1、6.1传感器及其工作原理1(2011年高考江苏物理卷)美国科学家Willard SBoyle与George ESmith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖CCD是将光学量转变成电学量的传感器下列器件可作为传感器的有( )A发光二极管 B热敏电阻C霍尔元件 D干电池解析：选BC.发光二极管有单向导电性，A错；热敏电阻和霍尔元件都可作为传感器，B、C对；干电池是电源，D错2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答案：C3.有定值电阻、
2、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图6111所示电路中的A、B两点后，用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是( ) 图6111A置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻B置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻C用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻D用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻解析：选AC.热敏电阻的阻值随温度变化而变化，定值电阻和光敏电阻不随温度变化；光敏电阻的阻值随光照变化而变化，定值电阻
3、和热敏电阻不随之变化4.如图6112所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因是电容器两板间的( ) 图6112A距离变化 B正对面积变化C介质变化 D电压变化解析：选A.平行板电容器的电容CrS/d，本题中的介质没有变化，正对面积也没有变化，引起电容变化的因素是板间距离d.5.如图6113所示，截面为矩形的金属导体，放在磁场中，当导体中通有电流时，导体的上
4、下表面的电势有什么关系( ) 图6113AUMUN BUMUNCUMUN D无法判断解析：选A.霍尔效应形成的原因是带电粒子在磁场中受到洛伦兹力的作用，做定向移动形成的，根据左手定则，电子受到向下的洛伦兹力作用，向N板运动，则M板剩下正电荷，所以UMUN.故选A.一、选择题1利用半导体材料可以制成( )A标准电阻 B热敏电阻C光敏电阻 D温度报警器答案：BCD2街旁的路灯，江海里的航标都要求在夜晚亮，白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的( ) A压敏性 B光敏性C热敏性 D三种特性都利用答案：B3.如图6114是观察电阻随温度变化情况的示意图
5、现在把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是( ) 图6114A如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显B如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显C如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化非常明显D如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化不明显解析：选C.若为金属热电阻，温度升高后，电阻变大，读数变化不明显，A、B错误若为热敏电阻，读数将明显变化，C对D错4金属铂的电阻值对温度高低非常敏感，图6115中可能表示金属铂电阻的UI图线是( )图6115解析：选B.金属铂导体的电阻对温度的变化很敏感，电阻随温度的升高而增大，在一定温度下其UI图线是非线性的且图线的
6、斜率越来越大，故B正确5.如图6116所示为一测定液面高低的传感器示意图，A为固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C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，则导电液体深度h的变化为( ) 图6116A正在增大 B正在减小C不变 D无法确定解析：选B.由电源极性及电流方向可知，A、B构成的电容器上的电荷量减小，据C，电容C在减小，可推知正对面积S减小，即h在减小6.如图6117所示，由电源、小灯泡、金属电阻丝、开关组成的电路中，当闭合开关S后，小灯泡正常发光，若用酒精灯加热电阻丝时，发现小灯泡亮度变暗，发生这一现象的主要原因是(
7、 ) 图6117A小灯泡的电阻发生了变化B小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化C电阻丝的电阻率随温度发生了变化D电源的电压随温度发生了变化解析：选C.温度升高，金属电阻丝电阻率增大，电阻增大，电路中电流减小，灯泡亮度减弱7.如图6118所示，Rt为半导体热敏电阻，其他电阻都是普通的电阻，当灯泡L的亮度变暗时，说明( ) 图6118A环境温度变高B环境温度变低C环境温度不变D都有可能解析：选B.当灯泡L的亮度变暗时，说明通过灯泡L的电流变小，Rt变大，只有环境温度变低，Rt才变大，所以选B.8.如图6119所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻，当温度降低时，电阻变大，L为小灯泡，当温度
8、降低时( ) 图6119AR1两端的电压增大B电流表的示数增大C小灯泡的亮度变强D小灯泡的亮度变弱解析：选C.R2与灯L并联后与R1串联，与电源构成闭合电路，当温度降低时，电阻R2增大，外电路电阻增大，电流表读数减小，灯L两端电压增大，灯泡亮度变强，R1两端电压减小，故C正确，其余各项均错9如图6120所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻此光电计数器的基本工作原理是( )图6120A当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压B当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压C信号处理系统每获得一次低电压就计数一次D信号处理系统每获得一次高电压就计数一次解析：选AC.当光照
9、射到光敏电阻R1上时，R1电阻减小，电路中电流增大，R2两端电压升高，信号处理系统得到高电压，计数器每由高电压转到低电压，就计一个数，从而达到自动计数目的，由以上分析选项A、C正确10电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置，由于电容器的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素，当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化，从而又可推出另一物理量的值，如图6121所示是四种电容式传感器的示意图，关于这四种传感器的作用，下列说法不正确的是( )图6121A甲图的传感器可以用来测量角度B乙图的传感器可以用来测量液面的高度C丙图的传感器可以用来测量压力D丁图
10、的传感器可以用来测量速度解析：选D.甲图角度变化能导致极板正对面积变化；乙图高度变化能导致极板正对面积变化；丙图F变化能导致极板间距变化；丁图物体位置变化导致电介质变化所以，甲、乙、丙、丁分别是测角度、高度、压力、位移的物理量二、非选择题11按图6122所示接好电路，合上S1、S2，发现小灯泡不亮，原因是_；用电吹风对热敏电阻吹一会儿热风，会发现小灯泡_，原因是_；停止吹风，会发现_；把热敏电阻放入冷水中会发现_图6122解析：依靠热敏电阻的性质进行分析，由于热敏电阻在常温时阻值较大，左侧电路电流较小，电磁铁磁性较弱吸不住衔铁；当用电吹风对热敏电阻加热使其阻值变小，电路中电流增大，电磁铁吸住衔
11、铁，使右侧电路接通，小灯泡亮了；停止吹风后，小灯泡不会立即熄灭，因为热敏电阻温度仍然较高，当把热敏电阻放入冷水后，热敏电阻温度降低很快，阻值变大，故小灯泡熄灭答案：见解析12.角速度计可测得航天器自转的角速度，其结构如图6123所示，当系统绕OO轴转动时，元件A在光滑杆上发生滑动，并输出电信号成为航天器的制导信号源已知A质量为m，弹簧的劲度系数为k，原长为L0，电源电动势为E，内阻不计，滑动变阻器总长为L，电阻分布均匀，系统静止时滑动变阻器滑动触头P在中点，与固定接头Q正对，当系统以角速度转动时，求：图6123(1)弹簧形变量x与的关系式(2)电压表的示数U与角速度的函数关系解析：当系统绕OO轴转动时，A在光滑杆上发生滑动，使弹簧发生形变，触头P也随之移动(1)由牛顿第二定律有Fm2R，RL0x，即kxm2(L0x)，xm2L0/(km2)(2)电压表的示数UE.答案：(1)xm2L0/(km2) (2)U
