第五章 傳感器 綜合復(fù)習(xí)與測(cè)試 知識(shí)體系·思維導(dǎo)圖 考點(diǎn)整合·素養(yǎng)提升 主題　傳感器在實(shí)際問題中的應(yīng)用 1.傳感器的應(yīng)用過程包括三個(gè)環(huán)節(jié)：感、傳、用。 （1）“感”是指?jìng)鞲衅鞯拿舾性袘?yīng)信息，并應(yīng)用轉(zhuǎn)換元件將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量。 （2）“傳”是指通過電路等將傳感器敏感元件獲取并轉(zhuǎn)化的電學(xué)信息傳給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 （3）“用”是指執(zhí)行機(jī)構(gòu)利用傳感器傳來的信息進(jìn)行某種顯示或某種動(dòng)作。 2.處理與傳感器有關(guān)的電路設(shè)計(jì)問題時(shí)，可將整個(gè)電路分解為： （1）傳感器所在的信息采集與轉(zhuǎn)化部分。 （2）傳輸部分（這部分電路往往與直流電路的動(dòng)態(tài)分析有關(guān)）。 （3）執(zhí)行電路。 3.幾種傳感器及與其相聯(lián)系的物理知識(shí)的比較： 【典例】某實(shí)驗(yàn)小組利用伏安法進(jìn)行“探究熱敏電阻的溫度特性”實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)器材如下： A．電源E（電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻不計(jì)）； B．電流表A1（量程0～500 mA，內(nèi)阻約為5 Ω）； C．電流表A2（量程0～0.6 mA，內(nèi)阻為100 Ω）； D．開關(guān)、導(dǎo)線若干。 （1）因?yàn)樾枰粋€(gè)量程為3 V的電壓表，上述器材中可以用來改裝成電壓表的電流表為__________（選填選項(xiàng)前的字母），還需要一個(gè)阻值為__________Ω的定值電阻與所選電流表串聯(lián)進(jìn)行改裝。 （2）改裝好電壓表后，采用如圖甲所示電路，根據(jù)不同溫度下電壓表和電流表的讀數(shù)比值，得到不同溫度下熱敏電阻R的阻值，描繪出如圖乙中的R-t曲線，由于系統(tǒng)誤差，圖乙中由實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)描繪出的實(shí)際曲線與理論曲線相比有一定的差異，圖乙中標(biāo)記為Ⅰ的圖線是__________（選填“實(shí)際曲線”或“理論曲線”）。 （3）興趣小組利用該熱敏電阻制作了一個(gè)檢測(cè)油箱警戒液位的低油位報(bào)警裝置，如圖丙所示。給熱敏電阻通以一定的電流，熱敏電阻會(huì)發(fā)熱，當(dāng)液面高于熱敏電阻的高度，熱敏電阻上產(chǎn)生的熱量會(huì)被液體帶走，溫度基本不變，當(dāng)液體減少、熱敏電阻露出液面時(shí)，熱敏電阻的溫度將__________（選填“升高”或“降低”），阻值會(huì)__________（選填“增加”或“減小”），指示燈會(huì)亮，就知道液面低于設(shè)定值。若根據(jù)圖乙中Ⅱ的圖線數(shù)據(jù)來設(shè)定油箱警戒液位值，實(shí)際工作中指示燈亮的時(shí)間點(diǎn)將__________（選填“延遲”“不變”或“提前”）。 [解析]?。?）要將電流表改裝成電壓表，需要選擇內(nèi)阻已知且為確定值的電流表。故選C。 根據(jù)IgRg＝ eq \f(Rg,Rg＋Rx) U，可得Rx＝4 900 Ω （2）圖甲所示測(cè)量電路采用電流表外接法，由于系統(tǒng)誤差，同一溫度下熱敏電阻阻值的測(cè)量值偏小，故圖乙中標(biāo)記為Ⅱ的圖線是由實(shí)驗(yàn)得到數(shù)據(jù)描繪出的實(shí)際曲線，標(biāo)記為Ⅰ的圖線是理論曲線。 （3）當(dāng)液體減少、熱敏電阻露出液面時(shí)，液體吸收熱敏電阻的熱減小，熱敏電阻溫度升高；根據(jù)圖乙所知，熱敏電阻的阻值隨著溫度的升高而降低；根據(jù)圖乙中Ⅱ的圖線數(shù)據(jù)來設(shè)定油箱警戒液位值，熱敏電阻阻值比真實(shí)值小，警戒液位值將被設(shè)定的比理論值大，因此指示燈亮的時(shí)間點(diǎn)將延遲。 [答案]　（1）C　4 900?。?）理論曲線　（3）升高　減小　延遲 【變式】如圖甲所示為一測(cè)量硫化鎘光敏電阻特性的實(shí)驗(yàn)電路，電源電壓恒定。電流表內(nèi)阻不計(jì)，開關(guān)閉合后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使小燈泡發(fā)光亮度逐漸增強(qiáng)，測(cè)得流過電阻的電流和光強(qiáng)的關(guān)系曲線如圖乙所示，試根據(jù)這一特性用圖丙中給定的器材設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)光控電路并寫出控制過程。 [解析] 由光敏電阻的特性曲線可以看出，當(dāng)入射光增強(qiáng)時(shí)，光敏電阻的阻值減小，流過光敏電阻的電流增大。根據(jù)題意設(shè)計(jì)的自動(dòng)光控電路如圖所示。控制過程：當(dāng)有光照射時(shí)，流過光敏電阻的電流經(jīng)過放大器輸出一個(gè)較大的電流，驅(qū)動(dòng)電磁繼電器吸引銜鐵使兩個(gè)觸點(diǎn)斷開，當(dāng)無光照射時(shí)，流過光敏電阻的電流減小，放大器輸出電流減小，電磁繼電器釋放銜鐵，使兩個(gè)觸點(diǎn)閉合，控制電路接通，燈開始工作。 [答案]　見解析 綜 合 測(cè) 試 單選題： 1．如圖所示，額溫槍因其具有快速、無接觸測(cè)溫的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在各類新型冠狀病毒防控場(chǎng)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 【答案】D 【解析】額溫槍核心部件的傳感器是紅外溫度傳感器。 故選D。 2.如圖是測(cè)量汽車質(zhì)量的地磅示意圖，汽車的質(zhì)量可通過電流表的示數(shù)讀出，下列說法正確的是（　?。? A．電流表的示數(shù)越大說明被測(cè)汽車質(zhì)量越大 B．電流表的示數(shù)越大說明被測(cè)汽車質(zhì)量越小 C．把圖中的電流表換成電壓表同樣能測(cè)量汽車的質(zhì)量 D．地磅的最大量程只由彈簧的勁度系數(shù)決定，與電路的有關(guān)參數(shù)無關(guān) 【答案】A 【解析】AB．汽車質(zhì)量越大，彈簧受到的壓力就越大，P點(diǎn)越向下，連入電路的電阻就越小，所以電流表的示數(shù)就越大，A正確，B錯(cuò)誤； C．如果換成電壓表，因?yàn)殡妷罕淼膬?nèi)阻較大，所以滑動(dòng)變阻器的阻值發(fā)生變化時(shí)，電壓表的示數(shù)變化范圍較小，故不能準(zhǔn)確地測(cè)量，C錯(cuò)誤； D．因?yàn)橥ㄟ^滑動(dòng)變阻器的阻值變化，將力信號(hào)轉(zhuǎn)換成了電信號(hào)，故與電源電動(dòng)勢(shì)、電表量程等參數(shù)有關(guān)，D錯(cuò)誤。 故選A。 3.某電飯鍋的結(jié)構(gòu)如圖所示，其中溫度傳感器的主要元件是感溫鐵氧體，常溫下感溫鐵氧體具有鐵磁性，能夠被磁體吸引，但是溫度上升到約103℃時(shí)，就失去了鐵磁性，不能被磁體吸引了。這個(gè)溫度在物理學(xué)中稱為該材料的“居里點(diǎn)”。關(guān)于該電飯鍋的下列說法正確的是（　?。? A．開始煮飯時(shí)要壓下開關(guān)按鈕，手松開后這個(gè)按鈕會(huì)馬上恢復(fù)到圖示狀態(tài) B．常壓下煮飯時(shí)水沸騰后鍋內(nèi)還有一定水分的時(shí)間內(nèi)，鍋的溫度會(huì)持續(xù)升高 C．飯煮熟后，水分被大米吸收，鍋底的溫度升高至“居里點(diǎn)”，開關(guān)按鈕會(huì)自動(dòng)彈起，使電飯鍋停止加熱 D．如果用電飯鍋燒水，也能在水沸騰后立即自動(dòng)斷電 【答案】C 【解析】A．開始煮飯時(shí)，用手壓下開關(guān)按鈕，永磁體與感溫磁體相吸，手松開后，按鈕不再恢復(fù)到圖示狀態(tài)，電路接通而電飯鍋加熱，故A錯(cuò)誤； B．常壓下煮飯時(shí)水沸騰后鍋內(nèi)還有一定水分的時(shí)間內(nèi)，水在沸騰后溫度一直為100℃，鍋的溫度不會(huì)持續(xù)升高，除非水燒干，故B錯(cuò)誤； C．飯熟后，水分被大米吸收，鍋底溫度升高，當(dāng)溫度升至“居里點(diǎn)”103℃時(shí)，感溫磁體失去磁性，在彈簧作用下，切斷電源，故C正確； D．如果在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下用電飯鍋燒水，水沸騰后不會(huì)自動(dòng)斷電，當(dāng)水燒干后，溫度升高達(dá)到103℃時(shí)，感溫鐵氧體便失去了鐵磁性會(huì)自動(dòng)斷電，故D錯(cuò)誤。 故選C。 4.抗擊新型冠狀病毒期間，由于無法外出，某同學(xué)在家利用所學(xué)物理知識(shí)設(shè)計(jì)能顯示拉力大小的電子健身器材，如圖所示是原理圖。輕質(zhì)彈簧右端和金屬滑片P固定在一起（彈簧的電阻不計(jì)，P與R1間的摩擦不計(jì)），彈簧勁度系數(shù)為100N/cm。定值電阻R0=5Ω，ab是一根長(zhǎng)為5cm的均勻電阻絲，阻值R1=25Ω，電源輸出電壓恒為U=3V，理想電流表的量程為0～0.6A。當(dāng)拉環(huán)不受力時(shí)，滑片P位于a端。下列關(guān)于這個(gè)電路的說法正確的是（　?。? A．當(dāng)拉環(huán)不受力時(shí)，閉合開關(guān)后電流表的讀數(shù)為0A B．當(dāng)拉力為400N時(shí)，電流表指針指在0.3A處 C．當(dāng)拉力為400N時(shí)，電流表指針指在0.5A處 D．該健身器材能測(cè)量力的范圍是0～400N 【答案】B 【解析】當(dāng)拉環(huán)不受力時(shí)，滑片P在a端，由歐姆定律得I==0.1A故A錯(cuò)誤； BC．拉力為400N時(shí)，由F=kΔx，則Δx=4cm對(duì)應(yīng)的電阻為RaP=20，R1接入電路的電阻RPb=5，由歐姆定律得I′==0.3A故B正確，C錯(cuò)誤； D．在P移動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)Δx′=5cm，由F=kΔx，拉力最大F=500N故D錯(cuò)誤。 故選B。 5.在制作光控電路實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)按圖所示電路將元件安裝完畢后，發(fā)現(xiàn)將裝置置入黑暗環(huán)境中接通電源時(shí)，燈泡不發(fā)光，原因不可能是（　?。? A．二極管兩極接反 B．R1與RG位置顛倒 C．R1阻值太小 D．燈泡被斷路 【答案】C 【解析】A．由題可知若二極管接反，光線暗時(shí)，二極管上為負(fù)向電壓，無法導(dǎo)通，燈泡不亮，選項(xiàng)A可能； B．若R1與RG位置顛倒，則光線較暗時(shí)，Y端為高電平，二極管不導(dǎo)通，燈泡不發(fā)光，選項(xiàng)B可能； C．若R1阻值太小，Y端一直為低電平，燈泡一直發(fā)光，選項(xiàng)C不可能； D．燈泡斷路時(shí)無法發(fā)光，選項(xiàng)D可能。 故選C。 6..如圖所示的電路可將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，該電路中，b是固定不動(dòng)的金屬板，a是能在聲波驅(qū)動(dòng)下沿水平方向振動(dòng)的鍍有金屬層的振動(dòng)膜，構(gòu)成了一個(gè)電容器，且通過導(dǎo)線與恒定電源兩極相接，若聲源S做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，則（　?。? A．a(chǎn)振動(dòng)過程中，板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變 B．a(chǎn)振動(dòng)過程中，板所帶的電荷量不變 C．a(chǎn)振動(dòng)過程中，電路中始終有方向不變的電流 D．a(chǎn)板向右位移最大時(shí)，電容器的電容最大 【答案】D 【解析】】A．a(chǎn)振動(dòng)過程中，兩板間距d發(fā)生變化，電源始終與電容器相連，兩板間電壓U不變，由可知E變化，A錯(cuò)誤； B．由可知，d變化，Q變化，選項(xiàng)B錯(cuò)誤； C．a(chǎn)振動(dòng)方向不確定，d可增可減，故電流方向不確定，選項(xiàng)C錯(cuò)誤； D．當(dāng)a板向右位移最大時(shí)，由可知，d最小，C最大，選項(xiàng)D正確。 故選D。 7.現(xiàn)代生活離不開智能手機(jī)，手機(jī)有很多功能需要傳感器來實(shí)現(xiàn)。例如當(dāng)人將手機(jī)靠近耳朵接聽電話時(shí)，手機(jī)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉屏幕從而達(dá)到防誤觸的目的，實(shí)現(xiàn)這一功能可能用到的傳感器為（　?。?A．光傳感器和位移傳感器 B．磁傳感器和溫度傳感器 C．磁傳感器和聲傳感器 D．壓力傳感器和加速度傳感器 【答案】A 【解析】當(dāng)人將手機(jī)靠近耳朵接聽電話時(shí)，改變了位移，并且耳朵會(huì)擋住光線，所以可能用到的傳感器為光傳感器和位移傳感器。 故選A。 8.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 【答案】A 【解析】A．應(yīng)變片是在外力的作用下產(chǎn)生機(jī)械形變，其電阻發(fā)生相應(yīng)變化，從而將力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量。A正確； B．干簧管是將磁學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量，B錯(cuò)誤； C．熱敏電阻是將溫度轉(zhuǎn)化為電學(xué)量，C錯(cuò)誤； D．霍爾元件是將磁學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量，D錯(cuò)誤。 故選A。 9.電子眼又稱電子警察，它采用感應(yīng)線來感應(yīng)路面上汽車傳來的壓力。感應(yīng)線實(shí)質(zhì)是一個(gè)壓電薄膜傳感器，壓電薄膜在受壓時(shí)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。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。當(dāng)十字路口紅燈亮?xí)r，電子警察系統(tǒng)啟動(dòng)，若回路中產(chǎn)生兩脈沖電流，電子眼拍照，認(rèn)定為“闖紅燈”。則當(dāng)紅燈亮?xí)r（　?。? A．車輪停在感應(yīng)線上時(shí)，電阻R上的電流為零 B．車輪經(jīng)過感應(yīng)線的過程中，電容器C的電荷量一直增大 C．車輪經(jīng)過感應(yīng)線的過程中，電容器C兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度保持不變 D．汽車前輪越過感應(yīng)線后，又倒回到線內(nèi)，不會(huì)被電子眼拍照 【答案】A 【解析】A．車輪停在感應(yīng)線上時(shí)，壓力不變，則電壓不變，電容器不充電，也不放電，電阻R上沒有電流，故A正確； B．由乙圖可知，當(dāng)車輪經(jīng)過時(shí)電流先增大后減小，然后再反向增大最后減小，因電壓是在受壓時(shí)產(chǎn)生的，說明電容器先充電后放電，故B錯(cuò)誤； C．車輪經(jīng)過感應(yīng)線的過程中，壓電薄膜受到的壓力變化，其產(chǎn)生的電壓變化，則電容器兩端電壓變化，產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生變化，故C錯(cuò)誤； D．若汽車前輪越過感應(yīng)線，又倒回線內(nèi)，則前輪兩次壓線，仍形成兩個(gè)脈沖電流，符合拍照條件，電子眼仍可拍照，故D錯(cuò)誤。 故選A。 多選題： 10.某學(xué)習(xí)小組研究學(xué)校宿舍樓的火警報(bào)警裝置的電路如圖所示，R1為熱敏電阻，溫度升高時(shí)，R1急劇減小，當(dāng)電鈴兩端電壓達(dá)到一定值時(shí)，報(bào)警電鈴響起，則下列說法正確的是（　　） A．若試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)有火時(shí)裝置不響，應(yīng)把R2的滑片P向下移 B．若試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)有火時(shí)裝置不響，應(yīng)把R2的滑片P向上移 C．增大電源電壓，會(huì)使報(bào)警的臨界溫度降低 D．增大電源電壓，會(huì)使報(bào)警的臨界溫度升高 【答案】BC 【解析】AB．若試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)有火情時(shí)裝置不響，說明報(bào)警器的電壓較小，要增大其電壓，根據(jù)串聯(lián)電路分壓的特點(diǎn)可知，必須增大R2，應(yīng)把R2的滑片P向上移。故A錯(cuò)誤，B正確； CD．增大電源的電動(dòng)勢(shì)，報(bào)警器的電壓變大，相當(dāng)于電動(dòng)勢(shì)不變，R1變小，所以會(huì)使報(bào)警的臨界溫度降低，故C正確，D錯(cuò)誤。 故選：BC。 11.溫度傳感器是空調(diào)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)的重要元件，溫度傳感器中熱敏電阻阻值隨溫度升高而減小。如圖所示電路，熱敏電阻和一個(gè)電阻串聯(lián)后，加5 V電壓，分壓后的采樣電壓加到CPU輸入端，通常采用25 ℃時(shí)的阻值為標(biāo)稱值，對(duì)應(yīng)CPU的采樣電壓（輸入電壓）設(shè)計(jì)為電源電壓的一半，溫度變化，則CPU端輸入電壓U也隨之變化。CPU根據(jù)電壓的變化決定空調(diào)的工作狀態(tài)，則（??） A．當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，CPU的輸入電壓增大 B．當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí)，CPU的輸入電壓增大 C．若取26 ℃時(shí)的阻值為標(biāo)稱值，R的阻值應(yīng)該調(diào)整增大 D．若取26 ℃時(shí)的阻值為標(biāo)稱值，R的阻值應(yīng)該調(diào)整減小 【答案】BD 【解析】A．環(huán)境溫度升高時(shí)，熱敏電阻阻值減小，根據(jù)串聯(lián)分壓的規(guī)律可知熱敏電阻分壓減小，則CPU的輸入電壓減小，故A錯(cuò)誤； B．環(huán)境溫度降低時(shí)，熱敏電阻阻值增大，同理可知熱敏電阻分壓增大，CPU的輸入電壓增大，故B正確； CD．若取26 ℃時(shí)的阻值為標(biāo)稱值，則熱敏電阻的標(biāo)稱值減小，為了滿足CPU的采樣電壓（輸入電壓）設(shè)計(jì)為電源電壓的一半，所以R的阻值也應(yīng)該調(diào)整減小，故C錯(cuò)誤，D正確。 故選：BD。 12壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，利用壓敏電阻可以設(shè)計(jì)一個(gè)電路來判斷升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況，其工作原理如圖所示。將壓敏電阻固定在升降機(jī)底板上，其上放置一個(gè)絕緣物塊。0~t1時(shí)間內(nèi)升降機(jī)停在某樓層處，從t1時(shí)刻開始運(yùn)動(dòng)，電流表中電流隨時(shí)間變化的情況如圖所示，下列判斷正確的是（　?。? A．t1~t2時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)可能先加速下降后減速下降 B．t2~t3時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài) C．t3~t4時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)處于超重狀態(tài) D．t3~t4時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)的加速度大小先增大后減小 【答案】CD 【解析】A．0~t1時(shí)間內(nèi)升降機(jī)停在某樓層處，受力平衡，t1~t2時(shí)間內(nèi)電路中電流比升降機(jī)靜止時(shí)小，說明壓敏電阻增大，壓力減小，重物處于失重狀態(tài)，則此過程升降機(jī)一直加速下降，故A錯(cuò)誤； B． t2~t3時(shí)間內(nèi)電路中電流等于升降機(jī)靜止時(shí)的電流，由于t1~t2時(shí)間內(nèi)升降機(jī)在加速運(yùn)動(dòng)，所以t2~t3時(shí)間內(nèi)處于勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故B錯(cuò)誤； C． t3~t4時(shí)間內(nèi)電路中的電流大于升降機(jī)靜止時(shí)的電流，說明壓敏電阻減小，壓力增大，重物處于超重狀態(tài)，故C正確； D．由圖可知t3~t4時(shí)間內(nèi)，電流先增大后減小，得壓敏電阻是先減小后增大，可知壓力是先增大后減小，可得加速度是先增大后減小，故D正確。 故選：CD。 13．如圖所示，導(dǎo)電物質(zhì)為電子的霍爾元件位于兩串聯(lián)線圈之間，線圈中電流為I，線圈間產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B與I成正比，方向垂直于霍爾元件的兩側(cè)面，此時(shí)通過霍爾元件的電流為IH，與其前后表面相連的電壓表測(cè)出的霍爾電壓UH滿足，式中k為霍爾系數(shù)，d為霍爾元件兩側(cè)面間的距離，電阻R遠(yuǎn)大于RL，霍爾元件的電阻可以忽略，則下列說法錯(cuò)誤的是（　?。? A．霍爾元件前表面的電勢(shì)低于后表面的電勢(shì) B．若電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)，電壓表指針將反偏 C．IH與I成正比 D．電壓表的示數(shù)與RL消耗的電功率成正比 【答案】AB 【解析】A．由題意可知電子從霍爾元件下表面向上表面運(yùn)動(dòng)，根據(jù)左手定則可知電子將在霍爾元件后表面聚集，所以霍爾元件前表面的電勢(shì)高于后表面的電勢(shì)，故A錯(cuò)誤； B．若電源的正、負(fù)極對(duì)調(diào)，則線圈中及霍爾元件中電流方向均反向，即穿過霍爾元件的磁場(chǎng)方向與電子的定向移動(dòng)方向均反向，電子仍將在霍爾元件后表面聚集，所以仍是前表面的電勢(shì)高于后表面的電勢(shì)，電壓表指針不會(huì)反偏，故B錯(cuò)誤； C．由并聯(lián)電路的電流分配特點(diǎn)可知 ， ，故C正確； D．由題意知B∝I，所以，RL消耗的電功率為，所以,故D正確。 故選：AB。 14．傳感器是自動(dòng)控制設(shè)備中不可缺少的元件，已經(jīng)滲透到宇宙開發(fā)、環(huán)境保護(hù)、交通運(yùn)輸乃至家庭生活等多種領(lǐng)域。如圖所示為三種電容式傳感器。下列說法正確的是（　?。? A．圖甲是測(cè)定液面高度h的傳感器，液面高度h發(fā)生變化時(shí)，兩電極之間的距離發(fā)生變化，從而使電容發(fā)生變化 B．圖乙是測(cè)定壓力的傳感器，壓力發(fā)生變化時(shí)，兩電極之間的距離發(fā)生變化，從而使電容發(fā)生變化 C．圖丙是測(cè)定角度的傳感器，角度發(fā)生變化時(shí)，兩電極之間的正對(duì)面積發(fā)生變化，從而使電容發(fā)生變化 D．三個(gè)圖中傳感器都是通過改變兩電極之間的正對(duì)面積來改變電容的 【答案】BC 【解析】A．題圖甲中液面高度h發(fā)生變化時(shí)，兩個(gè)電極間的正對(duì)面積發(fā)生了變化，從而使電容發(fā)生變化，故A錯(cuò)誤； B．題圖乙中當(dāng)待測(cè)壓力作用在可動(dòng)電極上且發(fā)生變化時(shí)，兩電極之間的距離發(fā)生變化，從而使電容發(fā)生變化，故B正確； C．題圖丙中當(dāng)角度發(fā)生變化時(shí)，兩電極之間的正對(duì)面積發(fā)生變化，從而使電容發(fā)生變化，故C正確； D．因?yàn)轭}圖乙是通過改變兩電極之間的距離來改變電容的，故D錯(cuò)誤。 故選：BC。 15．電子電路中常用到一種稱為“干簧管”的元件（如圖所示），它的結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，只是玻璃管內(nèi)封入的兩個(gè)軟磁性材料制成的簧片。當(dāng)磁體靠近干簧管時(shí)，兩個(gè)簧片被磁化而接通，所以干簧管能起到開關(guān)的作用，操縱開關(guān)的是磁場(chǎng)這只看不見的“手”。關(guān)于干簧管，下列說法正確的是（　?。? A．干簧管接入電路中相當(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．兩個(gè)磁性材料制成的簧片接通的原因是被磁化后相互吸引 D．干簧管接入電路中相當(dāng)于開關(guān)的作用 【答案】CD 【解析】BC．當(dāng)磁體靠近干簧管時(shí)，兩個(gè)簧片被磁化相互吸引而接通，故B錯(cuò)誤；C正確； AD．當(dāng)磁體遠(yuǎn)離干簧管時(shí)，軟磁性材料制成的簧片失去磁性，所以兩簧片又分開，因此于簧管在電路中相當(dāng)于開關(guān)的作用，故A錯(cuò)誤；D正確。 故選：CD。 16．某磁敏電阻的阻值R隨外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化圖線如圖甲所示。學(xué)習(xí)小組使用該磁敏電阻設(shè)計(jì)了保護(hù)負(fù)載的電路如圖乙所示，U為直流電壓，下列說法正確的有( ) A．增大電壓U，負(fù)載電流不變 B．增大電壓U，電路的總功率變大 C．抽去線圈鐵芯，磁敏電阻的阻值變小 D．抽去線圈鐵芯，負(fù)載兩端電壓變小 【答案】BC 【解析】AB．增大電壓U，為保護(hù)負(fù)載，則磁敏電阻兩端需要分壓，即電壓增大，則磁敏電阻的阻值增大，根據(jù)甲圖可知磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，所以通過線圈的電流增大，根據(jù) P=UI 可知電路的總功率P變大，故A錯(cuò)誤，B正確； CD．抽去線圈鐵芯，線圈產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，故磁敏電阻的阻值變小，則磁敏電阻兩端的電壓變小，而U不變，所以負(fù)載兩端電壓變大，故C正確，D錯(cuò)誤。 故選：BC。 計(jì)算題： 17.如圖所示，一定厚度和寬度的導(dǎo)體板放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)導(dǎo)體板通過一定電流，且電流與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，在導(dǎo)體板的上側(cè)面A和下側(cè)面之間會(huì)產(chǎn)生一定的電勢(shì)差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。 (1)若圖中的電流I是電子的定向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，則導(dǎo)體板上、下兩個(gè)側(cè)面中，哪個(gè)電勢(shì)高？ (2)設(shè)該導(dǎo)體板單位體積中自由電子的個(gè)數(shù)為n，導(dǎo)體板的寬度為d，通過導(dǎo)體板的電流為I，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電子電荷量為e。試證明：發(fā)生霍爾效應(yīng)時(shí)，導(dǎo)體板上、下側(cè)面間的電勢(shì)差。 (3)由上問的結(jié)論可知，在I、n、e、d都相同的情況下，與B成正比，由的數(shù)值可以比較B的大小，因此可以把這種導(dǎo)體板做成磁敏元件。試問：用這種磁敏元件探測(cè)某空間的磁場(chǎng)時(shí)，磁敏元件擺放的方向?qū)κ欠裼杏绊?？如果把這種導(dǎo)體板上、下側(cè)面間的電壓進(jìn)行線性放大顯示，用它做成的磁傳感器的示數(shù)是否跟被測(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度有線性關(guān)系？ 【答案】(1)A′；(2)見解析；(3)有影響；是線性關(guān)系。 【解析】 (1)導(dǎo)體的電子定向移動(dòng)形成電流，電子的運(yùn)動(dòng)方向與電流方向相反，電流方向向右，則電子向左運(yùn)動(dòng)。由左手定則判斷，電子會(huì)偏向A端面，A′板上出現(xiàn)等量的正電荷，電場(chǎng)線向上，所以下側(cè)面A′的電勢(shì)高于側(cè)面A的電勢(shì)。 (2)當(dāng)電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡時(shí)，則有 由電流微觀表達(dá)式得I＝neSv=nehdv 解得 (3)用這種磁敏元件探測(cè)某空間的磁場(chǎng)時(shí)，磁敏元件的側(cè)面要與磁場(chǎng)垂直，即擺放的方向?qū)τ杏绊?；根?jù) 可得 在I、n、e、d都相同的情況下B與UH成正比，則如果把這種導(dǎo)體板上、下側(cè)面間的電壓進(jìn)行線性放大顯示，用它做成的磁傳感器的示數(shù)跟被測(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度是線性關(guān)系。 18．如圖所示是一種測(cè)量血壓的壓力傳感器在工作時(shí)的示意圖.薄金屬片P上固定有4個(gè)可以發(fā)生形變的電阻、、、，如圖甲所示.圖乙是它的側(cè)視圖，這4個(gè)電阻連成的電路如圖丙所示，試回答下列問題： （1）開始時(shí)金屬片中央O點(diǎn)未加任何壓力，欲使電壓表無示數(shù)，則4個(gè)電阻應(yīng)滿足怎樣的關(guān)系？ （2）當(dāng)O點(diǎn)加一個(gè)垂直于金屬片的壓力F后，薄金屬片P發(fā)生形變，這時(shí)4個(gè)電阻也隨之發(fā)生形變，形變后各電阻阻值大小如何變化？ 【答案】（1）（2）、的阻值增大，、的阻值減小 【解析】（1）解題的關(guān)鍵是找出電路中A、B兩點(diǎn)的電壓與4個(gè)電阻的關(guān)系.由于電壓表的電阻可以看作無窮大，因此本電路中與串聯(lián)，與串聯(lián)，然后它們?cè)俨⒙?lián)；設(shè)上面支路電流為，下面支路電流為，要使A點(diǎn)電勢(shì)等于B點(diǎn)電勢(shì)，則應(yīng)有電阻兩端的電壓等于兩端的電壓，電阻兩端的電壓等于兩端的電壓，即????????① ????????② 聯(lián)立①②式得. （2）當(dāng)O點(diǎn)加垂直于金屬片的壓力F后，金屬片發(fā)生形變，由于電阻是固定在金屬片上的，因此、被拉長(zhǎng)，、被拉寬，則、的阻值增大，、的阻值減小，這時(shí)A、B兩點(diǎn)電勢(shì)不再相等. 19.如圖所示為大型電子地磅電路圖，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)，不稱物體時(shí)，滑動(dòng)觸頭P在A端，滑動(dòng)變阻器接入電路中的有效電阻最大，電流較??；稱重物時(shí)，在壓力作用下滑動(dòng)觸頭下移，滑動(dòng)變阻器有效電阻變小，電流變大。這樣把電流對(duì)應(yīng)的質(zhì)量值刻在刻度盤上，就可以讀出被稱物體的質(zhì)量，若滑動(dòng)變阻器上A、B間長(zhǎng)度為l，最大阻值為，已知兩彈簧的總彈力與形變量成正比，比例系數(shù)為k。 （1）試導(dǎo)出所稱重物重力G與電路中電流I的函數(shù)關(guān)系 （2）該裝置達(dá)到最大量程時(shí)電流表示數(shù)是多少？ 【答案】（1）（2） 【解析】（1）設(shè)所稱重物重力為G時(shí)彈簧的壓縮量為x，由題意得???????① 此時(shí)，滑動(dòng)觸頭P距B端距離為，滑動(dòng)變阻器有效電阻為，由閉合電路歐姆定律有 ???????②由①②式解得。 （2）該裝置達(dá)到最大量程時(shí)，彈簧壓縮量最大，A、B間電阻被短路。故此時(shí)電流表示數(shù)為。 傳感器種類敏感元件與之相聯(lián)系的物理知識(shí)光電傳感器光敏電阻直流電路動(dòng)態(tài)分析溫度傳感器熱敏電阻直流電路問題力傳感器壓敏電阻直流電路電容傳感器電容器力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)與力、運(yùn)動(dòng)與含電容電路

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