北京市高中物理交流电和传感器05传感器原理及典型应用学案(无答案)新人教版选修3-2

【巩固练习】一、选择题1．霍尔元件能转换哪个物理量（）A．把温度这个热学量转换成电阻这个电学量B．把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量C．把力这个力学量转换成电压这个电学量D．把光照强弱这个光学量转换成电阻这个电学量2．关于传感器的下列说法中正确的有（）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．（2015 延边州校级期中）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．声音传感器D．压力传感器4．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的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，输出的电压值也越大5．关于光敏电阻，下列说法正确的是（）A．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量B．硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子极少，导电性能不好C．硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子较多，导电性良好D．半导体材料硫化镉，随着光照的增强，载流子增多，导电性变好6．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7．在一些星级宾馆的洗手间经常装有自动于手机，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8．如图所示，将一光敏电阻接人多用电表两表笔上，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，表针自左向右的偏为'θ，则可判断（）A．'θθ=B．'θθ<C．'θθ>D．不能确定9．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，则导电液体的深度h的变化为（）A．h增大B．h减小C．h不变D．无法确定10．(2016 海淀区模拟)传感器是自动控制设备中不可缺少的元件；已经渗透到宇宙：开发，环境保护、交通运输以及家庭生活等各种领域，下图所示为几种电容式传感器，其中通过改变电容器两极间距而引起电容变化的是（）A．测位移B．测深度C．测压力D．测角度11．如图所示，铜板放入垂直向里的匀强磁场中（即磁场垂直ABCD平面向里），当铜板中有图示电流流过时，下列说法正确的是（）A．ABCD面的电势高于''''A B C D面的电势B．ABCD面的电势低于''''A B C D面的电势C．''AA D D面的电势高于''BB C C面的电势D．''AA D D面的电势低于''BB C C面的电势12．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面极，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13．唱卡拉OK用的话筒内有传感器，其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面黏接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号。

第5章传感器主题1 常见敏感元件1．常见敏感元件及特性(1)光敏电阻：光敏电阻的阻值与所受光照的强度有关，光照增强电阻减小，光照减弱电阻增大。

(2)金属热电阻：金属热电阻的电阻率随温度的升高而增大。

(3)热敏电阻：热敏电阻有正温度系数和负温度系数两种。

正温度系数的热敏电阻的阻值随温度升高而增大，负温度系数的热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。

(4)电容器：平行板电容器的电容与极板面积、极板间距及电介质材料有关，电容器可以感知引起电容变化的任一外界信息，并将其转化为电容变化。

例如，当极板受力时会改变极板间距，从而引起电容变化。

2．敏感元件的关键词转化【典例1】 家用电热灭蚊器正常工作时其发热电阻产生的热量和向环境辐射的热量相等，可以维持其温度在165 ℃左右，其发热电阻随温度的变化图像如图所示。

下列说法正确的是( )A ．t 1＝165 ℃B ．t 1<165 ℃<t 2C ．通过该发热电阻的电流与电压成正比D ．通过该发热电阻的电流与温度成正比B [由图像可知，在0～t 1区间里电阻R 随温度升高而减小；在t 1～t 2区间里电阻R 随温度的升高而增大；在大于t 2区间里电阻R 随温度的升高而减小。

在家庭电路中电压不变，根据电功率P ＝U 2R，可知电阻的发热功率与电阻成反比。

在温度升到t 1前，电阻R 随温度的升高而减小，功率增大，温度升高更快；温度一旦超过t 1，电阻R 随温度的升高而增大，功率减小，放出热量减小，温度升高变慢，当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t 1至t 2间的某一值不变，保持稳定，故t 1<165 ℃<t 2，故A 错误，B 正确；在家庭电路中电压不变，根据I ＝U R可知电流与电阻成反比，由图可知，温度一直增大，但电阻先减小后增大再减小，故电流先增大后减小再增大，故CD 错误。

]发热电阻是纯电阻，欧姆定律适用，家用电器电压恒定不变，电阻的变化导致电流和功率的变化。

一、选择题1．电磁学的成就极大地推动了人类社会的进步。

下列说法正确的是（）A．甲图是某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式充电的原理图，无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”B．在乙图中，开关由闭合变为断开，则断开瞬间触头C马上离开触点C．在丙图中，钳形电流表是利用电磁感应原理制成的，它的优点是不需要切断导线，就可以方便地测出通过导线中交变电流的大小D．丁是电容式话筒的电路原理图，声波的振动会在电路中产生恒定的电流2．下列说法不正确的是（）A．霍尔元件是把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量的一种元件B．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号C．电子秤所使用的传感器是力传感器，是把形变这个力学量转化为电压这个电学量D．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断3．下列有关传感器的说法中正确的是（）A．火灾报警器利用了温度传感器B．日光灯启动器是利用了光传感器C．电子秤称量物体重力利用了力传感器D．霍尔元件是能够把电压转换为磁感应强度的一种磁传感器4．关于传感器，下列说法中不正确．．．的是（）A．热敏电阻是由金属制成的，对温度感知灵敏B．电子秤所使用的测力装置是力传感器，它是把力信号转化为电压信号C．霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量D．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量5．汽车轮胎气压自动报警装置的主要部件是压阻式压力传感器，某压阻式压力传感器的特点是压力F越大其电阻越小，现将该压力传感器R0接入如图所示电路中，开关S闭合，当压力传感器所受压力增大时，下列说法正确的是（）A．R1的电功率增大B．电压表的示数增大C．电流表的示数增大D．R2的电功率增大6．位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑片P，通过电压表显示的数据，来反映物体M位移的大小x。

假设电压表是理想电表，物体M不动时，滑片P位于滑动变阻器正中间位置，则下列说法正确的是（）A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化C．物体M不动时，电路中没有电流D．物体M不动时，电压表没有示数7．下列关于传感器说法中不正确的是（）A．电子秤所使用的测力装置是力传感器，它将压力大小转化为可变电阻，进而转化为电压信号B．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号C．电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片，这种双金属片的作用是控制电路的通断D．光敏电阻能够把光照强度这个光学量转换为电阻这个电学量8．酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酒后驾车及其他严禁酒后作业人员的现场检测，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器。

电学量传感器的简单应用 （教案）一、传感器的含义传感器是把非电学物理量（如位移、速度、压力、温度、湿度、流量、声强、光照度等）转换成易于测量、传输、处理的电学量（如电压、电流、电容等）的一种组件，起自动控制作用。

一般由敏感元件、转换器件、转换电路三个部分组成，如：二、传感器的分类 1.力电传感器力电传感器主要是利用敏感元件和变阻器把力学信号（位移、速度、加速度等）转化为电学信号（电压、电流等）的仪器。

力电传感器广泛地应用于社会生产、现代科技中，如安装在导弹、飞机、潜艇和宇宙飞船上的惯性导航系统及ABS 防抱死制动系统等。

（1）测物体的质量（2）测物体加（角）速度例题1-1：加速度计是测定物体加速度的仪器，它已成为导弹、飞机、潜艇后宇宙飞船制导系统的信息源。

如图为应变式加速度计示意图，当系统加速时，加速度计中的敏感元件也处于加速状态，敏感元件由弹簧连接并架在光滑支架上，支架与待测系统固定在一起，敏感元件下端的滑动臂可在滑动变阻器R 上自由滑动，当系统加速运动时，敏感元件发生位移，并转化为电信号输出，已知：敏感元件的质量为m ，两弹簧的劲度系数为k ，电源的电动势为E ，内电阻不计，滑动变阻器的总电阻为R ，有效长度为L ，静态时输出电压为U 0。

试求加速度a 与输出电压U 的关系式。

非电物理量 转换器件 转换电路RE R E RER①滑动触头左右移动过程中，化？ ②若车的加速度大小为a 多少？③求加速度a 与输出电压U 的关系式（2）测物体加（角）速度 角速度计可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度,其结构如图所示。

当系统绕轴OO ′转动时，元件A 发生位移并输出相应的电压信号，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源。

例题1-2：已知A 的质量为m ，弹簧的劲度系数为k 、自然长度为l ，电源的电动势为E 、内阻不计。

滑动变阻器总长也为l ，电阻分布均匀，系统静止时P 在B 点，当系统以角速度ω转动时，试写出输出电压U 与ω的函数式。