传感器1—创新作业本

1、1. 传感器及其工作原理基础训练v压敏电阻REAItt1t2t30（a）（b）1压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，右位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图（a）所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球。小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图（b）所示，下列判断正确的是( )A从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动B从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动C从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动D从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动2演示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杆P，通过电压表显示的数据，

2、来反映物体位移的大小x，假设电压表是理想的，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3霍尔元件能转换哪两个物理量 （ ）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4有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后，用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是（ ）A置入热水中与不置入热水中相比

3、，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻B置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻C用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻D用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻5传感器是采集信息的一种重要元件，如图所示是一种电容式压力传感器，左边下面为可动电极，它的两端固定，当待测压力作用于可动电极时，使它发生形变，从而改变传感器的电容，若流经灵敏电流计的电流方向向左时，指针向右偏，则待测压力突然增大时( )A电容器的电容增大B电容器的电容减少C灵敏电流计指针向左偏D灵敏电流计指针向右偏6利用光

4、敏电阻制作的光传感器，记录了传递带上工件的输送情况.如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光传感器B能接收到发光元件A发出的光.每当工件挡住A发出的光时，光传感器就输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙所示.若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为0.1 m，则下述说法正确的是( )A传送带运动的速度是0.1 m/sB传送带运动的速度是0.2 m/sC该传送带每小时输送3600个工件D该传送带每小时输送7200个工件72007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效应”基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术，被认为是纳米技术

5、的第一次真正应用在下列有关其它电阻应用的说法中错误的是 ( )A热敏电阻可应用于温度测控装置中 B光敏电阻是一种光电传感器C电阻丝可应用于电热设备中D电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用8在自动恒温装置中，某种半导体材料的电阻率与温度的关系如图所示，已知这 种材料具有发热和控温双重功能，下列说法正确的是：(1)通电前材料的温度低于t1，通电后，电压保持不变，它们功率是( )A.先增大后减小B.先减小后增大C.达到某一温度后功率不变D.功率一直在变化(2)其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在 ( )A.t1B.t2C.t1到t2的某个温度上D.大于t2的某个温度上9 如图所示：（1

6、）图甲是测量角度的电容式传感器，原理是 ；（2）图乙是测量深度的电容式传感器，原理是 ；（3）图丙是测量压力的电容式传感器，原理是 ；（4）图丁是测量位移的电容式传感器，原理是 。10如图所示，将万用表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与NTC热敏电阻Rt的两端相连，这时指针恰好指在刻度盘的正中间。若往Rt上擦一些酒精，指针将向_ _（填“左”或“右”）移动；若用吹风机将热风吹向Rt，则指针将向 （填“左”或“右”）移动。 11 某同学在资料上发现弹簧振子的周期公式为，弹簧的弹性势能公式为（式中k为弹簧的劲度系数，m为振子的质量，x为弹簧的形变量）。为了验证弹簧的弹性势能公式，他设计

7、了如图甲所示的实验：轻弹簧的一端固定在水平光滑木板一端，另一端连接一个质量为M的滑块，滑块上竖直固定一个挡光条，每当挡光条挡住从光源A发出的细光束时，传感器B因接收不到光线就产生一个电信号，输入电脑后经电脑自动处理就能形成一个脉冲电压波形；开始时滑块静止在平衡位置恰好能挡住细光束。在木板的另一端有一个弹簧枪，发射出质量为m，速度为v0的一个弹丸，弹丸击中木块后留在木块中一起做简谐振动。系统在振动过程中，所具有的最大动能Ek ；系统振动过程中，在电脑上所形成的脉冲电压波形如图乙所示，由图可知该系统的振动周期大小为：T ；如果再测出滑块振动的振幅为A，周期设为T，利用资料上提供的两个公式，结合实验

8、中给出的已知条件求出系统振动过程中弹簧的最大弹性势能为：Ep ；通过本实验，根据机械能守恒，如发现EkEp，即验证了弹簧的弹性势能公式的正确性。BAv0甲utT02T03T0乙O12温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中，它是利用热敏电阻的随温度变化而变化的特性工作的。在图甲中，电源的电动势E=9.0V，内电阻可忽略不计；G为灵敏电流表，内阻Rg保持不变；R为热敏电阻，其电阻值与温度变化关系如图乙的R-t图线所示。闭合开关S，当R的温度等于20时，电流表示数I1=2mA，则当电流表的示数I2=3.6mA时，热敏电阻R的温度是多少摄氏度？ 提高训练1. 在如图的电路中，电源两端

9、的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，D为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与D间距不变，下列说法正确的是 ( )A.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消耗的功率减少C.当滑动触头P向右移时，L消耗的功率可能不变D.无论怎样移动触头P，L消耗的功率都不变··SabR1R2R3R42如图所示，R1、R2、R3是固定电阻，R4是光敏电阻，当开头S闭合后在没有光照射时，a、b两点等电势，当用光照射R4时 （ ）A R4的阻值变小，a点电势高于b点电势BR4的阻值变小，a点电势低于b点电势CR4的阻值变大，a点电势高于b点电势DR4的阻值

10、变大，a点电势低于b点电势金属板金属膜振动膜外电路3如图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，导致话筒所在电路中的其它量发生变化，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4. 随着生活质量的提高，自动干手机已进入家庭，洗手后，将湿手靠近自动干手机，机内的传感器便驱动电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干。手靠近干

11、手机能使传感器工作，是因为( )A.改变了湿度 B.改变了温度 C.改变了磁场 D.改变了电容5如图所示为一测定液面高低的传感器示意图，A为固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体，把传感器接到图示电路中，已知灵敏电流表指针偏转方向与电流方向相同。如果发现指针正向右偏转，则导电液体的深度h变化为( )Ah正在增大 Bh正在减小Ch不变 D无法确定6 如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻此光电计数器的基本工作原理是（ ）A当有光照射 R1时，信号处理系统获得高电压B当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压C信号处理系统每获得一次低电压就记数一次

12、D信号处理系统每获得一次高电压就记数一次7如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，对于一个霍尔元件d、k为定值，如果保持电流I恒定，则可以验证UH随B的变化情况以下说法中正确的是（ ）A将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面对，UH将变大B在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平C在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平D改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，UH将发生变化8光敏电阻是用半导体材料制成的，如图所示，将一个光敏电阻与多用电表联成一电路，此时选择开关放在欧姆挡，照射在光敏电阻上的光强逐渐增大，则欧姆表指针的偏转角度 （

13、填“变大” 、“变小”或“不变”）若将选择开关放在电压档，同样增大照射光强度，则指针偏转角度 。 9 如图所示，图1为某一热敏电阻（电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感）的IU关系曲线图。（1）为了通过测量得到图1所示IU关系的完整曲线，在图2和图3两个电路中应选择的是图 ；简要说明理由： 。（电源电动势为9V，内阻不计，滑线变阻器的阻值为0100）。 （2）在图4电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1=250。由热敏电阻的IU关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为 V；电阻R2的阻值为 。10. 如图1所示是一种测量血压的压力传感器在工作时的示意图。薄金属片P固定有4个

14、电阻R1、R2、R3、R4（如图2所示），左边是它的侧面图这四个电阻连接成电路如图3所示，试回答下列问题：（1）开始时金属片中央O点未加任何压力，欲使电压表无示数，则4个电阻应满足怎样的关系？（2）当O点加一个压力F后发生形变，这时4个电阻也随之发生形变，形变后各电阻大小如何变化？P图1FOPR1R4R2R3O图2VR1R2R3R4BA图3（3）电阻变化后，电阻的A、B两点哪点电压高？它为什么能测量电压？(提示：当O点加垂直于金属片的压力后，金属片发生形变，由于电阻是固定在金属片上的，因此R1、R4被拉长，R2、R3被拉宽。)11将一个动力传感器连接到计算机上，我们就可以测量快速变化的力，某一

15、小球用一条不可伸长的轻绳连接，绳的另端固定在悬点上，当小球在竖直面内来回摆动时，用动力传感器测得绳子对悬点的拉力随时间变化的曲线如图所示，取重力加速度g=10m/s2，求绳子的最大偏角。tF/N2.00.50 12利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图1，将一金属或半导体薄片垂直至于磁场B中，在薄片的两个侧面、间通以电流时，另外两侧、间产生电势差，这一现象称霍尔效应。其原因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用相一侧偏转和积累，于是、间建立起电场，同时产生霍尔电势差。当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处相等时，和达到稳定值，的大小与和以及霍尔元件厚度之间满足关系式，

16、其中比例系数称为霍尔系数，仅与材料性质有关。(1)设半导体薄片的宽度（、间距）为，请写出和的关系式；若半导体材料是电子导电的，请判断图中、哪端的电势高；(2)已知半导体薄片内单位体积中导电的电子数为，电子的电荷量为，请导出霍尔系数的表达式。（通过横截面积的电流，其中是导电电子定向移动的平均速率）；(3)图2是霍尔测速仪的示意图，将非磁性圆盘固定在转轴上，圆盘的周边等距离地嵌装着个永磁体，相邻永磁体的极性相反。霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近。当圆盘匀速转动时，霍尔元件输出的电压脉冲信号图像如图所示。.若在时间内，霍尔元件输出的脉冲数目为，请导出圆盘转速的表达式。.利用霍尔测速仪可以测量汽车行驶的里程。除除此之外，请你展开“智慧的翅膀”，提出另一个实例或设想。参考答案基础训练：1、D 2、B 3、B 4、AC 5、AD 6、BD 7、D 8、AC；C 9、（1）动片与定片之间的角度与电容之间有函数关系；（2）正对面积变化，电容变化；（3）改变间距，电容也改变；（4）介质板位移与电容有对应关系。 10、左；右。 11、（1） ；（2）2T0；（3）。 12、120提高训练：1、A 2、B 3、A 4、D 5、B 6、AC 7、ABD 8、变大；不变 9、（1） 图2 电压可以从0V调到所需电压，调节范围大；（2）5.2 111.8（111.6112.0均可）10、（1）R