2017-2018學(xué)年高中物理 第三章 傳感器 第1、2節(jié) 傳感器 溫度傳感器和光傳感器教學(xué)案 教科版選修-2

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精第1、2節(jié) 傳感器_溫度傳感器和光傳感器1。傳感器通常是把被測(cè)的非電信息，按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的電信息的器件或裝置。它一般由敏感元件和處理電路組成。2敏感元件是傳感器的重要組成部分,它可以分為如下三類(lèi)：物理類(lèi)、化學(xué)類(lèi)、生物類(lèi)。3溫度傳感器有熱雙金屬片溫度傳感器、金屬熱電阻傳感器、熱敏電阻傳感器等。4光傳感器是測(cè)量光信號(hào)的傳感器，實(shí)現(xiàn)光信號(hào)向電信號(hào)的轉(zhuǎn)化。 一、傳感器1定義把被測(cè)的非電信息,按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的電信息的器件或裝置。2組成一般由敏感元件和處理電路組成。(1）敏感元件：將要測(cè)量的非電信息變換為易于測(cè)量的物理量，形成電信號(hào)的元件。（2）處理電路：將敏

2、感元件輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)變成便于顯示、記錄、處理和控制的電學(xué)量的電路.3敏感元件的原理(1）物理類(lèi)：基于力、熱、光、電磁和聲等物理效應(yīng).(2）化學(xué)類(lèi)：基于化學(xué)反應(yīng)的原理。(3）生物類(lèi):基于酶、抗體和激素等分子識(shí)別功能。二、溫度傳感器1分類(lèi)(1）熱雙金屬片溫度傳感器。(2）熱電阻傳感器。(3)熱敏電阻傳感器.ntc型：電阻值隨溫度升高而減小。ptc型：電阻值隨溫度升高而增大。2作用將溫度變化轉(zhuǎn)換為電學(xué)量變化，通過(guò)測(cè)量傳感器元件的電學(xué)量隨溫度的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量。3熱敏電阻的熱敏特性(1）實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)器材：熱敏電阻(正溫度系數(shù)或負(fù)溫度系數(shù)）、燒杯、水、酒精燈、歐姆表、開(kāi)關(guān)、溫度計(jì).實(shí)驗(yàn)裝置：如圖3.

3、11所示。圖3。1.1實(shí)驗(yàn)過(guò)程及數(shù)據(jù)處理:用酒精燈加熱,測(cè)出水中各溫度下歐姆表的讀數(shù)，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出r。t圖像。(2）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：熱敏電阻的阻值隨溫度的變化而變化，正溫度系數(shù)的熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而增大，負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小。三、光傳感器1原理某些金屬或半導(dǎo)體材料，在電路中受到光照時(shí)，產(chǎn)生電流或電壓,實(shí)現(xiàn)光信號(hào)向電信號(hào)的轉(zhuǎn)化。2作用感知光線(xiàn)的變化或場(chǎng)景的變換,使“機(jī)器”作出反應(yīng).3應(yīng)用(1)光電式煙塵濃度計(jì)圖312（2）光電式轉(zhuǎn)速表圖3。1。31自主思考判一判(1)傳感器就是指敏感元件。（)(2)傳感器能把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成非電信號(hào).(）（3）家庭用的電視機(jī)遙控器屬于紅外

4、線(xiàn)遙控.(）（4)有光照射時(shí)，光敏電阻的阻值變大。（)（5）熱敏電阻在溫度升高時(shí)阻值變小.（)(6）金屬熱電阻在溫度升高時(shí)阻值變小。()2合作探究議一議（1)將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量有何意義？提示：把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量,可以方便地進(jìn)行測(cè)量、傳輸、處理和控制。（2)醫(yī)院里給病人測(cè)體溫時(shí)，使用一種先進(jìn)的非接觸式紅外測(cè)溫儀，這種測(cè)溫儀使用了溫度傳感器還是光傳感器？與傳統(tǒng)測(cè)溫儀相比，它有什么優(yōu)點(diǎn)？提示：使用了紅外線(xiàn)傳感器即光傳感器，與傳統(tǒng)測(cè)溫儀相比，它有如下優(yōu)點(diǎn)：第一：可以遠(yuǎn)距離測(cè)量，不必接觸被測(cè)人體，避免交叉感染。第二:可以立即獲取溫度數(shù)據(jù)。(3)熱敏電阻是溫度傳感器中的重要元件，是不是所有的熱敏電

5、阻的阻值都隨溫度的升高而下降？提示：不是。正溫度系數(shù)熱敏電阻器(ptc）在溫度升高時(shí)電阻值增大,負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器(ntc）在溫度升高時(shí)電阻值減小。 對(duì)傳感器的理解1傳感器的結(jié)構(gòu)框圖2傳感器的分類(lèi)物理型傳感器化學(xué)型傳感器生物型傳感器敏感元件被測(cè)物理量變化時(shí),敏感元件的電學(xué)量（如電阻、電壓、電容等)會(huì)發(fā)生明顯變化敏感元件能把化學(xué)物質(zhì)的成分、濃度等化學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量工作原理利用物質(zhì)的物理性質(zhì)和物理效應(yīng)感知并檢測(cè)出相關(guān)的信息利用化學(xué)反應(yīng)識(shí)別和檢測(cè)信息利用生物體組織的各種生物、化學(xué)與物理效應(yīng)識(shí)別和檢測(cè)信息實(shí)例如電容傳感器、電感傳感器、光電傳感器、壓電傳感器等如氣敏傳感器、濕敏傳感器等如免疫傳感器、抗

6、原抗體傳感器、酶?jìng)鞲衅鞯?1當(dāng)你走近某些賓館、酒店的大門(mén)時(shí)，門(mén)就會(huì)自動(dòng)為你打開(kāi)；當(dāng)你走進(jìn)門(mén)之后，門(mén)又在你身后自動(dòng)關(guān)上。你覺(jué)得這可能是將下列哪種外界信息轉(zhuǎn)換為有用的信息()a溫度b運(yùn)動(dòng)c人 d光線(xiàn)解析：選d自動(dòng)門(mén)的自動(dòng)控制要求靈敏、可靠，若以溫度控制，人的體溫與夏季氣溫接近,則在夏季自動(dòng)門(mén)將無(wú)法使用。自動(dòng)門(mén)實(shí)際使用的是紅外線(xiàn)傳感器,紅外線(xiàn)不屬于可見(jiàn)光，人在白天或黑夜均發(fā)出紅外線(xiàn),傳感器接收到人體發(fā)出的紅外線(xiàn)后傳給自動(dòng)控制裝置的電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)、關(guān)門(mén)。故選項(xiàng)d正確。2. (多選)如圖31。4所示，干簧管放在磁場(chǎng)中時(shí)兩個(gè)舌簧能被磁化。關(guān)于干簧管，下列說(shuō)法正確的是（)圖3。1。4a干簧管接入電路中相

7、當(dāng)于電阻的作用b干簧管是根據(jù)熱脹冷縮的原理制成的c干簧管接入電路中相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的作用d干簧管是作為電控元件以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的解析：選cd干簧管能感知磁場(chǎng),因?yàn)閮蓚€(gè)舌簧由軟磁性材料制成，當(dāng)周?chē)嬖诖艌?chǎng)時(shí)，兩個(gè)舌簧被磁化,就會(huì)相互吸引,所以是作開(kāi)關(guān)來(lái)使用、作為控制元件以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的。3有一種叫含羞草的植物，只要用手指輕輕一觸它的葉子，葉子便會(huì)馬上卷起來(lái)。它能否作為生物傳感器使用？為什么？解析：傳感器是能感知外界信息并能按一定規(guī)律將這些信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的器件或裝置.含羞草能感知到輕微的振動(dòng)，并作出較大的反應(yīng)，卷起葉子,如果將含羞草的這種反應(yīng)進(jìn)行拾取,再轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并用于控制,則含羞草可以作為生物傳感器

8、使用.答案：見(jiàn)解析溫度傳感器的理解及應(yīng)用1熱雙金屬片溫度傳感器原理利用了不同金屬材料的熱膨脹系數(shù)不同結(jié)構(gòu)將兩種膨脹系數(shù)相差較大的不同金屬片焊接或軋制成為一體應(yīng)用控制電路的通斷用在溫度控制裝置中 保護(hù)電機(jī)2熱電阻傳感器原理利用了金屬的電阻隨溫度的變化而變化.rr0(1t)，其中為溫度系數(shù)，r0為t0 時(shí)導(dǎo)體的電阻特點(diǎn)性能穩(wěn)定可在較大的溫度范圍內(nèi)工作應(yīng)用測(cè)溫測(cè)流體的流量3熱敏電阻分類(lèi)負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻（ntc)：電阻值隨溫度升高而減小.正溫度系數(shù)熱敏電阻(ptc）：電阻值隨溫度升高而增大.特點(diǎn)對(duì)溫度變化的響應(yīng)敏感、靈敏度高應(yīng)用測(cè)溫、溫度控制或過(guò)熱保護(hù)典例半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減小，經(jīng)常利用半

9、導(dǎo)體的這一特性來(lái)制作傳感器，如圖3。1。5所示是一火警報(bào)警器的部分電路示意圖,其中r3為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器。值班室的顯示器為電路中的電流表,a、b之間接報(bào)警器。當(dāng)傳感器r3所在處出現(xiàn)火情時(shí)，顯示器的電流i、報(bào)警器兩端的電壓u的變化情況是（）圖3。1。5ai變大，u變大 bi變大，u變小ci變小,u變小 di變小，u變大思路點(diǎn)撥根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)及閉合電路的歐姆定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。解析當(dāng)出現(xiàn)火情時(shí)，熱敏電阻r3的阻值減小，則外電路總電阻減??；由閉合電路歐姆定律可知，電路中總電流將增大;由ueir可知，路端電壓減小，則圖中報(bào)警器兩端的電壓u將減??；因總電流增大,則r1兩端的電壓增大，并

10、聯(lián)部分的電壓減小，則可知流過(guò)r2中的電流i減小，故選項(xiàng)c正確.答案c根據(jù)熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特點(diǎn)，利用串、并聯(lián)電路的動(dòng)態(tài)分析思路,可解此類(lèi)問(wèn)題，熱敏電阻相當(dāng)于滑動(dòng)變阻器(可變電阻)。 1. （多選）如圖31。6所示,電源內(nèi)阻不可忽略，r1為半導(dǎo)體熱敏電阻，它的電阻隨溫度的升高而減小，r2為錳銅合金制成的可變電阻。當(dāng)發(fā)現(xiàn)燈泡l的亮度逐漸變暗時(shí)，可能的原因是(）圖3.1.6ar1的溫度逐漸降低br1的溫度逐漸升高cr2的阻值逐漸減小dr2的阻值逐漸增大解析：選ac當(dāng)r1的溫度逐漸降低時(shí)，電阻增大，所以總電阻增大，總電流就減小，電源內(nèi)阻所占電壓減小，并聯(lián)部分電壓增大，所以通過(guò)r2的電流變大，而

11、總電流減小，所以通過(guò)燈泡的電流減小，故a正確，b錯(cuò)誤；當(dāng)r2的阻值逐漸增大時(shí),總電阻增大，總電流就減小，電源內(nèi)阻所占電壓減小，并聯(lián)部分電壓增大,所以通過(guò)燈泡l的電流就增大，反之，若r2的阻值逐漸減小，則通過(guò)燈泡l的電流減小，故d錯(cuò)誤，c正確。2。如圖3。1。7所示，r1為定值電阻，r2為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻,當(dāng)溫度降低時(shí),電阻變大，l為小燈泡，當(dāng)溫度降低時(shí)()圖317ar1兩端的電壓增大b電流表的示數(shù)增大c小燈泡的亮度變強(qiáng)d小燈泡的亮度變?nèi)踅馕觯哼xcr2與燈l并聯(lián)后與r1串聯(lián)，與電源構(gòu)成閉合電路,當(dāng)溫度降低時(shí)，r2電阻增大,外電路電阻增大，電流表讀數(shù)減小,燈l電壓增大，燈泡亮度變強(qiáng)，r1兩端電

12、壓減小，故c正確，其余各項(xiàng)均錯(cuò).光傳感器的理解及應(yīng)用典例如圖3.1。8所示的電路中，電源兩端的電壓恒定，l為小燈泡，r為光敏電阻，led為發(fā)光二極管(電流越大,發(fā)出的光越強(qiáng))，且r與led的距離不變，下列說(shuō)法正確的是（)圖3。1.8a當(dāng)滑片p向左移動(dòng)時(shí)，燈泡消耗的功率增大b當(dāng)滑片p向左移動(dòng)時(shí)，燈泡消耗的功率減小c當(dāng)滑片p向右移動(dòng)時(shí),燈泡消耗的功率可能不變d無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片p，燈泡消耗的功率都不變思路點(diǎn)撥解答本題時(shí)應(yīng)弄清以下兩點(diǎn):(1）發(fā)光二極管發(fā)光的強(qiáng)度與通過(guò)發(fā)光二極管的電流大小的關(guān)系；（2)光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)弱變化的特點(diǎn)。解析當(dāng)滑片p向左移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小，流過(guò)發(fā)光二極

13、管的電流增大，發(fā)光二極管發(fā)出的光增強(qiáng)，光敏電阻的阻值減小,流過(guò)燈泡的電流增大，燈泡消耗的功率增大，選項(xiàng)a正確，b錯(cuò)誤;當(dāng)滑片p向右移動(dòng)時(shí)，發(fā)光二極管所在支路的電阻增大，電流減小，發(fā)光二極管發(fā)出的光減弱,光敏電阻的阻值增大，流過(guò)燈泡的電流減小，燈泡消耗的功率減小,選項(xiàng)c、d錯(cuò)誤。答案a（1）在光傳感器中將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的敏感元件是光敏電阻.（2）光敏電阻是由半導(dǎo)體材料做成的，其電阻值隨光照強(qiáng)度的增大而明顯減小,因此光敏電阻阻值的變化可以反映光照強(qiáng)弱。 1（多選)計(jì)算機(jī)光驅(qū)的主要部分是激光頭，它可以發(fā)射脈沖激光信號(hào)，激光掃描光盤(pán)時(shí)，激光頭利用光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)器將反射回來(lái)的脈沖信號(hào)傳輸給信號(hào)處理

14、系統(tǒng),再通過(guò)計(jì)算機(jī)顯示出相應(yīng)信息。光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)器的示意圖如圖31。9所示，其中r1為光敏電阻,r2為定值電阻，此光電計(jì)數(shù)器的基本工作原理是()圖3。19a當(dāng)有光照射r1時(shí)，處理系統(tǒng)獲得低電壓b當(dāng)有光照射r1時(shí)，處理系統(tǒng)獲得高電壓c信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計(jì)數(shù)一次d信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計(jì)數(shù)一次解析：選bd當(dāng)光敏電阻有光照射時(shí)，電阻減小,故當(dāng)有光照射r1時(shí)，r1減小，則電阻r2上的電壓變大,故處理系統(tǒng)獲得高電壓，選項(xiàng)b正確,a錯(cuò)誤；信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計(jì)數(shù)一次，故c錯(cuò),d正確。2。在如圖3。110所示的電路中,e為電源,其內(nèi)阻為r，l為小燈泡(其燈絲電阻可視為不變）,

15、r1、r2為定值電阻,r3為光敏電阻，其阻值大小隨所受照射光強(qiáng)度的增大而減小，為理想電壓表.若將照射r3的光的強(qiáng)度減弱，則(）圖3。1。10a電壓表的示數(shù)變大 b小燈泡消耗的功率變小c通過(guò)r2的電流變小 d電源內(nèi)阻的電壓變大解析：選b光敏電阻光照減弱，故光敏電阻的阻值增大，電路中的總電阻增大；由閉合電路歐姆定律可得，電路中電流減小，故r1兩端的電壓減小，故a錯(cuò)誤；由并聯(lián)電路的電流規(guī)律可知，流過(guò)燈泡的電流一定減小，故由pi2r可知，小燈泡消耗的功率變小，故b正確;因電路中電流減小，故電源內(nèi)阻的電壓減小，路端電壓增大，同時(shí)r1兩端的電壓減小，故并聯(lián)電路部分電壓增大;則流過(guò)r2的電流增大,故c、d錯(cuò)

16、誤。電容式傳感器的原理及應(yīng)用1原理電容器的電容c取決于極板正對(duì)面積s、極板間距離d及極板間電介質(zhì)這幾個(gè)因素，如果某一物理量（如角度、位移x、深度h等)的變化能引起上述某一因素的變化,從而引起電容的變化，那么測(cè)定電容器的電容就可以確定上述物理量的變化。2應(yīng)用用來(lái)測(cè)定角度的電容式傳感器當(dāng)動(dòng)片與定片之間的角度發(fā)生變化時(shí)，引起極板正對(duì)面積s的變化,使電容c發(fā)生變化，知道c的變化，就可以知道的變化情況測(cè)定液面高度h的電容式傳感器在導(dǎo)線(xiàn)芯的外面涂上一層絕緣物質(zhì)，放入導(dǎo)電液體中，導(dǎo)線(xiàn)芯和導(dǎo)電液體構(gòu)成電容器的兩個(gè)極，導(dǎo)線(xiàn)芯外面的絕緣物質(zhì)就是電介質(zhì)，液面高度h發(fā)生變化時(shí)，引起正對(duì)面積s發(fā)生變化，使電容c發(fā)生變化

17、，知道c的變化,就可以知道h的變化情況測(cè)定壓力f的電容式傳感器待測(cè)壓力f作用于可動(dòng)膜片電極上的時(shí)候,膜片發(fā)生形變，使極板間距離d發(fā)生變化，引起電容c的變化，知道c的變化，就可以知道f的變化情況是測(cè)定位移x的電容式傳感器隨著電介質(zhì)進(jìn)入極板間的長(zhǎng)度發(fā)生變化，電容c發(fā)生變化,知道c的變化，就可以知道x的變化情況典例如圖3.1.11甲所示是某同學(xué)設(shè)計(jì)的電容式速度傳感器原理圖，其中上板為固定極板，下板為待測(cè)物體。在兩極板間電壓恒定的條件下,極板上所帶電荷量q將隨待測(cè)物體的上下運(yùn)動(dòng)而變化。若q隨時(shí)間t的變化關(guān)系為q(a、b為大于零的常數(shù)）,其圖像如圖乙所示,那么圖丙、圖丁中能反映極板間場(chǎng)強(qiáng)大小e和物體的速

18、率v隨時(shí)間t變化的圖線(xiàn)可能是(）圖3。111a bc d解析因?yàn)閮蓸O板間電壓恒定，由qcu和極板上所帶電荷量q隨時(shí)間t的變化關(guān)系可知，電容c隨時(shí)間t變化的關(guān)系類(lèi)似于電荷量q隨時(shí)間t的變化關(guān)系，而帶電平行板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度e與平行板上的帶電荷量q成正比，所以圖丙所示中反映極板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小e的圖線(xiàn)可能是；由q和qcu可知,c，又平行板電容器的電容c與兩極板之間的距離d成反比，所以d(ta），因此物體的速率v隨時(shí)間t變化的圖線(xiàn)可能是圖丁中的。故正確選項(xiàng)為c。答案c求解含傳感器的電路時(shí)，首先必須弄清楚傳感器的工作原理，其次要看懂電路結(jié)構(gòu)，在討論動(dòng)態(tài)變化的時(shí)候，關(guān)鍵是抓住不變量，結(jié)合公式c及c綜合分析。

19、 1。如圖3。112所示是電容式話(huà)筒的示意圖,它是利用電容制作的傳感器，話(huà)筒的振動(dòng)膜表面鍍有薄薄的金屬層，膜后距膜幾十微米處有一金屬板，金屬板和振動(dòng)膜上的金屬層構(gòu)成電容器的兩極,在兩極間加一電壓u，人對(duì)著話(huà)筒說(shuō)話(huà)時(shí)，振動(dòng)膜前后振動(dòng)，使電容發(fā)生變化，導(dǎo)致話(huà)筒所在電路中的其他量發(fā)生變化，聲音信號(hào)被話(huà)筒轉(zhuǎn)化為電信號(hào),導(dǎo)致電容變化的原因可能是電容器()圖3。1.12a兩板間的距離變化 b兩板的正對(duì)面積變化c兩板間的介質(zhì)變化 d兩板間的電壓變化解析：選a振動(dòng)膜前后振動(dòng)，金屬層和金屬板之間的距離發(fā)生變化,導(dǎo)致電容變化，故a正確.振動(dòng)膜前后振動(dòng)，金屬層和金屬板正對(duì)面積沒(méi)有變化，故b錯(cuò)誤.金屬層和金屬板之間電

20、介質(zhì)是空氣,沒(méi)有變化，不會(huì)導(dǎo)致電容變化，故c錯(cuò)誤。電容與電壓無(wú)關(guān)，電壓的變化不會(huì)導(dǎo)致電容變化，故d錯(cuò)誤.2。傳感器是一種采集信息的重要器件，如圖3113是由電容器作為傳感器來(lái)測(cè)定壓力變化的電路，當(dāng)待測(cè)壓力作用于膜片電極上時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是()圖3。113若f向下壓膜片電極，電路中有從a到b的電流；若f向下壓膜片電極，電路中有從b到a的電流；若f向下壓膜片電極，電路中不會(huì)有電流產(chǎn)生；若電流表有示數(shù)，說(shuō)明壓力f發(fā)生變化；若電流表有示數(shù)，說(shuō)明壓力f不會(huì)發(fā)生變化。abc d解析：選a在電容器、電流表和電源串聯(lián)成閉合電路中,電容器兩極板間電壓u不變，當(dāng)f向下壓膜片電極時(shí)，電容器極板間距d變小,由c知

21、，電容器電容c變大,根據(jù)qcu知,極板帶電量將增大，電容器充電，電路中有從b到a的電流，說(shuō)法正確；若電流表有示數(shù),說(shuō)明電容器有充放電,極板帶電量發(fā)生變化，根據(jù)qcu知，電容器電容c發(fā)生變化,從而判斷出作用在可動(dòng)膜片電極上的壓力f發(fā)生變化,說(shuō)法正確。故a項(xiàng)正確。3圖3。1。14為測(cè)定壓力的電容式傳感器，將平行板電容器、靈敏電流表（零刻度在中間）和電源串聯(lián)成閉合回路。當(dāng)壓力f作用于可動(dòng)膜片電極上時(shí)，膜片發(fā)生形變，引起電容的變化，導(dǎo)致靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn).在對(duì)膜片開(kāi)始施加壓力使膜片電極從圖中的虛線(xiàn)推到圖中實(shí)線(xiàn)位置并保持固定的過(guò)程中，靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)情況為（電流從電流表正接線(xiàn)柱流入時(shí)指針向右偏）（)圖

22、3.1。14a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動(dòng)d向左偏到某一刻度后不動(dòng)解析：選a壓力f作用時(shí)，極板間距d變小，由c知電容器電容c變大，又根據(jù)qcu得,極板帶電量變大，所以電容器應(yīng)充電，靈敏電流表中有由正接線(xiàn)柱流入的電流，所以指針將向右偏，充電結(jié)束后，指針回到零刻度，a正確。1下列關(guān)于傳感器的說(shuō)法正確的是()a話(huà)筒是一種常用的傳感器，其作用是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲音信號(hào)b在天黑樓道里出現(xiàn)聲音時(shí)，樓道里的燈才亮，說(shuō)明它的控制電路中只有聲音傳感器c光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)換為電阻大小變化d電子秤中所使用的測(cè)力裝置是溫度傳感器解析：選c話(huà)筒是一種常用的傳

23、感器，其作用是將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，故a錯(cuò)誤。在天黑樓道里出現(xiàn)聲音時(shí)，樓道里的燈才亮，說(shuō)明它的控制電路中既有聲音傳感器，又有光傳感器，故b錯(cuò)誤。光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)換為電阻大小變化，故c正確.電子秤中所使用的測(cè)力裝置是壓力傳感器，故d錯(cuò)誤。2下列應(yīng)用了溫度傳感器的是（）a商場(chǎng)里的自動(dòng)玻璃門(mén)b夜間自動(dòng)打開(kāi)的路燈c自動(dòng)恒溫冰箱d樓梯口在夜間有聲音時(shí)就亮的燈解析：選c商場(chǎng)里的自動(dòng)玻璃門(mén)是應(yīng)用了紅外線(xiàn)傳感器，a錯(cuò)誤;夜間自動(dòng)打開(kāi)的路燈是利用了光傳感器，b錯(cuò)誤；自動(dòng)恒溫冰箱是利用了溫度傳感器，c正確；夜間有聲音時(shí)就亮的樓梯燈是利用了聲音傳感器，d錯(cuò)誤。3。如圖1所示，在電路中接一段鎢絲,閉合開(kāi)

24、關(guān)，燈泡正常發(fā)光，當(dāng)用打火機(jī)給鎢絲加熱時(shí)燈泡亮度明顯變暗，根據(jù)鎢絲的上述特性，可用鎢絲來(lái)制作一個(gè)溫度傳感器，下面的說(shuō)法中不正確的是()圖1a該傳感器利用了鎢絲的物理性質(zhì)b該傳感器利用了鎢絲電阻隨溫度變化而變化的特性c該傳感器能夠把熱學(xué)量（溫度)轉(zhuǎn)換為電學(xué)量(電阻）d該傳感器能夠把電學(xué)量（電阻)轉(zhuǎn)換為熱學(xué)量(溫度）解析:選d由題目中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，鎢絲的電阻隨溫度的升高而增大，隨溫度的降低而減小，利用該特性可以制成溫度傳感器，傳感器能夠把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量。故a、b、c正確，d錯(cuò)誤。4（多選）已知磁敏電阻在沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)電阻很小，有磁場(chǎng)時(shí)電阻變大，并且磁場(chǎng)越強(qiáng)阻值越大,為探測(cè)磁場(chǎng)的有

25、無(wú)，利用磁敏電阻作為傳感器設(shè)計(jì)了如圖2所示電路，電源的電動(dòng)勢(shì)e和內(nèi)阻r不變，在沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)調(diào)節(jié)變阻器r使電燈l正常發(fā)光，若探測(cè)裝置從無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域進(jìn)入強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，則(）圖2a電燈l變亮b電燈l變暗c電流表示數(shù)減小 d電流表示數(shù)增大解析：選ac探測(cè)裝置從無(wú)磁場(chǎng)區(qū)進(jìn)入強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)時(shí)，電阻變大，則電路的總電阻變大，根據(jù)i可知總電流變小,所以電流表的示數(shù)減小，根據(jù)ueir，可知i減小,u增大，所以燈泡兩端的電壓增大,所以電燈l變亮，故a、c正確。5. （多選)傳感器是一種采集信息的重要器件，如圖3是一種測(cè)定壓力的電容式傳感器,當(dāng)待測(cè)壓力f作用于可動(dòng)膜片電極上時(shí),可使膜片產(chǎn)生形變,引起電容的變化,將電容器、靈敏電流

26、計(jì)和電源串聯(lián)接成閉合電路，那么()圖3a當(dāng)f向上壓膜片電極時(shí)，電容將減小b當(dāng)f向上壓膜片電極時(shí),電容將增大c若電流計(jì)有示數(shù)，則壓力f發(fā)生變化d若電流計(jì)有示數(shù)，則壓力f不發(fā)生變化解析:選bc當(dāng)f向上壓膜片電極時(shí),板間距離減小,由電容的決定式c得到,電容器的電容將增大，故a錯(cuò)誤，b正確.當(dāng)f變化時(shí),電容變化，而板間電壓不變，由qcu，故帶電荷量q發(fā)生變化，電容器將發(fā)生充、放電現(xiàn)象， 回路中有電流，電流計(jì)有示數(shù)。反之,電流計(jì)有示數(shù)時(shí),壓力f必發(fā)生變化。故c正確，d錯(cuò)誤。6溫度傳感器廣泛應(yīng)用于室內(nèi)空調(diào)、電冰箱和微波爐等家用電器中,它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化而變化的特性工作的。在圖4甲中,電源的電

27、動(dòng)勢(shì)e9。0 v，內(nèi)電阻可忽略不計(jì);g為靈敏電流表，內(nèi)阻rg保持不變；r為熱敏電阻,其電阻值r隨溫度t的變化關(guān)系如圖乙的rt圖線(xiàn)所示。閉合開(kāi)關(guān)s,當(dāng)r的溫度等于20 時(shí)，電流表的示數(shù)i12 ma,當(dāng)電流表的示數(shù)i23。6 ma時(shí)，熱敏電阻r的溫度是（）圖4a60 b120 c100 d240 解析:選b由圖乙查得,當(dāng)溫度等于20 時(shí)，r的阻值為r14 k。當(dāng)電流表示數(shù)為i12 ma時(shí),ei1（rgr1）,當(dāng)電流表示數(shù)為i23。6 ma時(shí)，設(shè)熱敏電阻r的阻值為r2，則ei2(rgr2)，解得rg0。5 k,r22 k.由圖乙查得，當(dāng)r的阻值為r22 k時(shí),溫度等于120 。故b對(duì)。7。如圖5所示

28、的電路可將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào),該電路中右側(cè)固定不動(dòng)的金屬板b與能在聲波驅(qū)動(dòng)下沿水平方向振動(dòng)的鍍有金屬層的振動(dòng)膜a構(gòu)成一個(gè)電容器,a、b通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與恒定電源兩極相接。若聲源s做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，則()圖5aa振動(dòng)過(guò)程中，a、b板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變ba振動(dòng)過(guò)程中，a、b板間所帶電荷量不變ca振動(dòng)過(guò)程中，靈敏電流表中始終有方向不變的電流da向右的位移最大時(shí)，a、b板所構(gòu)成的電容器的電容最大解析:選d由于平行板電容器兩極板與電池兩極相連接，因此兩極板間的電壓u保持不變，根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)e，c可判斷a錯(cuò)、d對(duì)。再由qcu可知,b錯(cuò)。由于q變化,電容器出現(xiàn)充電、放電現(xiàn)象,顯然電流表中電流方向不斷變化，c錯(cuò)。8。 (多選)如

29、圖6所示,rt為熱敏電阻，r1為光敏電阻,r2和r3均為定值電阻，電源電動(dòng)勢(shì)為e，內(nèi)阻為r，v為理想電壓表,現(xiàn)發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大，可能的原因是()圖6a熱敏電阻溫度升高，其他條件不變b熱敏電阻溫度降低,其他條件不變c光照減弱，其他條件不變d光照增強(qiáng)，其他條件不變解析:選ac熱敏電阻溫度升高,其阻值減小,外電路的總電阻減小，總電流增大，路端電壓減小，則通過(guò)光敏電阻的電流減小，則通過(guò)r3的電流增大，電壓表的示數(shù)增大，a正確；熱敏電阻溫度降低時(shí)，其阻值增大，外電路總電阻增大，總電流減小，路端電壓隨之增大，通過(guò)光敏電阻的電流增大，所以通過(guò)熱敏電阻的電流減小，電壓表的示數(shù)減小，b錯(cuò)誤；光照減弱，光敏電阻

30、的阻值增大，外電路總電阻增大,路端電壓增大，則電壓表的示數(shù)增大，c正確；光照增強(qiáng),光敏電阻的阻值減小,外電路總電阻減小，路端電壓減小，則電壓表的示數(shù)減小，d錯(cuò)誤.9. （多選）霍爾式位移傳感器的測(cè)量原理如圖7所示，有一個(gè)沿z軸方向均勻變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度bb0kz(b0、k均為常數(shù)).將霍爾元件固定在物體上,保持通過(guò)霍爾元件的電流i不變(方向如圖），當(dāng)物體沿z軸正方向平移時(shí)，由于位置不同，霍爾元件在y軸方向的上、下表面的電勢(shì)差u也不同。則(）圖7ab越大,上、下表面的電勢(shì)差u越大bk越大,傳感器靈敏度越高c圖中霍爾元件的上板電勢(shì)可能比下板電勢(shì)高d電流越大，上、下表面的電勢(shì)差u越小解析：選

31、abc電流強(qiáng)度不變就是電荷定向運(yùn)動(dòng)的速度v保持不變，最后導(dǎo)體內(nèi)部的帶電粒子受到的電場(chǎng)力與洛倫茲力相等，即bqveq，最終上下兩板間的電勢(shì)差uedbdv,因此b越大，上、下表面的電勢(shì)差u越大，a正確；電流大，表示電荷運(yùn)動(dòng)的速度越大，u也越大，d錯(cuò)誤；而傳感器靈敏度kdv，因此k越大，傳感器靈敏度越高，b正確;當(dāng)導(dǎo)電的電荷為正電荷時(shí),根據(jù)左手定則,可知下極板電勢(shì)高,當(dāng)導(dǎo)電的電荷為負(fù)電荷時(shí)，可知下極板電勢(shì)低,c正確。10（多選）有一種測(cè)量人體重的電子秤,其原理如圖8虛線(xiàn)內(nèi)所示，它主要由三部分構(gòu)成：踏板、壓力傳感器r（是一個(gè)阻值可隨壓力大小而變化的電阻器）、顯示體重的儀表g（實(shí)質(zhì)是理想電流表)。設(shè)踏板的質(zhì)量可忽略不計(jì)，已知理想電流表的量程為3 a，電源電動(dòng)勢(shì)為12 v，內(nèi)阻為2 ，電阻r隨壓力變化的函數(shù)式為r300.02 f（f和r的單位分別是n和)。下列說(shuō)法正確的是()圖8a該秤能測(cè)量的最大體重是1 400 nb該秤能測(cè)量的最大體重是1 300 nc該秤零刻度線(xiàn)(即踏板空載時(shí)的刻度線(xiàn)）應(yīng)標(biāo)在電流表g刻度盤(pán)0。375 a處d該秤零刻度線(xiàn)（即踏板空載時(shí)的刻度線(xiàn)）應(yīng)標(biāo)在電流表g刻度盤(pán)0。400 a處解析：選ac因?yàn)槔硐腚娏鞅淼牧砍虨?