第三章 温敏传感器

第3章传感器[自我校对]①非电学②电学③光敏④热敏⑤金属热⑥力⑦温度⑧力⑨声⑩温度⑪光__________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________1.光敏电阻在被光照射时电阻发生变化，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升高而增大．3．热敏电阻热敏电阻有正温度系数、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升高而减小．4．电容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．图3­1如图3­1所示，有的计算机键盘的每一个键下面都连一小块金属片，与该金属片隔有一定空隙还有另一块小的固定金属片，这两块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 Sd 计算，式中常量e ＝9×10－12 F·m －1，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，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测出哪个键被按下了，从而给出相应的信号．设每个金属片的正对面积为50 mm 2，键未被按下时两金属片间的距离为0.6 mm.如果电容变化了0.25 pF ，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少要被按下________mm.【解析】 计算机键盘是一个电容传感器，由题意知它是靠改变两极板间距从而改变电容，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，按下键后间距为d 时电子线路恰能检测出必要的信号，则根据C ＝e S d ，ΔC ＝eS ⎝ ⎛⎭⎪⎫1d －1d 0得d ＝eSd 0ΔC ·d 0＋eS ＝9×10－12×50×10－6×0.6×10－30.25×10－12×0.6×10－3＋9×10－12×50×10－6 m ＝0.45×10－3 m ＝0.45 mm ，所以键至少要被按下的距离为0.6 mm －0.45 mm ＝0.15 mm.【答案】 0.151.红外线传感器红外线传感器接收携带着信息的红外线，转换成电信号，从而得知辐射源的相关参数或信息．自然界几乎所有的物体都能辐射波长在0.76 μm～1 000 μm的电磁波即红外线，因此红外线传感器不仅被广泛用于航空摄影、卫星遥感遥测等高科技领域，也被广泛用于日常生活中，自动门、生命探测器、非接触式红外测温仪、家电遥控系统以及防盗、防火报警器等均使用了红外线敏感传感器．自动门就应用了红外线传感器．自动门的工作流程如图3­2所示．当有人接近自动门时，传感器接收到人体发出的红外线，产生电压输出信号；信号经过电路处理后，使定时器工作；由定时器构成的电路使继电器通电，自动门电动机转动，门自动打开；当人通过自动门几秒钟后，定时器又使继电器断电，自动门电动机反转，门自动关闭．图3­22．压力传感器全自动洗衣机的水位控制装置中使用了压力传感器．图3­3(a)中1和2分别是洗衣机的外筒和内筒，3是气室，4是传感器的膜盒．气室下部与外筒连通，上部与软管、传感器的膜盒连通．向内筒中注水时，水通过内筒壁上的小孔流入外筒，部分水进入气室，气室内被密封的空气压强增大，使传感器的膜片向上凸起如图(b)所示，当筒中水位到达设定的高度时，凸起的膜片使动触点a与静触点b脱离，并与静触点c接触，从而接通控制电路，关闭进水电磁阀门，接通洗涤电动机电源，开始洗涤衣物．图3­33．电脑中的传感器电脑常用的两种温度传感器：热敏电阻传感器和集成温度传感器．以下是这两种温度传感器的工作原理．(1)热敏电阻传感器热敏电阻传感器按温度对电阻变化的影响一般可分为正温度系数热敏电阻、负温度系数热敏电阻，以及临界温度系数热敏电阻．正温度系数热敏电阻及临界温度系数热敏电阻的电阻特性会在特定温度下发生急剧变化，适用于温度检测或控制．负温度系数热敏电阻主要为氧化锰、氧化钴、氧化镍、氧化铜和氧化铝等金属氧化物的复合烧结体，这些金属氧化物材料都具有半导体性质，当温度较低时，半导体内的电子——空穴对数目较少，因此电阻较高．当温度升高时，热敏电阻内的电子——空穴对数目增加，因此导电率增加，电阻值下降．(2)集成温度传感器集成温度传感器是目前电脑普遍采用的温度传感器，具有精确度高、响应速度快、体积小、功耗低、软件界面控制方便等优点．温度检测的主要机制为集成温度传感器内部的电流源和ADC，集成温度传感器的工作原理是利用半导体PN正向导通，使电压与温度变化呈反向线性关系，所以后续处理电路可将正向导通电压变化趋势图线表述为被测温度的变化趋势．4．酒精浓度测试仪机动车驾驶员酒后驾车，极易发生道路交通事故，严重危害交通安全和人身财产安全．怎样才能判定驾驶员酒后驾车呢？人饮酒后，酒精通过消化系统被人体吸收，经血液循环，约有90%的酒精通过肺部呼气排出，因此测量呼气的酒精含量就可以判断其饮酒程度．我国已制成对低浓度酒精有高灵敏性的酒精传感器．交通警察使用这样的酒精传感器就能迅速、准确地检查出机动车驾驶员是否酒后驾车．氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测．它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化，在如图3­4甲所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察仪表指针就能判断一氧化碳浓度是否超标，有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出的是电导(即电阻的倒数)——浓度曲线如图乙，电压表示数U0与一氧化碳浓度c之间的对应关系正确的是( )甲乙图3­4【解析】当一氧化碳浓度增大时，传感器的电导增大，电阻R传减小，由闭合电路欧姆定律知，电路中的电流I＝E/(R0＋R＋R传＋r)增大，电压表的示数U0＝IR0＝ER0/(R0＋R＋R传＋r)增大，故C、D错误，由题图知，传感器的电导与浓度成正比，传感器的电阻R传与浓度成反比，但电压表的示数U0与传感器的电阻R传并不成正比关系，所以，电压表示数U0与一氧化碳浓度c之间的关系图线并不是直线，A错，答案为B.【答案】 B1．传感器的工作原理：传感器感受的都是非电学量，如力、热、磁、光、声等，而它输出的通常是电学量，这些输出信号一般都是非常微弱的，通常要经过放大后再传送给控制系统产生各种控制动作，传感器原理如框图所示．2．传感器的应用传感器的应用过程包括三个环节：感、传、用．(1)“感”是指传感器的敏感元件感受信息，并转换为电学量．(2)“传”是指通过电路等将传感器敏感元件获取并转换的电学信息传给执行机构．(3)“用”是指执行机构利用传感器传来的信息进行某种显示或某种动作．1.(2013·江苏高考)在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图3­5所示．M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻R M发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时( )【导学号：31310161】A．R M变大，且R越大，U增大越明显B．R M变大，且R越小，U增大越明显C．R M变小，且R越大，U增大越明显D．R M变小，且R越小，U增大越明显图3­5【解析】 当R M 变大时，回路的总电阻R 总变大，根据I 总＝E R 总，得干路中的电流变小，S 两端的电压U ＝I 总R S 变小，故选项A 、B 错误；当R M 变小时，回路的总电阻R 总＝11R ＋1R M＋R S 变小，根据I 总＝E R 总，得干路中的电流变大，S 两端的电压U ＝I 总R S 变大，而且R 越大，R M 变小时，对回路的总电阻变化的影响越明显，故选项C 正确，选项D 错误．【答案】 C2．(多选)某同学设计的家庭电路保护装置如图3­6所示，铁芯左侧线圈L 1由火线和零线并行绕成．当右侧线圈L 2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K ，从而切断家庭电路．仅考虑L 1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有()图3­6A ．家庭电路正常工作时，L 2中的磁通量为零B ．家庭电路中使用的电器增多时，L 2中的磁通量不变C ．家庭电路发生短路时，开关K 将被电磁铁吸起D ．地面上的人接触火线发生触电时，开关K 将被电磁铁吸起【解析】 由于零线、火线中电流方向相反，产生磁场方向相反，所以家庭电路正常工作时，L 2中的磁通量为零，选项A 正确；家庭电路短路和用电器增多时均不会引起L 2的磁通量的变化，选项B 正确，C 错误；地面上的人接触火线发生触电时，线圈L 1中磁场变化引起L 2中磁通量的变化，产生感应电流，吸起K ，切断家庭电路，选项D 正确．【答案】ABD图3­73．(多选)有一种测量物体重量的电子秤，其电路原理图如图3­7中的虚线部分所示，主要由三部分构成：踏板、压力传感器(实际上是一个阻值可随压力变化的电阻器)、显示重量的仪表G(实质上是电流表)．不计踏板的质量，已知电流表的量程为2 A ，内阻为1 Ω，电源电动势为12 V ，内阻为1 Ω，压力传感器的电阻R 随压力F 变化的函数关系式为R ＝30－0.01F (F 和R 的单位分别为N 和Ω)．下列说法正确的是( )【导学号：31310162】A ．该电子秤能测量的最大重量是2 600 NB ．该电子秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G 刻度盘的0.375 A 处C ．电流表G 的量程越大，则能测量的最大重量越小D ．该电子秤可以通过电路规律转换成F ＝3 200＋1 200I(F 、I 的单位分别为N 、A)关系进行刻度转换【解析】 由题意知，F 越大R 越小，当电路中电流达到电流表最大量程时，压力最大，电路中最大电流为2 A ，则电路中总电阻R 总＝E I m ＝122Ω＝6 Ω，则压力传感器的接入电阻为4 Ω，则最大测量压力为2 600 N ，选项A 正确；当压力为零时，压力传感器的电阻为30 Ω，则电路中电流I ＝E r ＋R ＋R G ＝1232A ＝0.375 A ，故零刻度在0.375 A 处，选项B 正确；由闭合电路欧姆定律可知，I ＝E r ＋R ＋R G ，而R ＝30－0.01F ，代入可得F ＝3 200－1 200I (F 、I 的单位分别为N 、A)，故选项D 错误；由上式可以看出，电流I 越大，F 越大，即电流表G 的量程越大，能测量的最大重量越大，选项C 错误．【答案】 AB4．(2016·青岛高二检测)青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电，为路灯提供电能．用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制．光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为，照射光较强(如白天)时电阻几乎为0；照射光较弱(如黑天)时电阻接近于无穷大．利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打开．电磁开关的内部结构如图3­8所示.1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接．当励磁线圈中电流大于50 mA 时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于50 mA 时，3、4接通，励磁线圈中允许通过的最大电流为100 mA.电磁开关内部结构图图3­8(1)利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图．光敏电阻R1，符号灯泡L，额定功率40 W，额定电压36 V，符号保护电阻R2，符号电磁开关，符号畜电池E，电压36 V，内阻很小；开关S，导线若干．(2)回答下列问题：①如果励磁线圈的电阻为200 Ω，励磁线圈允许加的最大电压为________V，保护电阻R2的阻值范围为________Ω.②在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱3、4之间从断开变为接通．为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合本题中电磁开关内部结构图说明．③任意举出一个其他的电磁铁应用的例子．【解析】(1)要使光敏电阻能够对电路进行控制，且有光照时路灯熄灭，光敏电阻应与1、2串联，3、4与路灯串联，则电路如图所示．(2)①U m＝I m R＝100×10－3×200 V＝20 V；E＝I(R2＋R1)，其中50 mA<I≤100 mA，解得R2在160～320 Ω之间．②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸合铁片时3、4之间接通；不吸合时3、4之间断开．③电磁起重机．【答案】(1)见解析(2)①20 160～320 ②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸合铁片时，3、4之间接通；不吸合时，3、4之间断开 ③电磁起重机5．(2016·重庆高二检测)如图3­9甲是某金属材料制成的电阻的阻值R 随摄氏温度t 变化的图像，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”．【导学号：31310163】(1)根据图甲，温度为t (t >0 ℃)时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．__________________________________.(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________(选填“大于”、“小于”或“等于”)15 ℃.【解析】 (1)根据题述条件可得R ＝R 0＋kt .(2)根据闭合电路欧姆定律可得I ＝E R ＋R ′＋r ，因为R ＝R 0＋kt ，联立可得t ＝1k ⎣⎢⎡⎦⎥⎤E I －R ′＋r ＋R 0. (3)从关系式中可得t 与I 是非线性关系，与欧姆表类似，温度t 的刻度是不均匀的，左密右疏，则知若指针正好指在温度刻度的10 ℃到20 ℃的正中央，则测量值小于15 ℃.【答案】 (1)R 0＋kt (2)t ＝1k ⎣⎢⎡⎦⎥⎤E I －R ′＋r ＋R 0 (3)小于我还有这些不足：(1)__________________________________________________________(2)__________________________________________________________我的课下提升方案：(1)__________________________________________________________(2)__________________________________________________________。

2019-2020年高中物理第三章传感器章末总结学案粤教版一、常见敏感元件的特点及应用1．光敏电阻光敏电阻在被光照射时电阻发生变化，光照增强，电阻减小；光照减弱，电阻增大．2．热敏电阻热敏电阻有正温度系数热敏电阻、负温度系数热敏电阻两种，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升高而减小．例1 如图1所示是一火警报警器的部分电路示意图．其中R2为用半导体负温度系数热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器．当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是 ( )图1A．I变大，U变大B．I变大，U变小C．I变小，U变大D．I变小，U变小答案 D解析R2所在处出现火情时，温度升高，则R2的阻值减小．R2↓→R总↓→I干↑→U1↑→U3↓→I↓，故显示器的电流I变小，由U＝E－I干r，I干变大，知U变小，故选项D正确．针对训练如图2所示是某居民小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻，R2为定值电阻，A、B接监控装置．则( )①当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压增大②当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压减小③当仅增大R2的阻值时，A、B之间的电压增大④当仅减小R2的阻值时，A、B 之间的电压增大图2A．①③B．①④C．②③D．②④答案 C解析R1是光敏电阻，有光照射时，阻值变小，当有人通过而遮蔽光线时，R1的阻值变大，回路中的电流I减小，A、B间的电压U＝IR2减小，故①错误，②正确；由闭合电路欧姆定律得：U＝E－I(R1＋r)，当仅增大R2的阻值时，电路中的电流减小，A、B间的电压U增大，故③正确；当仅减小R2的阻值时，电路中的电流增大，A、B间的电压U减小，故④错误．故应选C.二、传感器的应用1．传感器的应用过程包括三个环节：感、传、用．(1)“感”是指传感器的敏感元件感应信息，并转化为电学量．(2)“传”是指通过电路等将传感器敏感元件获取并转化的电学信息传给执行机构．(3)“用”是指执行机构利用传感器传来的信息进行某种显示或某种动作．2．处理与传感器有关的电路设计问题时，可将整个电路分解为：(1)传感器所在的信息采集部分；(2)转化传输部分(这部分电路往往与直流电路的动态分析有关)；(3)执行电路．例2 如图3所示是一种水位自动报警器的原理示意图，当杯中的水的水位到达金属块B时，出现的情况是 ( )图3A．L1灯亮B．L2灯亮C．L1、L2两灯同时亮D．L1、L2两灯都不亮答案 B解析由电路结构可以看出，当杯中的水的水位到达B时，左侧电路被接通，这样螺线管就产生磁场，相当于一个磁铁，对与弹簧相连的衔铁产生吸引作用，使之向下移动，这样L2电路被接通，故B正确．例3 如图4甲所示为一测量硫化镉光敏电阻特性的实验电路，电源电压恒定．电流表内阻不计，开关闭合后，调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡发光亮度逐渐增强，测得流过电阻的电流和光强的关系曲线如图乙所示，试根据这一特性用图丙中给定的器材设计一个自动光控电路．图4答案见解析解析由光敏电阻的特性曲线可以看出，当入射光增强时，光敏电阻的阻值减小，通过光敏电阻的电流增大．根据题意设计的自动光控电路如图所示．控制过程是：当有光照射时，电路中电流增大，经过放大器输出一个较大的电流，驱动电磁继电器吸引衔铁使两个触点断开，当无光照射时，电路中电流减小，放大器输出电流减小，电磁继电器释放衔铁，使两个触点闭合，控制电路接通，灯开始工作．2019-2020年高中物理第三章传感器第一节认识传感器第二节传感器的原理学案粤教版[学习目标] 1.了解传感器的概念和种类，知道将非电学量转化成电学量的技术意义.2.知道常见敏感元件的工作原理.3.通过实验了解温度传感器、光电传感器的工作原理，感悟基础知识学习和应用的重要性．一、传感器及传感器的分类[导学探究] (1)当你走进一座大楼时，大堂的自动门是如何“看到”你而自动打开的？(2)你知道小轿车上都有哪些传感器吗？答案(1)人体发出的红外线被传感器接收后传给自动控制装置的电动机，实现自动开关门．(2)有速度、转速传感器、温度传感器、加速度传感器等．[知识梳理] (1)传感器是把非电学量变化转换为电学量变化的一种元件．认识传感器就是明确传感器如何“感受”非电学量，常见的“感受”方式有改变接入电路的电阻、电容等．(2)传感器的组成：一般由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成．(如图1所示，以话筒为例)图1(3)传感器的分类①按被测量进行划分，可分为加速度传感器、速度传感器、位移传感器、压力传感器、温度传感器、负荷传感器、扭矩传感器等．②按传感器的工作原理进行划分，可分为电阻应变式传感器、压电式传感器、电容式传感器、涡流式传感器、动圈式传感器、磁电式传感器、差动变压器式传感器等．③按能量传递方式进行划分，可分为有源传感器和无源传感器两大类．[即学即用] 判断下列说法的正误．(1)所有传感器都是由半导体材料制成的．( )(2)传感器不能感知气味．( )(3)传感器只能通过感知电压的变化来传递信号．( )(4)金属材料也可以制成传感器．( )答案(1)×(2)×(3)×(4)√二、温度传感器的原理[导学探究] 如图2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(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R T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？图2答案由于酒精蒸发，热敏电阻R T温度降低，电阻值增大，指针将向左偏；用吹风机将热风吹向热敏电阻，热敏电阻R T温度升高，电阻值减小，指针将向右偏．[知识梳理] (1)温度传感器是一种将温度变化转换为电学量变化的装置．(2)热敏电阻：用半导体材料制成．按热敏电阻阻值随温度变化而变化的规律，热敏电阻可分为正温度系数的热敏电阻和负温度系数的热敏电阻．①正温度系数的热敏电阻随温度升高电阻增大．②负温度系数的热敏电阻(如氧化锰热敏电阻)随温度升高电阻减小．[即学即用] 判断下列说法的正误．(1)热敏电阻是将温度的高低这一热学量转化为电阻这一电学量．( )(2)利用温度传感器可测较低或较高的温度．( )(3)利用温度传感器可以实现温度自动控制．( )(4)电饭煲蒸米饭，是根据蒸米饭的经验时间，来设计固定的蒸饭时间．( )答案(1)√(2)√(3)√(4)×三、光电传感器的原理[导学探究] 如图3所示图3(1)有光照射和无光照射时，光敏电阻R OS的阻值有何不同？(2)改变光的照射强度，光敏电阻R OS的阻值有何变化？答案(1)无光照射时，光敏电阻R OS电阻较大，电流表读数较小；有光照射时，光敏电阻R OS电阻较小，电流表读数较大．(2)R OS电阻随光照的增强而减小．[知识梳理]1．光电传感器是一种将光学量变化转换为电学量变化的传感器．2．光敏电阻一般由半导体材料制成，其特点为光照越强，电阻越小．[即学即用] 判断下列说法的正误．(1)光敏电阻的阻值随光线的强弱变化，光照越强电阻越小．( )(2)有光照在光敏电阻上，电阻上的自由电子会发生定向移动．( )(3)光敏电阻的阻值只会随人造光的强弱而变化，不能感知自然光的变化．( )答案(1)√(2)×(3)×一、传感器的理解1．传感器的原理：非电学量→传感器敏感元件、转换器件、转换电路→电学量2．在分析传感器时要明确：(1)核心元件是什么；(2)是怎样将非电学量转化为电学量；(3)是如何显示或控制开关的．例1 如图4是一种测定油箱油量多少或变化多少的装置．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．在装置中使用了一只电压表(图中没有画出)，通过观察电压表示数，可以了解油量情况．若将电压表分别接在b、c之间与c、d之间，当油量变化时，电压表的示数如何变化？图4答案 见解析解析 把电压表接在b 、c 之间，油量增加时，R 减小，电压表的示数减小；油量减少时，R 增大，电压表的示数增大．把电压表接在c 、d 之间，油量增加时，R 减小，电路中电流增大，则R ′两端的电压增大，电压表的示数增大，同理，油量减少时，电压表的示数减小．二、对光敏电阻、热敏电阻的认识及应用例2 (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5所示电路，R 1为定值电阻，R 2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5A ．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 ．R 1消耗的功率增大答案 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 ＝E R 总知I 变小，又U ＝E －Ir ，电压表的读数U 增大，B 正确；又由P 1＝I 2R 1可知，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 1＝IR 1，可知U 1变小，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．例3 (多选)如图6所示，R 1、R 2为定值电阻，L 为小灯泡，R 3为光敏电阻，当入射光强度增大时( )图6A．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解析当入射光强度增大时，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，从而电压表的示数增大，同时内电压增大，故电路的路端电压减小，A 项正确，D项错误．因路端电压减小，而R1两端电压增大，故R2两端电压必减小，则R2中电流减小，故B项正确．结合干路电流增大知流过小灯泡的电流必增大，故小灯泡的功率增大，C项正确．含有热敏电阻、光敏电阻电路的动态分析步骤(1)明确热敏电阻(或光敏电阻)的阻值随温度(或光线强弱)是增大还是减小．(2)分析整个回路的电阻的增减，电流的增减．(3)分析部分电路的电压、电流如何变化.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答案 B解析大多数传感器是由半导体材料制成的，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．如图7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( )图7A．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消耗的功率都不变答案 A解析滑动触头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减小，最终达到增大流过灯泡的电流的效果．选择题(1～5题为单选题，6～9题为多选题)1．霍尔元件能( )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答案 B解析根据霍尔元件的工作原理，载流子在洛伦兹力作用下漂移，形成霍尔电压，所以，它将磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量，故B正确．2.如图1所示，R3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R3时，则( )图1A．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点电势升高，因其他电阻的阻值不变，所以a点电势高于b点电势，故A正确．3.如图2所示，是电容式话筒的示意图，它是利用电容制成的传感器，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，从而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是电容器两板间的 ( )图2A．距离变化B．正对面积变化C．电介质变化D．电压变化答案 A解析振动膜前后振动，使振动膜上的金属层与金属板间的距离发生变化，从而将声音信号转化为电信号，故A正确．4．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性来工作的．如图3甲所示，电源的电动势E＝9V，内阻不计；G为灵敏电流表，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R的温度等于20℃时，电流表的示数I1＝2mA；当电流表的示数I2＝3.6mA时，热敏电阻的温度是( )图3A．60℃B．80℃C．100℃D．120℃答案 D解析在20℃时，E＝(R g＋R1)I1，得R g＝500Ω，在温度为t时，E＝(R g＋R2)I2，代入数据得R2＝xxΩ，从题图乙中可以看出t＝120℃，故选D.5.在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图4所示．M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻R M发生变化，导致S两端的电压U 增大，装置发出警报，此时( )图4A．R M变大，且R越大，U增大越明显B．R M变大，且R越小，U增大越明显C．R M变小，且R越大，U增大越明显D．R M变小，且R越小，U增大越明显答案 C解析当R M变大时，回路的总电阻R总变大，根据I总＝ER总，得干路中的电流减小，S两端的电压U＝I总R S减小，故选项A、B错误；当R M变小时，回路的总电阻R总变小，根据I总＝ER总，得干路中的电流增大，S两端的电压U＝I总R S增大，而且R越大，R M变小时，对回路的总电阻变化的影响越明显，即U增大越明显，故选项C正确，选项D错误．6.如图5所示为一种自动跳闸的闸刀开关，O是转轴，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＝1T的匀强磁场中，C、O间距离为10cm.当磁场力为0.2N时，闸刀开关会自动跳开．则要使闸刀开关能跳开，CO中通过的电流的大小和方向为( )图5A．电流方向C→O B．电流方向O→CC．电流大小为2A D．电流大小为1A答案BC解析只有当OC受到向左的安培力时，闸刀才能自动跳开，根据左手定则知电流的方向是O→C，CO所受安培力大小为F安＝BIL＝1×I×0.1N＝0.2N，从而解得I＝2A.7.如图6所示是利用硫化镉制成的光敏电阻自动计数的示意图，其中A是发光仪器，B是光敏电阻(光照增强时电阻变小)，下列说法中正确的是 ( )图6A．当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变小，电压表读数变小B．当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电压表读数变大C．当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变小，电压表读数变小D．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，电压表读数变大答案AD解析光敏电阻的阻值与光照强度有关，光照强度越大，光敏电阻阻值越小．当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻阻值变小，电路中电流变大，电源内阻上的电压变大，路端电压变小，所以电压表读数变小，选项A正确；相反，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，电路中电流变小，电源内阻上的电压变小，路端电压变大，所以电压表读数变大，选项D正确．8．电容式传感器是用来将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，从而引起电容的变化，如图7所示是四个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( )图7A．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．丁图的传感器只能用来测量速度答案ABC9.压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，某位同学利用压敏电阻设计了判断电梯运动状态的装置，其装置示意图如图8所示，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体m，电梯静止时电流表示数为I0，电梯在不同的运动过程中，电流表的示数分别如图9甲、乙、丙、丁所示，下列判断中正确的是( )图8图9A．甲图表示电梯可能做匀速直线运动B．乙图表示电梯可能做匀加速上升运动C．丙图表示电梯可能做匀加速上升运动D．丁图表示电梯可能做匀减速下降运动答案AB解析甲图中电流表示数和静止时相等，故可能做匀速直线运动，A正确．乙图中电流表示数为2I0，且保持不变，故压敏电阻所受压力增大，电阻变小，物体超重，电梯可能匀加速上升，B正确．丙、丁图中电流表的示数随时间变化，故电梯的加速度是变化的，不可能是匀加速或匀减速，C、D错误．。

温敏传感器的工作原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊温敏传感器那神奇的工作原理。

你想想看啊，这温敏传感器就像是一个特别敏感的小精灵，时刻关注着温度的变化呢！它能敏锐地察觉到周围环境温度的细微差别，就好像我们能轻易分辨出今天是热还是冷一样。

温敏传感器里面有一些很特别的材料，这些材料对温度的变化超级敏感。

当温度升高或者降低的时候，它们就会像会变身一样，发生一些奇妙的变化。

比如说电阻会改变呀，或者是其他的一些特性会跟着变。

这就好比一个人，天气热了会出汗，天气冷了会发抖，这都是身体对环境的反应呢。

你说这温敏传感器是不是很厉害？它就像是温度的侦探，不放过任何一点温度的波动。

比如说在我们的家里，空调能自动调节温度，这里面可就有温敏传感器的功劳呢。

它感觉到温度高了，就给空调发出信号，空调就开始努力工作，让温度降下来。

要是温度低了呢，它也会告诉空调，嘿，该加热啦！再想想那些需要精确控制温度的地方，比如实验室、工厂啥的。

没有温敏传感器，那可就乱套啦！就像做饭没有火候的控制，不是烧焦了就是没熟。

温敏传感器的应用那可真是广泛得很呐！在医疗领域，它能帮助医生更好地监测病人的体温；在工业生产中，能确保产品在合适的温度下生产出来。

这不就像是一个贴心的小助手，无处不在地照顾着我们的生活和工作嘛！它的存在让我们的生活变得更加舒适和便捷。

我们不用再时刻担心温度不合适，它会默默地为我们守护着。

所以说啊，温敏传感器虽然看起来小小的，不太起眼，但它的作用可真是大大的！它就像是隐藏在幕后的英雄，默默地为我们的生活和工作贡献着力量。

我们真应该好好感谢它，不是吗？它让我们的世界变得更加美好，更加有序。

以后再看到有温敏传感器的地方，可别小瞧了它哦，它可是有着大本事的呢！。