第3讲传感器的工作原理及应用。
1．(单选)关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是。
a．非电学量→敏感元件→转换电路→电学量→转换元件。
b．电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量。
c．非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量。
d．非电学量→转换电路→转换元件→敏感元件→电学量。
解析传感器工作的一般流程为：非电学量被敏感元件感知，然后通过转换元件转换成电信号，再通过转换电路将此信号转换成易于传输或测量的电学量，因此a、b、d错，c对．
答案 c2．(多选)如图10－3－7所示的电路中，当半导体材料做成的热敏电阻浸泡到热水中时，电流表示数增大，则说明。
图10－3－7
a．热敏电阻在温度越高时，电阻越大。
b．热敏电阻在温度越高时，电阻越小。
c．半导体材料温度升高时，导电性能变差。
d．半导体材料温度升高时，导电性能变好。
答案 bd3．(2011·江苏卷，6)(双选)美国科学家willard s．boyle与george e．smith因电荷耦合器件(ccd)的重要发明荣获2023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。
解析电容触摸屏在原理上把人体当做一个电容器元件的一个极板，把导体层当做另一个极板，故a正确；手指与屏的接触面积越大，即两个极板的正对面积越大，故电容越大，b正确，c错误；如果带了手套或手持不导电的物体触摸时没有反应，这是因为手与导体层距离较大，不能引起导体层电场的变化，d错误．
答案 ab4．(单选)在街旁的路灯，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。
解析当照射光强度增大时，r3阻值减小，外电路总电阻随r3的减小而减小，r1两端电压因干路电流增大而增大，电压表的示数增大，同时内电压增大，故电路路端电压减小，a项正确，d项错误；由路端电压减小，r1两端电压增大知，r2两端电压必减小，则r2中电流减小，故b项正确；结合干路电流增大知流过小灯泡的电流必增大，则小灯泡的功率增大，故c项正确．
答案 abc
5．(单选)2023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说法中，错误的是 (
a．热敏电阻可应用于温度测控装置中。
b．光敏电阻是一种光电传感器。
c．电阻丝可应用于电热设备中。
d．电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用。
解析电阻丝的电阻率随温度的升高而增大，电阻也增大，根据闭合电路欧姆定律i＝可知，电流减小，小灯泡的实际功率减小，所以变暗．
答案变暗 c
6．(单选)酒精测试仪用于机动车驾驶人员是否酗酒及其他严禁酒后作业人员的现场检测．它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化．在如图10－3－8所示的电路中，酒精气体的不同浓度对应着传感器的不同电阻．这样，电压表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系．如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数u与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是 (
图10－3－8
a．u越大，表示c越大，c与u成正比。
b．u越大，表示c越大，但是c与u不成正比。
c．u越大，表示c越小，c与u成正比。
d．u越大，表示c越小，但是c与u不成反比。
解析由闭合电路欧姆定律得，干路的电流i＝，电压表示数u＝ir0＝，而rxc＝k(定值)，可见u越大，表示c越大，但是c与u不成正比，故b项正确．
答案 b7．(多选)如图10－3－9所示，电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜导体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导体层内形成一个低电压交流电场．在触摸屏幕时，由于人体是导体，手指与内部导体层间会形成一个特殊电容(耦合电容)，四边电极发出的电流会流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，位于触摸屏后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置．由以上信息可知。
图10－3－9
a．电容式触摸屏的两极板分别是导体层和手指。
b．当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越大。
c．当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越小。
d．如果用带了手套的手触摸屏幕，照样能引起触摸屏动作。
解析电容触摸屏在原理上把人体当做一个电容器元件的一个极板，把导体层当做另一个极板，故a正确；手指与屏的接触面积越大，即两个极板的正对面积越大，故电容越大，b正确，c错误；如果带了手套或手持不导电的物体触摸时没有反应，这是因为手与导体层距离较大，不能引起导体层电场的变化，d错误．
答案 ab8．(多选)如图10－3－10所示，r1、r2为定值电阻，l为小灯泡，r3为光敏电阻，当照射光强度增大时。
图10－3－10
a．电压表的示数增大b．r2中电流减小。
c．小灯泡的功率增大d．电路的路端电压增大。
解析当照射光强度增大时，r3阻值减小，外电路总电阻随r3的减小而减小，r1两端电压因干路电流增大而增大，电压表的示数增大，同时内电压增大，故电路路端电压减小，a项正确，d项错误；由路端电压减小，r1两端电压增大知，r2两端电压必减小，则r2中电流减小，故b项正确；结合干路电流增大知流过小灯泡的电流必增大，则小灯泡的功率增大，故c项正确．
答案 abc
9．如图10－3－11所示，由电源、小灯泡、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，发现小灯泡亮度变化是___发生这一现象的主要原因是___填字母代号)．
a．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。
解析电阻丝的电阻率随温度的升高而增大，电阻也增大，根据闭合电路欧姆定律i＝可知，电流减小，小灯泡的实际功率减小，所以变暗．
答案变暗 c
10．如图10－3－12所示，实线是某同学利用力传感器悬挂一钩码在竖直方向运动时，数据采集器记录下的力传感器中拉力的大小变化情况．从图中可知道该钩码的重力约为___n，a、b、c、d四段图线中钩码处于超重状态的为___处于失重状态的为___
图10－3－12
解析当拉力的大小不变时，力传感器悬挂的钩码在竖直方向是匀速运动，此时力的传感器的读数等于重力，约为10 n，当具有向下加速度时，拉力小于重力，处于失重状态有b、c，处于超重状态有a、d.
答案 10 a、d b、c
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