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5.2 常见传感器的工作原理及应用
一、单选题
1．下列关于传感器说法中不正确的是（ ）
A．电子秤所使用的测力装置是力传感器，它将压力大小转化为可变电阻，进而转化为电压信号
B．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号
C．电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片，这种双金属片的作用是控制电路的通断
D．光敏电阻能够把光照强度这个光学量转换为电阻这个电学量
【答案】B
【解析】A．在电子秤中的应用电子秤所使用的测力装置是力传感器，它是把力信号转化为电压差信号，故A正确；
B．话筒是一种常用的声波传感器，其作用是声信号转换为电信号，故B错误；
C．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器的作用是控制电路的通断。故C正确；
D．光敏电阻的工作原理实际上是传感器把光信号转换成电信号，故D正确；
故选B。
2．如图甲是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图．其中S为激光源，R1为光敏电阻（有光照射时，阻值较小；无光照射时，阻值较大），R2为定值保护电阻，a、b间接“示波器”（示波器的接入对电路无影响）．水平传送带匀速前进，每当传送带上的产品通过S与R1之间时，射向光敏电阻的光线会被产品挡住．若传送带上的产品为均匀正方体，示波器显示的电压随时间变化的关系如图乙所示．已知计数器电路中电源两极间的电压恒为6V，保护电阻R2的阻值为400Ω．则（ ）
A．有光照射时光敏电阻R1的阻值为800Ω
B．有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比为1：2
C．有光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比为1：2
D．每lh通过S与R1之间的产品个数为6000个
【答案】D
【解析】A．由甲图可知：R1、R2串联，由光敏电阻有光照射时阻值较小可知，当有光照射时，R1的阻值变小，电路的总电阻变小；根据可知，电路中的电流变大；根据U=IR可知，R2两端的电压变大；根据串联电路总电压等于各分电压之和可知，R1两端的电压变小，即R1两端的电压较低，由图象知R1的电压U1=2V，则
U2=U-U1=6V-2V=4V
电路中的电流
光敏电阻的阻值
故A不正确；
B．R1无激光照时，由图象可得
所以有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比
故B不正确；
C．由于
此时电阻R1的阻值
所以，光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比
故C不正确；
D．由图象可知：每经过0.6s，就有一个产品通过计数装置
故D正确．故选D。
3．如图所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器（温度越高，其阻值越小），电流表为值班室内的显示器，a、b之间接报警器。当传感器R2所在处出现火情时，流过显示器的电流I2、报警器两端的电压U的变化情况是（ ）
A．I2变大，U变大 B．I2变小，U变小
C．I2变小，U变大 D．I2变大，U变小
【答案】D
【解析】当传感器R2所在处出现火情时，R2的阻值减小，则外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流将增大，由U=E-Ir可知，路端电压减小，即报警器两端的电压U将减小；因总电流I增大，则R1两端的电压增大，并联部分的电压减小，则可知流过R3的电流I3减小，流过R2的电流I2=I-I3变大。
故选D。
4．药物生产车间需要严格控制室内温度范围，尽量保证较小的温度波动。如图是某监控温度波动的报警原理图，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，当报警器两端的电压变化量超出设定值时，报警器就会自动报警。下列说法正确的是（ ）
A．温度升高，报警器两端电压减小
B．温度降低，热敏电阻的热功率一定增大
C．滑动变阻器接入电路的阻值大，报警器容易报警
D．滑动变阻器接入电路的阻值与报警器是否容易报警无关
【答案】A
【解析】A．温度升高，热敏电阻的阻值减小，根据闭合电路的规律可知，报警器两端电压减小，故A正确；
B．温度降低，热敏电阻的阻值增大，根据闭合电路的规律可知，通过热敏电阻的电流减小，由
P＝I2R
热敏电阻的热功率不一定增大，故B错误；
CD．若滑动变阻器接入电路的阻值大，则热敏电阻的阻值变化一定时，报警器两端的电压变化量小，不容易报警，故CD错误。故选A。
5．在如图所示的电路中，电池的电动势为E，内阻为r，R1为金属电阻、R2为光敏电阻、R3为热敏电阻．设电流表A的读数为I，电压表V1的读数为U1，电压表V2的读数为U2，三个电阻中仅有一个电阻的阻值发生变化，则下面的分析正确的是（ ）
A．给R1升温，I变小，U1变小
B．用光照R2，I变小，U2变大
C．给R3降温，I变大，U1变大
D．给R1降温，I变小，U1变小
【答案】B
【解析】AD、R1为金属电阻，给R1升温，R1变大，外电路总电阻增大，干路电流减小，电源的内电压减小，路端电压增大，则通过R2和R3这条支路的电流增大，则电流表的读数I变小，U1变大，相反，给R1降温，电流表的读数I变大，U1变小，故A、D错误．
B、R2为光敏电阻，用光照R2，R2减小，外电路总电阻减小，干路电流增大，电源的内电压增大，路端电压减小，则流表的读数I变小，通过R2和R3这条支路的电流增大，U2变大，故B正确．
C、R3为热敏电阻，给R3降温，R3增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，电源的内电压减小，路端电压增大，则电流表的读数I变大，通过R2和R3这条支路的电流减小，U1变小，故C错误．
二、多选题
6．如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，Rt为负温度系数热敏电阻，R为光敏电阻，闭合开关后，小灯泡L正常发光，由于环境条件改变（光照或温度），发现小灯泡亮度变暗，则引起小灯泡变暗的原因可能是（ ）
A．温度不变，光照增强
B．温度升高，光照不变
C．温度降低，光照增强
D．温度升高，光照减弱
【答案】AC
【解析】由题图可知，当光敏电阻阻值减小或热敏电阻阻值增大时，小灯泡L都会变暗，结合光敏电阻和热敏电阻特性可知，A正确，B错误；若光敏电阻阻值减小的同时，热敏电阻的阻值增大，小灯泡L变暗，C正确；若热敏电阻减小，光敏电阻增大，则小灯泡变亮，D错误．
7．如图所示，载流子为电子的霍尔元件样品置于磁场中，表面与磁场方向垂直，图中的1、2、3、4是霍尔元件上的四个接线端。当开关S1、S2闭合后，三个电表都有明显示数，下列说法正确的是（ ）
A．通过霍尔元件的磁场方向向下 B．接线端2的电势低于接线端4的电势
C．同时将电源E1、E2反向，电压表的示数将不变 D．若减小R1、增大R2，则电压表示数一定增大
【答案】ABC
【解析】A．由安培定则可判断出左侧线圈产生的磁场方向向上，经铁芯后在霍尔元件处的磁场方向向下，A正确；
B．通过霍尔元件的磁场方向向下，由左手定则可知，霍尔元件中载流子受到的磁场力向右，载流子偏向接线端2，载流子为电子，则接线端2的电势低于接线端4的电势，B正确；
C．仅将电源E1、E2反向接入电路，磁场反向，电流反向，霍尔元件中载流子受到的磁场力不变，电压表的示数不变，C正确；
D．若减小R1，电流产生的磁场增强，通过霍尔元件的磁场增强，增大R2，流过霍尔元件的电流减弱，霍尔元件产生的电压
可能减小，电压表示数可能减小，D错误。
故选ABC。
8．关于光敏电阻，下列说法正确的是
A．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
B．硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子极少，导电性能不好
C．硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子较少，导电性能良好
D．半导体材料的硫化镉，随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好
【答案】ABD
【解析】A．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量，选项A正确；
BCD．硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子极少，导电性能不好，且随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好故选项BD正确，C错误．
故选ABD。
点睛：传感器能够将其他信号转化为电信号，它们在生产生活中应用非常广泛，在学习中要注意体会；明确半导体材料的应用．
9．电容式传感器是用来将各种非电学物理量转变为电学物理量的装置。如图是四种电容式传感器的示意图，关于这四个传感器的作用，下列说法正确的是 （ ）
A．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．丁图的传感器可以用来测量速度
【答案】ABC
【解析】A．甲图中，当动片与定片之间的夹角发生变化时，极板的正对面积变化，使电容器电容变化，如果知道了电容器电容的变化情况就可以知道夹角的变化情况，则甲图的传感器可以用来测量角度，故A正确；
B．乙图中，金属芯线和导电液体构成电容器的两个电极，液面高度变化时，正对面积发生变化，使电容器电容变化，如果知道了电容器电容的变化情况就可以知道液面高度的变化情况，则乙图的传感器可以用来测量液面的高度，故B正确；
C．丙图中，力作用在可动电极上，可动电极发生形变，与固定电极间距离发生变化，使电容器电容变化，如果知道了电容器电容的变化情况就可以知道力的变化情况，则丙图的传感器可以用来测量压力，故C正确；
D．丁图中，随着电介质进入极板间长度的变化，使电容器电容变化，如果知道了电容器电容的变化情况就可以知道电介质进入长度的变化情况，则丁图的传感器可以用来测量位移，故D错误。故选ABC。
10．如图所示，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，在触摸屏四边均镀上狭长的电极。把触摸屏连入电路后，在导体层内会形成一个低电压交流电场，在手指触摸屏幕时，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器（耦合电容器），电流由四边电极流向触点，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（ ）
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．如果用戴了较厚手套的手触摸屏幕，照样能引起触摸屏动作
【答案】AB
【解析】A．电容触摸屏的原理是把人的手指当作一个极板，把导体层当做另一个极板，故A正确；
BC．手指与屏的接触面积越大，两极板的正对面积越大，则电容器电容越大，故C错误B正确；
D．如果用戴了较厚手套的手触摸屏幕，手与导体层距离较大，不能引起导体层电场的变化，则不能引起触摸屏动作，故D错误。
故选AB。
11．霍尔传感器测量转速的原理图如图所示，传感器固定在圆盘附近，圆盘上固定4个小磁体．在a、b间输入方向由a到b的恒定电流，圆盘转动时，每当磁体经过霍尔元件，传感器c、d端输出一个脉冲电压，检测单位时间内的脉冲数可得到圆盘的转速．关于该测速传感器，下列说法中正确的有
A．在图示位置时刻c点电势高于d点电势 B．圆盘转动越快，输出脉动电压峰值越高
C．c、d端输出脉冲电压的频率是圆盘转速的4倍 D．增加小磁体个数，传感器转速测量更准确
【答案】CD
【解析】A．霍尔元件中移动的是自由电子，根据左手定则，电子向上表面偏转，即c点，所以d点电势高于c点，故A错误；
B．最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，设霍尔元件的长宽厚分别为a、b、c，有
所以
输出脉动电压峰与圆盘转动快慢无关，故B错误；
C．当小磁体靠近霍尔元件时，就是会产生一个脉冲电压，因此c、d端输出脉冲电压的频率是圆盘转动频率的4倍，即为转速的4倍，故C正确；
D．当增加小磁体个数，传感器c、d端输出一个脉冲电压频率变高，那么传感器转速测量更准确，故D正确。故选CD。
12．美国科学家Willard S ． Boyle与George E ． Snith因电荷耦合器件（CCD）的重要发明获得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
【答案】BC
【解析】干簧管、霍尔元件以及热敏电阻都可以做传感器，但是干电池不能做传感器，故选BC．
13．如图所示是“电容式加速度传感器”原理图，电容器的一个金属极弹性金属片板固定在绝缘底座上，另一块极板用弹性金属片制成，当这种加速度传感器用在上下移动的升降机中时，通过测量电容的变化就能感知升降机加速度的变化情况。设升降机加速度为零时电容器的电容为，下列说法正确的是（ ）
A．当升降机加速上升时， B．当升降机减速上升时，
C．当升降机减速下降时， D．当升降机加速下降时，
【答案】AD
【解析】平行板电容器的决定式为C=，加速、减速会影响两金属片之间的距离d，由此可以判断。
A.当升降机加速上升时，加速度方向向上，弹簧片向下弯曲，电容变大，即 C＞C0，故A正确；
B.当升降机减速上升时，加速度方向向下，弹簧片向上弯曲，电容变小，即 C＜C0，故B错误；
C.当升降机减速下降时，加速度方向向上，弹簧片向下弯曲，电容变大，即 C＞C0，故C错误；
D.当升降机加速下降时，加速度方向向下，弹簧片向上弯曲，电容变小，即 C＜C0，故D正确。 故选AD.
三、实验题
14．某科技小组设计了一种“车辆闯红灯违规记录仪”，在路面停止线前侧埋上压敏电阻，其阻值随压力的变化如图甲所示，和压敏电阻组合的仪器如图乙所示，仪器主要由控制电路和工作电路组成，控制电路中的光控开关接收到红光时会自动闭合，接收到绿光或黄光时会自动断开；控制电路中电源的电动势为9V，内阻为2Ω，继电器线圈电阻为8Ω，滑动变阻器连入电路的电阻为50Ω；当控制电路中的电流大于0.06A时，衔铁会被吸引，从而启动工作电路，电控照相机拍照记录违规车辆。
（1）当红灯亮时，若车辆越过停止线，电流表A的示数会变___________（选填“大”或“小”）。
（2）车辆对压敏电阻的压力超过___________N后，车辆闯红灯时才会被拍照记录。
（3）若要增大“车辆闯红灯违规记录仪”的灵敏度，即违规车辆对压敏电阻的压力比第（2）问结果小，也会被拍照记录，则滑动变阻器的滑片应向___________（选填“a”或“b”）端滑动。
【答案】 大 5×103（或5 000） b
【解析】（1）[1]当红灯亮时，若车辆越过停止线，压敏电阻所受压力增大，阻值减小，控制电路中总电阻减小，电流增大，电流表的示数会变大。
（2）[2]设压敏电阻阻值为R时，控制电路中的电流等于0.06 A，则
R总=2Ω+8Ω+50Ω+R
解得
R=90Ω
由题图甲可知，此时压敏电阻受到的压力为5×103 N，所以车辆对压敏电阻的压力超过5×103 N后，车辆闯红灯时才会被拍照记录。
（3）[3]若要增大“车辆闯红灯违规记录仪”的灵敏度，即车辆对压敏电阻的压力小于5×103 N时也要拍照，当压力小于5×103 N时，压敏电阻阻值大于90 Ω，此时若要拍照，电路中的总电阻不能大于150 Ω，就要减小滑动变阻器接入电路的阻值，故滑片应该向b端滑动。
15．为了研究光敏电阻在室内正常光照射和室外强光照射时电阻的大小关系，某同学用如图甲所示的电路进行实验，得出两种U I图线，如图乙所示。
（1）根据U I图线可知正常光照射时光敏电阻的阻值为_______Ω，强光照射时的阻值为_______Ω；
（2）若实验中所用电压表的内阻约为5 kΩ，毫安表的内阻约为100 Ω，考虑到电表内阻对实验结果的影响，此实验中_______（选填“正常光照射时”或“强光照射时”）测得的电阻误差较大。若测量这种光照下的电阻，则需将实物图中毫安表的连接方式采用_______（选填“内接”或“外接”）法进行实验，实验结果较为准确。
【答案】 3000 200 强光照射时 外接
【解析】 (1)[1]光敏电阻的阻值随光照的增强而减小，结合图乙知正常光照射时光敏电阻的阻值为
[2]强光照射时光敏电阻的阻值为
(2)[3][4]实验电路采用的是毫安表内接法，由于毫安表的分压作用，测得的结果比真实值偏大，当待测电阻远大于毫安表内阻时实验误差较小，所以强光照射时实验误差较大；强光照射时采用毫安表外接法，电压表的分流作用较小，故实验结果较为准确。
16．某课外活动小组自制了一台称重电子秤，其原理结构如图甲所示。R0为定值电阻，R是压敏电阻，其阻值会随所受的压力F的变化而变化，变化范围大约为几欧到十几欧，通过电压表的读数可以得知压力大小。活动小组通过实验探究了压敏电阻阻值R与其所受压力F大小的关系，如图乙所示。请回答以下问题：
（1）根据图乙所示的R-F图像，写出R和F的关系式：___________。
（2）若图甲所示的电路中，在压敏电阻R上水平放置一个重为2 N的托盘，在托盘上放一重物，电源电动势E=9 V，电源内阻r=1 Ω，R0=4.5 Ω，闭合开关，电压表示数为3 V，则重物的重力为___________N。
【答案】 R=-2F+16（Ω） 2
【解析】（1）[1]由图可知，当R=16 Ω时
F=0
当R=7 Ω时
F=4.5 N
代入R=kF+b，解得
b=16 Ω，k=-2 Ω/N
故
R=-2F+16（Ω）
（2）[2]电压表示数为3 V，根据闭合电路欧姆定律有
E=(r+R）+U
解得
R=8 Ω
对照R-F图像，知压敏电阻所受压力为4 N；由于压力大小等于托盘和重物的重力之和，故重物的重力为2 N。
四、填空题
17．现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时，系统报警．提供的器材有：热敏电阻，报警器（内阻很小，流过的电流超过时就会报警），电阻箱（最大阻值为999.9 Ω），直流电源（输出电压为U，内阻不计），滑动变阻器（最大阻值为1 000 Ω），滑动变阻器（最大阻值为2 000 Ω），单刀双掷开关一个，导线若干．
在室温下对系统进行调节，已知U约为18 V，约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60 ℃时阻值为650.0 Ω．
（1）在答题卡上完成待调节的报警系统原理电路图的连线_________．
（2）在电路中应选用滑动变阻器________（填“”或“”）．
（3）按照下列步骤调节此报警系统：
①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为______Ω；滑动变阻器的滑片应置于______（填“a”或“b”）端附近，不能置于另一端的原因是______．
②将开关向______（填“c”或“d”）端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至______．
（4）保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用．
【答案】 连线如图所示：
R2 650.0 b 接通电源后，流过报警器的电流会超过20 mA，报警器可能损坏 c 报警器开始报警
【解析】（1）电路连线如图．
（2）在室温下对系统进行调节，已知U约为18 V，约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏，可知外电阻的取值范围大约是，报警器的电阻是650.0 Ω，所以滑动变阻器的取值范围在250 Ω到1 150 Ω之间，所以滑动变阻器应该选R2．
（3）①本题采用的是等效替换法，先用变阻箱来代替热敏电阻，所以变阻箱的阻值要调节到热敏电阻的临界电阻也就是在60 ℃时阻值为650.0 Ω；为防止接通电源后，流过报警器的电流会超过20 mA，报警器可能损坏，滑动变阻器的滑片应置于b端；②先把变阻箱的电阻接入电路，调节滑动变阻器的电阻，调至报警器开始报警时，保持滑动变阻器的阻值不变，接到热敏电阻上，当热敏电阻的阻值是650.0 Ω时，也就是温度达到了60 ℃，报警器开始报警．
五、解答题
18．图是一种电感式微小位移传感器的原理图。1是待测位移的物体，3是空心线圈，软铁芯2插在线圈3中并且可以随着物体1在线圈中左右平移。这种传感器可以把被测物体位移的大小转换为线圈自感系数的大小，请定性说明它的工作原理，并尝试设计与线圈3相连的电路。
【答案】【解析】线圈3中通入正弦变化的交流电，电路的电流不断变化，则线圈3内的磁场在不断变化，当软铁芯2插在线圈3中，导致磁场增强，从而通过电流的变化量来确定插入线圈的位移大小，当待测物体向左平移，因自感系数的增加，导致增加的磁场会阻碍线圈3的电流变化，则电流表的示数将减小。由以上分析可知，3中电路应接入交流电源和电流表，电路如图所示
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5.2 常见传感器的工作原理及应用
一、单选题
1．下列关于传感器说法中不正确的是（ ）
A．电子秤所使用的测力装置是力传感器，它将压力大小转化为可变电阻，进而转化为电压信号
B．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号
C．电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片，这种双金属片的作用是控制电路的通断
D．光敏电阻能够把光照强度这个光学量转换为电阻这个电学量
2．如图甲是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图．其中S为激光源，R1为光敏电阻（有光照射时，阻值较小；无光照射时，阻值较大），R2为定值保护电阻，a、b间接“示波器”（示波器的接入对电路无影响）．水平传送带匀速前进，每当传送带上的产品通过S与R1之间时，射向光敏电阻的光线会被产品挡住．若传送带上的产品为均匀正方体，示波器显示的电压随时间变化的关系如图乙所示．已知计数器电路中电源两极间的电压恒为6V，保护电阻R2的阻值为400Ω．则（ ）
A．有光照射时光敏电阻R1的阻值为800Ω
B．有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比为1：2
C．有光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比为1：2
D．每lh通过S与R1之间的产品个数为6000个
3．如图所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器（温度越高，其阻值越小），电流表为值班室内的显示器，a、b之间接报警器。当传感器R2所在处出现火情时，流过显示器的电流I2、报警器两端的电压U的变化情况是（ ）
A．I2变大，U变大 B．I2变小，U变小
C．I2变小，U变大 D．I2变大，U变小
4．药物生产车间需要严格控制室内温度范围，尽量保证较小的温度波动。如图是某监控温度波动的报警原理图，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，当报警器两端的电压变化量超出设定值时，报警器就会自动报警。下列说法正确的是（ ）
A．温度升高，报警器两端电压减小
B．温度降低，热敏电阻的热功率一定增大
C．滑动变阻器接入电路的阻值大，报警器容易报警
D．滑动变阻器接入电路的阻值与报警器是否容易报警无关
5．在如图所示的电路中，电池的电动势为E，内阻为r，R1为金属电阻、R2为光敏电阻、R3为热敏电阻．设电流表A的读数为I，电压表V1的读数为U1，电压表V2的读数为U2，三个电阻中仅有一个电阻的阻值发生变化，则下面的分析正确的是（ ）
A．给R1升温，I变小，U1变小
B．用光照R2，I变小，U2变大
C．给R3降温，I变大，U1变大
D．给R1降温，I变小，U1变小
二、多选题
6．如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，Rt为负温度系数热敏电阻，R为光敏电阻，闭合开关后，小灯泡L正常发光，由于环境条件改变（光照或温度），发现小灯泡亮度变暗，则引起小灯泡变暗的原因可能是（ ）
A．温度不变，光照增强
B．温度升高，光照不变
C．温度降低，光照增强
D．温度升高，光照减弱
7．如图所示，载流子为电子的霍尔元件样品置于磁场中，表面与磁场方向垂直，图中的1、2、3、4是霍尔元件上的四个接线端。当开关S1、S2闭合后，三个电表都有明显示数，下列说法正确的是（ ）
A．通过霍尔元件的磁场方向向下 B．接线端2的电势低于接线端4的电势
C．同时将电源E1、E2反向，电压表的示数将不变 D．若减小R1、增大R2，则电压表示数一定增大
8．关于光敏电阻，下列说法正确的是
A．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
B．硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子极少，导电性能不好
C．硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子较少，导电性能良好
D．半导体材料的硫化镉，随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好
号，它们在生产生活中应用非常广泛，在学习中要注意体会；明确半导体材料的应用．
9．电容式传感器是用来将各种非电学物理量转变为电学物理量的装置。如图是四种电容式传感器的示意图，关于这四个传感器的作用，下列说法正确的是 （ ）
A．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．丁图的传感器可以用来测量速度
10．如图所示，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，在触摸屏四边均镀上狭长的电极。把触摸屏连入电路后，在导体层内会形成一个低电压交流电场，在手指触摸屏幕时，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器（耦合电容器），电流由四边电极流向触点，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（ ）
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．如果用戴了较厚手套的手触摸屏幕，照样能引起触摸屏动作
11．霍尔传感器测量转速的原理图如图所示，传感器固定在圆盘附近，圆盘上固定4个小磁体．在a、b间输入方向由a到b的恒定电流，圆盘转动时，每当磁体经过霍尔元件，传感器c、d端输出一个脉冲电压，检测单位时间内的脉冲数可得到圆盘的转速．关于该测速传感器，下列说法中正确的有
A．在图示位置时刻c点电势高于d点电势 B．圆盘转动越快，输出脉动电压峰值越高
C．c、d端输出脉冲电压的频率是圆盘转速的4倍 D．增加小磁体个数，传感器转速测量更准确
12．美国科学家Willard S ． Boyle与George E ． Snith因电荷耦合器件（CCD）的重要发明获得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
13．如图所示是“电容式加速度传感器”原理图，电容器的一个金属极弹性金属片板固定在绝缘底座上，另一块极板用弹性金属片制成，当这种加速度传感器用在上下移动的升降机中时，通过测量电容的变化就能感知升降机加速度的变化情况。设升降机加速度为零时电容器的电容为，下列说法正确的是（ ）
A．当升降机加速上升时， B．当升降机减速上升时，
C．当升降机减速下降时， D．当升降机加速下降时，
三、实验题
14．某科技小组设计了一种“车辆闯红灯违规记录仪”，在路面停止线前侧埋上压敏电阻，其阻值随压力的变化如图甲所示，和压敏电阻组合的仪器如图乙所示，仪器主要由控制电路和工作电路组成，控制电路中的光控开关接收到红光时会自动闭合，接收到绿光或黄光时会自动断开；控制电路中电源的电动势为9V，内阻为2Ω，继电器线圈电阻为8Ω，滑动变阻器连入电路的电阻为50Ω；当控制电路中的电流大于0.06A时，衔铁会被吸引，从而启动工作电路，电控照相机拍照记录违规车辆。
（1）当红灯亮时，若车辆越过停止线，电流表A的示数会变___________（选填“大”或“小”）。
（2）车辆对压敏电阻的压力超过___________N后，车辆闯红灯时才会被拍照记录。
（3）若要增大“车辆闯红灯违规记录仪”的灵敏度，即违规车辆对压敏电阻的压力比第（2）问结果小，也会被拍照记录，则滑动变阻器的滑片应向___________（选填“a”或“b”）端滑动。
15．为了研究光敏电阻在室内正常光照射和室外强光照射时电阻的大小关系，某同学用如图甲所示的电路进行实验，得出两种U I图线，如图乙所示。
（1）根据U I图线可知正常光照射时光敏电阻的阻值为_______Ω，强光照射时的阻值为_______Ω；
（2）若实验中所用电压表的内阻约为5 kΩ，毫安表的内阻约为100 Ω，考虑到电表内阻对实验结果的影响，此实验中_______（选填“正常光照射时”或“强光照射时”）测得的电阻误差较大。若测量这种光照下的电阻，则需将实物图中毫安表的连接方式采用_______（选填“内接”或“外接”）法进行实验，实验结果较为准确。
16．某课外活动小组自制了一台称重电子秤，其原理结构如图甲所示。R0为定值电阻，R是压敏电阻，其阻值会随所受的压力F的变化而变化，变化范围大约为几欧到十几欧，通过电压表的读数可以得知压力大小。活动小组通过实验探究了压敏电阻阻值R与其所受压力F大小的关系，如图乙所示。请回答以下问题：
（1）根据图乙所示的R-F图像，写出R和F的关系式：___________。
（2）若图甲所示的电路中，在压敏电阻R上水平放置一个重为2 N的托盘，在托盘上放一重物，电源电动势E=9 V，电源内阻r=1 Ω，R0=4.5 Ω，闭合开关，电压表示数为3 V，则重物的重力为___________N。
四、填空题
17．现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时，系统报警．提供的器材有：热敏电阻，报警器（内阻很小，流过的电流超过时就会报警），电阻箱（最大阻值为999.9 Ω），直流电源（输出电压为U，内阻不计），滑动变阻器（最大阻值为1 000 Ω），滑动变阻器（最大阻值为2 000 Ω），单刀双掷开关一个，导线若干．
在室温下对系统进行调节，已知U约为18 V，约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60 ℃时阻值为650.0 Ω．
（1）在答题卡上完成待调节的报警系统原理电路图的连线_________．
（2）在电路中应选用滑动变阻器________（填“”或“”）．
（3）按照下列步骤调节此报警系统：
①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为______Ω；滑动变阻器的滑片应置于______（填“a”或“b”）端附近，不能置于另一端的原因是______．
②将开关向______（填“c”或“d”）端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至______．
（4）保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用．
五、解答题
18．图是一种电感式微小位移传感器的原理图。1是待测位移的物体，3是空心线圈，软铁芯2插在线圈3中并且可以随着物体1在线圈中左右平移。这种传感器可以把被测物体位移的大小转换为线圈自感系数的大小，请定性说明它的工作原理，并尝试设计与线圈3相连的电路。
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