第5章 传感器及其应用 第1节 常见传感器的工作原理 [教材链接] (1)外界信息 电信号 (2)采集 转化 非电学 电学 (3)①敏感元件 转换元件 [科学探究] 光传感器、湿度传感器、温度传感器、二氧化碳浓度传感器等. 例1 C [解析] 传感器工作的一般流程为:非电学量经过敏感元件感知,然后通过转换元件转换成电信号,再通过转换电路将此电信号转换成易于输出或测量的电学量, A、B、D错误,C正确. 变式1 B [解析] 根据题意,天黑时,出现声音它就开启,而白天,即使有声音它也没有反应,故电路中有光传感器,即使天黑,没声音灯也不亮,故用到了声音传感器,即控制电路中接入了光传感器和声音传感器,故B正确. [教材链接] (1)①光敏电阻 ③越小 (2)①热敏电阻 ②温度 (3)①霍尔元件 引出端子 ③a.霍尔 ④磁感应强度 电压 考向一 [科学探究] 遮挡光时,光敏电阻的阻值变大;用手电筒照射时,光敏电阻的阻值变小. 例2 C [解析] 日光充足时,电磁继电器把衔铁吸下,根据闭合电路欧姆定律,控制电路中电阻变小,电流变大,衔铁被吸下,则当日光充足时光敏电阻R阻值减小,故A错误;增大电源电动势时,在电阻不变的情况下,控制电路的电流会增大,电磁继电器把衔铁吸下,减少了路灯照明时间,故B错误;增大保护电阻R0的阻值时,控制电路的电流会减小,衔铁未被吸下,延长了路灯照明时间,故C正确;LED灯的盏数不影响控制电路,考虑到蓄电池容量一定,可能会减少照明时间,故D错误. 考向二 [科学探究] 酒精蒸发导致热敏电阻RT温度降低,阻值增大,表针将向左偏;用吹风机将热风吹向电阻,电阻RT温度升高,阻值减小,表针将向右偏. 例3 C [解析] 根据电阻的定义式R=可知,I-U图线上的点与坐标原点连线的斜率等于电阻的倒数,金属铂的电阻随温度的升高而增大,则图线上的点与坐标原点连线的斜率逐渐减小,且电压越大,则电流越大,故C正确. 例4 (1)E (2)R1 高 38.0~40.0 [解析] (1)要求通过热敏电阻的电流从零开始增大,则控制电路应采用分压式,为了确保测量数据的连续性,滑动变阻器应选择最大阻值较小的10 Ω,即选择E. (2)根据题意,正常温度范围为10~40 ℃,由图乙可知,此温度范围内热敏电阻的阻值范围为20~100 Ω,由于电流表的量程为0~200 mA,则电路中电阻的最小值为Rmin≈= Ω=30 Ω,所以,为了使温度表盘上优先显示正常温度范围,定值电阻应选R1;温度表盘右边温度值比左边温度值高;当电流为150 mA时,根据欧姆定律可得=150 mA,解得RT=20 Ω,由图乙可知,此时温度约为39 ℃. 考向三 [科学推理] 成正比 [科学探究] 盒子里用到了干簧管,把干簧管串入电路,当磁铁靠近时两个软磁性材料制成的簧片被磁化而接通,所以干簧管能起到开关的作用. 例5 BC [解析] 当正电荷定向运动形成电流时,正电荷在洛伦兹力作用下向N极聚集,M极感应出等量的负电荷,所以M点电势比N点电势低,选项A错误;根据霍尔元件的特点可知,选项B、C正确;因霍尔电压UH=k,保持电流I恒定时,霍尔电压UH与B成正比,选项D错误. 考向四 [物理观念] 比如金属电阻应变片,金属导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积有关,当金属导体受到拉力或压力时,发生机械形变,其长度和横截面积发生变化,从而导致电阻变化.电阻应变片能够把物体的形变这个力学量转换为电阻这个电学量. 例6 BD [解析] 应变片是一种力传感器,常用的应变片有导体电阻应变片和半导体电阻应变片,故A错误;当应变片的表面拉伸时,其电阻变大,反之,其电阻变小,B正确;传感器输出的是应变片上、下两表面的电压的差值,并且随着外力的增大,输出的电压差值也增大,故C错误,D正确. 考向五 [科学论证] 导体芯A和导电液体D构成电容器的两个极板,导体芯外面的绝缘物质就是电介质.液面高度h发生变化时,引起电容器正对面积发生变化,从而使电容C发生变化.指针向左偏转,说明电 ... ...
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