傳感器（原理及典型應(yīng)用）編稿：張金虎審稿：李勇康【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．知道什么是傳感器，常見的傳感器有哪些。

2．了解一些傳感器的工作原理和實(shí)際應(yīng)用。

3．了解傳感器的應(yīng)用模式，能夠運(yùn)用這一模式去理解傳感器的實(shí)際運(yùn)用。

4．了解傳感器在生活、科技中的運(yùn)用和發(fā)揮的巨大作用。【要點(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、傳感器1．現(xiàn)代技術(shù)中，傳感器是指這樣一類元件：它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)化為電路的通斷。把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量以后，就可以很方便地進(jìn)行測(cè)量、傳輸、處理和控制了。2．傳感器原理傳感器感受的通常是非電學(xué)量，如壓力、溫度、位移、濃度、速度、酸堿度等，而它輸出的通常是電學(xué)量，如電壓值、電流值、電荷量等，這些輸出信號(hào)是非常微弱的，通常要經(jīng)過放大后，再送給控制系統(tǒng)產(chǎn)生各種控制動(dòng)作。傳感器原理如下圖所示。3．傳感器的分類常用傳感器是利用某些物理、化學(xué)或生物效應(yīng)進(jìn)行工作的。根據(jù)測(cè)量目的不同，可將傳感器分為物理型、化學(xué)型和生物型三類。物理型傳感器是利用被測(cè)量物質(zhì)的某些物理性質(zhì)（如電阻、電壓、電容、磁場(chǎng)等）發(fā)生明顯變化的特性制成的，如光電傳感器、力學(xué)傳感器等?；瘜W(xué)型傳感器是利用能把化學(xué)物質(zhì)的成分、濃度等化學(xué)量轉(zhuǎn)換成為電學(xué)量的敏感元件制成的。生物型傳感器是利用各種生物或生物物質(zhì)的特性做成的，用以檢測(cè)與識(shí)別生物體內(nèi)化學(xué)成分的傳感器，生物或生物物質(zhì)主要是指各種酶、微生物、抗體等，分別對(duì)應(yīng)酶?jìng)鞲衅?、微生物傳感器、免疫傳感器等等。要點(diǎn)二、光敏電阻光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻大小這個(gè)電學(xué)量，一般隨光照的增強(qiáng)電阻值減小。要點(diǎn)詮釋：光敏電阻是用半導(dǎo)體材料制成的，硫化鎘在無光時(shí)，載流子（導(dǎo)電電荷）極少，導(dǎo)電性能不好，隨著光照的增強(qiáng)，載流子增多，導(dǎo)電性能變好。要點(diǎn)三、熱敏電阻和金屬熱電阻1．熱敏電阻熱敏電阻用半導(dǎo)體材料制成，其電阻值隨溫度變化明顯。如圖為某一熱敏電阻的電阻—溫度特性曲線。要點(diǎn)詮釋：（1）在工作溫度范圍內(nèi)，電阻值隨溫度上升而增加的是正溫度系數(shù)（）熱敏電阻器；電阻值隨溫度上升而減小的是負(fù)溫度系數(shù)（）熱敏電阻器。（2）熱敏電阻器的應(yīng)用十分廣泛，主要應(yīng)用于：①利用電阻—溫度特性來測(cè)量溫度、控制溫度和元件、器件、電路的溫度補(bǔ)償。②利用非線性特性完成穩(wěn)壓、限幅、開關(guān)、過流保護(hù)作用。③利用不同媒質(zhì)中熱耗散特性的差異測(cè)量流量、流速、液面、熱導(dǎo)、真空度等。④利用熱慣性作為時(shí)間延時(shí)器。2．金屬熱電阻有些金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，這樣的金屬也可以制作溫度傳感器，稱為金屬熱電阻。要點(diǎn)詮釋：熱敏電阻或金屬熱電阻都能把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量，但相比而言，金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性好，測(cè)溫范圍大，而熱敏電阻的靈敏度較高。要點(diǎn)四、電容式傳感器霍爾元件1．電容式傳感器電容器的電容決定于極板正對(duì)面積、板間距離以及極板間的電介質(zhì)這幾個(gè)因素，如果某一物理量（如角度、位移、深度等）的變化能引起上述某個(gè)因素的變化，從而引起電容的變化，那么，通過測(cè)定電容器的電容就可以確定上述物理量的變化，作這種用途的電容器稱為電容式傳感器。如圖甲所示是用來測(cè)定角度的電容式傳感器。當(dāng)動(dòng)片和定片之間的角度發(fā)生變化時(shí)，引起極板正對(duì)面積的變化，使電容發(fā)生變化，知道的變化，就可以知道的變化情況。如圖乙所示是測(cè)定液面高度的電容式傳感器。在導(dǎo)線芯的外面涂上一層絕緣物質(zhì)，放入導(dǎo)電液體中。導(dǎo)線芯和導(dǎo)電液體構(gòu)成電容器的兩個(gè)極，導(dǎo)線芯外面的絕緣物質(zhì)就是電介質(zhì)。液面高度發(fā)生變化時(shí)，引起正對(duì)面積發(fā)生變化，使電容發(fā)生變化。知道的變化，就可以知道的變化情況。如圖丙所示是測(cè)定壓力，的電容式傳感器，待測(cè)壓力作用于可動(dòng)膜片電極上的時(shí)候，膜片發(fā)生形變，使極板間距離發(fā)生變化，引起電容的變化。知道的變化，就可以知道的變化情況。如圖丁所示是測(cè)定位移的電容式傳感器。隨著電介質(zhì)進(jìn)入極板間的長(zhǎng)度發(fā)生變化，電容發(fā)生變化。知道的變化，就可以知道的變化情況。2．霍爾元件（1）．如圖所示，在一個(gè)很小的矩形導(dǎo)體（例如砷化銦）薄片上，制作四個(gè)電極，就成為一個(gè)霍爾元件?；魻栐軌虬汛鸥袘?yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量。（2）．霍爾電壓，其中為比例系數(shù)，稱為霍爾系數(shù)，其大小與薄片的材料有關(guān)。（3）．霍爾元件的工作原理霍爾元件是利用霍爾效應(yīng)來設(shè)計(jì)的。一個(gè)矩形半導(dǎo)體薄片，在其前、后、左、右分別引出一個(gè)電極，如圖所示，沿方向通入電流，，垂直于薄片加勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則在間會(huì)出現(xiàn)電勢(shì)差，設(shè)薄片厚度為，方向長(zhǎng)度為，MN方向長(zhǎng)度為，薄片中的帶電粒子受到磁場(chǎng)力發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使側(cè)電勢(shì)高于側(cè)，造成半導(dǎo)體內(nèi)部出現(xiàn)電場(chǎng)。帶電粒子同時(shí)受到磁場(chǎng)力和電場(chǎng)力作用，當(dāng)磁場(chǎng)力與電場(chǎng)力平衡時(shí)，間電勢(shì)差達(dá)到恒定，此時(shí)有。根據(jù)電流的微觀解釋，整理后得。令，因?yàn)闉椴牧蠁挝惑w積內(nèi)的帶電粒子個(gè)數(shù)，為單個(gè)帶電粒子的電荷量，它們均為常數(shù)，所以。與成正比，這就是霍爾元件能把磁學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的原因。要點(diǎn)五、力傳感器1．應(yīng)變式力傳感器（1）組成：由金屬梁和應(yīng)變片組成。（2）工作原理：如圖所示，彈簧鋼制成的梁形元件右端固定，在梁的上下表面各貼一個(gè)應(yīng)變片，左梁的自由端施力，則梁發(fā)生彎曲，上表面拉伸，下表面壓縮，上表面應(yīng)變片的電阻變大，下表面電阻變小。越大，彎曲形變?cè)酱?，?yīng)變片的阻值變化越大。如果讓應(yīng)變片中通過的電流保持恒定，那么上面應(yīng)變片兩端的電壓變大，下面應(yīng)變片兩端的電壓變小。傳感器把這兩個(gè)電壓的差值輸出。外力越大，輸出的電壓差值也就越大。2．測(cè)定壓力的電容式傳感器如圖所示，當(dāng)待測(cè)壓力作用于可動(dòng)膜片電極上時(shí)，可使膜片產(chǎn)生形變，從而引起電容的變化，如果將電容器與靈敏電流表、電源串聯(lián)，組成閉合電路，當(dāng)向上壓膜片電極時(shí)，電容器的電容將增大，電流表有示數(shù)。要點(diǎn)六、聲傳感器的應(yīng)用——話筒1．話筒的作用把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。2．電容式話筒（1）原理：如圖所示，是絕緣支架，薄金屬膜和固定電極形成一個(gè)電容器，被直流電源充電。當(dāng)聲波使膜片振動(dòng)時(shí)，電容發(fā)生變化，電路中形成變化的電流，于是電阻兩端就輸出了與聲音變化規(guī)律相同的電壓。（2）優(yōu)點(diǎn)：保真度好。3．駐極體話筒（1）極化現(xiàn)象：將電介質(zhì)放人電場(chǎng)中，在前后兩個(gè)表面上會(huì)分別出現(xiàn)正電荷與負(fù)電荷的現(xiàn)象。（2）駐極體：某些電介質(zhì)在電場(chǎng)中被極化后，去掉外加電場(chǎng)，仍然會(huì)長(zhǎng)期保持被極化的狀態(tài)，這種材料稱為駐極體。（3）原理：同電容式話筒，只是內(nèi)部感受聲波的是駐極體塑料薄膜。（4）特點(diǎn)：體積小，重量輕，價(jià)格便宜，靈敏度高，工作電壓低。要點(diǎn)七、溫度傳感器的應(yīng)用——電熨斗1．溫度傳感器：由半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻和金屬熱電阻均可制成溫度傳感器，它可以把熱信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)控制。2．電熨斗的構(gòu)造如圖所示。3．電熨斗的自動(dòng)控溫原理內(nèi)部裝有雙金屬片溫度傳感器，如圖所示，其作用是控制電路的通斷。常溫下，上、下觸頭應(yīng)是接觸的，但溫度過高時(shí)，由于雙金屬片受熱膨脹系數(shù)不同，上部金屬膨脹大，下部金屬膨脹小，雙金屬片向下彎曲，使觸點(diǎn)分離，從而切斷電源，停止加熱。溫度降低后，雙金屬片恢復(fù)原狀，重新接通電路加熱，這樣循環(huán)進(jìn)行，起到自動(dòng)控制溫度的作用。注意：熨燙棉麻衣物和熨燙絲綢衣物需要設(shè)定不同的溫度，此時(shí)可通過調(diào)溫旋鈕調(diào)節(jié)升降螺絲，升降螺絲帶動(dòng)彈性銅片升降，從而改變觸點(diǎn)接觸的難易，達(dá)到控制在不同溫度的目的。4．傳感器應(yīng)用的一般模式5．動(dòng)圈式話筒的工作原理如圖所示是動(dòng)圈式話筒的構(gòu)造原理圖，它是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的。當(dāng)聲波使金屬膜片振動(dòng)時(shí)，連接在膜片上的線圈（叫做音圈）隨著一起振動(dòng)。音圈在永磁鐵的磁場(chǎng)里振動(dòng)，其中就產(chǎn)生感應(yīng)電流（電信號(hào)）。感應(yīng)電流的大小和方向都變化，振幅和頻率的變化由聲波決定，這個(gè)電信號(hào)經(jīng)擴(kuò)音器放大后傳給揚(yáng)聲器，從揚(yáng)聲器中就發(fā)出放大的聲音?！镜湫屠}】類型一、熱敏電阻的特性例1．如圖所示，為定值電阻，為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，為小燈泡，當(dāng)溫度降低時(shí)（）A．兩端的電壓增大B．電流表的示數(shù)增大C．小燈泡的亮度變強(qiáng)D．小燈泡的亮度變?nèi)酢舅悸伏c(diǎn)撥】運(yùn)用熱敏電阻特性解決問題?！敬鸢浮緾【解析】本題考查了負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的特性以及電路的動(dòng)態(tài)分析。與燈并聯(lián)后與串聯(lián)，與電源構(gòu)成閉合電路，當(dāng)熱敏電阻溫度降低時(shí)，電阻增大，外電路電阻增大，電流表讀數(shù)變小，燈兩端電壓增大，燈泡亮度變強(qiáng)，兩端電壓減小，故C正確，其余各項(xiàng)均錯(cuò)?！究偨Y(jié)升華】牢記熱敏電阻特性是解決此題的關(guān)鍵。熱敏電阻的阻值隨溫度的升高不一定減小，正溫度系數(shù)的熱敏電阻（）的阻值隨溫度的升高而增大。舉一反三:【高清課堂：傳感器（原理及典型應(yīng)用）例2】【變式】如圖是一火警報(bào)警的一部分電路示意圖。其中為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，電流表為值班室的顯示器，之間接報(bào)警器。當(dāng)傳感器所在處出現(xiàn)火情時(shí)，顯示器的電流、報(bào)警器兩端的電壓的變化情況是（）A.變大，變大B.變小，變小C.變小，變大D.變大，變小【答案】B【解析】出現(xiàn)火情時(shí)溫度升高，減小，總減小，總增大，減小，減小，減小，正確答案為B。類型二、光敏電阻的特性例2．如圖所示，、為定值電阻，為小燈泡，為光敏電阻，當(dāng)照射到上的光強(qiáng)度增大時(shí)（）A．電壓表的示數(shù)增大B．中電流減小C．小燈泡的功率增大D．電路的路端電壓增大【答案】ABC【解析】本題綜合考查光敏電阻的特性以及電路的動(dòng)態(tài)分析。當(dāng)光強(qiáng)度增大時(shí)，阻值減小，外電路電阻隨見的減小而減小，兩端電壓因干路電流增大而增大，同時(shí)內(nèi)電壓增大，故電路路端電壓減小，而電壓表的示數(shù)增大，A項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤；由路端電壓減小，而兩端電壓增大知，兩端電壓必減小，則中電流減小，故B項(xiàng)正確；結(jié)合干路電流增大知流過小燈泡的電流必增大，則小燈泡的功率增大。【總結(jié)升華】牢記光敏電阻的阻值隨光強(qiáng)度的增加而減小。例3．（2015南昌期中）利用光敏電阻制作的光傳感器，記錄了傳送帶上工件的輸送情況，如圖甲所示為某工廠成品包裝車間的光傳感記錄器，光傳感器B能接收到發(fā)光元件A發(fā)出的光，每當(dāng)工件擋住A發(fā)出的光時(shí)，光傳感器就輸出一個(gè)電信號(hào)，并在屏幕上顯示出電信號(hào)與時(shí)間的關(guān)系，如圖乙所示。若傳送帶始終勻速運(yùn)動(dòng)，每?jī)蓚€(gè)工件間的距離為0.2m，則下列說法正確的是()A．傳送帶運(yùn)動(dòng)的速度是0.1m/sB．傳送帶運(yùn)動(dòng)的速度是0.2m/sC．該傳送帶每小時(shí)輸送3600個(gè)工件D．該傳送帶每小時(shí)輸送7200個(gè)工件【答案】BC【解析】從乙圖可以知道：每間隔1秒的時(shí)間光傳感器就輸出一個(gè)電信號(hào)，而在這一段時(shí)間內(nèi)傳送帶運(yùn)動(dòng)了兩個(gè)工件之間的距離，所以傳送帶運(yùn)動(dòng)的速度是，故A錯(cuò)誤B正確；傳送帶每小時(shí)傳送的距離為：s＝vt＝0.2×3600m，工件個(gè)數(shù)為：個(gè)，C正確D錯(cuò)誤。舉一反三:【高清課堂：傳感器（原理及典型應(yīng)用）例1】【變式】（1）如圖是利用光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)的示意圖，其中是，中的主要元件是。(2)自動(dòng)計(jì)數(shù)原理是：。【答案】(1)發(fā)光儀器；光敏電阻(2)見解析【解析】(1)發(fā)光儀器；光敏電阻(2)光傳送帶上沒有物品擋住由射向的光信號(hào)時(shí)，光敏電阻的阻值變小，供給信號(hào)處理系統(tǒng)的電壓變低；當(dāng)傳送帶上有物品擋住由射向的光信號(hào)時(shí)，光敏電阻的阻值變大，供給信號(hào)處理系統(tǒng)的電壓變高，這種高低交替變化的信號(hào)經(jīng)過信號(hào)處理系統(tǒng)處理，就會(huì)自動(dòng)將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)字，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)數(shù)功能．類型三、霍爾元件的特性例4．如圖所示，截面為矩形的金屬導(dǎo)體，放在磁場(chǎng)中，當(dāng)導(dǎo)體中通有電流時(shí)，導(dǎo)體的上、下表面的電勢(shì)的關(guān)系為（）A．B．C．D．無法判斷【答案】A【解析】此題考查了霍爾效應(yīng)的形成原因?；魻栃?yīng)形成的原因是因?yàn)閹щ娏Ｗ釉诖艌?chǎng)中受到洛倫茲力作用，做定向移動(dòng)形成的，根據(jù)左手定則，電子受到向下的洛倫茲力作用，向板運(yùn)動(dòng)，則板剩下正電荷，所以?！究偨Y(jié)升華】金屬導(dǎo)體中能自由移動(dòng)的是電子，電子向板聚集，板剩下正電荷。例5．（2016昌平二模）電動(dòng)自行車是一種應(yīng)用廣泛的交通工具，其速度控制是通過轉(zhuǎn)動(dòng)右把手實(shí)現(xiàn)的，這種轉(zhuǎn)動(dòng)把手稱“霍爾轉(zhuǎn)把”，屬于傳感器非接觸控制。轉(zhuǎn)把內(nèi)部有永久磁鐵和霍爾器件等，截面如圖（甲）。開啟電源時(shí)，在霍爾器件的上下面之間加一定的電壓，形成電流，如圖（乙）。隨著轉(zhuǎn)把的轉(zhuǎn)動(dòng)，其內(nèi)部的永久磁鐵也跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，霍爾器件能輸出控制車速的電壓，已知電壓與車速關(guān)系如圖（丙）。以下關(guān)于“霍爾轉(zhuǎn)把”敘述正確的是（）A．為提高控制的靈敏度，永久磁鐵的上、下端分別為N、S極B．按圖甲順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)車的右把手，車速將變快C．圖乙中從霍爾器件的左右側(cè)面輸出控制車速的霍爾電壓D．若霍爾器件的上下面之間所加電壓正負(fù)極性對(duì)調(diào)，將影響車速控制【解析】由于在霍爾器件的上下面之間加一定的電壓，形成電流，當(dāng)永久磁鐵的上下端分別為N、S極時(shí)，磁場(chǎng)與電子的移動(dòng)方向平行，則電子不受洛倫茲力作用，那么霍爾器件不能輸出控制車速的電勢(shì)差，故A錯(cuò)誤；當(dāng)按圖甲順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)把手，導(dǎo)致霍爾器件周圍的磁場(chǎng)增加，那么霍爾器件輸出控制的電勢(shì)差增大，因此車速變快，故B正確；根據(jù)題意，結(jié)合圖乙的示意圖，那么永久磁鐵的N、S極可能在左、右側(cè)面，或在前、后表面，因此從霍爾器件輸出控制車速的電勢(shì)差，不一定在霍爾器件的左右側(cè)面，也可能在前后表面，故C錯(cuò)誤；當(dāng)霍爾器件的上下面之間所加電壓正負(fù)極性對(duì)調(diào)，從霍爾器件輸出控制車速的電勢(shì)差正負(fù)號(hào)相反，但由圖丙可知，不會(huì)影響車速控制，故D正確。故選BD【點(diǎn)評(píng)】考查霍爾元件的工作原理，掌握“霍爾轉(zhuǎn)把”結(jié)構(gòu)圖，理解霍爾器件能輸出控制車速的電勢(shì)差與什么因素有關(guān)，注意圖丙中電勢(shì)差的正負(fù)，不會(huì)影響車速。類型四、電容式傳感器例6．如圖所示：（1）圖甲是________的電容式傳感器，原理是________。（2）圖乙是________的電容式傳感器，原理是________。（3）圖丙是________的電容式傳感器，原理是________。（4）圖丁是________的電容式傳感器，原理是________。【答案】見解析【解析】本題考查了幾種常見電容式傳感器的工作原理。（1）圖甲是角度的電容式傳感器，其原理是當(dāng)動(dòng)金屬片旋進(jìn)的角度不同時(shí)，電容器的正對(duì)面積不同，電容器的電容不同。（2）圖乙是液體的電容式傳感器，其原理是導(dǎo)電液體相當(dāng)于電容器的一個(gè)極板，當(dāng)液體深度發(fā)生改變時(shí)，相當(dāng)于兩極板的正對(duì)面積發(fā)生改變，電容器的電容也隨之改變。（3）圖丙是壓力的電容式傳感器，其原理是當(dāng)作用在一個(gè)電極的壓力改變時(shí)，金屬片的形狀也發(fā)生改變，兩極板的距離發(fā)生改變，電容器的電容也發(fā)生改變。（4）圖丁是位移的電容武傳感器，其原理是和物體固定在一起的電介質(zhì)板，當(dāng)物體發(fā)生一小段位移時(shí)，插入兩極板間的電介質(zhì)發(fā)生變化，導(dǎo)致電容器的電容發(fā)生變化。【總結(jié)升華】電容式傳感器體積小、反應(yīng)靈敏，是一種多功能傳感器，可用來做壓力、轉(zhuǎn)角、位移、壓強(qiáng)、聲音等傳感器。舉一反三:【高清課堂：傳感器（原理及典型應(yīng)用）例3】【變式】圖甲是測(cè)量的電容式傳感器，原理是_________圖乙是測(cè)量的電容式傳感器，原理是_________________【答案】圖甲:角度；動(dòng)片與定片間的角度發(fā)生變化時(shí)，引起正對(duì)面積的變化，通過測(cè)出電容的變化，測(cè)量動(dòng)片與定片間的夾角。圖乙:液面高度；發(fā)生變化，金屬芯線和導(dǎo)電液體組成的電容發(fā)生變化，通過測(cè)定的變化，可以測(cè)量液面高度的變化。類型五、力傳感器的應(yīng)用例7．用如圖所示的裝置可以測(cè)量汽車在水平路面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度，該裝置是在矩形箱子的前、后壁上各安裝一個(gè)由力敏電阻組成的壓力傳感器，用兩根相同的輕彈簧夾著一個(gè)質(zhì)量為的滑塊，滑塊可無摩擦滑動(dòng)，兩彈簧的另一端分別接在傳感器上，其壓力大小可直接從傳感器的液晶顯示屏上讀出，現(xiàn)將裝置沿運(yùn)動(dòng)方向固定在汽車上，傳感器在前，傳感器在后。汽車靜止時(shí)，傳感器的示數(shù)均為。（?。?）若傳感器的示數(shù)為，的示數(shù)為，求此時(shí)汽車的加速度大小和方向；（2）當(dāng)汽車以怎樣的加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳感器的示數(shù)為零？【思路點(diǎn)撥】?jī)奢p彈簧相同，左彈簧伸長(zhǎng)多少，右彈簧就縮短多少。傳感器上所顯示出力的大小即彈簧對(duì)傳感器的壓力，據(jù)牛頓第三定律知，此即為彈簧上的彈力大小，亦即該彈簧對(duì)滑塊的彈力大小。【答案】（1），方向向前（2），方向向后【解析】本題是力傳感器在實(shí)際中的一個(gè)應(yīng)用。傳感器上所顯示出力的大小即彈簧對(duì)傳感器的壓力，據(jù)牛頓第三定律知，此即為彈簧上的彈力大小，亦即該彈簧對(duì)滑塊的彈力大小。（1）如圖所示，依題意，左側(cè)彈簧對(duì)滑塊向右的推力，右側(cè)彈簧對(duì)滑塊向左的推力?；瑝K所受合力產(chǎn)生加速度，根據(jù)牛頓第二定律有，得。與同方向，即向前（向右）。（2）傳感器的讀數(shù)恰為零，即左側(cè)彈簧的彈力，因兩彈簧相同，左彈簧伸長(zhǎng)多少，右彈簧就縮短多少，所以右彈簧的彈力變?yōu)?，滑塊所受合力產(chǎn)生加速度，由牛頓第二定律得。解得。負(fù)號(hào)表示方向向后（向左）。【總結(jié)升華】?jī)奢p彈簧相同，左彈簧伸長(zhǎng)多少，右彈簧就縮短多少，彈簧上彈力變化大小相等。舉一反三:【高清課堂：傳感器（原理及典型應(yīng)用）例5】【變式】慣性制導(dǎo)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈工程中，這個(gè)系統(tǒng)的重要元件是加速度計(jì)。加速度計(jì)的構(gòu)造和原理的示意圖如圖示，沿導(dǎo)彈長(zhǎng)度方向按裝的固定光滑桿上套一個(gè)質(zhì)量為的滑塊，滑塊的兩側(cè)分別與勁度系數(shù)均為的彈簧相連，兩彈簧的另一端與固定壁相連?；瑝K原來靜止，彈簧處于自然長(zhǎng)度?；瑝K上有指針，可通過標(biāo)尺測(cè)出滑塊的位移，然后通過控制系統(tǒng)進(jìn)行制導(dǎo)。（1）設(shè)某段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)彈沿水平方向運(yùn)動(dòng)，指針向左偏離點(diǎn)的距離為，則這段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)彈的加速度（）A.方向向左，大小為B．方向向右，大小為C．方向向左，大小為D.方向向右，大小為（2）若電位器（可變電阻）總長(zhǎng)度為，其電阻均勻，兩端接在穩(wěn)壓電源上，當(dāng)導(dǎo)彈以加速度沿水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，與滑塊連接的滑動(dòng)片產(chǎn)生位移，此時(shí)可輸出一個(gè)電信號(hào)，作為導(dǎo)彈慣性制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源，為控制導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)輸入信息，試寫出與的函數(shù)關(guān)系式?！敬鸢浮浚?）D（2）【解析】（1）略（2），，所以．類型六、聲傳感器的應(yīng)用例8．動(dòng)圈式話筒和磁帶錄音機(jī)都應(yīng)用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，圖甲所示是動(dòng)圈式話筒原理圖，圖乙所示是磁帶錄音機(jī)的錄音、放音原理圖，由圖可知：①話筒工作時(shí)磁鐵不動(dòng)，線圈振動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流②錄音機(jī)放音時(shí)變化的磁場(chǎng)在靜止的線圈里產(chǎn)生感應(yīng)電流③錄音機(jī)放音時(shí)線圈中變化了的電流在磁頭縫隙處產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)④錄音機(jī)錄音時(shí)線圈中變化的電流在磁頭縫隙處產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)其中正確的是（）A．②③④B．①②③C．①②④D．①③④【答案】C【解析】本題考查了動(dòng)圈式話筒和磁帶錄音機(jī)錄放音的工作原理。話筒的工作原理是聲波迫使金屬線圈在磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)中振動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流，①正確。錄音時(shí)，話筒產(chǎn)生的感應(yīng)電流經(jīng)放大電路放大后在錄音機(jī)磁頭縫隙處產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，④正確。磁帶在放音時(shí)通過變化的磁場(chǎng)使放音頭產(chǎn)生感應(yīng)電流，經(jīng)放大電路后再送到揚(yáng)聲器中，②正確。【總結(jié)升華】清楚聲傳感器的原理是解題關(guān)鍵。舉一反三:【高清課堂：傳感器（原理及典型應(yīng)用）例4】【變式】唱卡拉用的話筒，內(nèi)有傳感器。其中有一種是動(dòng)圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個(gè)輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場(chǎng)中，當(dāng)聲波使膜片前后振動(dòng)時(shí)，就將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。下列說法正確的是()A.該傳感器是根據(jù)電流的磁效應(yīng)工作的B.該傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的C.膜片振動(dòng)時(shí)，穿過金屬線圈的磁通量不變D.膜片振動(dòng)時(shí)，金屬線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)【答案】B類型七、溫度傳感器的應(yīng)用例9．在家用電熱滅蚊器中，電熱部分主要元件是元件，元件是由鈦酸鋇等半導(dǎo)體材料制成的電阻器，其電阻率隨溫度的變化關(guān)系如圖所示，由于這種特性，