2025新課改-高中物理-選修第2冊（16講）16 A傳感器 基礎(chǔ)版

2025新課改-高中物理-選修第2冊（16講）16A傳感器基礎(chǔ)版?zhèn)鞲衅髦R點(diǎn)一：常見傳感器的工作原理及應(yīng)用一、傳感器及其工作原理1．傳感器的定義：能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等被測量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為便于傳送和處理的可用信號輸出．通常是電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷．2．非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的意義：把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，可以很方便地進(jìn)行測量、傳輸、處理和控制．3．傳感器的組成：傳感器的基本部分一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件組成．4．傳感器應(yīng)用的一般模式：二、光敏電阻光敏電阻在被光照射時電阻發(fā)生變化，光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量．三、金屬熱電阻和熱敏電阻1．金屬熱電阻：金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，利用這一特性，金屬絲可以制作成溫度傳感器，稱為熱電阻．2．熱敏電阻：用半導(dǎo)體材料制成，氧化錳制成的熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小．四、電阻應(yīng)變片1．電阻應(yīng)變效應(yīng)：金屬導(dǎo)體在外力作用下發(fā)生機(jī)械形變時，其電阻也隨之變化的現(xiàn)象．2．電阻應(yīng)變片：電阻應(yīng)變片有金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片，半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片的工作原理是基于半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)．3．電阻應(yīng)變片能夠把物體形變這個力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量．技巧點(diǎn)撥一、傳感器1．傳感器的核心元件(1)敏感元件：相當(dāng)于人的感覺器官，是傳感器的核心部分，是利用材料的某種敏感效應(yīng)(如熱敏、光敏、壓敏、力敏、濕敏等)制成的．(2)轉(zhuǎn)換元件：是傳感器中能將敏感元件輸出的與被測物理量成一定關(guān)系的非電信號轉(zhuǎn)換成電信號的電子元件．(3)轉(zhuǎn)換電路：將轉(zhuǎn)換元件輸出的不易測量的電學(xué)量轉(zhuǎn)換成易于測量的電學(xué)量，如電壓、電流、電阻等．2．傳感器的工作原理傳感器感受的通常是非電學(xué)量，如壓力、溫度、位移、濃度、速度、酸堿度等，而它輸出的通常是電學(xué)量，如電壓、電流、電荷量等．這些輸出信號是非常微弱的，通常要經(jīng)過放大后再輸送給控制系統(tǒng)產(chǎn)生各種控制動作．傳感器的工作原理如下所示：eq\x(非電學(xué)量)→eq\x(敏感元件)→eq\x(轉(zhuǎn)換元件)→eq\x(轉(zhuǎn)換電路)→eq\x(電學(xué)量)二、光敏電阻及其應(yīng)用1．光敏電阻一般由半導(dǎo)體材料制成，當(dāng)半導(dǎo)體材料受到光照時，載流子增多，導(dǎo)電性能明顯增強(qiáng)，光敏電阻把光照的強(qiáng)弱轉(zhuǎn)換為電阻的大?。?．光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而明顯減?。軌虬压庹諒?qiáng)弱這個光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量．三、金屬熱電阻和熱敏電阻及其應(yīng)用1．金屬熱電阻：金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大，如圖5圖線①所示．2．熱敏電阻(1)熱敏電阻指用半導(dǎo)體材料制成，電阻值隨溫度變化發(fā)生明顯變化的電阻．如下圖線②所示為某熱敏電阻的電阻—溫度特性曲線．(2)熱敏電阻分正溫度系數(shù)和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻兩類，電阻值隨溫度升高而增大的是正溫度系數(shù)(PTC)熱敏電阻；電阻值隨溫度升高而減小的是負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻．常用的是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻．例題精練1．（2021?廣東學(xué)業(yè)考試）測量體溫是新冠疫情防控的一種措施.在許多場合，使用手持測溫儀測量體溫，該測溫儀用到的傳感器通常是（）A．氣體傳感器 B．紅外線傳感器 C．壓力傳感器 D．生物傳感器2．（2021春?洛陽月考）關(guān)于傳感器，下列說法中正確的是（）A．干簧管是一種能夠感知電場的傳感器 B．火災(zāi)報警器都是利用溫度傳感器實(shí)現(xiàn)報警 C．電熨斗通過溫度傳感器實(shí)現(xiàn)溫度的自動控制 D．話筒是將電信號轉(zhuǎn)換為聲信號的傳感器隨堂練習(xí)1．（2021春?瑤海區(qū)月考）圖甲表示某壓敏電阻的阻值R隨所受壓力變化的情況。把這個壓敏電阻與秤臺、電池、電流表組合起來（圖乙），用壓敏電阻作為承重的載體，把電流表的刻度改為相應(yīng)的質(zhì)量刻度，就得到了一個簡易電子秤。下列說法正確的是（）A．FA對應(yīng)的物體質(zhì)量應(yīng)標(biāo)在電流較大的刻度上，且物體質(zhì)量與電流是線性關(guān)系 B．FB對應(yīng)的物體質(zhì)量應(yīng)標(biāo)在電流較大的刻度上，且物體質(zhì)量與電流是非線性關(guān)系 C．FA對應(yīng)的物體質(zhì)量應(yīng)標(biāo)在電流較大的刻度上，且物體質(zhì)量與電流是非線性關(guān)系 D．FB對應(yīng)的物體質(zhì)量應(yīng)標(biāo)在電流較大的刻度上，且物體質(zhì)量與電流是線性關(guān)系2．（2020秋?金臺區(qū)期末）如圖所示，額溫槍因其具有快速、無接觸測溫的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在各類新型冠狀病毒防控場所．額溫槍核心部件的傳感器是（）A．位移傳感器 B．聲音傳感器 C．力傳感器 D．紅外溫度傳感器3．（2020秋?武漢期末）下列關(guān)于傳感器說法中不正確的是（）A．電子秤所使用的測力裝置是力傳感器，它將壓力大小轉(zhuǎn)化為可變電阻，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為電壓信號 B．話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將電信號轉(zhuǎn)換為聲信號 C．電熨斗能自動控制溫度的原因是它裝有雙金屬片，這種雙金屬片的作用是控制電路的通斷 D．光敏電阻能夠把光照強(qiáng)度這個光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量知識點(diǎn)二：利用傳感器制作簡單的自動控制裝置一、實(shí)驗(yàn)1門窗防盜報警裝置1．實(shí)驗(yàn)器材和裝置干簧管作為傳感器，用于感知磁體磁場是否存在．繼電器(虛線框部分)作為執(zhí)行裝置．發(fā)光二極管LED作為電路正常工作提示，R為發(fā)光二極管的限流電阻，起保護(hù)作用．蜂鳴器H作為報警提醒．電路設(shè)計如下圖.2．電路工作原理當(dāng)門窗緊閉時，磁體M靠近干簧管SA，干簧管兩簧片被磁化相吸，繼電器接通而工作．當(dāng)門窗開啟時，磁體離開干簧管，干簧管失磁斷開，繼電器被斷電，動觸點(diǎn)c與常閉觸點(diǎn)b接通，蜂鳴器H發(fā)聲報警．3．實(shí)驗(yàn)操作(1)檢查干簧管．用磁體直接靠近干簧管，觀察干簧管簧片能否正常動作．(2)連接電路．連接電路前，要檢查其他元件是否也能正常工作．(3)接通電源后，將磁體靠近和離開干簧管，分別觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．二、實(shí)驗(yàn)2光控開關(guān)1．實(shí)驗(yàn)器材和裝置光敏電阻完成光信號向電信號的轉(zhuǎn)變．晶體三極管將電流進(jìn)行放大，同時具有完成斷路和接通的開關(guān)作用．發(fā)光二極管LED模仿路燈．電路設(shè)計如圖甲．為了能夠驅(qū)動更大功率的負(fù)載，需用繼電器來啟、閉另外的供電電路，如圖乙所示．2．電路工作原理(1)光較強(qiáng)時，光敏電阻阻值小，三極管不導(dǎo)通，繼電器斷路，處于常開狀態(tài)，小燈泡L不亮．(2)光較弱時，光敏電阻阻值變大，三極管導(dǎo)通，產(chǎn)生較大的集電極電流，點(diǎn)亮發(fā)光二極管或驅(qū)動繼電器吸合，點(diǎn)亮小燈泡L.3．實(shí)驗(yàn)操作(1)連接電路，檢查無誤后，接通電源．(2)用白光照射光敏電阻，調(diào)節(jié)R1，使發(fā)光二極管LED或小燈泡L剛好不發(fā)光．(3)減弱光敏電阻的光照強(qiáng)度，當(dāng)光減弱到某種程度時，發(fā)光二極管LED或小燈泡L發(fā)光．(4)讓光照加強(qiáng)，當(dāng)光增強(qiáng)到某種程度時，發(fā)光二極管LED或小燈泡L熄滅．綜合練習(xí)一．選擇題（共24小題）1．（2021春?福州期中）下列情況中，應(yīng)用了光敏傳感器的是（）A．商場里的自動玻璃門 B．夜間自動打開的路燈 C．火警報警器的自動報警 D．自動恒溫冰箱2．（2021春?菏澤期中）某樓梯口的電燈開關(guān)裝有傳感器，天黑時，出現(xiàn)聲音才能發(fā)光，而白天即使有聲音，電燈也不能發(fā)光，該開關(guān)中有兩種傳感器，它們可能是（）A．光敏電阻和駐極體話筒 B．金屬熱電阻和光敏電阻 C．熱敏電阻和霍爾元件 D．熱敏電阻和光敏電阻3．（2020春?荔灣區(qū)校級期中）許多飲水機(jī)可以保證出水溫度恒定，采取的方法是（）A．水溫低于設(shè)定溫度時加熱，達(dá)到設(shè)定溫度時，停止加熱 B．設(shè)定程序，固定各次加溫時間及加熱時間間隔 C．人工控制加溫按鈕 D．持續(xù)加溫4．（2020春?濮陽期末）下列生活中的傳感器，把光信號變成電信號的是（）A．走廊照明燈的聲控開關(guān) B．自動洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置 C．控制電視機(jī)開關(guān)的遙控器 D．電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器5．（2020春?開封期中）下列物品中應(yīng)用了力傳感器的是（）A．電熨斗 B．電飯鍋 C．電冰箱 D．電子臺秤6．（2020?廣東學(xué)業(yè)考試）用電飯煲煮飯，當(dāng)飯熟后，它會自動換為保溫狀態(tài)，其使用的傳感器是（）A．溫度傳感器 B．生物傳感器 C．壓力傳感器 D．紅外線傳感器7．（2020春?孝感期中）測溫是防控新冠肺炎的重要環(huán)節(jié)，在公共場所常用額溫槍為出入人員測溫。測溫槍是通過傳感器接收紅外線，得出感應(yīng)溫度數(shù)據(jù)。使用時只要將測溫口靠近皮膚表面，修正皮膚與實(shí)際體溫的溫差便能準(zhǔn)確顯示體溫。下列關(guān)于紅外線說法正確的是（）A．紅外遙感是利用紅外線的穿透能力強(qiáng) B．紅外線也可以用來殺菌消毒 C．體溫越高人體發(fā)射的紅外線越強(qiáng) D．微波爐是利用紅外線給物體加熱8．（2020春?煙臺期中）下列說法正確的是（）A．干簧管是一種簡易的力電傳感器 B．交警所使用的酒精檢測儀安裝了“乙醇傳感器”，能夠感知乙醇的濃度 C．一些賓館安裝了“自動門”，當(dāng)人靠近時自動打開，是因?yàn)殚T上安裝了溫度傳感器 D．電熨斗能自動控制溫度主要因?yàn)檠b有雙金屬片溫度傳感器，兩片金屬的熱膨脹系數(shù)相同9．（2020春?五華縣校級月考）冠狀病毒疫情期間，口罩脫銷了，消毒酒精脫銷了，其實(shí)醫(yī)用的額溫槍也脫銷了，一槍難求，因?yàn)槠淇焖贉y溫（1秒測溫），無接觸測溫的特點(diǎn)而成了名副其實(shí)的防疫物質(zhì)，其核心部件為一個傳感器，外部還有幾個按鍵，小型液晶屏，電池等構(gòu)成。額溫槍的核心部件是什么傳感器？（）A．光傳感器 B．聲音傳感器 C．力傳感器 D．紅外溫度傳感器10．（2020春?沭陽縣期中）交通警察用來檢測駕駛員酒精含量的檢測器使用的傳感器是（）A．聲音傳感器 B．電化學(xué)傳感器 C．壓力傳感器 D．溫度傳感器11．（2020春?山丹縣校級期中）下列關(guān)于傳感器說法中不正確的是（）A．熱敏電阻是由金屬制成的，對溫度感知靈敏 B．電子秤所使用的測力裝置是力傳感器，它是把力信號轉(zhuǎn)化為電壓信號 C．電熨斗能自動控制溫度的原因是它裝有雙金屬片，這種雙金屬片的作用是控制電路的通斷 D．光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量12．（2020春?山丹縣校級期中）機(jī)器人裝有作為眼睛的“傳感器”，猶如大腦的“控制器”，以及可以行走的“執(zhí)行器”，在它碰到障礙物前會自動避讓并及時轉(zhuǎn)彎。下列有關(guān)該機(jī)器人“眼睛”的說法中正確的是（）A．該機(jī)器人“眼睛”利用了光傳感器 B．該機(jī)器人“眼睛”利用了力傳感器 C．該機(jī)器人“眼睛”利用了溫度傳感器 D．該機(jī)器人“眼睛”利用了聲音傳感器13．（2020春?雙峰縣校級月考）在傳感器的應(yīng)用中，下列器件是應(yīng)用光傳感器的是（）A．電飯鍋 B．室內(nèi)火災(zāi)報警器 C．測溫儀 D．電子秤14．（2020春?萊州市校級月考）下列說法不正確的是（）A．電熨斗中的雙金屬片是溫度傳感器 B．金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性好，但靈敏度差 C．霍爾元件是能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這一磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這一電學(xué)量的傳感器 D．熱敏電阻是把熱量這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量15．（2020春?肥城市期中）下列有關(guān)傳感器的說法中錯誤的是（）A．霍爾元件是能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電壓的一種磁傳感器 B．光電鼠標(biāo)利用了光傳感器 C．電子秤稱量物體質(zhì)量是利用了力傳感器 D．2020年初新冠肺炎疫情防控阻擊戰(zhàn)中，槍式測溫儀成了體溫檢測的“哨兵”，是利用了溫度傳感器16．（2019秋?牡丹江期末）下列有關(guān)傳感器的判斷正確的是（）A．傳感器是將電學(xué)量（電壓、電流等）轉(zhuǎn)化成非電學(xué)量（壓力、溫度、位移等）的裝置 B．把霍爾元件放入磁場中，由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，在元件的電極間產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 C．金屬熱電阻的電阻率隨溫度升高而減小 D．干簧管是一種能夠感知磁場的傳感器17．（2020春?西城區(qū)校級月考）全自動洗衣機(jī)設(shè)有多段式水位自動感應(yīng)裝置，該裝置采用的可能是下列哪種類型的傳感器？（）A．壓力傳感器 B．紅外線傳感器 C．溫度傳感器 D．生物傳感器18．（2020春?鄭州期末）下列說法正確的是（）A．傳感器是把非電信息轉(zhuǎn)換成電信息的器件或裝置 B．真空中的光速在不同慣性系中測得的數(shù)值是不相同的 C．紫外線常用于醫(yī)院和食品消毒，是因?yàn)樗哂酗@著的熱效應(yīng) D．波源與觀察者相互靠近時，觀察者接收到的頻率小于波源的頻率19．（2019秋?淄博期末）有的樓道照明燈具有這樣的功能：大黑到一定程度時，出現(xiàn)聲音它就開啟；而在白天，即使有聲音它也沒有反應(yīng)，在這種樓道照明燈的控制電路中，可能接入的傳感器是（）A．溫度傳感器和光傳感器 B．光傳感器和聲音傳感器 C．聲音傳感器和熱傳感器 D．熱傳感器和力傳感器20．（2020?廣陵區(qū)校級模擬）關(guān)于傳感器，下列說法中正確的是（）A．話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將電信號轉(zhuǎn)換為聲信號 B．電熨斗能夠自動控制溫度的原因是它裝有雙金屬片溫度傳感器，這種傳感器的作用是控制電路的通斷 C．霍爾元件能把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個磁學(xué)量轉(zhuǎn)換成電阻這個電學(xué)量 D．光敏電阻在光照射下其電阻會顯著變大21．（2019秋?蕪湖期末）為了讓路燈能在天暗時自動開啟，天亮?xí)r自動關(guān)閉，應(yīng)該在自動控制電路中使用下述傳感器的哪一種（）A．光傳感器 B．壓力傳感器 C．溫度傳感器 D．氣體傳感器22．（2019春?榆樹市校級月考）下列說法正確的是（）A．金屬熱電阻的電阻率隨溫度升高而減小 B．干簧管是電控開關(guān) C．電熨斗中的雙金屬片上層膨脹系數(shù)比下層大 D．光敏電阻導(dǎo)電性能隨光強(qiáng)增強(qiáng)而減小23．（2019春?亭湖區(qū)校級期中）下列關(guān)于傳感器的說法正確的是（）A．電飯鍋里面的溫度傳感器是雙金屬片 B．話筒是將電信號轉(zhuǎn)換成聲音信號的裝置 C．霍爾元件是溫度傳感器 D．干簧管利用磁場控制電路的通斷24．（2019春?江油市校級期中）下列說法中不正確的是（）A．傳感器擔(dān)負(fù)著信息采集的任務(wù)，是力、溫度、光、聲、化學(xué)成分轉(zhuǎn)化為電信號的主要工具 B．話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將電信號轉(zhuǎn)換為聲信號 C．干簧管是一種磁敏感元件 D．電熨斗能夠自動控制溫度的原因是它裝有雙金屬片溫度傳感器，這種傳感器的作用是控制電路的通斷二．多選題（共3小題）25．（2019秋?邯鄲期末）如圖所示是“電容式加速度傳感器”原理圖，電容器的一個金屬極彈性金屬片板固定在絕緣底座上，另一塊極板用彈性金屬片制成，當(dāng)這種加速度傳感器用在上下移動的升降機(jī)中時，通過測量電容C的變化就能感知升降機(jī)加速度的變化情況。設(shè)升降機(jī)加速度為零時電容器的電容為C0，下列說法正確的是（）A．當(dāng)升降機(jī)加速上升時，C＞C0 B．當(dāng)升降機(jī)減速上升時，C＞C0 C．當(dāng)升降機(jī)減速下降時，C＜C0 D．當(dāng)升降機(jī)加速下降時，C＜C026．（2020春?山丹縣校級期中）某同學(xué)發(fā)現(xiàn)他居住的樓房中，樓梯上的過道燈在夜晚天黑時，用力拍掌燈就亮了；而白天怎樣用力拍掌，燈都不能亮。后來老師告訴他：過道燈是由聲傳感器和光傳感器同時來控制的，其原理圖如圖所示，下列關(guān)于聲傳感器和光傳感器的說法正確的是（）A．白天有光照時，光傳感器自動閉合 B．夜晚無光照時，光傳感器自動閉合 C．有人走動或發(fā)出聲音時，聲傳感器自動閉合 D．無人走動或沒有聲音時，聲傳感器自動閉合27．（2020?常熟市校級模擬）科學(xué)技術(shù)在生產(chǎn)、生活中有廣泛的應(yīng)用，下列裝置中運(yùn)用了電磁感應(yīng)的原理和規(guī)律的是（）A．電子霍爾元件 B．位移傳感器 C．回旋加速器 D．運(yùn)輸中的電流表三．填空題（共1小題）28．（2020秋?金臺區(qū)期末）傳感器是一種能感知和識別信息的裝置，它由和組成，能將感知和測量到的非電學(xué)量轉(zhuǎn)別為。四．實(shí)驗(yàn)題（共2小題）29．（2020秋?長沙期末）某同學(xué)學(xué)習(xí)傳感器后，用電源、電磁繼電器、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線等儀器設(shè)計了一個高溫報警器，要求是：正常情況綠燈亮，有險情時電鈴報警。電路如圖所示，圖中儀器還不完整。請完成以下問題：（1）圖中的甲還需要放入的元件是。A．二極管B．光敏電阻C．NTC熱敏電阻（阻值隨溫度升高而減?。〥．PTC熱敏電阻（阻值隨溫度升高而增大）（2）電路正確連接之后，該同學(xué)調(diào)試過程發(fā)現(xiàn)報警時溫度比預(yù)期偏低了一點(diǎn)點(diǎn)。要求在溫度更高一點(diǎn)時就開始報警，則需要調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動頭往（選填“左”或“右”）移動一點(diǎn)。30．（2020?上海模擬）在“用DIS研究通電螺線管的磁感應(yīng)強(qiáng)度”實(shí)驗(yàn)中，使用的是傳感器，采集數(shù)據(jù)繪制B﹣d圖線，得出結(jié)論：在螺線管的中間位置一定范圍內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度。傳感器知識點(diǎn)一：常見傳感器的工作原理及應(yīng)用一、傳感器及其工作原理1．傳感器的定義：能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等被測量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為便于傳送和處理的可用信號輸出．通常是電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷．2．非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的意義：把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，可以很方便地進(jìn)行測量、傳輸、處理和控制．3．傳感器的組成：傳感器的基本部分一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件組成．4．傳感器應(yīng)用的一般模式：二、光敏電阻光敏電阻在被光照射時電阻發(fā)生變化，光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量．三、金屬熱電阻和熱敏電阻1．金屬熱電阻：金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，利用這一特性，金屬絲可以制作成溫度傳感器，稱為熱電阻．2．熱敏電阻：用半導(dǎo)體材料制成，氧化錳制成的熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減?。摹㈦娮钁?yīng)變片1．電阻應(yīng)變效應(yīng)：金屬導(dǎo)體在外力作用下發(fā)生機(jī)械形變時，其電阻也隨之變化的現(xiàn)象．2．電阻應(yīng)變片：電阻應(yīng)變片有金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片，半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片的工作原理是基于半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)．3．電阻應(yīng)變片能夠把物體形變這個力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量．技巧點(diǎn)撥一、傳感器1．傳感器的核心元件(1)敏感元件：相當(dāng)于人的感覺器官，是傳感器的核心部分，是利用材料的某種敏感效應(yīng)(如熱敏、光敏、壓敏、力敏、濕敏等)制成的．(2)轉(zhuǎn)換元件：是傳感器中能將敏感元件輸出的與被測物理量成一定關(guān)系的非電信號轉(zhuǎn)換成電信號的電子元件．(3)轉(zhuǎn)換電路：將轉(zhuǎn)換元件輸出的不易測量的電學(xué)量轉(zhuǎn)換成易于測量的電學(xué)量，如電壓、電流、電阻等．2．傳感器的工作原理傳感器感受的通常是非電學(xué)量，如壓力、溫度、位移、濃度、速度、酸堿度等，而它輸出的通常是電學(xué)量，如電壓、電流、電荷量等．這些輸出信號是非常微弱的，通常要經(jīng)過放大后再輸送給控制系統(tǒng)產(chǎn)生各種控制動作．傳感器的工作原理如下所示：eq\x(非電學(xué)量)→eq\x(敏感元件)→eq\x(轉(zhuǎn)換元件)→eq\x(轉(zhuǎn)換電路)→eq\x(電學(xué)量)二、光敏電阻及其應(yīng)用1．光敏電阻一般由半導(dǎo)體材料制成，當(dāng)半導(dǎo)體材料受到光照時，載流子增多，導(dǎo)電性能明顯增強(qiáng)，光敏電阻把光照的強(qiáng)弱轉(zhuǎn)換為電阻的大?。?．光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而明顯減?。軌虬压庹諒?qiáng)弱這個光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量．三、金屬熱電阻和熱敏電阻及其應(yīng)用1．金屬熱電阻：金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大，如圖5圖線①所示．2．熱敏電阻(1)熱敏電阻指用半導(dǎo)體材料制成，電阻值隨溫度變化發(fā)生明顯變化的電阻．如下圖線②所示為某熱敏電阻的電阻—溫度特性曲線．(2)熱敏電阻分正溫度系數(shù)和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻兩類，電阻值隨溫度升高而增大的是正溫度系數(shù)(PTC)熱敏電阻；電阻值隨溫度升高而減小的是負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻．常用的是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻．例題精練1．（2021春?永濟(jì)市校級期末）如圖所示為一種自動高溫報警器的原理圖。在水銀溫度計的頂端封入一段金屬絲，以下說法正確的是（）A．溫度升高至72℃時，L1亮燈報警 B．溫度升高至72℃時，L2亮燈報警 C．溫度升高至78℃時，L1亮燈報警 D．溫度升高至78℃時，L2亮燈報警2．（2021?昆山市校級模擬）某光敏電阻RT沒有受到光照射（或光較暗）時，阻值較大，有光照射時，阻值較小?，F(xiàn)利用該光敏電阻、低壓電源和電磁繼電器設(shè)計了自動控制電路，如圖所示。下列說法正確的是（）A．白天流過R1的電流小于晚上流過R1的電流 B．該控制電路用到了電磁感應(yīng)現(xiàn)象 C．該電路能實(shí)現(xiàn)燈泡晚上亮，白天不亮的功能 D．繼電器所在電路，電源的輸出功率晚上比白天的大隨堂練習(xí)1．（2020秋?順德區(qū)期末）某光敏電阻RT沒有受到光照射（或光較暗）時，阻值較大；有光照射時，阻值較小?，F(xiàn)利用該光敏電阻、低壓電源和電磁繼電器設(shè)計了自動控制電路，如圖所示。下列說法正確的是（）A．白天流過R1的電流小于晚上流過R1的電流 B．白天流過R3的電流小于晚上流過R3的電流 C．該電路能實(shí)現(xiàn)燈泡白天亮，晚上不亮的功能 D．繼電器所在電路，電源的輸出功率晚上比白天的大2．（2020秋?湖北期末）傳感器已廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)、生活中，下列關(guān)于傳感器的說法正確的是（）A．給貨車稱重的地磅使用了光傳感器 B．酒店大廳的自動門使用了力傳感器 C．空調(diào)的控溫系統(tǒng)使用了溫度傳感器 D．夜間自動打開的路燈使用了紅外線傳感器3．（2020秋?沈河區(qū)校級期末）如圖所示為溫度自動報警器的工作原理圖，圖中1是電磁鐵、2是銜鐵，5是水銀溫度計（水銀導(dǎo)電）。常溫下，3觸點(diǎn)處于斷開狀態(tài)、4觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)，則下列說法正確的是（）A．當(dāng)溫度低于警戒溫度時電磁鐵磁性增強(qiáng)，3觸點(diǎn)閉合、4觸點(diǎn)斷開 B．此裝置為低溫報警裝置，溫度低于警戒溫度時，電鈴報警 C．此裝置為高溫報警裝置，溫度高于警戒溫度時，指示燈亮 D．要提高報警時的警戒溫度應(yīng)使導(dǎo)線AB短些知識點(diǎn)二：利用傳感器制作簡單的自動控制裝置一、實(shí)驗(yàn)1門窗防盜報警裝置1．實(shí)驗(yàn)器材和裝置干簧管作為傳感器，用于感知磁體磁場是否存在．繼電器(虛線框部分)作為執(zhí)行裝置．發(fā)光二極管LED作為電路正常工作提示，R為發(fā)光二極管的限流電阻，起保護(hù)作用．蜂鳴器H作為報警提醒．電路設(shè)計如下圖.2．電路工作原理當(dāng)門窗緊閉時，磁體M靠近干簧管SA，干簧管兩簧片被磁化相吸，繼電器接通而工作．當(dāng)門窗開啟時，磁體離開干簧管，干簧管失磁斷開，繼電器被斷電，動觸點(diǎn)c與常閉觸點(diǎn)b接通，蜂鳴器H發(fā)聲報警．3．實(shí)驗(yàn)操作(1)檢查干簧管．用磁體直接靠近干簧管，觀察干簧管簧片能否正常動作．(2)連接電路．連接電路前，要檢查其他元件是否也能正常工作．(3)接通電源后，將磁體靠近和離開干簧管，分別觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．二、實(shí)驗(yàn)2光控開關(guān)1．實(shí)驗(yàn)器材和裝置光敏電阻完成光信號向電信號的轉(zhuǎn)變．晶體三極管將電流進(jìn)行放大，同時具有完成斷路和接通的開關(guān)作用．發(fā)光二極管LED模仿路燈．電路設(shè)計如圖甲．為了能夠驅(qū)動更大功率的負(fù)載，需用繼電器來啟、閉另外的供電電路，如圖乙所示．2．電路工作原理(1)光較強(qiáng)時，光敏電阻阻值小，三極管不導(dǎo)通，繼電器斷路，處于常開狀態(tài)，小燈泡L不亮．(2)光較弱時，光敏電阻阻值變大，三極管導(dǎo)通，產(chǎn)生較大的集電極電流，點(diǎn)亮發(fā)光二極管或驅(qū)動繼電器吸合，點(diǎn)亮小燈泡L.3．實(shí)驗(yàn)操作(1)連接電路，檢查無誤后，接通電源．(2)用白光照射光敏電阻，調(diào)節(jié)R1，使發(fā)光二極管LED或小燈泡L剛好不發(fā)光．(3)減弱光敏電阻的光照強(qiáng)度，當(dāng)光減弱到某種程度時，發(fā)光二極管LED或小燈泡L發(fā)光．(4)讓光照加強(qiáng)，當(dāng)光增強(qiáng)到某種程度時，發(fā)光二極管LED或小燈泡L熄滅．綜合練習(xí)一．選擇題（共12小題）1．（2020春?西城區(qū)校級期末）下列關(guān)于傳感器的結(jié)論中錯誤的是（）A．熱敏電阻可以作為溫度傳感器 B．電子秤使用應(yīng)變片作為測力傳感器 C．話筒是一種常見的紅外線傳感器 D．電熨斗內(nèi)一般裝有雙金屬片溫度傳感器2．（2020春?淮安區(qū)期中）傳感器廣泛應(yīng)用在我們的生產(chǎn)生活中，常用的計算機(jī)鍵盤就是一種傳感器。如圖所示，鍵盤上每一個鍵的下面都連一小金屬片，與該金屬片隔有一定空氣間隙的是另一小的固定金屬片，這兩金屬片組成一個小電容器。鍵被按下時，此小電容器的電容發(fā)生變化，與之相連的電子線路就能夠檢測出哪個鍵被按下，從而給出相應(yīng)的信號。這種計算機(jī)鍵盤使用的是（）A．溫度傳感器 B．壓力傳感器 C．磁傳感器 D．光傳感器3．（2020?豐臺區(qū)一模）在新冠肺炎疫情防控期間，測量體溫成為重要的防疫措施之一。醫(yī)學(xué)上常用的水銀體溫計可以在家庭中使用，紅外測溫槍在居民區(qū)、辦公樓、商場等公共場所廣泛應(yīng)用。某同學(xué)查閱資料，獲得以下信息：自然界中任何高于絕對零度的物體都在隨時隨地的向外輻射能量。單位時間內(nèi)，物體表面單位面積上所發(fā)射的總輻射能叫輻射功率，輻射功率與該物體的溫度有確定的關(guān)系，非接觸式溫度測量即是測量輻射功率的大小，并由此得到一個與該物體溫度成一定關(guān)系的信號。紅外測溫槍是能夠測量物體輻射功率大小并轉(zhuǎn)化為物體溫度的儀器。根據(jù)以上信息和學(xué)過的知識，他做出如下判斷。其中正確的是（）A．水銀體溫計可以用來測量沸水的溫度 B．水銀體溫計離開人體后，水銀迅速流回水銀泡 C．紅外測溫槍向人體發(fā)射紅外線，從而測量人體溫度 D．紅外測溫槍測量人體溫度時，離人體越遠(yuǎn)，顯示溫度越低4．（2019秋?新洲區(qū)期末）如圖所示，是溫度自動報警器的工作原理圖圖中1是電磁鐵、2是銜鐵、3是觸點(diǎn)、4是水銀溫度計（水銀導(dǎo)電）。則下列說法正確的是（）A．溫度高于警戒溫度時，電鈴不報警、指示燈亮 B．溫度低于警戒溫度時，電鈴報警、指示燈熄滅 C．溫度高于警戒溫度時，指示燈亮、電鈴報警 D．溫度低于警戒溫度時，指示燈亮、電鈴不響5．（2020春?遂寧期末）通常當(dāng)人走向銀行門口時，門就會自動打開，這是因?yàn)殚T上安裝了下列那種傳感器（）A．溫度傳感器 B．紅外線傳感器 C．聲音傳感器 D．壓力傳感器6．（2019春?信州區(qū)校級月考）為了進(jìn)一步有效防控火災(zāi)安全，我校在配電房安裝一種在有光照或者溫度升高時排氣扇都能啟動的自動控制裝置，根據(jù)以上特性下列敘述正確的是（）A．兩個傳感器都是光電傳感器 B．兩個傳感器可能分別是電容式傳感器和溫度傳感器 C．兩個傳感器分別是光電傳感器和溫度傳感器 D．只有光照和溫度都適合時排氣扇才能工作7．（2019春?三明期中）傳感器已廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)、生活中，下列關(guān)于傳感器的說法正確的是（）A．火警報警器使用了壓力傳感器 B．冰箱控溫系統(tǒng)使用了溫度傳感器 C．商場里的自動門使用了光傳感器 D．夜間自動打開的路燈使用了溫度傳感器8．（2018秋?浦東新區(qū)校級期中）酒精測試儀利用的是一種二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器，其電阻r的倒數(shù)與酒精氣體的濃度C成正比。如圖所示的電路接在恒壓電源上，R和R0為定值電阻，則電壓表的示數(shù)U與酒精氣體濃度C的對應(yīng)關(guān)系為（）A．U越大，表示C越大，但是C與U不成正比 B．U越大，表示C越大，而且C與U成正比 C．U越大，表示C越小，但是C與U不成反比 D．U越大，表示C越小，而且C與U成反比9．（2018春?覃塘區(qū)校級期中）關(guān)于測溫儀，下列說法中不正確的是（）A．測溫用的金屬熱電阻的阻值不能隨溫度的變化而變化 B．在非典期間，機(jī)場車站用的測溫儀可以迅速測出體溫，它是利用了紅外線敏感元件 C．熱敏電阻的特點(diǎn)是隨溫度的升高而電阻變小 D．各種測溫材料的電阻，都是隨溫度的變化而發(fā)生明顯變化10．（2017秋?濮陽期末）傳感器在日常生活中的應(yīng)用越來越廣泛，溫度傳感器（實(shí)質(zhì)是自動開關(guān)）是其中的一種，某一食品消毒柜就是利用溫度傳感器來自動控制電路的。常溫下，該溫度傳感器是閉合的；當(dāng)溫度達(dá)到某一設(shè)定值時，傳感器自動斷開，從而切斷整個電路。下列關(guān)于該消毒柜的幾種電路圖中（圖中S為電源開關(guān)）連接正確的是（）A． B． C． D．11．（2018秋?潮安區(qū)校級期中）利用光敏電阻制作的光傳感器，記錄了傳送帶上工件的輸送情況。如圖甲所示為某工廠成品包裝車間的光傳感器記錄器，光傳感器B能接收到發(fā)光元件A發(fā)出的光。每當(dāng)工件擋住A發(fā)出的光時，光傳感器就輸出一個電信號，并在屏幕上顯示出電信號與時間的關(guān)系如圖乙所示。若傳送帶始終勻速運(yùn)動，每兩個工件間的距離為0.2m，則下述說法正確的是（）A．該傳送帶每小時輸送1800個工件 B．該傳送帶每小時輸送7200個工件 C．傳送帶運(yùn)動的速度是0.2m/s D．傳送帶運(yùn)動的速度是0.1m/s12．（2018?浦口區(qū)校級模擬）夜幕降臨時，路邊上的路燈就會自動亮起，因?yàn)榭刂坡窡舻碾娐分邪惭b了下列哪種傳感器（）A．溫度傳感器 B．紅外線傳感器 C．光敏傳感器 D．聲音傳感器二．多選題（共11小題）13．（2020秋?南京期末）下列關(guān)于傳感器說法中正確的是（）A．話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將電信號轉(zhuǎn)換為聲信號 B．電子秤所使用的測力裝置是力傳感器，它是把力信號轉(zhuǎn)化為電壓信號 C．電熨斗能自動控制溫度的原因是它裝有雙金屬片，這種雙金屬片的作用是控制電路的通斷 D．光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量14．（2019秋?武漢期末）如圖所示，在電路中接一段鎢絲（從舊日光燈管中取出），閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光，當(dāng)用打火機(jī)給鎢絲加熱時燈泡亮度明顯變暗，根據(jù)鎢絲的上述特性，可用鎢絲來制作一個溫度傳感器，下面的說法中正確的是（）A．該傳感器利用了鎢絲的化學(xué)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）15．（2019春?東勝區(qū)校級月考）如圖所示，用小燈泡模仿光控電路，AY之間為斯密特觸發(fā)器，RG為光敏電阻，R1為可變電阻；J為繼電器的線圈，Ja為它的常開觸點(diǎn)。下列說法正確的是（）A．天色變暗時，A端輸入高電平，繼電器吸引Ja，路燈點(diǎn)亮 B．要想在天色更暗時路燈才會點(diǎn)亮，應(yīng)把R1的阻值調(diào)大些 C．要想在天色更暗時路燈才會點(diǎn)亮，應(yīng)把R1的阻值調(diào)小些 D．二極管的作用是繼電器釋放Ja時提供自感電流的通路，防止損壞集成電路16．（2019春?玉林期中）在一些學(xué)校教室為了保證照明條件，采用智能照明系統(tǒng)，在自然光不足時接通電源啟動日光燈，而在自然光充足時，自動關(guān)閉日光燈，其原理圖如圖所示．R為一光敏電阻，L為一帶鐵芯的螺線管，在螺線管上方有一用細(xì)彈簧系著的輕質(zhì)銜鐵，一端用鉸鏈固定在墻上可以自由轉(zhuǎn)動，另一端用一絕緣棒鏈接兩動觸頭．有關(guān)這套智能照明系統(tǒng)工作原理描述正確的是（）A．光照越強(qiáng)，光敏電阻阻值越大，銜鐵被吸引下來 B．在光線不足時，光敏電阻阻值變大，銜鐵被彈簧拉上去 C．上面兩接線柱應(yīng)該和日光燈電路連接 D．下面兩接線柱應(yīng)該和日光燈電路連接17．（2019春?橋東區(qū)校級期中）如圖所示為電熨斗的結(jié)構(gòu)圖，下列關(guān)于電熨斗的說法正確的是（）A．電熨斗能自動控制溫度主要利用了雙金屬片，兩片金屬的膨脹系數(shù)相同 B．常溫下，上下觸點(diǎn)是閉合的；溫度過高時，雙金屬片發(fā)生彎曲使上下觸點(diǎn)分離 C．需要較高溫度熨燙時，要調(diào)節(jié)溫度旋鈕，使升降螺絲下移并推動彈性銅片下移 D．電熨斗中的雙金屬片是一種半導(dǎo)體材料18．（2019春?丘北縣期末）關(guān)于傳感器的作用，下列說法中正確的有（）A．通常的傳感器可以直接用來進(jìn)行自動控制 B．傳感器可以用來采集信息 C．傳感器可以將感受到的一些信號轉(zhuǎn)換為電學(xué)量 D．傳感器可以將所有感受到的信號都轉(zhuǎn)換為電學(xué)量19．（2018春?溧水區(qū)校級期中）下列關(guān)于傳感器的說法正確的是（）A．熱敏電阻是把溫度這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)化為電阻這個電學(xué)量 B．金屬熱電阻的電阻率隨溫度的升高而減小 C．電熨斗中的雙金屬片是溫度傳感器 D．霍爾元件是能夠把磁學(xué)量磁感應(yīng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電壓的傳感元件20．（2018春?菏澤期中）關(guān)于傳感器，下列說法正確的是（）A．光敏電阻在有光照射時，電阻會變大 B．壓力傳感器是將力學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的裝置 C．傳感器是將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的裝置 D．傳感器廣泛應(yīng)用于信息采集系統(tǒng)21．（2017秋?周口期末）電熨斗已經(jīng)走進(jìn)千家萬戶，特別是服裝店更離不開它，現(xiàn)在的電熨斗具有自動控制溫度功能，可以通過雙金屬片來控制電路的通斷。如圖為電熨斗的結(jié)構(gòu)示意圖，關(guān)于電熨斗的控制電路正確的是（）A．常溫下，電熨斗的上下觸點(diǎn)應(yīng)該是分離的 B．圖中雙金屬片上層的膨脹系數(shù)大于下層金屬片的膨脹系數(shù) C．熨燙棉麻衣物時，應(yīng)旋轉(zhuǎn)調(diào)溫旋鈕，使升降螺釘上升 D．熨燙絲綢衣物時，應(yīng)旋轉(zhuǎn)調(diào)溫旋鈕，使升降螺釘上升22．（2018?宿遷學(xué)業(yè)考試）下列儀器使用物理傳感器的是（）A．紅外測溫儀 B．血常規(guī)分析儀 C．酒精測試儀 D．酸度計23．（2018春?寧波期末）如圖所示，電容式觸摸屏的構(gòu)造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜導(dǎo)體層，再在導(dǎo)體層外加上一塊保護(hù)玻璃，電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長的電極，在導(dǎo)體層內(nèi)形成一個低電壓交流電場．在觸摸屏幕時，由于人體是導(dǎo)體，手指與內(nèi)部導(dǎo)體層間會形成一個特殊電容（耦合電容），四邊電極發(fā)出的電流會流向觸點(diǎn)，而電流強(qiáng)弱與手指到電極的距離成正比，位于觸摸屏后的控制器便會計算電流的比例及強(qiáng)弱，準(zhǔn)確算出觸摸點(diǎn)的位置．由以上信息可知（）A．電容式觸摸屏的兩極板分別是導(dǎo)體層和手指 B．當(dāng)用手觸摸屏幕時，手指與屏的接觸面積越大，電容越大 C．當(dāng)用手觸摸屏幕時，手指與屏的接觸面積越大，電容越小 D．如果用帶了手套的手觸摸屏幕，照樣能引起觸摸屏動作三．填空題（共2小題）24．（2020?天心區(qū)校級模擬）如圖甲所示，為熱敏電阻的R﹣t圖象，圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的一個簡單恒溫箱溫控電路，繼電器的電阻為100Ω．當(dāng)線圈的電流大于或等于20mA時，繼電器的銜鐵被吸合．為繼電器線圈供電的電池的電動勢E＝9.0V，內(nèi)阻可以不計．圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源．則（1）應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在（填“A、B端”或“C、D端”）．（2）如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持50℃，可變電阻R′的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為Ω．25．（2017秋?瓊山區(qū)校級期末）（1）在海南省人民醫(yī)院常用X光機(jī)檢查人體內(nèi)部器官，X光機(jī)利用了X射線的。（將正確選項前的字母填入空格中）。A．滅菌消毒作用B．強(qiáng)穿透能力。（2）美麗的?？谖骱０堵窡敉砩蠠艄忤?，白天自動熄滅，它的自動控制電路使用了傳感器？（將正確選項前的字母填入空格中）。A．熱敏傳感器B．光敏傳感器。四．實(shí)驗(yàn)題（共3小題）26．（2021春?扶余市月考）如圖所示，圖甲為熱敏電阻的R﹣t圖象，圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的一個簡單恒溫箱溫控電路，繼電器的電阻為100Ω．當(dāng)線圈的電流大于或等于20mA時，繼電器的銜鐵被吸合．為繼電器線圈供電的電池的電動勢E＝9.0V，內(nèi)阻可以不計．圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源．則：（1）應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在（選填“A、B端”或“C、D端”）．（2）如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持50℃，可變電阻R'的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為Ω．27．（2020?上海模擬）如圖所示為“用DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究物體的加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，該實(shí)驗(yàn)需要使用傳感器；實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保持不變。28．（2020春?新建區(qū)校級月考）如圖所示，圖甲為熱敏電阻的R﹣t圖象，圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的一個簡單恒溫箱溫控電路，繼電器的電阻為100Ω．當(dāng)線圈的電流大于或等于20mA時，繼電器的銜鐵被吸合．為繼電器線圈供電的電池的電動勢E＝9.0V，內(nèi)阻不計．圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源．（1）應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在（填“A、B端”或“C、D端”）．（2）如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持在100℃，可變電阻R′的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為Ω．五．計算題（共1小題）29．（2020秋?荔灣區(qū)校級月考）如圖所示為一種常見的身高、體重測量儀。測量儀頂部向下發(fā)射波速為v的超聲波，超聲波經(jīng)反射后返回，被測量儀接收，測量儀記錄發(fā)射和接收的時間間隔。質(zhì)量為M0的測重臺置于壓力傳感器上，傳感器輸出電壓與作用在其上的壓力成正比。當(dāng)測重臺沒有站人時，測量儀記錄的時間間隔為t0，輸出電壓為U0，某同學(xué)站上測重臺，測量儀記錄的時間間隔為t，輸出電壓為U，求該同學(xué)的身高和質(zhì)量。六．解答題（共1小題）30．（2019春?華安縣校級期末）傳感器擔(dān)負(fù)著信息的采集任務(wù)，在自動控制中發(fā)揮著重要作用，傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹浚ㄈ鐪囟?、光、聲等）轉(zhuǎn)換成便于測量的量（通常是電學(xué)量）。例如熱敏傳感器，主要是應(yīng)用了半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻將熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，熱敏電阻隨溫度變化的圖象如圖甲所示，圖乙是由熱敏電阻R1作為傳感器制作的簡單自動報警器線路圖，問：（1）為了使溫度過高時報警器鈴響，c應(yīng)接在（填“a”或“b”）。（2）若使啟動報警的溫度提高些，應(yīng)將滑動變阻器滑片P點(diǎn)向移動（填“左”或“右”）。（3）直流電源電動勢為18V（內(nèi)阻不計），熱敏電阻R1達(dá)到100℃電阻大小為600Ω．流過熱敏電阻R1的電流超過Ic時就會報警，Ic為10mA，則滑動變阻器應(yīng)選擇A．R2（0﹣200Ω）B．R2（0﹣1000Ω）C．R2（0﹣2000Ω）傳感器知識點(diǎn)一：常見傳感器的工作原理及應(yīng)用一、傳感器及其工作原理1．傳感器的定義：能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等被測量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為便于傳送和處理的可用信號輸出．通常是電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷．2．非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的意義：把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，可以很方便地進(jìn)行測量、傳輸、處理和控制．3．傳感器的組成：傳感器的基本部分一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件組成．4．傳感器應(yīng)用的一般模式：二、光敏電阻光敏電阻在被光照射時電阻發(fā)生變化，光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量．三、金屬熱電阻和熱敏電阻1．金屬熱電阻：金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，利用這一特性，金屬絲可以制作成溫度傳感器，稱為熱電阻．2．熱敏電阻：用半導(dǎo)體材料制成，氧化錳制成的熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小．四、電阻應(yīng)變片1．電阻應(yīng)變效應(yīng)：金屬導(dǎo)體在外力作用下發(fā)生機(jī)械形變時，其電阻也隨之變化的現(xiàn)象．2．電阻應(yīng)變片：電阻應(yīng)變片有金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片，半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片的工作原理是基于半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)．3．電阻應(yīng)變片能夠把物體形變這個力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量．技巧點(diǎn)撥一、傳感器1．傳感器的核心元件(1)敏感元件：相當(dāng)于人的感覺器官，是傳感器的核心部分，是利用材料的某種敏感效應(yīng)(如熱敏、光敏、壓敏、力敏、濕敏等)制成的．(2)轉(zhuǎn)換元件：是傳感器中能將敏感元件輸出的與被測物理量成一定關(guān)系的非電信號轉(zhuǎn)換成電信號的電子元件．(3)轉(zhuǎn)換電路：將轉(zhuǎn)換元件輸出的不易測量的電學(xué)量轉(zhuǎn)換成易于測量的電學(xué)量，如電壓、電流、電阻等．2．傳感器的工作原理傳感器感受的通常是非電學(xué)量，如壓力、溫度、位移、濃度、速度、酸堿度等，而它輸出的通常是電學(xué)量，如電壓、電流、電荷量等．這些輸出信號是非常微弱的，通常要經(jīng)過放大后再輸送給控制系統(tǒng)產(chǎn)生各種控制動作．傳感器的工作原理如下所示：eq\x(非電學(xué)量)→eq\x(敏感元件)→eq\x(轉(zhuǎn)換元件)→eq\x(轉(zhuǎn)換電路)→eq\x(電學(xué)量)二、光敏電阻及其應(yīng)用1．光敏電阻一般由半導(dǎo)體材料制成，當(dāng)半導(dǎo)體材料受到光照時，載流子增多，導(dǎo)電性能明顯增強(qiáng)，光敏電阻把光照的強(qiáng)弱轉(zhuǎn)換為電阻的大小．2．光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而明顯減?。軌虬压庹諒?qiáng)弱這個光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量．三、金屬熱電阻和熱敏電阻及其應(yīng)用1．金屬熱電阻：金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大，如圖5圖線①所示．2．熱敏電阻(1)熱敏電阻指用半導(dǎo)體材料制成，電阻值隨溫度變化發(fā)生明顯變化的電阻．如下圖線②所示為某熱敏電阻的電阻—溫度特性曲線．(2)熱敏電阻分正溫度系數(shù)和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻兩類，電阻值隨溫度升高而增大的是正溫度系數(shù)(PTC)熱敏電阻；電阻值隨溫度升高而減小的是負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻．常用的是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻．例題精練1．（2021春?新華區(qū)校級月考）目前，傳感器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活、科學(xué)研究等各個領(lǐng)域，關(guān)于傳感器的應(yīng)用，下列說法中正確的是（）A．自動洗衣機(jī)中的壓力傳感器、數(shù)字體重計所用的測力裝置都應(yīng)用了力傳感器 B．走廊照明燈的聲控開關(guān)、紅外報警裝置都是應(yīng)用了聲傳感器 C．發(fā)光二極管是一種常用的光傳感器，其作用是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號 D．霍爾元件能把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個磁學(xué)量轉(zhuǎn)換成電阻這個電學(xué)量2．（2021春?贛州期中）如圖是安裝在潛水器上深度表的電路簡圖，顯示器由電流表改裝而成，壓力傳感器的電阻隨壓力的增大而減小，電源電壓不變，R0是定值電阻，在潛水器下潛過程中，電路中有關(guān)物理量的變化情況是（）A．通過顯示器的電流減小 B．R0兩端的電壓增大 C．傳感器兩端的電壓增大 D．電路的總功率減小隨堂練習(xí)1．（2020秋?黃島區(qū)期中）藥物生產(chǎn)車間需要嚴(yán)格控制室內(nèi)溫度范圍，盡量保證較小的溫度波動。如圖是某監(jiān)控溫度波動的報警原理圖，熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，當(dāng)報警器兩端的電壓變化量超出設(shè)定值時，報警器就會自動報警。下列說法正確的是（）A．溫度升高，報警器兩端電壓減小 B．溫度降低，熱敏電阻的熱功率一定增大 C．滑動變阻器取值大，報警器容易報警 D．滑動變阻器取值與報警器是否容易報警無關(guān)2．（2020春?荔城區(qū)校級期中）某加熱儀器的溫控部分如圖所示，開關(guān)S1為電源控制開關(guān)，RT為熱敏電阻（阻值隨溫度的升高而減?。珽為直流電源，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器，它可以控制加熱室溫度保持在某一臨界溫度，試分析判斷，以下說法正確的是（）A．電磁繼電器是利用電生磁原理來工作的 B．熱敏電阻在電路中的作用是保護(hù)電路 C．交換直流電源的正負(fù)極，電路將失去溫控功能 D．若想使得臨界溫度升高應(yīng)將滑動變阻器劃片左移3．（2019秋?徐州期末）在公共場所裝有自動干手機(jī)，洗手后將濕手靠近，機(jī)內(nèi)的傳感器就會開通電熱器加熱，噴出熱空氣將手烘干。自動干手機(jī)使用的傳感器應(yīng)該是（）A．磁傳感器 B．紅外線傳感器 C．力傳感器 D．聲傳感器知識點(diǎn)二：利用傳感器制作簡單的自動控制裝置一、實(shí)驗(yàn)1門窗防盜報警裝置1．實(shí)驗(yàn)器材和裝置干簧管作為傳感器，用于感知磁體磁場是否存在．繼電器(虛線框部分)作為執(zhí)行裝置．發(fā)光二極管LED作為電路正常工作提示，R為發(fā)光二極管的限流電阻，起保護(hù)作用．蜂鳴器H作為報警提醒．電路設(shè)計如下圖.2．電路工作原理當(dāng)門窗緊閉時，磁體M靠近干簧管SA，干簧管兩簧片被磁化相吸，繼電器接通而工作．當(dāng)門窗開啟時，磁體離開干簧管，干簧管失磁斷開，繼電器被斷電，動觸點(diǎn)c與常閉觸點(diǎn)b接通，蜂鳴器H發(fā)聲報警．3．實(shí)驗(yàn)操作(1)檢查干簧管．用磁體直接靠近干簧管，觀察干簧管簧片能否正常動作．(2)連接電路．連接電路前，要檢查其他元件是否也能正常工作．(3)接通電源后，將磁體靠近和離開干簧管，分別觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．二、實(shí)驗(yàn)2光控開關(guān)1．實(shí)驗(yàn)器材和裝置光敏電阻完成光信號向電信號的轉(zhuǎn)變．晶體三極管將電流進(jìn)行放大，同時具有完成斷路和接通的開關(guān)作用．發(fā)光二極管LED模仿路燈．電路設(shè)計如圖甲．為了能夠驅(qū)動更大功率的負(fù)載，需用繼電器來啟、閉另外的供電電路，如圖乙所示．2．電路工作原理(1)光較強(qiáng)時，光敏電阻阻值小，三極管不導(dǎo)通，繼電器斷路，處于常開狀態(tài)，小燈泡L不亮．(2)光較弱時，光敏電阻阻值變大，三極管導(dǎo)通，產(chǎn)生較大的集電極電流，點(diǎn)亮發(fā)光二極管或驅(qū)動繼電器吸合，點(diǎn)亮小燈泡L.3．實(shí)驗(yàn)操作(1)連接電路，檢查無誤后，接通電源．(2)用白光照射光敏電阻，調(diào)節(jié)R1，使發(fā)光二極管LED或小燈泡L剛好不發(fā)光．(3)減弱光敏電阻的光照強(qiáng)度，當(dāng)光減弱到某種程度時，發(fā)光二極管LED或小燈泡L發(fā)光．(4)讓光照加強(qiáng)，當(dāng)光增強(qiáng)到某種程度時，發(fā)光二極管LED或小燈泡L熄滅．綜合練習(xí)一．選擇題（共11小題）1．（2019秋?黃岡期末）以下敏感元件中不是通過測量電阻的變化來確定外界非電學(xué)量的變化的是（）A．光敏電阻 B．干簧管 C．熱敏電阻 D．電阻應(yīng)變片2．（2019秋?南通期末）傳感器已廣泛應(yīng)用于日常生活。下列傳感器能夠?qū)⒘W(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的是（）A．應(yīng)變片 B．干簧管 C．熱敏電阻 D．霍爾元件3．（2020春?南昌縣校級月考）如圖所示，甲圖是錄音機(jī)的錄音電路原理圖，乙圖是研究自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路圖，丙圖是光電傳感的火災(zāi)報警器的部分電路圖，丁圖是電容式話筒的電路原理圖，下列說法錯誤（）A．甲圖中錄音機(jī)錄音時，由于話筒的聲電轉(zhuǎn)換，線圈中變化的電流在磁頭縫隙處產(chǎn)生變化的磁場 B．乙圖電路中，開關(guān)斷開瞬間，燈泡會突然閃亮一下，并在開關(guān)處產(chǎn)生電火花 C．丙圖電路中，當(dāng)有煙霧進(jìn)入罩內(nèi)時，光電三極管上就會因煙霧的散射而有光的照射，表現(xiàn)出電阻的變化 D．丁圖電路中，當(dāng)聲波使膜片振動時，電容發(fā)生變化，會在電路中產(chǎn)生變化的電流4．（2018春?東城區(qū)校級月考）如圖所示是電熨斗的結(jié)構(gòu)圖，下列說法正確的是（）A．常溫上圖中上下觸點(diǎn)是分離的 B．當(dāng)溫度升高時，雙金屬片上層的膨脹系數(shù)比下層大 C．若需要設(shè)定更高的溫度，則應(yīng)該向上調(diào)節(jié)升降螺絲 D．電熨斗中裝有雙金屬片溫度傳感器，其作用是把電信號轉(zhuǎn)換成熱信號5．（2018秋?湛江校級月考）傳感器是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的一種元件。如圖所示，乙、丙是兩種常見的電容式傳感器，現(xiàn)將乙、丙兩種傳感器分別接到圖甲的電路中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（電流從電流表正接線柱流入時指針向右偏），下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中正確的是（）A．當(dāng)乙傳感器接入電路實(shí)驗(yàn)時，若F變小，則電流表指針向右偏轉(zhuǎn) B．當(dāng)乙傳感器接入電路實(shí)驗(yàn)時，若F變大，則電流表指針向左偏轉(zhuǎn) C．當(dāng)丙傳感器接入電路實(shí)驗(yàn)時，若液體深度h變大，則電流表指針向左偏 D．當(dāng)丙傳感器接入電路實(shí)驗(yàn)時，若液體深度h變小，則電流表指針向左偏6．（2018秋?如皋市校級月考）關(guān)于傳感器，下列說法中正確的是（）A．電熨斗通過感溫鐵氧體實(shí)現(xiàn)溫度的自動控制 B．半導(dǎo)體材料的硫化鎘，隨著光照的增強(qiáng)，載流子增多，導(dǎo)電性能變好 C．火災(zāi)報警器都是利用溫度傳感器實(shí)現(xiàn)報警 D．金屬熱電阻是一種將電學(xué)量轉(zhuǎn)換為熱學(xué)量的傳感器7．（2018秋?江陰市校級月考）下列情況中，應(yīng)用了紅外線傳感器的是（）A．商場里的自動玻璃門 B．夜間自動打開的路燈 C．夜間有聲音時就亮的樓梯燈 D．自動恒溫冰箱8．（2018春?煙臺期末）關(guān)于傳感器，下列說法正確的是（）A．霍爾元件能把光學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量 B．干簧管是根據(jù)熱脹冷縮的原理制成的 C．話筒中的傳感器將電信號轉(zhuǎn)化成聲音信號 D．傳感器是把非電信號轉(zhuǎn)換為電信號的主要元件9．（2018?句容市校級學(xué)業(yè)考試）辦公樓的大門能“看到”人的來或去而自動開關(guān)，這是哪種傳感器（）A．生物傳感器 B．紅外傳感器 C．溫度傳感器 D．壓力傳感器10．（2018?歷下區(qū)學(xué)業(yè)考試）辦公樓的大門能“看到”人的到來或離開而自動開或關(guān)，原因是（）A．聲音傳感器 B．紅外線傳感器 C．溫度傳感器 D．壓力傳感器11．（2018?廣東學(xué)業(yè)考試）有些洗衣機(jī)設(shè)有多段式水位自動感應(yīng)裝置，該裝置采用的傳感器是（）A．溫度傳感器 B．壓力傳感器 C．生物傳感器 D．紅外線傳感器二．多選題（共9小題）12．（2021?廣東一模）圖甲虛線框內(nèi)所示是電子秤測量部分的原理圖，壓力傳感器的電阻R隨壓力F的變化如圖乙所示。開關(guān)閉合后，壓力傳感器兩端的電壓恒為6.0V，電流表的量程為0.6A，電表的內(nèi)阻、踏板和壓桿的質(zhì)量可以忽略不計。則電子秤（）A．最大稱量值為1500N B．壓力傳感器的電阻最小為0 C．空載時，電流表的讀數(shù)為20mA D．稱重為900N時，電阻R為120Ω13．（2021春?秦都區(qū)校級月考）如圖所示是一位同學(xué)設(shè)計的防盜門報警器的簡化電路示意圖。門打開時，紅外光敏電阻R3受到紅外線照射，電阻減小；門關(guān)閉會遮蔽紅外線源（紅外線源沒有畫出）。經(jīng)實(shí)際試驗(yàn)，燈的亮滅能反映門的開、關(guān)狀態(tài)。門打開時兩燈的發(fā)光情況以及R2兩端電壓UR2與門關(guān)閉時相比（）A．紅燈亮，UR2變大 B．綠燈亮，UR2變大 C．綠燈滅，UR2變小 D．紅燈亮，UR2變小14．（2020春?思南縣校級期末）如圖（a）所示為一種簡易檢測水中懸浮顆粒污染程度的指示器，它是利用光敏電阻的電學(xué)特性制成的光敏傳感器。工作原理如圖（b），被污染的水中常含有懸浮的顆粒，這些懸浮物會影響光的通過，當(dāng)光穿過水照射到光敏電阻上時，到達(dá)光敏電阻的光亮與水的污染程度有關(guān)。下列關(guān)于指示器的工作分析，正確的是（）A．污染嚴(yán)重時，光敏電阻阻值大 B．污染嚴(yán)重時，光敏電阻阻值小 C．污染嚴(yán)重時，指示燈亮 D．污染嚴(yán)重時，指示燈滅15．（2020春?煙臺期末）如圖所示為電熨斗構(gòu)造的示意圖，其中溫度敏感元件是雙金屬片，其作用是控制電路的通斷。下列說法中正確的是（）A．當(dāng)溫度升高時，雙金屬片下層的膨脹大于上層 B．常溫下，電熨斗的上下觸點(diǎn)是分離的 C．當(dāng)溫度過高時，雙金屬片向下彎曲 D．熨燙棉麻衣物需要設(shè)定較高的溫度，這時調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕使調(diào)溫旋鈕下降16．（2018秋?吉林期末）高考考生入場、機(jī)場、車站等地點(diǎn)都裝有安檢門。安檢門是一個用于安全檢查的“門”，“門框”內(nèi)有線圈，線圈里通有交變電流，交變電流在“門”內(nèi)產(chǎn)生交變磁場，金屬物品通過“門”時能產(chǎn)生渦流，渦流的磁場又反過來影響線圈中的電流，從而引起報警，所以安檢門也叫金屬探測門，以下關(guān)于這個安檢門的說法正確的是（）A．這個安檢門也能檢查出毒品攜帶者 B．這個安檢門只能檢查出金屬物品攜帶者 C．如果這個“門框”的線圈中通上恒定電流，也能檢查出金屬物品攜帶者 D．這個安檢門工作時，既利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，又利用了電流的磁效應(yīng)17．（2017秋?惠州期末）下列有關(guān)傳感器敘述，正確的是（）A．交警使用的酒精測試儀是一種物理傳感器，是靠吹氣的壓力來工作 B．紅外線傳感器是靠接收發(fā)熱物體發(fā)出的紅外線來工作 C．紅外線傳感器就是溫度傳感器 D．傳感器是將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的一種元件18．（2018?廣東學(xué)業(yè)考試）下列使用壓力傳感器的是（）A．洗衣機(jī)設(shè)有多段式水位自動感應(yīng)裝置 B．火災(zāi)報警器 C．酒精測試儀 D．電子秤19．（2018?梁子湖區(qū)校級三模）某同學(xué)設(shè)計的家庭電路保護(hù)裝置如圖所示，鐵芯左側(cè)線圈L1由火線和零線并行繞成．當(dāng)右側(cè)線圈L2中產(chǎn)生電流時，電流經(jīng)放大器放大后，使電磁鐵吸起鐵質(zhì)開關(guān)K，從而切斷家庭電路．僅考慮L1，在鐵芯中產(chǎn)生的磁場，下列說法正確的有（）A．家庭電路正常工作時，L2中的磁通量為零 B．家庭電路中使用的電器增多時，L2中的磁通量不變 C．家庭電路發(fā)生短路時，開關(guān)K將被電磁鐵吸起 D．地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時，開關(guān)K將被電磁鐵吸起20．（2018?安徽二模）電子眼系統(tǒng)通過路面下埋設(shè)的感應(yīng)線來感知汽車的壓力。感應(yīng)線是一個壓電薄膜傳感器，壓電薄膜在受壓時兩端產(chǎn)生電壓，壓力越大電壓越大，壓電薄膜與電容器C和電阻R組成圖甲所示的回路，紅燈亮?xí)r，如果汽車的前、后輪先后經(jīng)過感應(yīng)線，回路中產(chǎn)生兩脈沖電流，如圖乙所示，即現(xiàn)為“闖紅燈”，電子眼拍照，則紅燈亮?xí)r（）A．車輪停在感應(yīng)線上時，電阻R上有恒定電流 B．車輪經(jīng)過感應(yīng)線的過程中，電容器先充電后放電 C．車輪經(jīng)過感應(yīng)線的過程中，電阻R上的電流先增加后減小 D．汽車前輪剛越過感應(yīng)線，又倒回到線內(nèi)，仍會被電子眼拍照三．填空題（共2小題）21．（2020春?遼陽期末）壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，有位同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計了判斷小車運(yùn)動狀態(tài)的裝置，其工作原理如圖甲所示，將壓敏電阻和一塊擋板固定在絕緣小車上，中間放置一個絕緣重球。小車向右做直線運(yùn)動過程中，電流表示數(shù)如圖乙所示，則t1～t2時間內(nèi)小車的運(yùn)動情況是（選填“勻速”、“勻加速”或“變加速”）；t2～t3時間內(nèi)小車的運(yùn)動情況是（選填“勻速”、“勻加速”或“變加速”）22．（2019秋?啟東市校級期中）如圖所示，雙金屬片上層金屬的熱膨脹系數(shù)下層金屬（填“大于”，“等于”或“小于”），常溫下，彈性銅片和雙金屬片觸點(diǎn)是接觸的，通電后，電熱絲發(fā)熱，當(dāng)溫度升高到某一值時，雙金屬片上層的金屬受熱膨脹，形變量大于下層金屬，雙金屬片向下彎曲，使觸點(diǎn)分離，切斷電路；隨著溫度的降低，當(dāng)降到某一溫度時，雙金屬片收縮恢復(fù)原狀，兩觸點(diǎn)又接觸，接通電路。調(diào)溫旋鈕下壓彈性銅片，可使觸點(diǎn)分離的溫度（填“升高”或“降低”）；上提彈性銅片，可（填“升高”或“降低”）觸點(diǎn)的分離溫度，從而實(shí)現(xiàn)了調(diào)溫控制。四．實(shí)驗(yàn)題（共6小題）23．（2021?沈陽四模）某同學(xué)利用傳感器測量某小球運(yùn)動時受到的平均空氣阻力，其所用的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，將質(zhì)量為m、直徑為d的金屬小球從距紅外線的高度為h處由靜止釋放，小球正下方固定著一臺紅外線計時器，能自動記錄小球擋住紅外線的時間t，d＜＜h。（1）用游標(biāo)卡尺測得小球的直徑如圖乙所示，則小球的直徑d＝cm。（2）小球下落高度h時的速度大小v＝（用測得的物理量符號表示）。（3）已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間，根據(jù)題中所給的數(shù)據(jù)，可知小球在這段運(yùn)動過程中受到的平均空氣阻力的大小f＝（用測量量和已知量的符號表示）。24．（2021?棗莊二模）某學(xué)習(xí)興趣小組為了使用壓力傳感器設(shè)計蘋果自動分揀裝置，網(wǎng)購了一款型號為RFP602薄膜壓力傳感器，如圖1所示。這款傳感器的部分參數(shù)如表：傳感器名稱REP薄膜壓力傳感器傳感器類型單點(diǎn)式敏感區(qū)形狀圓形敏感器尺寸直徑10mm傳感器厚度0.2mm量程1kg工作電壓3～5V靜態(tài)電阻＞1MΩ他們又從實(shí)驗(yàn)室選擇了如下器材：A．學(xué)生電源B．滑動變阻器（20Ω2A）C．J0402型（4位）數(shù)字演示電表兩只D．單刀單擲開關(guān)一個E．導(dǎo)線若干（1）為了研究傳感器所受壓力一定時，其電阻隨電壓的變化情況，他們的實(shí)驗(yàn)操作如下：在傳感器上放三個100g砝碼（未畫出）施加一定的壓力。學(xué)生電源選擇“穩(wěn)壓6V“，電表A選擇DCV20V，電表B選擇DCA600μA；連接的電路如圖所示。①請你用筆畫線代替導(dǎo)線，在圖2中將電路連接補(bǔ)充完整。②閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，得到若干組電壓U、電流I的測量數(shù)值。根據(jù)測盤數(shù)據(jù)，他們利用Excel得到的U﹣I圖像如圖3所示。根據(jù)圖像，你可以得出的結(jié)論是：在誤差允許范圍內(nèi)，傳感器受到壓力一定時，電阻隨電壓的增大而（填“增大”“減小”“變化”或“不變化”）。（2）為了研究傳感器所加電壓一定時，其電阻隨壓力的變化情況，他們的實(shí)驗(yàn)操作如下：調(diào)節(jié)滑動變阻器，使傳感器兩端的電壓保持在5V，電表B仍選擇DCA600μA；改變傳感器受到的壓力，測得若干組數(shù)據(jù)見如表：壓力/N0.51.01.52.02.53.03.54.0電流/μA90.06144.38184.03197.94207.13226.04240.73263.71電阻/kΩ55.5234.6327.1725.2624.1422.1220.7718.96壓力/N4.55.05.56.06.57.07.58.0電流/μA272.93283.29294.12326.36331.35339.21357.65368.19電阻/kΩ18.3217.6517.0015.3315.0914.7413.9813.58根據(jù)表中數(shù)據(jù)，利用Excel得到傳感器的電阻值R隨其所受壓力F的變化圖像如圖4所示，從圖像可以看出，傳感器受到的壓力在0.5N到N的區(qū)間內(nèi)，其靈敏度較大（設(shè)電阻值隨壓力的變化率＞7kΩ/N時，其靈敏度較大）。（3）圖5是他們設(shè)計的蘋果自動分揀裝置的示意圖。該裝置把大小不同的蘋果，按一定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)自動分揀為大蘋果和小蘋果。該裝置的托盤秤壓在一個以O(shè)1為轉(zhuǎn)動軸的杠桿上，杠桿末端壓在半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器R1上。調(diào)節(jié)托盤秤壓在杠桿上的位置，使杠桿對R1的壓力處在傳感器最靈敏的壓力區(qū)間。當(dāng)小蘋果通過托盤秤時，R1所受的壓力較小，電阻較大，閉合開關(guān)S后，R2兩端的電壓不足以激勵放大電路觸發(fā)電磁鐵發(fā)生吸動分揀開關(guān)的動作，分揀開關(guān)在彈簧向上彈力作用下處于水平狀態(tài)，小蘋果進(jìn)入上面通道；當(dāng)大蘋果通過托盤秤時，R1所受的壓力較大因而電阻較小