2021学年1 传感器及其工作原理导学案及答案

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6.1 传感器及其工作原理 编写：吴维根 审核：陶海林【知识要点】1. 传感器：能够感受诸如 等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为 、 等电学量，或转换为 的通断。2. 制作传感器一些元器件：⑴光敏电阻：光照 ，电阻 ，可以把 这个光学量转换为 这个电学量。⑵金属热电阻和热敏电阻：金属热电阻的电阻率随温度的升高而 ；用半导体材料制作的热敏电阻的电阻率随温度升高而 。热敏电阻和金属热电阻能够把 这个热学量转换为 这个电学量。⑶霍尔元件：能够把 这个磁学量转换为 这个电学量。【典型例题】例1、如图所示是一种测定压力的电容式传感器。当待测压力F作用于可动膜片电极上时，可使膜片产生形变，引起电容变化。如果将这个电容式传感器、灵敏电流计和电源串接成闭合电路，那么( )A.当F向上压膜片电极时，电容将变小。B.当F向上压膜片电极时，电容将变大。C.若电流计有示数，则压力F发生变化。D.若电流计有示数，则压力F不发生变化。例2.在自动恒温箱中，某种半导体材料的电阻率ρ与温度t的关系如图所示，已知这种材料具有发热和控温双重功勇，下列判断正确的是⑴通电前材料温度低于t1，通电后，电压保持不变，它的功率( )A.先增大后减小 B.先减小后增大C.达到某一湿度后功率不变 D.功率一直在变化⑵当其产生的热量跟散失的热量相等时，温度保持在( )A.t1 B.t2 C.t1至t2间某值 D.大于t2的某值例3.传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透宇宙开发、环境保护、交通运输以及家庭生活等各个领域。如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离而引起电容变化的是( )例4.2007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，被认为是纳米技术的第一次真正应用。在下列有关其他电阻应用的方法中，错误的是( )A.电阻丝可应于电热设备中 B.光敏电阻是一种光电传感器C.热敏电阻可应用于温度测控装置中D.电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用【课堂检测】1.关于干簧管，下列说法正确的是( )A.干簧管接入电路中相当于电阻的作用B.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的C.干簧管接入电路中相当于开关的作用D.干簧管是作为电控元件以实现自动控制的2.图为光敏光阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻。对此计数器的工作原理，有以下说法正确的是( )：A. 当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压；B. 当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压；C. 信号处理系统每获得高电压就计数一次；D. 信号处理系统每获得低电压就计数一次，其中3.图为在温度为10℃左右的环境中工作的某自动恒温箱的原理简图，箱内的电阻R1=20kΩ、R2=10kΩ、R3=40kΩ。R4为热敏电阻，它的电阻随温度变化的曲线如图所示。当a、b端电压Uab≤0时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当a、b端电压Uab>0时，电压鉴别器会令开关S断开，停止加热，恒温箱内的温度可保持在( )A.10℃ B.20℃ C.35℃ D.45℃4.如图所示为一测定液面高低的传感器示意图，甲为固定的导体芯，乙为导体芯外面的一层绝缘物质，丙为导电液体。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的变化为A.正在增大 B.正在减小 C.不变 D.无法确定