PAGEPAGE1第六章第1節(jié)傳感器及其工作原理一、選擇題(1～3題為單選題，4～6題為多選題)1．(2024·鎮(zhèn)海中學(xué)高二檢測)傳感器是指這樣一類元件，它通常能把非電學(xué)量(如力、光等)的改變，轉(zhuǎn)換為電學(xué)量(如電流、電壓等)的改變或電路的通斷，它在自動限制中有著廣泛的應(yīng)用。關(guān)于制作傳感器所須要的元器件，下列說法錯誤的是(D)A．熱敏電阻能夠把溫度的改變轉(zhuǎn)換為其阻值的改變B．金屬熱電阻能夠把溫度的改變轉(zhuǎn)換為其阻值的改變C．光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱的改變轉(zhuǎn)換為其阻值的改變D．全部傳感器都是由半導(dǎo)體材料制作的解析：熱敏電阻、金屬熱電阻、光敏電阻都是把溫度或光照強(qiáng)度的改變轉(zhuǎn)換為其阻值的改變，從而使電路中電流或電壓發(fā)生改變，故選項(xiàng)ABC正確；并非全部的傳感器都是由半導(dǎo)體材料制成的，半導(dǎo)體材料、陶瓷材料、金屬材料和有機(jī)材料都可以用來制作傳感器，故選項(xiàng)D錯誤。2．如圖所示，將一光敏電阻連入多用電表兩表筆上，將多用電表的選擇開關(guān)置于歐姆擋，用光照耀光敏電阻時表針的偏角為θ，現(xiàn)用手掌攔住部分光線，表針的偏角為θ′，則可推斷(B)A．θ′＝θ B．θ′<θC．θ′>θ D．不能確定θ和θ′的關(guān)系解析：光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增加而減小，起先時有光照耀，光敏電阻的阻值較小，當(dāng)用手掌攔住部分光線時，光敏電阻的阻值增大，因?yàn)闅W姆表的零刻度在表盤的右側(cè)，所以歐姆表測電阻時，阻值越大，指針張角越小，所以選項(xiàng)B正確。3．(2024·云南昆明一中高二檢測)如圖所示，用光敏電阻LDR和燈泡制成的一種簡易水污染指示器，下列說法中正確的是(A)A．嚴(yán)峻污染時，LDR是高電阻B．輕度污染時，LDR是高電阻C．無論污染程度如何，LDR的電阻不變，阻值大小由材料本身因素確定D．該儀器的運(yùn)用不會因?yàn)榘滋旌屯砩鲜艿接绊懡馕觯簢?yán)峻污染時，透過污水照到LDR上的光線較少，LDR電阻較大，A對、B錯；LDR由半導(dǎo)體材料制成，受光照影響電阻會發(fā)生改變，C錯；白天和晚上自然光強(qiáng)弱不同，或多或少會影響LDR的電阻，D錯。4．(2024·湖南衡陽市衡陽縣高二上學(xué)期期末)如圖所示，在電路中接一段鎢絲，閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光，當(dāng)用打火機(jī)給鎢絲加熱時燈泡亮度明顯變暗，依據(jù)鎢絲的上述特性，可用鎢絲來制作一個溫度傳感器，下面的說法中正確的是(ABC)A．該傳感器利用了鎢絲的物理性質(zhì)B．該傳感器利用了鎢絲電阻隨溫度改變而改變的特性C．該傳感器能夠把熱學(xué)量(溫度)轉(zhuǎn)換為電學(xué)量(電阻)D．該傳感器能夠把電學(xué)量(電阻)轉(zhuǎn)換為熱學(xué)量(溫度)解析：由題目中的試驗(yàn)現(xiàn)象可知，鎢絲的電阻隨溫度的上升而增大，隨溫度的降低而減小，利用了鎢絲的物理性質(zhì)；從而可以制成溫度傳感器，傳感器能夠把溫度這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量，故A、B、C正確，D錯誤，故選ABC。5．如圖所示，R1為定值電阻，R2為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻(負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻是指阻值隨溫度的上升而減小的熱敏電阻)，L為小燈泡，當(dāng)溫度降低時(AC)A．R1兩端的電壓減小 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)踅馕觯篟2與燈L并聯(lián)后與R1串聯(lián)，與電源構(gòu)成閉合電路，當(dāng)熱敏電阻溫度降低時，電阻R2增大，外電路電阻增大，電流表讀數(shù)變小，燈L兩端電壓增大，燈泡亮度變強(qiáng)，R1兩端電壓減小，故A、C正確，B、D錯誤。6．(2024·山東臨朐一中高二上學(xué)期月考)如圖所示，電容式觸摸屏的構(gòu)造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透亮的薄膜導(dǎo)體層，再在導(dǎo)體層外加上一塊愛護(hù)玻璃，電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長的電極，在導(dǎo)體層內(nèi)形成一個低電壓溝通電場。在觸摸屏幕時，由于人體是導(dǎo)體，手指與內(nèi)部導(dǎo)體層間會形成一個特別電容(耦合電容)，四邊電極發(fā)出的電流會流向觸點(diǎn)，而電流強(qiáng)弱與手指到電極的距離成正比，位于觸摸屏后的限制器便會計(jì)算電流的比例及強(qiáng)弱，精確算出觸摸點(diǎn)的位置。由以上信息可知(AB)A．電容式觸摸屏的兩極板分別是導(dǎo)體層和手指B．當(dāng)用手觸摸屏幕時，手指與屏的接觸面積越大，電容越大C．當(dāng)用手觸摸屏幕時，手指與屏的接觸面積越大，電容越小D．假如用帶了手套的手觸摸屏幕，照樣能引起觸摸屏動作解析：電容觸摸屏在原理上把人體當(dāng)做一個電容器元件的一個極板，把導(dǎo)體層當(dāng)做另一個極板，故A正確；手指與屏的接觸面積越大，即兩個極板的正對面積越大，故電容越大，B正確，C錯誤；假如帶了手套或手持不導(dǎo)電的物體觸摸時沒有反應(yīng)，這是因?yàn)槭峙c導(dǎo)體層距離較大，不能引起導(dǎo)體層電場的改變，D錯誤。二、非選擇題7．一塊N型半導(dǎo)體薄片(稱霍爾元件)，其橫截面為矩形，體積為b×c×d，如圖所示。已知其單位體積內(nèi)的電子數(shù)為n、電阻率為ρ、電子電荷量為e。將此元件放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向沿z軸方向，并通有沿x軸方向的電流I。(1)此元件的C、C′兩個側(cè)面中，哪個面電勢高？(2)試證明在磁感應(yīng)強(qiáng)度肯定時，此元件的C、C′兩個側(cè)面的電勢差與其中的電流成正比。(3)磁強(qiáng)計(jì)是利用霍爾效應(yīng)來測量磁感應(yīng)強(qiáng)度B的儀器。其測量方法為：將導(dǎo)體放在勻強(qiáng)磁場之中，用毫安表測量通過的電流I，用毫伏表測量C、C′間的電壓UCC′，就可測得B。若已知其霍爾系數(shù)k＝eq\f(1,ned)＝10mV/mA·T，并測得UCC′＝0.6mV，I＝3mA。試求該元件所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。答案：(1)C′面較高(2)見解析(3)0.02T解析：(1)因電子的運(yùn)動方向與電流的方向相反，再由左手定則可知，電子向C面偏移，所以C′面電勢較高(2)假設(shè)定向移動速度為v：I＝q/tq＝nebdvt