移的零点．当霍尔元件沿着z轴正、负方向移动时，则有霍尔电压输出，且电压大小与位移大小成正比，从而能够实现微小位移的测量，C正确；丁图干簧管利用磁场控制电路的通断，不是利用电磁感应原理工作的，D错误．。

[配套K12]2018年高考物理考点一遍过专题55 传感器

专题55 传感器一、传感器1．定义：传感器是能把力、温度、光、声、化学成分等物理量，按照一定的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），或转换为电路的通断的元件。

2．工作原理：非电学量→敏感元件→转换器件→转换电路→电学量二、常见传感器元件如图所示，R4是半导体材料制成的热敏电阻，电阻率随温度的升高而减小，这就是一个火警报警器的电路，电流表是安放在值班室的显示器，电源两极间接一个报警器，当R4所在处出现火情时，显示器的电流I 和报警器两端的电压U的变化情况是A．I变大，U变小 B．I变大，U变大C．I变小，U变大 D．I变小，U变小【参考答案】A【详细解析】当R4所在处出现火情时，R4的电阻减小，路端总电阻减小，所以路端电压减小，即报警器两端的电压U减小，总电流增大，故通过R1的电流增大，R1两端的电压增大，故并联电路的电压减小，通过R3的电流减小，所以通过R4支路的电流增大，电流表的示数增大，选A。

【名师点睛】电阻类传感器主要分为金属热电阻和半导体材料电阻两类，前者的电阻率随温度升高而增大，后者的电阻率随温度升高或光照增强而减小。

含电阻类传感器的电路问题本质上一般是动态电路问题，解题时要注意外部环境条件和传感器元件电阻的变化趋势。

1．如图所示，R t为金属热电阻，R1为光敏电阻，R2、R3均为定值电阻，电源电动势为E、内阻为r，V为理想电压表。

现发现电压表示数增大，可能的原因是A．金属热电阻温度升高，其他条件不变B．光照增强，其他条件不变C．金属热电阻温度升高，光照增强，其他条件不变D．金属热电阻温度降低，光照减弱，其他条件不变【答案】D小；如果总电阻减小，则路端电压减小，通过R 3的电流减小，电压表示数减小；如果总电阻增大，则总电流减小，路端电压增大，通过R 1的电流增大，通过R 3的电流减小，电压表示数减小，C 错误。

金属热电阻温度降低，电阻减小，光照减弱，R 1电阻增大；如果总电阻减小，则总电流增大，路端电压减小，通过R 1的电流减小，通过R 3的电流增大，电压表示数增大；如果总电阻增大，则路端电压增大，通过R 3的电流增大，电压表示数增大，D 正确。

【配套K12】2018版高中物理课时作业十五传感器的应用新人教版选修3_2

课时作业(十五) 传感器的应用一、单项选择题1．下列器件应用力传感器的是( )A．鼠标器B．火灾报警器C．测温仪 D．电子秤解析：鼠标器中的传感器是红外线接收管，属于光传感器；火灾报警器中传感器是光电三极管，属于光传感器；测温仪用的是温度传感器；电子秤的敏感元件是应变片，是力传感器，D正确．答案：D2．在电梯门口放置一障碍物，会发现电梯门不停地开关，这是由于在电梯门上装有的传感器是( )A．光传感器 B．温度传感器C．声传感器 D．压力传感器解析：在电梯门口放置一障碍物，电梯门不停地开关，说明电梯门口有一个光传感器，故A选项正确．答案：A3．(杭州高二检测)下列有关各种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．电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用解析：热敏电阻的原理是通过已知某电阻的电阻值与温度的函数关系，测得该热敏电阻的值即可获取温度，从而应用于温度测控装置中，A说法正确；光敏电阻是将光信号与电信号进行转换的传感器，B说法正确；电阻丝通过电流会产生热效应，可应用于电热设备中，C说法正确；电阻对直流和交流均起到阻碍的作用，D说法错误．答案：D4．(成都高二检测)传感器是把非电学量转换成电学量的一种元件．如图所示，乙、丙是两种常见的电容式传感器，现将乙、丙两种传感器分别接到图甲的电路中进行实验(电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏)，下列实验现象中正确的是( )A．当乙传感器接入电路实验时，若F变小，则电流表指针向右偏转B．当乙传感器接入电路实验时，若F变大，则电流表指针向左偏转C．当丙传感器接入电路实验时，若液体深度h变大，则电流表指针向左偏D．当丙传感器接入电路实验时，若液体深度h变小，则电流表指针向左偏答案：D二、多项选择题5．下列说法中正确的是( )A．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声音信号B．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片C．电子秤所使用的测力装置是力传感器D．热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量解析：话筒是声传感器，能将声音信号转换成电信号，故B、C、D均正确．答案：BCD6．如图是电饭锅的结构图，如果感温磁体的“居里温度”为103℃时，下列说法中正．常温下感温磁体具有较强的磁性103℃时，感温磁体的磁性较强．饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会超过103℃，这时开关按钮会跳起．常压下只要锅内有水，锅内的温度就不可能达到103℃，开关按钮就不会自动跳起本题是课本中学习的温度传感器的应用——电饭锅的原理．升降机静止时电流表示数为I0.某过程中电流表的示数如图乙所示，．升降机一定向上做匀加速运动．升降机可能向下做匀减速运动0且保持不变．说明此时压敏电阻的阻值比升降机静止时小，50100150200270240210180设踏板的杠杆组件质量不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为R随压力F变化的函数关系式；(2)15.6 mA(3)550 N When you are old and grey and full of sleep, And nodding by the fire, take down this book,And slowly read, and dream of the soft lookYour eyes had once, and of their shadows deep;How many loved your moments of glad grace,And loved your beauty with love false or true,But one man loved the pilgrim soul in you,And loved the sorrows of your changing face;And bending down beside the glowing bars,Murmur, a little sadly, how love fledAnd paced upon the mountains overheadAnd hid his face amid a crowd of stars.The furthest distance in the worldIs not between life and deathBut when I stand in front of youYet you don't know thatI love you.The furthest distance in the worldIs not when I stand in front of youYet you can't see my loveBut when undoubtedly knowing the love from both Yet cannot be together.The furthest distance in the worldIs not being apart while being in loveBut when I plainly cannot resist the yearningYet pretending you have never been in my heart. The furthest distance in the worldIs not struggling against the tidesBut using one's indifferent heartTo dig an uncrossable riverFor the one who loves you.。

新教材高中物理第5章传感器微点3电容式传感器及应用课时作业新人教版选择性必修第二册(含答案)

新教材高中物理新人教版选择性必修第二册：微点3 电容式传感器及应用1．电容式传感器实质上是一个可变电容器，当某待测量发生变化时，能引起电容器的电容变化．如图是四个电容式传感器的示意图．下列通过改变电容器两极板正对面积实现信号传递的是( )A．图(a)、图(b) B．图(b)、图(c)C．图(c)、图(d) D．图(a)、图(d)2．传感器是采集信息的一种重要元件，如图所示是一种电容式压力传感器，当待测压力作用于可动电极时，使它发生形变，从而改变传感器的电容．若流经灵敏电流计的电流方向向左时，指针向右偏．当待测压力突然增大时，下列说法中正确的是( )A．电容器的电容将减小B．灵敏电流表指针向左偏转C．M点的电势比N点的低D．若电流计示数稳定且不为零，说明压力F不再变化3．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．若声源S发出频率恒定的声波使a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4．(多选)如图所示，电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜导体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导体层内形成一个低电压交流电场．在触摸屏幕时，由于人体是导体，手指与内部导体层间会形成一个特殊电容(耦合电容)，电流由四边电极流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，位于触摸屏后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置．由以上信息可知( )A．电容式触摸屏的两极板分别是导体层和手指B．当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越大C．当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越小D．如果用戴了较厚手套的手触摸屏幕，照样能引起触摸屏动作5．[2023·浙江杭州高二期中]如图所示为某汽车的加速度传感器的俯视图．金属块左、右侧分别连接电介质、轻质弹簧，弹簧与电容器固定在外框上，金属块可带动电介质相对于外框左右移动(不能上下移动)，电容器与电源连接，并串联计算机的信号采集器．关于该传感器的说法正确的是( )A．汽车保持静止时，电容器不带电B．汽车静止时与直线运动时，电容器的电容可能相同C．汽车由静止突然向右加速，电路中有逆时针方向的电流D．汽车向右做匀加速运动过程中，电路中始终有顺时针方向的电流6.利用电容传感器可检测矿井渗水，及时发出安全警报，从而避免事故的发生．如图所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测矿井中液面高低的仪器原理图，A为位置固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体(矿井中含有杂质的水)，A、B、C构成电容器．若矿井渗水(导电液体深度增大)，则电流( )A ．从b 向a ，A 、B 、C 构成的电容器放电B ．从a 向b ，A 、B 、C 构成的电容器放电C ．从b 向a ，A 、B 、C 构成的电容器充电D ．从a 向b ，A 、B 、C 构成的电容器充电7．随着生活水平的提高，电子秤已经成为日常生活中不可或缺的一部分，电子秤的种类也有很多，如图所示是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图．称重时，把物体放到电子秤面板上，压力作用会导致平行板上层膜片电极下移．则( )A ．电容器储存的电能减少B ．电容器的电容减小，带电荷量减小C ．膜片下移过程中，电流表有a 到b 的电流D ．电子秤是一个压力传感器，稳定后电容器两板间电压等于电源电动势8．如图所示，有的计算机键盘的每一个键下面连一小块金属片，与该金属片隔有一定空气间隙处放有另一片小的固定金属片，这两片金属片组成一个小电容器．该电容器的电容C 可用公式C ＝E S d计算，式中常量E ＝9×10－12F/m ，S 表示金属片的正对面积，d 表示两金属片间的距离，当键被按下时，此小电容器的电容C 发生变化，与之相连的电子线路就能检测出是哪个键被按下了，从而给出相应的信号．设每个金属片的正对面积为50 mm 2，键未按下时两金属片间的距离为0.6 mm.如果电容变化0.25 pF ，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少需被按下( )A ．0.45 mmB ．0.3 mmC ．0.2 mmD ．0.15 mm9．[2023·北师大附中高二上期中](多选)微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的．如图，M 极板固定，当手机的加速度变化时，N 极板只能按图中标识的“前后”方向运动，图中R 为定值电阻．下列对传感器描述正确的是( )A ．静止时，电流表示数为零，电容器M 极板带正电B ．由静止突然向前加速时，电容器的电容增大C ．由静止突然向前加速时，电流由b 向a 流过电流表D ．保持向前匀减速运动时，电阻R 以恒定功率发热[答题区]微点3 电容式传感器及应用1．答案：A解析：由图可知图(a)、图(b)通过改变电容器两极板正对面积实现信号传递；图(c)通过改变电容器两极板的距离实现信号传递；图(d)通过改变电容器两极板间的电介质实现信号传递．故选A.2．答案：C解析：由题可知，电容器的电压不变，当待测压力突然增大时，F 向上压膜片电极，由C ＝εS 4πkd，可知d 减小，电容增大，故A 错误；由题可知，电容器的电压不变，若F 向上压膜片电极，电容增大，电量增大，电容器充电，电路中形成逆时针方向的电流，则灵敏电流计指针向右偏；电流从N 流向M ，故M 点的电势比N 点的低，故B 错误，C 正确；若电流计示数稳定且不为零，说明电容器正在充放电，电容器的电容变化，说明压力F 变化，故D 错误．3．答案：D解析：由于平行板电容器两极板与电源两极相连接，因此两极板间的电压U 保持不变，根据E ＝U d ，C ＝εr S 4πkd可判断A 错误，D 正确．再由Q ＝CU 可知，B 错误．由于Q 变化，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 错误．4．答案：AB解析：电容式触摸屏在原理上是把人体当作电容器的一个极板，把导体层当作另一个极板，故A 正确；手指与屏的接触面积越大，两个极板的正对面积越大，电容越大，故B 正确，C 错误；如果戴了较厚手套或手持不导电的物体触摸屏幕时没有反应，这是因为手与导体层距离较大，不能引起导体层电场的变化，D 错误．5．答案：B解析：汽车保持静止时，Q ＝CU ，电容器带电，故A 错误；汽车静止时与匀速直线运动时，电容器的电容相同，故B 正确；当汽车突然向右匀加速直线运动时，根据牛顿第一定律可知，弹力大小不变，弹簧长度不变，则电容器电介质相对于电容器向左运动，由C ＝εS4πkd 可知电容变大，因两极的电压不变，则电容器的电荷量变大，电路中有顺时针方向的电流，故C 错误；汽车向右做匀加速运动过程中，加速度不变，弹簧伸长量不变，电容器充电完成后，不再有电流，故D 错误．6．答案：D解析：由题图可知，导电液体和导体芯构成了电容器，可近似为平行板电容器，由C ＝εr S 4πkd可知，当液面升高时，电容器极板正对面积S 增大，故电容增大，A 、C 间电势差不变，再由C ＝Q U 知，电容器电荷量增大，因此电容器处于充电状态，电流从a 向b ，故选D.7．答案：D解析：根据电容器表达式C ＝εr S 4πkd当两个极板的距离减小时，电容器的电容增大；再根据电容器定义式C ＝Q U由于电容器一直和电源相连，电压不变，当电容增大时，带电荷量增大，则电容器储存的电能增加，所以AB 错误；膜片下移过程中，电容器充电，则电流表有b 到a 的电流，选项C 错误；电子秤是一个压力传感器，当压力稳定后，电容器停止充电，电路中的电流为零，即电流表示数为零，两极板的电势差不变，等于电源的电动势，所以D 正确．故选D.8．答案：D解析：计算机键盘是一个电容式传感器，由题意知是通过改变两极板间距来改变电容，得到相应的电信号．又因两极板间距减小，电容变大，设原间距为d 0，按下后两极板间距为d 时电子线路恰能检测出必要的信号．根据C ＝E S d ，可得ΔC ＝ES (1d －1d 0)，代入数据得d ＝0.45mm.由题意可知，恰能使电子线路检测出必要信号，所需按下的距离至少为0.6mm －0.45mm ＝0.15mm ，故D 正确．9．答案：AC解析：静止时，N 极板处于平衡状态，两弹簧的弹力之和等于N 极板的重力，两极板之间的距离d 不变，根据C ＝εr S 4πkd，则电容器的C 不变，根据Q ＝CU ，电压不变，则电容器的电荷不会发生变化，故电流表示数为零，M 极板与电源正极相连，故M 极板带正电，故A 正确；由静止向前加速，加速度向前，两弹簧的弹力之和要大于N 极板的重力，弹簧的弹力增大，弹簧被压缩更多，M 、N 之间的距离d 增大，根据C ＝εr S 4πkd，故电容器电容C 减小，根据Q ＝CU ，则电容器的电荷量减小，N 极板与电源负极相连，故其带负电，电荷量减小时，负电荷由N 极板流向电源负极，故电流由b 到a 流过电流表，故B 错误，C 正确；保持向前匀减速运动时，加速度恒定，故M 、N 极板之间的距离d 也会维持在一个稳定值，电容器稳定之后，电路相当于断路，电路中没有电流流过，此时电阻R 不会发热，故D 错误．。

学年高中学习物理第六章节传感器第节实验：传感器的应用课时作业新人教版选修

第3节实验：传感器的应用1．以下有关传感器的说法中错误的选项是( )A．日本福岛大地震时用的生命探测仪利用了生物传感器B．“嫦娥三号〞卫星搭载的CCD立体相机获取月球数据利用了光传感器C．电子秤称量物体质量是利用了力传感器D．火灾报警器能够在发生火灾时报警是利用了温度传感器解析：选D.生命探测仪是利用生物传感器，立体相机是利用光学传感器，电子秤是利用压力传感器，火灾报警是在烟雾浓度到达一定程度时能够输出电信号，使警铃发声或使红灯闪烁，自动报警，利用了光传感器而不是利用了温度传感器，故A、B、C对，D 错．2．(多项选择)如下图为一个逻辑电平检测电路，A与被测点相接，那么( )A．A为低电平，LED发光B．A为高电平，LED发光C．A为低电平，LED不发光D．A为高电平，LED不发光解析：选BC.当A端为高电平，Y端输出低电平，那么加在LED两端的是正向电压，那么LED发光；当A端为低电平，Y端输出高电平，那么LED不发光，应选BC.3．(多项选择)图甲表示斯密特触发器，当加在它的输入端AV)时，输出端YV)，而当输入端AV)的时候，输出端YV)．图乙为一光控电路，用发光二极管LED 模仿路灯，R G为光敏电阻．以下关于斯密特触发器和光控电路的说法中正确的选项是( )A．斯密特触发器的作用是将数字信号转换为模拟信号B．斯密特触发器是具有特殊功能的非门C．要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些D．当输出端Y突然从高电平跳到低电平时，发光二极管发光解析：选BCD.斯密特触发器是一种特殊的非门，它能把连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号，选项A错误，B正确；如果把R1的阻值调大些，那么只有R G的阻值到达更大值时，才能使斯密特触发器的A端电压到达某个值()，即到达天更暗时路灯才会亮的目的，选项C正确；当输出端Y突然从高电平跳到低电平时，发光二极管导通发光，选项D正确．4．(多项选择)(2021·太原五中高二月考)如下图是温度报警器电路示意图，以下关于对此电路的分析正确的选项是( )A．当R T的温度升高时，R T减小，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声B．当R T的温度升高时，R T减小，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声C．当增大R1时，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声D．当增大R1时，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声解析：选BC.当R T温度升高时，电阻减小，A点电势升高到某一数值，Y端电势突然降低，蜂鸣器导通发出警报，A错误，B正确；当增大R1时，A端电势升高到某一数值，Y端电势突然降低，电流通过蜂鸣器，发出报警声，C正确，D错误．5．型号为74LS14的集成块里面有6个非门，其引脚如图甲所示，这种非门由于性能特别，称为斯密特触发器．当加在它的输入端AV)时，输出端YV)，而当输入端A的电压下降到另一个值的时候(V)，YV)．斯密特触发器可以将连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号，而这正是进行自动控制所必需的．现用斯密特触发器与热敏电阻R T组成温度报警器，电路如图乙所示，图中蜂鸣器可以选用YMD或HMB型，它两端的直流电压为4～6V时会发出鸣叫声；R T为热敏电阻，常温下阻值为几百欧，温度升高时阻值减小．R1的最大电阻可在1～2kΩ间选择．接通电源后，先调节R1使蜂鸣器在常温下不发声．再用热水使热敏电阻的温度上升，到达某一温度时就会发出报警声．请你说明这个电路的工作原理．想一想：怎样能够使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警？解析：该电路的工作原理是：常温下，调整R1的阻值使斯密特触发器的输入端A处于低电平，那么输出端Y处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻R T阻值减小，斯密特触发器输入端A电势升高，当到达某一值(高电平)时，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，R1的阻值不同，报警温度不同．要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应减小R1的阻值，R1阻值越小，要使斯密特触发器输入端到达高电平，那么热敏电阻阻值要求越小，即温度越高．答案：见解析6．(2021·宜春高二检测)如图是热水器的恒温集成电路，R0是热敏电阻，温度较低时其阻值很大，温度较高时阻值很小．如果热水器中没有水或水温较高时，继电器会放开簧片，发热器断路，反之会吸住簧片接通发热器．如果热水器中没有水时，电路中BC 局部就处于________(选填“断路〞或“短路〞)状态，那么在电路图的虚线框内的门电路应是________门，当温度较低时，门电路的输入端A是________(选填“高〞或“低〞)电势．解析：热水器中没有水，BC局部相当于断路．热水器中没有水或水温较高时，继电器都能使发热器断路，故可判断虚线框内应是“与〞门，当温度较低时，R0阻值较大，故门电路输入端A是高电势．答案：断路与高7．电动机的自动控制电路如下图，其中R H为热敏电阻，R L为光敏电阻，当温度升高时，R H的阻值远小于R1；当光照射R L时，其阻值远小于R2，为使电动机在温度升高或受到光照时能自动启动，电路中的虚线框内应选________门逻辑电路；假设要提高光照时电动机启动的灵敏度，可以________R2的阻值(选填“增大〞或“减小〞)．解析：为使电动机在温度升高或受到光照时能自动启动，所以是“或门〞．即热敏电阻或光敏电阻的电阻值较小时输入端电势升高，此时电动机工作，那么输入为1时，输出为1，假设要提高光照时电动机启动的灵敏度，需要在光照较小，即R L有一个较小的变化时，R2两端的电压变化就比拟明显，此时输入为1，输出为1，所以要增大R2.答案：或增大8．一热敏电阻在温度为80℃时阻值很大，当温度到达100℃时阻值就很小，今用一电阻丝给水加热，并配以热敏电阻以保持水温在80℃到100℃之间，可将电阻丝与热敏电阻并联，一并放入水中，如下图，图中R1为热敏电阻，R2为电阻丝．请简述其工作原理．解析：开始水温较低时，R1阻值较大，电阻丝R2对水进行加热；当水温到达100℃左右时，R1阻值变得很小，R2被短路，将停止加热；当温度降低到80℃时，R1阻值又变得很大，R2又开始加热．这样就可到达保温的效果．答案：见解析9．逻辑电路在电子线路中有着重要的应用．某同学利用“非〞门电路设计了一个路灯自动控制门电路．天黑了，让路灯自动接通；天亮了，让路灯自动熄灭．图中R G是一个光敏电阻，当有光线照射时，光敏电阻的阻值会显著减小．R是可调电阻，起分压作用．“非〞门电路能将输入的高压信号转变为低压信号，或将低压信号转变为高压信号．J为路灯总开关控制继电器，它在获得高压时才启动(图中未画路灯电路)．(1)当天黑时，R G变________，“非〞门电路获得____________________________电压，J得到________电压．(选填“大〞“小〞或“高〞“低〞)(2)如果路灯开关自动接通时天色还比拟亮，现要调节自动控制装置，使得它在天色较黑时才会自动接通开关，应将R调________(选填“大〞或“小〞)一些．解析：(1)天黑时，光线减弱，光敏电阻R G变大，A端输入低电压，Y端输出高压信号，J得到高电压，开始控制路灯工作．(2)如果路灯开关自动接通时天色还比拟亮，应将R调大，A端输入电压较高，当天色较黑时，R G的电阻变大，A端的电压降低，Y端的电压升高，J得到高电压，开始控制路灯工作．答案：(1)大低高(2)大10．某研究性学习小组为探究热敏电阻的特性而进行了如下实验．他们分假设干次向如下图的烧杯中倒入开水，观察不同温度下热敏电阻的阻值，并把各次的温度值和对应的热敏电阻的阻值记录在表格中．99 5(1)将表格中的实验数据在如图给定的坐标纸上描绘出热敏电阻的阻值R随温度t变化的图象．可以看出该热敏电阻的阻值随温度的升高而________(选填“增大〞或“减小〞)．(2)他们用该热敏电阻作为温度传感器设计了一个温度控制电路，如下图，请在虚线框中正确画出斯密特触发器．图中二极管的作用是：__________________________________________________________________________ ______________________________.V)时，输出端电压会突然从高电平跳到低电平，V)时，输出端电压会从低电平跳到高电平，从而实现温度控制．可变电阻R1kΩ，那么温度可控制在________℃到______℃之间(结果保存整数，不考虑斯密特触发器的分流影响)．解析：当温度升高，R下降到一定值，V，输出端输出高电平，电磁继电器中没有电流，电路不工作，这时的温度t1为控温上限．U触＝·E，代入数据可得R，根据R－t图象可得此时温度约为82℃.当温度降低，R增加到一定值，这时斯密特触发器输入端电平刚好上升到触发电压1.6V，输出端输出低电平，电磁继电器中通过电流，电路开始工作，这时的温度t2为控温下限．U触′＝·E，代入数据可得R kΩ；根据R －t图象可得此时温度约为38℃.故温度可控制在38℃到82℃之间．答案：(1)如下图减小(2)如下图为了防止电磁继电器释放衔铁时线圈中产生的自感电动势损坏集成电路(3)38 82。

学年高中物理第六章传感器课时提升作业十三 . 传感器应用新人教版选修

课时提高作业十三传感器的应用(20分钟50分)一、选择题(本题共4小题,每题8分,共32分)1.传感器是各种测量和控制系统的“感觉器官”,电梯超载时会自动报警。

这种报警系统平时采用的传感器是()A.生物传感器B.声控传感器C.红外传感器D.压力传感器【剖析】选D。

电梯超载时人或物体对起落机底板压力高出其能承受的最大压力,所以这种报警系统平时采用的传感器是压力传感器,选项D正确。

【补偿训练】温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中,它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特点来工作的。

如图甲所示,电源的电动势E=9.0 V,内阻不计,G 为矫捷电流表,内阻R G保持不变,R为热敏电阻,其电阻阻值与温度的变化关系如图乙所示。

闭合开关S,当温度等于20 ℃时,电流表示数I1=2 mA;当电流表的示数I2=3.6 mA时,热敏电阻的温度是()A.60℃B.80℃C.100℃D.120℃【剖析】选D。

由题图乙可知,当t=20℃时,热敏电阻阻值R1=4 kΩ。

由闭合电路欧姆定律E=I1(R1+R G),代入数值可求得R G=500Ω;当I2=3.6 mA时,设热敏电阻阻值为R2,则E=I2(R2+R G),可求得R2=2 kΩ,由题图乙可知,这时热敏电阻温度t=120℃。

故正确选项为D。

2.(多项选择)(2018·厦门高二检测)如图是电熨斗的构造图,以下说法正确的选项是()A.双金属片上层金属的膨胀系数小于基层金属B.常温下,上下触点接触,温度过高时,双金属片发生波折使上下触点分别C.需要较高温度熨烫时,要调治调温旋钮,使起落螺丝上升D.双金属片温度传感器的作用是控制电路的通断【剖析】选B、D。

电热丝通电加热,双金属片温度高升,双金属片的膨胀系数上大下小,温度高升到必然值时,双金属片向下波折使触点断开,停止供电,A错,B、D 对;需要较高温度熨烫时,要调治调温旋钮,使起落螺丝下移并推动弹性铜片下移,使双金属片稍向下波折,这样要使触点断开双金属片向下波折程度要大一些,温度也需要更高一些,C错。

高中物理 6.2 传感器的应用课下作业(含解析)新人教版选修3-2(2021年最新整理)

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传感器的应用1。

如图1所示为一种自动跳闸的闸刀开关,O是转动轴,A是绝缘手柄，C是闸刀卡口，M、N接电源线，闸刀处于垂直纸面向里、磁感应强度B＝1 T的匀强磁场中，CO间距离为10 cm。

当磁场力为0。

2 N时，闸刀开关会自动跳开。

则要使闸刀开关能跳开，CO中通过的电流的图1大小和方向为（)A．电流方向C→O B．电流方向O→CC．电流大小为1 A D．电流大小为0.5 A解析：根据左手定则，电流方向O→C,故A错B对,由F＝BIL得I＝错误!＝2 A，故C、D 错。

答案:B2。

如图2所示,电吉他的弦是磁性物质，当弦振动时，线圈中产生感应电流，感应电流输送到放大器、喇叭，把声音播放出来，下列说法正确的是( )A．电吉他是光电传感器B．电吉他是温度传感器图2C．电吉他是声音传感器D．弦改用尼龙材料原理不变解析:由电吉他发声原理可知是将声音变化转变为电流的变化，C对，A、B、D错。

答案：C3．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，而在白天，即使有声音它也没有反应.它的控制电路中可能接入的传感器是( ）A．温度传感器B．光电传感器C．声音传感器D．热电传感器解析:温度传感器是指将温度信号转换为电信号的一类传感器；光电传感器是指将光信号转换为电信号的一类传感器；声音传感器是指将声音信号转换为电信号的一类传感器；热电传感器是指将温度信号转换为电信号的一类传感器。

人教版高中物理选修2-1课件5传感器的应用与设计(新)

传感器的应用与设计
江苏省淮安中学高二物理组
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复习：1、传感器
传感器是指这样一类元件：它能够感知诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并把它们按照一定的规律转化成电压、电流等电学量，或转化为电路的通断。
2、流程：
非电学量
电学量敏感元件ຫໍສະໝຸດ 转换器件转换电路•
随着人们生活水平的提高，传感器在工农业生产中的应用越来越广泛，如走廊里的声、光控开关、温度报警器、孵小鸡用的恒温箱、路灯的自动控制、银行门口的自动门等，都用到了传感器．传感器的工作离不开电子电路，传感器只是把非电学量转换成电学量，对电学量的放大，处理均是通过电子元件组成的电路来完成的。
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220V
c b a
e
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联系实际：
用煤气烧水时，如果水开了，不及时关掉煤气，时间长了，会发生火灾，请设计一报警器，水开时，能及时报警，提醒主人及时关掉煤气？可选器材：光敏电阻，热敏电阻，报警器（电铃），电源，可变电阻，开关及导线若干。
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练习：请你设计一个磁控防盗报警装置并说明它的工作原理。门的上沿嵌入一小块永磁体，门框内与M 相对的位置嵌入干簧管 H。要求：睡觉前连接好电路，当盗贼开门时，电铃就会叫起来。器材：电源、定值电阻、电铃、导线、电键、干簧管。
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原理图
A P B R0
A E
S
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如图，电源电动势为E，内阻不计，不称物体时，滑动头P在A端，滑动变阻器接入电路中有效电阻最大，电流较小；称重物时，在压力作用下使滑动头下移，滑动变阻器有效电阻变小，电流变大，这样把电流对应的质量值刻在刻度盘上，就可以读出被称物体的质量，若滑动变阻器上A、B间长度为L，最大阻值为R，已知两弹簧的总弹力与形变量成正比，比例系数k．

高中物理课时作业15 用传感器制作自控装置用传感器测磁感应强度(含解析)粤教版选修3-2

课时分层作业(十五)(时间：20分钟分值：50分)一、选择题(本题共4小题，每小题6分)1．如图所示为测定压力的电容式传感器，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)( )A．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A[压力F作用时，极板间距d变小，由C＝εr S4πkd知，电容器电容C变大，又根据Q＝CU，极板带电量变大，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，极板保持固定后，充电结束，指针回到零刻度．]2.(多选)如图所示，两块金属板水平放置，与左侧水平放置的线圈通过开关S用导线连接．压力传感器上表面绝缘，位于两金属板间，带正电的小球静置于压力传感器上，均匀变化的磁场沿线圈的轴向穿过线圈．S未接通时传感器的示数为 1 N，S闭合后传感器的示数变为2 N．则磁场的变化情况可能是( )A．向上均匀增大B．向上均匀减小C．向下均匀减小D．向下均匀增大AC[S闭合后，向上均匀增大或向下均匀减小磁场都能使上金属板带正电，下金属板带负电，带正电的小球受竖直向下的电场力，传感器示数变大．故选A、C.]3.(多选)如图所示，全自动洗衣机中的排水阀是由程序控制器控制其动作的，当进行排水和脱水工序时，控制铁芯1的线圈通电，使铁芯2运动，从而牵引排水阀的阀门排除污水．以下说法中正确的是( )A．若输入的控制电流由a流入，由b流出，则铁芯2中A端为N极，B端为S极B．若输入的控制电流由a流入，由b流出，则铁芯2中A端为S极，B端为N极C．若a、b处输入交变电流，铁芯2不能被吸入线圈中D．若a、b处输入交变电流，铁芯2仍能被吸入线圈中AD[铁芯被通电螺线管磁化．]4．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小．有一位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图甲所示．将压敏电阻和一块挡板固定在水平绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球．小车在水平面内向右做直线运动的过程中，电流表示数如图乙所示，下列判断正确的是( )甲乙A．从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动B．从t1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D[分析图乙中电流随时间的变化关系可以得出，在t1～t2时间段，电流增大，表明图甲中压敏电阻的阻值逐渐减小，即压敏电阻受到的压力逐渐增大，所以可判断小车在向右做加速度均匀增大的加速运动；在t2～t3时间段，电流在较大数值上保持恒定，说明电阻保持一个较小值，即受到的压力保持恒定，说明小车在向右做匀加速直线运动，故选项D正确．]二、非选择题(本题共2小题，共26分)5．(13分)如图(a)是汽车过桥时对不同类型桥面压力变化的实验．采用DIS方法对模型进行测量，其结果如图(b)中电脑屏幕所示．(a)(b)(1)图(a)中的传感器为________传感器；(2)图(a)中甲、乙、丙分别为三种不同类型的桥面．对于凸形桥甲，其相对应的压力图线应是图(b)电脑屏幕上的________(选填a、b或c)．[解析]该传感器把力信号转化为电信号，属于力电传感器；小球经过凸形桥甲的最高点时，压力小于重力，其相对应的压力图线应是电脑屏幕上的c.[答案](1)力电(2)c6．(13分)目前有些居民区内楼道灯的控制，使用的是一种延时开关．该延时开关的简化原理如图所示．图中D是红色发光二极管(只要有很小的电流通过就能使其发出红色亮光)，R为限流电阻，K为按钮式开关，虚线框内S表示延时开关电路，当按下K接通电路瞬间，延时开关触发，相当于S闭合，这时释放K后，延时开关S约在1 min后断开，电灯熄灭。

配套K12高中物理第6章传感器第2节传感器的应用课时作业1

传感器的应用基础夯实一、选择题(1～5题为单选题，6题为多选题)1．关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是导学号 09152414( A ) A．非电学量→敏感元件→处理电路→电学量B．非电学量→处理电路→敏感元件→电学量C．电学量→敏感元件→处理电路→非电学量D．电学量→处理电路→敏感元件→非电学量解析：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B、C、D错，选项A正确。

2．机器人装有作为眼睛的“传感器”，犹如大脑的“控制器”，以及可以行走的“执行器”，在它碰到障碍物前会自动避让并及时转弯。

下列有关该机器人“眼睛”的说法中正确的是导学号 09152415( B )A．力传感器B．光传感器C．温度传感器D．声音传感器解析：遇到障碍物会绕开，说明它是光传感器，故选项B正确，选项A、C、D错误。

3.光电式感烟探测器(简称烟感器)由光源、光电元件和电子开关组成。

利用光散射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测，并及时发出报警信号。

该报警器利用的传感器是导学号 09152416( D )A．力传感器B．声传感器C．位移传感器D．光传感器解析：该报警器利用的是光传感器。

4．(广东省实验中学2015～2016学年高二上学期模拟考试)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导学号 09152417( A )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：红外报警装置是将光信号转换成电信号的传感器，因此选项A正确。

走廊照明灯的声控开关是将声信号转换成电信号的传感器，故选项B错误。

自动洗衣机的压力传感装置是力电传感器，故选项C错误。

电饭煲中控制加热和保温的温控器是温度传感器，因此选项D错误。

5．(陕西交大附中2014～2015学年高二期中) 传感器广泛应用在我们的生产生活中，常用的计算机键盘就是一种传感器。