PAGE4-傳感器及其工作原理(20分鐘·40分)一、選擇題(本題共3小題,每題8分,共24分)1.(多選)數(shù)碼相機(jī)和數(shù)碼攝像機(jī)在人們生活中的應(yīng)用越來(lái)越普遍。在數(shù)碼攝像器材中,運(yùn)用了一種新型的敏感元件,叫電荷耦合器(CCD),下列關(guān)于CCD的說(shuō)法正確的是 ()A.它能將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)B.它能將模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號(hào)C.它是一種硅半導(dǎo)體芯片,上面布有數(shù)百萬(wàn)個(gè)光敏元件D.它是一種硅半導(dǎo)體芯片,上面布有數(shù)百萬(wàn)個(gè)熱敏元件【解析】選A、C。CCD是一種硅半導(dǎo)體芯片,上面布有數(shù)百萬(wàn)個(gè)光敏元件,每個(gè)光敏元件都把它所受到的光轉(zhuǎn)換成相應(yīng)量的電荷,于是整塊CCD就把一幅圖像的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬電信號(hào),然后再通過(guò)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),以便于計(jì)算機(jī)處理,故選項(xiàng)A、C正確。2.(多選)有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件,將這三只元件分別接入如圖所示電路中的A、B兩點(diǎn)后,用黑紙包住元件或者把元件置入熱水中,視察歐姆表的示數(shù),下列說(shuō)法中正確的是 ()A.置入熱水中與不置入熱水中相比,歐姆表示數(shù)改變較大的肯定是熱敏電阻B.置入熱水中與不置入熱水中相比,歐姆表示數(shù)不改變的肯定是定值電阻C.用黑紙包住與不用黑紙包住相比,歐姆表示數(shù)改變較大的肯定是光敏電阻D.用黑紙包住與不用黑紙包住相比,歐姆表示數(shù)相同的肯定是定值電阻【解析】選A、C。熱敏電阻的阻值隨溫度的改變而改變,定值電阻和光敏電阻的阻值不隨溫度發(fā)生改變,故A正確,B錯(cuò)誤;光敏電阻的阻值隨光照的改變而改變,而定值電阻和熱敏電阻的阻值不隨光照的改變而改變,故C正確,D錯(cuò)誤。3.如圖是視察電阻值隨溫度改變狀況的示意圖?，F(xiàn)在把杯中的水由冷水變?yōu)闊崴?關(guān)于歐姆表的讀數(shù)改變狀況正確的是 ()A.假如R為金屬熱電阻,讀數(shù)變大,且改變特別明顯B.假如R為金屬熱電阻,讀數(shù)變小,且改變不明顯C.假如R為熱敏電阻(用半導(dǎo)體材料制作),讀數(shù)改變特別明顯D.假如R為熱敏電阻(用半導(dǎo)體材料制作),讀數(shù)改變不明顯【解析】選C。若為金屬熱電阻,溫度上升后,電阻變大,讀數(shù)改變不明顯,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;若為熱敏電阻,讀數(shù)將明顯改變,選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤?！炯庸逃?xùn)練】如圖所示,由電源、小燈泡、電阻絲、開關(guān)組成的電路中,當(dāng)閉合開關(guān)S后,小燈泡正常發(fā)光。若用酒精燈加熱電阻絲時(shí),發(fā)覺小燈泡亮度變暗,發(fā)生這一現(xiàn)象的主要緣由是 ()A.小燈泡的電阻發(fā)生了改變B.小燈泡燈絲的電阻率隨溫度發(fā)生了改變C.電阻絲的電阻率隨溫度發(fā)生了改變D.電源的電壓隨溫度發(fā)生了改變【解析】選C。溫度上升,金屬電阻絲電阻率增大,電阻增大,電路中電流減小,燈泡亮度減弱。故選項(xiàng)C正確。二、計(jì)算題(本題共1小題,共16分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要標(biāo)明單位)4.溫度傳感器廣泛應(yīng)用于室內(nèi)空調(diào)、電冰箱和微波爐等家用電器中,它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度改變而改變的特性工作的。在圖甲中,電源的電動(dòng)勢(shì)E=9.0V,電源內(nèi)電阻可忽視不計(jì);G為小量程的電流表,電流表內(nèi)阻RG保持不變;R為熱敏電阻,其電阻值與溫度的改變關(guān)系如圖乙的R-t圖線所示。閉合開關(guān)S。(1)當(dāng)R的溫度等于40℃時(shí),電流表示數(shù)I1=2.25mA,求電流表內(nèi)阻RG。(2)當(dāng)電流表的示數(shù)I2=4.5mA時(shí),求熱敏電阻R的溫度T?！窘忸}指南】可由閉合電路歐姆定律可求得溫度傳感器電阻大小,從而確定溫度。【解析】(1)由R-t圖象得當(dāng)t=40℃時(shí),R=3500Ω,再由I1=,得RG=500Ω(2)I2=,代入數(shù)據(jù)得:R′=1500Ω從R-t圖象可知,此時(shí)的溫度是140℃答案:(1)500Ω(2)140(5分鐘·10分)5.傳感器是一種采集信息的重要器件,如圖為測(cè)定壓力的電容式傳感器。將電容器、靈敏電流表(零刻度在中間)和電源串聯(lián)成閉合電路,當(dāng)壓力F作用于可動(dòng)膜片電極上時(shí),膜片產(chǎn)生形變,引起電容的改變,導(dǎo)致靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)。在對(duì)膜片起先施加恒定壓力到膜片穩(wěn)定后,靈敏電流表指針的偏轉(zhuǎn)狀況為(電流從電流表正接線柱流入時(shí)指針向右偏) ()A.向右偏到某刻度后回到零刻度B.向左偏到某刻度后回到零刻度C.向右偏到某刻度后不動(dòng)D.向左偏到某刻度后不動(dòng)【解析】選A。兩極板間電壓不變,在壓力F作用下,極板間距d減小,由C=知電容器電容C將增大,由Q=CU知Q增加,電容器充電,電流從電流表正接線柱流入,指針向右偏。當(dāng)極板電荷量不變時(shí),電路里沒(méi)有電流,指針不再偏轉(zhuǎn),回到零刻度,選項(xiàng)A正確?！炯庸逃?xùn)練】(多選)如圖所示為一種自動(dòng)跳閘的閘刀開關(guān),O是轉(zhuǎn)軸,A是絕緣手柄,C是閘刀卡口,M、N接電源線,閘刀處于垂直紙面對(duì)里、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,C、O間距離為10cm。當(dāng)磁場(chǎng)力為0.2N時(shí),閘刀開關(guān)會(huì)自動(dòng)跳開。則要使閘刀開關(guān)能跳開,CO中通過(guò)的電流的大小和方向?yàn)?()A.電流方向C→O B.電流方向O→CC.電流大小為2A D.電流大