第五章 传感器
课时1 认识传感器
核心 目标 1. 知道传感器是把非电学量转换成电学量的器件或装置,了解传感器的基本组成部分和应用的一般模式.
2. 知道传感器在生产、生活等实践活动中可以代替甚至超过人类对自然的感知,能够改变人类的生产、生活方式.
要点梳理
要点1 神奇的传感器
传感器,是指这样一类______或装置:它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量,并能把它们按照一定的______转换为便于传送和处理的可用信号输出.
如:楼道灯的“声控—光控”开关:这个开关就是一种传感器,会感知环境的______和声音的______.只有环境的亮度______某一数值,同时声强______某一数值时,“声控—光控”开关才会接通,灯才会亮.
要点2 传感器的种类
工作原理 举例
物理传感器 利用物质的物理性质和物理效应感知并检测出待测对象信息 压电传感器、温度传感器、光电传感器、电感传感器、电容传感器等
化学传感器 利用化学反应识别和检测信息 气敏传感器、湿敏传感器等
生物传感器 利用生物化学反应识别和检测信号 酶传感器、组织传感器、细胞传感器等
要点3 传感器的组成与应用模式
1. 传感器一般由敏感元件、转换元件组成.
(1) 敏感元件:是指能直接感受或响应外界被测__________的部分.
(2) 转换元件:是指能将敏感元件输出的信号直接转换成________的部分.
它们分别完成______和______两个基本功能.
2. 传感器应用的一般模式如图所示,包括三个环节:感、传、用.
即学即用
1. 易错辨析
(1) 传感器是把非电学量转换为电学量的元件. ( )
(2) 所有传感器的材料都是由半导体材料做成的.( )
(3) 传感器只能感受温度和光两个物理量.( )
(4) 传感器可以将所有感受到的信号都转换为电学量.( )
(5) 干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的.( )
2. 2022年政府“惠民工程”为每个老小区居民楼免费安装了楼道照明灯,白天不论有没有声音灯都不亮,晚上有声音时灯才亮.该开关中有两种传感器:
①声传感器
②压力传感器
③环境光线传感器
④温度传感器
其中正确的选项是( )
A. ①② B. ①③
C. ①④ D. ②④
考向1 传感器的原理、分类与应用
1. 传感器的工作原理
传感器感受的通常是非电学量,如压力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等,而它输出的通常是电学量,如电压、电流、电荷量等.这些输出信号是非常微弱的,通常要经过放大后再输送给控制系统产生各种控制动作.原理如下所示:
→→→→
例析:话筒是一种能够将声音信号转换为电信号的传感器.如图是电容式话筒的组成结构示意图,振动膜片涂有薄薄的金属层,与膜后的固定电极构成电容器的两个极板.电容式话筒利用电容器的电容与极板间距离的关系来工作.
声波使振动膜发生振动,振动膜作为敏感元件,感受声音信号的变化,与固定电极组成的电容器相当于转换元件,将声音信号的强弱转换成电容器的电容变化.把电容器接入含有电阻、电源的转换电路中,由于电容器的电容不断发生变化,电容器产生充、放电电流,加载在电阻R 两端的电压也随之变化.这样,信号最后经过转换电路就被输出为便于测量和处理的电压信号,用于显示、记录等.
2. 物理传感器的分类
大多数传感器是以物理原理为基础制作的.这类传感器应用领域也最广泛.物理传感器的两大类:
(1) 根据被测量的不同,可分为声、光、压力、位移、加速度、温度等传感器.
(2) 根据具体工作原理的不同,可分为电阻式、电容式、电感式、光电式、热电式、压电式、磁电式等传感器.
3. 传感器的应用
传感器的作用就是方便进行测量、传输、处理和控制,因此得到了广泛应用.
(1) 生活中,电饭煲、电冰箱等,都用到温度传感器;自动门、家电遥控器等都用到红外传感器;照相机、电子秤分别用到光传感器、压力传感器等.
(2) 农业生产中,判断农田的水分蒸发情况,自动供水或停水等要用到温度传感器和湿度传感器.
(3) 工业生产中,各种传感器可以使生产的自动运行保持在最佳状态,以确保产品质量,提高效率和产量,节约原材料.
(4) 在航空、航天技术领域,都应用了大量的传感器供遥测和遥控系统使用;在载人飞船中还使用一类测量航天员各种生理状况的生理传感器,可测量血压、心电图、体温等.
关于传感器及其作用,下列说法中正确的是( )
A. 传感器一定是把非电学量转换为电学量
B. 传感器一定是把非电学量转换为电路的通断
C. 传感器把非电学量转换为电学量是为了方便地进行测量、传输、处理和控制
D. 电磁感应是把磁学的量转换为电学的量,所以电磁感应也是传感器
(2024·广州越秀区期末)如图所示是某电容式话筒的原理示意图,E为电源,R为电阻,薄片P和Q为两金属板.从左向右对着振动片P说话,P振动而Q不动.在P、Q间距增大的过程中( )
A. 电容器的电容增大
B. P上电荷量保持不变
C. P、Q间的场强增大
D. 点M的电势比点N的高
考向2 日常生活中的传感器原理
1. 干簧管:结构很简单,玻璃管内封入了两个软磁性材料制成的簧片.当磁体靠近干簧管时(如图所示),两个簧片被磁化而接通,所以干簧管能起到开关的作用,操纵开关的是磁场这只看不见的“手”.干簧管是一种能够感知磁场的传感器.
2. 温度传感器
(1) 热双金属片温度传感器
原理:热胀冷缩,因为双金属片热膨胀系数不同.
作用:控制电路的通断,常温时,若触点接触,接通电路,受热则会使触点分离,断开电路.
应用:日光灯启动器、电机过热保护、电熨斗等.
电熨斗:常温下两触点接触;温度升高,两种金属膨胀性能不同,双金属片形状发生变化,使触点断开.
(2) 感温磁体(铁氧体)温度传感器
这是电饭锅中使用的温度传感器的主要元件.
特点:常温下具有铁磁性,能够被磁体吸引.温度达到约103℃(居里温度)时,失去铁磁性,不能被磁体吸引.
电饭锅工作原理
①开始煮饭时,手压开关按钮,永磁体与感温磁体相吸,手松开后,按钮不再恢复到图示状态.
②水沸腾后,由于锅内保持100 ℃不变,故感温磁体仍与永磁体相吸,继续加热,故锅内温度大致保持100 ℃不变.
③饭熟后,水分被大米吸收,锅底温度升高,当温度升至“居里点103 ℃”时,感温磁体失去铁磁性,在弹簧作用下,永磁体被弹开,触点分离,切断电源,从而停止加热,之后进入保温状态.
说明:如果用电饭锅烧水,水沸腾后,锅内保持100 ℃不变,温度低于“居里点103 ℃”,电饭锅不能自动断电,只有水烧干后,温度升高到103 ℃才能自动断电.
(3) 测温仪
可以远距离读取温度的数值,因为温度信号变成电信号后可以远距离传输.
常见的测温元件如非接触式红外测温仪、热电偶等.
3. 光传感器
(1) 机械式鼠标器的光传感器是红外发射、接收管.
(2) 烟雾散射式火灾报警器中的光传感器是光电三极管.烟雾对光的散射使部分光线照射到光电三极管上,其电阻变小.电路检测出这种变化,就会发出警报.
(2024·惠州博罗县期中)教学楼过道灯的电路图如图所示,电路中的声传感器和光传感器实质就是声控开关和光控开关,在天黑以后,走过楼道时一跺脚灯就亮了;而白天无论怎样发出声响,灯都不会亮,下列说法中正确的是( )
A. 有人走动或发出声音时,声传感器自动闭合
B. 夜晚无光照时,光传感器自动断开
C. 白天有光照时,光传感器自动闭合
D. 夜晚狂风大作时,过道灯亮了,说明声传感器和光传感器都坏了
如图所示为电熨斗构造的示意图,其中温度敏感元件是双金属片,其作用是控制电路的通断.下列说法中正确的是( )
A. 常温下,电熨斗的上下触点是分离的
B. 当温度过高时,双金属片向下弯曲
C. 当温度升高时,双金属片下层的膨胀大于上层
D. 熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度,这时调节调温旋钮使调温旋钮上升
1. 关于传感器,下列说法中正确的是( )
A. 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,这种传感器作用是控制电路的通断
B. 太阳能自动控制路灯一般用热敏电阻作为敏感元件
C. 话筒是一种常用的声音传感器,其作用是将电信号转化为声信号
D. 干簧管可以感知磁场的存在,是一种能够测出磁感应强度的传感器
2. (2024·广州执信中学)如图所示为某水库用来检测水库水深的电路简图,其中R为可调电阻,R′为一定值电阻,可调电阻的滑动触头与一刚性轻杆连接,轻杆另一端与浮于液面的浮标相连接.当水库的液面高度发生变化时,灵敏电流计的指针发生改变.则下列说法中正确的是( )
A. 水库的液面降低时,滑动触头向下移动,灵敏电流计的示数变小
B. 水库的液面降低时,滑动触头向下移动,灵敏电流计的示数变大
C. 水库的液面升高时,滑动触头向下移动,灵敏电流计的示数变小
D. 水库的液面升高时,滑动触头向下移动,灵敏
电流计的示数变大
配套新练案
考向1 传感器的原理、分类与应用
1. 下列说法中错误的是( )
A. 传感器担负着信息采集的任务
B. 干簧管是一种能够感知磁场的传感器
C. 传感器不是电视遥控接收器的主要元件
D. 传感器是把力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的主要工具
2. 如图所示,酒精检测仪是用来检测人体是否摄入酒精及摄入酒精多少的仪器.酒精检测器的核心传感器是( )
A. 声音传感器
B. 温度传感器
C. 压力传感器
D. 电化学传感器
3. (2024·茂名信宜期中)在生活中,许多地方都应用了传感器,像路灯的自动控制就要用到( )
A. 位移传感器 B. 光传感器
C. 温度传感器 D. 压力传感器
考向2 日常生活中的传感器原理
4. 生活中离不开物理,物理知识在生活中应用非常广泛.下列说法中错误的是( )
A. 电饭锅是利用了力传感器原理
B. 光控路灯是利用了光敏电阻传感器
C. 变压器是利用了互感现象原理
D. 电磁炉是利用了交变电流的涡流现象原理
5. (2024·广州二中)空调机使室内温度达到设定值时会自动停止工作.空调机实现这一自动控制功能用到的传感器是( )
A. 压力传感器 B. 声音传感器
C. 温度传感器 D. 光传感器
6. 有一种在光照或温度升高时都能启动排气扇的自动控制装置,下列说法中正确的是( )
A. 两个传感器都是光电传感器
B. 两个传感器分别是光电传感器和温度传感器
C. 两个传感器可能分别是温度传感器、电容式传感器
D. 只有光照和温度都适合时排气扇才能工作
7. (多选)关于传感器及其应用,下列说法中正确的是( )
A. 能像人的感觉器官那样感受外界信息,并能按照一定的规律和要求把这些信息转换成可用输出信息的器件或装置,就叫传感器
B. 温度传感器是用得最多的传感器之一,它能把光的强弱转变成电信号
C. 用半导体材料制成的电阻器,其电阻值会随温度值的变化而改变,这样的电阻器叫热敏电阻器.利用热敏电阻器可以制作温度传感器
D. 生物传感器是利用各种生物或生物物质的特性做成的,用以检测与识别生物体内化学成分的传感器.生物传感器最典型的应用是在医疗卫生行业,医院中各种进行生化分析检验的仪器大多要用到生物传感器
8. (2025·清远南阳中学)(多选)如图所示,电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜制成的,它与基板构成电容器,并与电阻、电池构成闭合回路.麦克风正常工作时,振动膜随声波左右振动.下列说法中正确的是( )
A. 振动膜向右运动时,电容器的板间电场强度不变
B. 振动膜向右运动时,a点的电势比b点的电势高
C. 振动膜向左运动时,电阻上有从a到b的电流
D. 振动膜向左运动时,振动膜所带的电荷量减小
9. 某电饭锅的结构如图所示,其中温度传感器的主要元件是感温铁氧体,常温下感温铁氧体具有铁磁性,能够被磁体吸引,但是温度上升到约103 ℃时,就失去了铁磁性,不能被磁体吸引了.这个温度在物理学中称为该材料的“居里点”.下列关于该电饭锅的说法中正确的是( )
A. 开始煮饭时要压下开关按钮,手松开后这个按钮会马上恢复到图示状态
B. 常压下煮饭时水沸腾后锅内还有一定水分的时间内,锅的温度会持续升高
C. 饭煮熟后,水分被大米吸收,锅底的温度升高至“居里点”,开关按钮会自动弹起,使电饭锅停止加热
D. 如果用电饭锅烧水,也能在水沸腾后立即自动断电
10. (2025·广州一中)如图所示是光感式烟雾报警器的原理图,烟雾报警器光源发出光线,在没有烟雾时沿直线传播(虚线),有烟雾时则光会散射到光敏电阻中,使蜂鸣器达到额定电流发出报警声,已知光敏电阻的阻值随光的强度增强而减
小,接收光的强度随烟雾浓度增大而增强.关于烟雾报警器,下列说法中正确的是( )
A. 无论浓度多大的烟雾均可使蜂鸣器报警
B. 电源电动势越大,蜂鸣器越难发出报警声
C. 光源发光强度越强,蜂鸣器越难发出报警声
D. 滑动变阻器P向a端滑动,蜂鸣器更容易发出报警声第五章 传感器
课时1 认识传感器
核心 目标 1. 知道传感器是把非电学量转换成电学量的器件或装置,了解传感器的基本组成部分和应用的一般模式.
2. 知道传感器在生产、生活等实践活动中可以代替甚至超过人类对自然的感知,能够改变人类的生产、生活方式.
要点梳理
要点1 神奇的传感器
传感器,是指这样一类__器件__或装置:它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量,并能把它们按照一定的__规律__转换为便于传送和处理的可用信号输出.
如:楼道灯的“声控—光控”开关:这个开关就是一种传感器,会感知环境的__明暗__和声音的__强弱__.只有环境的亮度__低于__某一数值,同时声强__高于__某一数值时,“声控—光控”开关才会接通,灯才会亮.
要点2 传感器的种类
工作原理 举例
物理传感器 利用物质的物理性质和物理效应感知并检测出待测对象信息 压电传感器、温度传感器、光电传感器、电感传感器、电容传感器等
化学传感器 利用化学反应识别和检测信息 气敏传感器、湿敏传感器等
生物传感器 利用生物化学反应识别和检测信号 酶传感器、组织传感器、细胞传感器等
要点3 传感器的组成与应用模式
1. 传感器一般由敏感元件、转换元件组成.
(1) 敏感元件:是指能直接感受或响应外界被测__非电学量__的部分.
(2) 转换元件:是指能将敏感元件输出的信号直接转换成__电信号__的部分.
它们分别完成__检测__和__转换__两个基本功能.
2. 传感器应用的一般模式如图所示,包括三个环节:感、传、用.
即学即用
1. 易错辨析
(1) 传感器是把非电学量转换为电学量的元件. ( √ )
(2) 所有传感器的材料都是由半导体材料做成的.( × )
(3) 传感器只能感受温度和光两个物理量.( × )
(4) 传感器可以将所有感受到的信号都转换为电学量.( × )
(5) 干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的.( × )
2. 2022年政府“惠民工程”为每个老小区居民楼免费安装了楼道照明灯,白天不论有没有声音灯都不亮,晚上有声音时灯才亮.该开关中有两种传感器:
①声传感器
②压力传感器
③环境光线传感器
④温度传感器
其中正确的选项是( B )
A. ①② B. ①③
C. ①④ D. ②④
解析:白天不论有没有声音灯都不亮,晚上有声音时灯才亮,由此可以得知是声传感器和环境光线传感器,故B正确.
考向1 传感器的原理、分类与应用
1. 传感器的工作原理
传感器感受的通常是非电学量,如压力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等,而它输出的通常是电学量,如电压、电流、电荷量等.这些输出信号是非常微弱的,通常要经过放大后再输送给控制系统产生各种控制动作.原理如下所示:
→→→→
例析:话筒是一种能够将声音信号转换为电信号的传感器.如图是电容式话筒的组成结构示意图,振动膜片涂有薄薄的金属层,与膜后的固定电极构成电容器的两个极板.电容式话筒利用电容器的电容与极板间距离的关系来工作.
声波使振动膜发生振动,振动膜作为敏感元件,感受声音信号的变化,与固定电极组成的电容器相当于转换元件,将声音信号的强弱转换成电容器的电容变化.把电容器接入含有电阻、电源的转换电路中,由于电容器的电容不断发生变化,电容器产生充、放电电流,加载在电阻R 两端的电压也随之变化.这样,信号最后经过转换电路就被输出为便于测量和处理的电压信号,用于显示、记录等.
2. 物理传感器的分类
大多数传感器是以物理原理为基础制作的.这类传感器应用领域也最广泛.物理传感器的两大类:
(1) 根据被测量的不同,可分为声、光、压力、位移、加速度、温度等传感器.
(2) 根据具体工作原理的不同,可分为电阻式、电容式、电感式、光电式、热电式、压电式、磁电式等传感器.
3. 传感器的应用
传感器的作用就是方便进行测量、传输、处理和控制,因此得到了广泛应用.
(1) 生活中,电饭煲、电冰箱等,都用到温度传感器;自动门、家电遥控器等都用到红外传感器;照相机、电子秤分别用到光传感器、压力传感器等.
(2) 农业生产中,判断农田的水分蒸发情况,自动供水或停水等要用到温度传感器和湿度传感器.
(3) 工业生产中,各种传感器可以使生产的自动运行保持在最佳状态,以确保产品质量,提高效率和产量,节约原材料.
(4) 在航空、航天技术领域,都应用了大量的传感器供遥测和遥控系统使用;在载人飞船中还使用一类测量航天员各种生理状况的生理传感器,可测量血压、心电图、体温等.
关于传感器及其作用,下列说法中正确的是( C )
A. 传感器一定是把非电学量转换为电学量
B. 传感器一定是把非电学量转换为电路的通断
C. 传感器把非电学量转换为电学量是为了方便地进行测量、传输、处理和控制
D. 电磁感应是把磁学的量转换为电学的量,所以电磁感应也是传感器
解析:传感器是指一种元件或装置,它能感受力、温度、光、声、磁、化学成分等非电学量,并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量,或转换为电路的通断;传感器的作用和目的是更方便地测量、传输、处理、控制非电学量;电磁感应是原理,不是元件和装置,不能称为传感器,故C正确.
(2024·广州越秀区期末)如图所示是某电容式话筒的原理示意图,E为电源,R为电阻,薄片P和Q为两金属板.从左向右对着振动片P说话,P振动而Q不动.在P、Q间距增大的过程中( D )
A. 电容器的电容增大
B. P上电荷量保持不变
C. P、Q间的场强增大
D. 点M的电势比点N的高
解析:根据C=可知两极板间距离增大,电容减小,A错误;由于电容器与电源连接,电源电压保持不变,两极板间电压U不变,电容C减小,根据C=可知电容器的带电荷量减小,B错误;P、Q间的电场可视为匀强电场,则有U=Ed,在P、Q间距d增大的过程中,两极板间电压U不变,则P、Q间电场的场强E减小,C错误;两极板间距离增大,电容减小,Q极板的正电荷将通过电阻R和电源流向负极板,因此M点的电势高于N点的电势,D正确.
考向2 日常生活中的传感器原理
1. 干簧管:结构很简单,玻璃管内封入了两个软磁性材料制成的簧片.当磁体靠近干簧管时(如图所示),两个簧片被磁化而接通,所以干簧管能起到开关的作用,操纵开关的是磁场这只看不见的“手”.干簧管是一种能够感知磁场的传感器.
2. 温度传感器
(1) 热双金属片温度传感器
原理:热胀冷缩,因为双金属片热膨胀系数不同.
作用:控制电路的通断,常温时,若触点接触,接通电路,受热则会使触点分离,断开电路.
应用:日光灯启动器、电机过热保护、电熨斗等.
电熨斗:常温下两触点接触;温度升高,两种金属膨胀性能不同,双金属片形状发生变化,使触点断开.
(2) 感温磁体(铁氧体)温度传感器
这是电饭锅中使用的温度传感器的主要元件.
特点:常温下具有铁磁性,能够被磁体吸引.温度达到约103℃(居里温度)时,失去铁磁性,不能被磁体吸引.
电饭锅工作原理
①开始煮饭时,手压开关按钮,永磁体与感温磁体相吸,手松开后,按钮不再恢复到图示状态.
②水沸腾后,由于锅内保持100 ℃不变,故感温磁体仍与永磁体相吸,继续加热,故锅内温度大致保持100 ℃不变.
③饭熟后,水分被大米吸收,锅底温度升高,当温度升至“居里点103 ℃”时,感温磁体失去铁磁性,在弹簧作用下,永磁体被弹开,触点分离,切断电源,从而停止加热,之后进入保温状态.
说明:如果用电饭锅烧水,水沸腾后,锅内保持100 ℃不变,温度低于“居里点103 ℃”,电饭锅不能自动断电,只有水烧干后,温度升高到103 ℃才能自动断电.
(3) 测温仪
可以远距离读取温度的数值,因为温度信号变成电信号后可以远距离传输.
常见的测温元件如非接触式红外测温仪、热电偶等.
3. 光传感器
(1) 机械式鼠标器的光传感器是红外发射、接收管.
(2) 烟雾散射式火灾报警器中的光传感器是光电三极管.烟雾对光的散射使部分光线照射到光电三极管上,其电阻变小.电路检测出这种变化,就会发出警报.
(2024·惠州博罗县期中)教学楼过道灯的电路图如图所示,电路中的声传感器和光传感器实质就是声控开关和光控开关,在天黑以后,走过楼道时一跺脚灯就亮了;而白天无论怎样发出声响,灯都不会亮,下列说法中正确的是( A )
A. 有人走动或发出声音时,声传感器自动闭合
B. 夜晚无光照时,光传感器自动断开
C. 白天有光照时,光传感器自动闭合
D. 夜晚狂风大作时,过道灯亮了,说明声传感器和光传感器都坏了
解析:白天有光照时,光传感器自动断开,夜晚无光照时,光传感器自动闭合.有人走动或发出声音时,声传感器自动闭合.两个开关同时闭合,灯就会自动亮,B、C错误,A正确;夜晚狂风大作时,过道灯亮了,说明声传感器和光传感器都没有损坏,D错误.故选A.
如图所示为电熨斗构造的示意图,其中温度敏感元件是双金属片,其作用是控制电路的通断.下列说法中正确的是( B )
A. 常温下,电熨斗的上下触点是分离的
B. 当温度过高时,双金属片向下弯曲
C. 当温度升高时,双金属片下层的膨胀大于上层
D. 熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度,这时调节调温旋钮使调温旋钮上升
解析:当温度升高时,双金属片向膨胀系数小的发生弯曲,接触点断开,故上层的膨胀大于下层金属片,从而向下弯曲,C错误;常温下,电熨斗的上下触点是接触的;当温度过高时,双金属片发生弯曲使上下触点分开,起到调温作用,故双金属片向下弯曲,B正确,A错误;熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度,即温度较高时,金属片才能离开触点,所以要将调温旋钮旋转下降,保证在温度未达到一定值时,金属片仍与接触点接触,D错误.
1. 关于传感器,下列说法中正确的是( A )
A. 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,这种传感器作用是控制电路的通断
B. 太阳能自动控制路灯一般用热敏电阻作为敏感元件
C. 话筒是一种常用的声音传感器,其作用是将电信号转化为声信号
D. 干簧管可以感知磁场的存在,是一种能够测出磁感应强度的传感器
解析: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,这种传感器作用是控制电路的通断,A正确;太阳能自动控制路灯一般用光敏电阻作为敏感元件,B错误;话筒是一种常用的声音传感器,其作用是将声信号转化为电信号,C错误;干簧管是一种能够感知磁场的传感器,能够把磁信号转变为电路的通断,D错误.
2. (2024·广州执信中学)如图所示为某水库用来检测水库水深的电路简图,其中R为可调电阻,R′为一定值电阻,可调电阻的滑动触头与一刚性轻杆连接,轻杆另一端与浮于液面的浮标相连接.当水库的液面高度发生变化时,灵敏电流计的指针发生改变.则下列说法中正确的是( D )
A. 水库的液面降低时,滑动触头向下移动,灵敏电流计的示数变小
B. 水库的液面降低时,滑动触头向下移动,灵敏电流计的示数变大
C. 水库的液面升高时,滑动触头向下移动,灵敏电流计的示数变小
D. 水库的液面升高时,滑动触头向下移动,灵敏
电流计的示数变大
解析:水库的液面降低时,可调电阻的触头向上移动,其接入电路的阻值增大,电路的总阻值增大,灵敏电流计的示数变小,A、B错误;水库的液面升高时,滑动触头向下移动,其接入电路的电阻阻值减小,电路的总电阻阻值减小,灵敏电流计的示数变大,C错误,D正确.故选D.
配套新练案
考向1 传感器的原理、分类与应用
1. 下列说法中错误的是( C )
A. 传感器担负着信息采集的任务
B. 干簧管是一种能够感知磁场的传感器
C. 传感器不是电视遥控接收器的主要元件
D. 传感器是把力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的主要工具
解析:传感器的任务就是采集信息,A正确;干簧管是由平行不接触的两个极易被磁化的软铁片组成的,它靠近磁场时被磁化后相互吸引而接触,B正确;由传感器的定义知D正确.
2. 如图所示,酒精检测仪是用来检测人体是否摄入酒精及摄入酒精多少的仪器.酒精检测器的核心传感器是( D )
A. 声音传感器
B. 温度传感器
C. 压力传感器
D. 电化学传感器
解析:酒精检测仪是把人体摄入的酒精浓度这个物理量转化为电学量的传感器,属于电化学传感器,故D正确.
3. (2024·茂名信宜期中)在生活中,许多地方都应用了传感器,像路灯的自动控制就要用到( B )
A. 位移传感器 B. 光传感器
C. 温度传感器 D. 压力传感器
解析:灯要求夜晚亮、白天熄.则白天有光,黑夜没有光,则是由光导致电路的电流变化,所以电路中光传感器导致电阻变化,实现自动控制,因此是利用半导体的光敏性,即为光电传感器,B正确,A、C、D错误.故选B.
考向2 日常生活中的传感器原理
4. 生活中离不开物理,物理知识在生活中应用非常广泛.下列说法中错误的是( A )
A. 电饭锅是利用了力传感器原理
B. 光控路灯是利用了光敏电阻传感器
C. 变压器是利用了互感现象原理
D. 电磁炉是利用了交变电流的涡流现象原理
解析:电饭锅是利用了温度传感器的原理,A说法错误,符合题意;光控路灯是利用了光敏电阻传感器,B说法正确,不符合题意;变压器是利用了互感现象原理,C说法正确,不符合题意;电磁炉是利用了交变电流的涡流现象原理,D说法正确,不符合题意.
5. (2024·广州二中)空调机使室内温度达到设定值时会自动停止工作.空调机实现这一自动控制功能用到的传感器是( C )
A. 压力传感器 B. 声音传感器
C. 温度传感器 D. 光传感器
解析:空调机使室内温度达到设定值时会自动停止工作.空调机实现这一自动控制功能用到的传感器是温度传感器,C正确,A、B、D错误.故选C.
6. 有一种在光照或温度升高时都能启动排气扇的自动控制装置,下列说法中正确的是( B )
A. 两个传感器都是光电传感器
B. 两个传感器分别是光电传感器和温度传感器
C. 两个传感器可能分别是温度传感器、电容式传感器
D. 只有光照和温度都适合时排气扇才能工作
解析:题中提到有光照或温度升高时排气扇都能自动启动,由此可见两个传感器一个是光电传感器,一个是温度传感器,而且排气扇自动启动只需光照和温度其中一个满足条件即可,A、C、D错误,B正确.
7. (多选)关于传感器及其应用,下列说法中正确的是( ACD )
A. 能像人的感觉器官那样感受外界信息,并能按照一定的规律和要求把这些信息转换成可用输出信息的器件或装置,就叫传感器
B. 温度传感器是用得最多的传感器之一,它能把光的强弱转变成电信号
C. 用半导体材料制成的电阻器,其电阻值会随温度值的变化而改变,这样的电阻器叫热敏电阻器.利用热敏电阻器可以制作温度传感器
D. 生物传感器是利用各种生物或生物物质的特性做成的,用以检测与识别生物体内化学成分的传感器.生物传感器最典型的应用是在医疗卫生行业,医院中各种进行生化分析检验的仪器大多要用到生物传感器
解析:能像人的感觉器官那样感受外界信息,并能按照一定的规律和要求把这些信息转换成可用输出信息的器件或装置,就叫传感器,A正确;温度传感器是用得最多的传感器之一,它能把温度的高低变化转变成电信号,B错误;用半导体材料制成的电阻器,其电阻值会随温度值的变化而改变,这样的电阻器叫热敏电阻器.利用热敏电阻器可以制作温度传感器,C正确;生物传感器是利用各种生物或生物物质的特性做成的,用以检测与识别生物体内化学成分的传感器.生物传感器最典型的应用是在医疗卫生行业,医院中各种进行生化分析检验的仪器大多要用到生物传感器,D正确.
8. (2025·清远南阳中学)(多选)如图所示,电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜制成的,它与基板构成电容器,并与电阻、电池构成闭合回路.麦克风正常工作时,振动膜随声波左右振动.下列说法中正确的是( BD )
A. 振动膜向右运动时,电容器的板间电场强度不变
B. 振动膜向右运动时,a点的电势比b点的电势高
C. 振动膜向左运动时,电阻上有从a到b的电流
D. 振动膜向左运动时,振动膜所带的电荷量减小
解析:振动膜片向右振动时电容器两极板的距离变小,根据E=,电容器的板间电场强度变大,根据C=,电容增大,根据C=,在U不变的情况下,Q增大,电容器充电,电阻中电流方向向下,即从a到b的电流,a点的电势比b点的电势高,A错误,B正确;振动膜片向左振动时电容器两极板的距离变大,根据C=,电容减小,根据C=知,在U不变的情况下,Q减小,电容器放电,电阻中电流方向向上,即从b到a 的电流, C错误,D正确.故选B、D.
9. 某电饭锅的结构如图所示,其中温度传感器的主要元件是感温铁氧体,常温下感温铁氧体具有铁磁性,能够被磁体吸引,但是温度上升到约103 ℃时,就失去了铁磁性,不能被磁体吸引了.这个温度在物理学中称为该材料的“居里点”.下列关于该电饭锅的说法中正确的是( C )
A. 开始煮饭时要压下开关按钮,手松开后这个按钮会马上恢复到图示状态
B. 常压下煮饭时水沸腾后锅内还有一定水分的时间内,锅的温度会持续升高
C. 饭煮熟后,水分被大米吸收,锅底的温度升高至“居里点”,开关按钮会自动弹起,使电饭锅停止加热
D. 如果用电饭锅烧水,也能在水沸腾后立即自动断电
解析:开始煮饭时,用手压下开关按钮,永磁体与感温铁氧体相吸,手松开后,按钮不再恢复到图示状态,电路接通而电饭锅加热,故A错误;常压下煮饭时水沸腾后锅内还有一定水分的时间内,水在沸腾后温度一直为100 ℃,锅的温度不会持续升高,除非水烧干,故B错误;饭熟后,水分被大米吸收,锅底温度升高,当温度升至“居里点”103 ℃时,感温铁氧体失去磁性,在弹簧作用下,切断电源,故C正确;如果在1个标准大气压下用电饭锅烧水,水沸腾后不会自动断电,当水烧干后,温度升高达到103 ℃时,感温铁氧体便失去了磁性会自动断电,故D错误.
10. (2025·广州一中)如图所示是光感式烟雾报警器的原理图,烟雾报警器光源发出光线,在没有烟雾时沿直线传播(虚线),有烟雾时则光会散射到光敏电阻中,使蜂鸣器达到额定电流发出报警声,已知光敏电阻的阻值随光的强度增强而减
小,接收光的强度随烟雾浓度增大而增强.关于烟雾报警器,下列说法中正确的是( D )
A. 无论浓度多大的烟雾均可使蜂鸣器报警
B. 电源电动势越大,蜂鸣器越难发出报警声
C. 光源发光强度越强,蜂鸣器越难发出报警声
D. 滑动变阻器P向a端滑动,蜂鸣器更容易发出报警声
解析:只有当烟雾的浓度足够大时,散射到光敏电阻上的光足够强,使得光敏电阻的阻值减小,电路中电流足够大时才能使蜂鸣器报警,A错误;电源电动势越大,在同等条件下回路中的电流越大,则蜂鸣器越容易发出报警声,B错误;光源发光强度越强,光敏电阻的阻值越小,则回路中电流越大,则蜂鸣器越容易发出报警声,C错误;滑动变阻器 P向a端滑动,电阻减小,则回路中电流增加,则蜂鸣器更容易发出报警声,D正确.故选D.(共50张PPT)
第五章
课时1 认识传感器
传感器
核心 目标 1. 知道传感器是把非电学量转换成电学量的器件或装置,了解传感器的基本组成部分和应用的一般模式.
2. 知道传感器在生产、生活等实践活动中可以代替甚至超过人类对自然的感知,能够改变人类的生产、生活方式.
必备知识 记忆理解
神奇的传感器
要点
1
传感器,是指这样一类________或装置:它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量,并能把它们按照一定的________转换为便于传送和处理的可用信号输出.
如:楼道灯的“声控—光控”开关:这个开关就是一种传感器,会感知环境的________和声音的________.只有环境的亮度________某一数值,同时声强________某一数值时,“声控—光控”开关才会接通,灯才会亮.
器件
规律
明暗
强弱
低于
高于
传感器的种类
要点
2
工作原理 举例
物理传感器 利用物质的物理性质和物理效应感知并检测出待测对象信息 压电传感器、温度传感器、光电传感器、电感传感器、电容传感器等
化学传感器 利用化学反应识别和检测信息 气敏传感器、湿敏传感器等
生物传感器 利用生物化学反应识别和检测信号 酶传感器、组织传感器、细胞传感器等
传感器的组成与应用模式
要点
3
1. 传感器一般由敏感元件、转换元件组成.
(1) 敏感元件:是指能直接感受或响应外界被测____________的部分.
(2) 转换元件:是指能将敏感元件输出的信号直接转换成__________的部分.
它们分别完成________和________两个基本功能.
2. 传感器应用的一般模式如图所示,包括三个环节:感、传、用.
检测
转换
非电学量
电信号
1. 易错辨析
(1) 传感器是把非电学量转换为电学量的元件. ( )
(2) 所有传感器的材料都是由半导体材料做成的. ( )
(3) 传感器只能感受温度和光两个物理量. ( )
(4) 传感器可以将所有感受到的信号都转换为电学量. ( )
(5) 干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的. ( )
√
×
×
×
×
2. 2022年政府“惠民工程”为每个老小区居民楼免费安装了楼道照明灯,白天不论有没有声音灯都不亮,晚上有声音时灯才亮.该开关中有两种传感器:
①声传感器 ②压力传感器 ③环境光线传感器 ④温度传感器
其中正确的选项是 ( )
A. ①② B. ①③
C. ①④ D. ②④
B
解析:白天不论有没有声音灯都不亮,晚上有声音时灯才亮,由此可以得知是声传感器和环境光线传感器,故B正确.
把握考向 各个击破
传感器的原理、分类与应用
考向
1
1. 传感器的工作原理
传感器感受的通常是非电学量,如压力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等,而它输出的通常是电学量,如电压、电流、电荷量等.这些输出信号是非常微弱的,通常要经过放大后再输送给控制系统产生各种控制动作.原理如下所示:
例析:话筒是一种能够将声音信号转换为电信号的传感器.如图是电容式话筒的组成结构示意图,振动膜片涂有薄薄的金属层,与膜后的固定电极构成电容器的两个极板.电容式话筒利用电容器的电容与极板间距离的关系来工作.
声波使振动膜发生振动,振动膜作为敏感元件,感受声音信号的变化,与固定电极组成的电容器相当于转换元件,将声音信号的强弱转换成电容器的电容变化.把电容器接入含有电阻、电源的转换电路中,由于电容器的电容不断发生变化,电容器产生充、放电电流,加载在电阻R 两端的电压也随之变化.这样,信号最后经过转换电路就被输出为便于测量和处理的电压信号,用于显示、记录等.
2. 物理传感器的分类
大多数传感器是以物理原理为基础制作的.这类传感器应用领域也最广泛.物理传感器的两大类:
(1) 根据被测量的不同,可分为声、光、压力、位移、加速度、温度等传感器.
(2) 根据具体工作原理的不同,可分为电阻式、电容式、电感式、光电式、热电式、压电式、磁电式等传感器.
3. 传感器的应用
传感器的作用就是方便进行测量、传输、处理和控制,因此得到了广泛应用.
(1) 生活中,电饭煲、电冰箱等,都用到温度传感器;自动门、家电遥控器等都用到红外传感器;照相机、电子秤分别用到光传感器、压力传感器等.
(2) 农业生产中,判断农田的水分蒸发情况,自动供水或停水等要用到温度传感器和湿度传感器.
(3) 工业生产中,各种传感器可以使生产的自动运行保持在最佳状态,以确保产品质量,提高效率和产量,节约原材料.
(4) 在航空、航天技术领域,都应用了大量的传感器供遥测和遥控系统使用;在载人飞船中还使用一类测量航天员各种生理状况的生理传感器,可测量血压、心电图、体温等.
关于传感器及其作用,下列说法中正确的是 ( )
A. 传感器一定是把非电学量转换为电学量
B. 传感器一定是把非电学量转换为电路的通断
C. 传感器把非电学量转换为电学量是为了方便地进行测量、传输、处理和控制
D. 电磁感应是把磁学的量转换为电学的量,所以电磁感应也是传感器
1
C
解析:传感器是指一种元件或装置,它能感受力、温度、光、声、磁、化学成分等非电学量,并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量,或转换为电路的通断;传感器的作用和目的是更方便地测量、传输、处理、控制非电学量;电磁感应是原理,不是元件和装置,不能称为传感器,故C正确.
(2024·广州越秀区期末)如图所示是某电容式话筒的原理示意图,E为电源,R为电阻,薄片P和Q为两金属板.从左向右对着振动片P说话,P振动而Q不动.在P、Q间距增大的过程中 ( )
A. 电容器的电容增大
B. P上电荷量保持不变
C. P、Q间的场强增大
D. 点M的电势比点N的高
2
D
日常生活中的传感器原理
考向
2
1. 干簧管:结构很简单,玻璃管内封入了两个软磁性材料制成的簧片.当磁体靠近干簧管时(如图所示),两个簧片被磁化而接通,所以干簧管能起到开关的作用,操纵开关的是磁场这只看不见的“手”.干簧管是一种能够感知磁场的传感器.
2. 温度传感器
(1) 热双金属片温度传感器
原理:热胀冷缩,因为双金属片热膨胀系数不同.
作用:控制电路的通断,常温时,若触点接触,接通电路,受热则会使触点分离,断开电路.
应用:日光灯启动器、电机过热保护、电熨斗等.
电熨斗:常温下两触点接触;温度升高,两种金属膨胀性能不同,双金属片形状发生变化,使触点断开.
(2) 感温磁体(铁氧体)温度传感器
这是电饭锅中使用的温度传感器的主要元件.
特点:常温下具有铁磁性,能够被磁体吸引.温度达到约103℃(居里温度)时,失去铁磁性,不能被磁体吸引.
电饭锅工作原理
①开始煮饭时,手压开关按钮,永磁体与感温磁体相吸,手松开后,按钮不再恢复到图示状态.
②水沸腾后,由于锅内保持100 ℃不变,故感温磁体仍与永磁体相吸,继续加热,故锅内温度大致保持100 ℃不变.
③饭熟后,水分被大米吸收,锅底温度升高,当温度升至“居里点103 ℃”时,感温磁体失去铁磁性,在弹簧作用下,永磁体被弹开,触点分离,切断电源,从而停止加热,之后进入保温状态.
说明:如果用电饭锅烧水,水沸腾后,锅内保持100 ℃不变,温度低于“居里点103 ℃”,电饭锅不能自动断电,只有水烧干后,温度升高到103 ℃才能自动断电.
(3) 测温仪
可以远距离读取温度的数值,因为温度信号变成电信号后可以远距离传输.
常见的测温元件如非接触式红外测温仪、热电偶等.
3. 光传感器
(1) 机械式鼠标器的光传感器是红外发射、接收管.
(2) 烟雾散射式火灾报警器中的光传感器是光电三极管.烟雾对光的散射使部分光线照射到光电三极管上,其电阻变小.电路检测出这种变化,就会发出警报.
(2024·惠州博罗县期中)教学楼过道灯的电路图如图所示,电路中的声传感器和光传感器实质就是声控开关和光控开关,在天黑以后,走过楼道时一跺脚灯就亮了;而白天无论怎样发出声响,灯都不会亮,下列说法中正确的是 ( )
A. 有人走动或发出声音时,声传感器自动闭合
B. 夜晚无光照时,光传感器自动断开
C. 白天有光照时,光传感器自动闭合
D. 夜晚狂风大作时,过道灯亮了,说明声传感器和
光传感器都坏了
3
A
解析:白天有光照时,光传感器自动断开,夜晚无光照时,光传感器自动闭合.有人走动或发出声音时,声传感器自动闭合.两个开关同时闭合,灯就会自动亮,B、C错误,A正确;夜晚狂风大作时,过道灯亮了,说明声传感器和光传感器都没有损坏,D错误.故选A.
如图所示为电熨斗构造的示意图,其中温度敏感元件是双金属片,其作用是控制电路的通断.下列说法中正确的是 ( )
A. 常温下,电熨斗的上下触点是分离的
B. 当温度过高时,双金属片向下弯曲
C. 当温度升高时,双金属片下层的膨胀大于上层
D. 熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度,这时
调节调温旋钮使调温旋钮上升
4
B
解析:当温度升高时,双金属片向膨胀系数小的发生弯曲,接触点断开,故上层的膨胀大于下层金属片,从而向下弯曲,C错误;常温下,电熨斗的上下触点是接触的;当温度过高时,双金属片发生弯曲使上下触点分开,起到调温作用,故双金属片向下弯曲,B正确,A错误;熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度,即温度较高时,金属片才能离开触点,所以要将调温旋钮旋转下降,保证在温度未达到一定值时,金属片仍与接触点接触,D错误.
随堂内化 即时巩固
1. 关于传感器,下列说法中正确的是 ( )
A. 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,这种传感器作用是控制电路的通断
B. 太阳能自动控制路灯一般用热敏电阻作为敏感元件
C. 话筒是一种常用的声音传感器,其作用是将电信号转化为声信号
D. 干簧管可以感知磁场的存在,是一种能够测出磁感应强度的传感器
A
解析: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,这种传感器作用是控制电路的通断,A正确;太阳能自动控制路灯一般用光敏电阻作为敏感元件,B错误;话筒是一种常用的声音传感器,其作用是将声信号转化为电信号,C错误;干簧管是一种能够感知磁场的传感器,能够把磁信号转变为电路的通断,D错误.
2. (2024·广州执信中学)如图所示为某水库用来检测水库水深的电路简图,其中R为可调电阻,R′为一定值电阻,可调电阻的滑动触头与一刚性轻杆连接,轻杆另一端与浮于液面的浮标相连接.当水库的液面高度发生变化时,灵敏电流计的指针发生改变.则下列说法中正确的是 ( )
D
A. 水库的液面降低时,滑动触头向下移动,灵敏电流计的示数变小
B. 水库的液面降低时,滑动触头向下移动,灵敏电流计的示数变大
C. 水库的液面升高时,滑动触头向下移动,灵敏电流计的示数变小
D. 水库的液面升高时,滑动触头向下移动,灵敏电流计的示数变大
解析:水库的液面降低时,可调电阻的触头向上移动,其接入电路的阻值增大,电路的总阻值增大,灵敏电流计的示数变小,A、B错误;水库的液面升高时,滑动触头向下移动,其接入电路的电阻阻值减小,电路的总电阻阻值减小,灵敏电流计的示数变大,C错误,D正确.故选D.
配套新练案
考向1 传感器的原理、分类与应用
1. 下列说法中错误的是 ( )
A. 传感器担负着信息采集的任务
B. 干簧管是一种能够感知磁场的传感器
C. 传感器不是电视遥控接收器的主要元件
D. 传感器是把力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的主要工具
C
解析:传感器的任务就是采集信息,A正确;干簧管是由平行不接触的两个极易被磁化的软铁片组成的,它靠近磁场时被磁化后相互吸引而接触,B正确;由传感器的定义知D正确.
2. 如图所示,酒精检测仪是用来检测人体是否摄入酒精及摄入酒精多少的仪器.酒精检测器的核心传感器是 ( )
A. 声音传感器
B. 温度传感器
C. 压力传感器
D. 电化学传感器
D
解析:酒精检测仪是把人体摄入的酒精浓度这个物理量转化为电学量的传感器,属于电化学传感器,故D正确.
3. (2024·茂名信宜期中)在生活中,许多地方都应用了传感器,像路灯的自动控制就要用到 ( )
A. 位移传感器 B. 光传感器
C. 温度传感器 D. 压力传感器
B
解析:灯要求夜晚亮、白天熄.则白天有光,黑夜没有光,则是由光导致电路的电流变化,所以电路中光传感器导致电阻变化,实现自动控制,因此是利用半导体的光敏性,即为光电传感器,B正确,A、C、D错误.故选B.
考向2 日常生活中的传感器原理
4. 生活中离不开物理,物理知识在生活中应用非常广泛.下列说法中错误的是 ( )
A. 电饭锅是利用了力传感器原理
B. 光控路灯是利用了光敏电阻传感器
C. 变压器是利用了互感现象原理
D. 电磁炉是利用了交变电流的涡流现象原理
A
解析:电饭锅是利用了温度传感器的原理,A说法错误,符合题意;光控路灯是利用了光敏电阻传感器,B说法正确,不符合题意;变压器是利用了互感现象原理,C说法正确,不符合题意;电磁炉是利用了交变电流的涡流现象原理,D说法正确,不符合题意.
5. (2024·广州二中)空调机使室内温度达到设定值时会自动停止工作.空调机实现这一自动控制功能用到的传感器是 ( )
A. 压力传感器 B. 声音传感器
C. 温度传感器 D. 光传感器
C
解析:空调机使室内温度达到设定值时会自动停止工作.空调机实现这一自动控制功能用到的传感器是温度传感器,C正确,A、B、D错误.故选C.
6. 有一种在光照或温度升高时都能启动排气扇的自动控制装置,下列说法中正确的是 ( )
A. 两个传感器都是光电传感器
B. 两个传感器分别是光电传感器和温度传感器
C. 两个传感器可能分别是温度传感器、电容式传感器
D. 只有光照和温度都适合时排气扇才能工作
B
解析:题中提到有光照或温度升高时排气扇都能自动启动,由此可见两个传感器一个是光电传感器,一个是温度传感器,而且排气扇自动启动只需光照和温度其中一个满足条件即可,A、C、D错误,B正确.
7. (多选)关于传感器及其应用,下列说法中正确的是 ( )
A. 能像人的感觉器官那样感受外界信息,并能按照一定的规律和要求把这些信息转换成可用输出信息的器件或装置,就叫传感器
B. 温度传感器是用得最多的传感器之一,它能把光的强弱转变成电信号
C. 用半导体材料制成的电阻器,其电阻值会随温度值的变化而改变,这样的电阻器叫热敏电阻器.利用热敏电阻器可以制作温度传感器
D. 生物传感器是利用各种生物或生物物质的特性做成的,用以检测与识别生物体内化学成分的传感器.生物传感器最典型的应用是在医疗卫生行业,医院中各种进行生化分析检验的仪器大多要用到生物传感器
ACD
解析:能像人的感觉器官那样感受外界信息,并能按照一定的规律和要求把这些信息转换成可用输出信息的器件或装置,就叫传感器,A正确;温度传感器是用得最多的传感器之一,它能把温度的高低变化转变成电信号,B错误;用半导体材料制成的电阻器,其电阻值会随温度值的变化而改变,这样的电阻器叫热敏电阻器.利用热敏电阻器可以制作温度传感器,C正确;生物传感器是利用各种生物或生物物质的特性做成的,用以检测与识别生物体内化学成分的传感器.生物传感器最典型的应用是在医疗卫生行业,医院中各种进行生化分析检验的仪器大多要用到生物传感器,D正确.
8. (2025·清远南阳中学)(多选)如图所示,电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜制成的,它与基板构成电容器,并与电阻、电池构成闭合回路.麦克风正常工作时,振动膜随声波左右振动.下列说法中正确的是 ( )
A. 振动膜向右运动时,电容器的板间电场强度不变
B. 振动膜向右运动时,a点的电势比b点的电势高
C. 振动膜向左运动时,电阻上有从a到b的电流
D. 振动膜向左运动时,振动膜所带的电荷量减小
BD
9. 某电饭锅的结构如图所示,其中温度传感器的主要元件是感温铁氧体,常温下感温铁氧体具有铁磁性,能够被磁体吸引,但是温度上升到约103 ℃时,就失去了铁磁性,不能被磁体吸引了.这个温度在物理学中称为该材料的“居里点”.下列关于该电饭锅的说法中正确的是( )
C
A. 开始煮饭时要压下开关按钮,手松开后这个按钮会马上恢复到图示状态
B. 常压下煮饭时水沸腾后锅内还有一定水分的时间内,锅的温度会持续升高
C. 饭煮熟后,水分被大米吸收,锅底的温度升高至“居里点”,开关按钮会自动弹起,使电饭锅停止加热
D. 如果用电饭锅烧水,也能在水沸腾后立即自动断电
解析:开始煮饭时,用手压下开关按钮,永磁体与感温铁氧体相吸,手松开后,按钮不再恢复到图示状态,电路接通而电饭锅加热,故A错误;常压下煮饭时水沸腾后锅内还有一定水分的时间内,水在沸腾后温度一直为100 ℃,锅的温度不会持续升高,除非水烧干,故B错误;饭熟后,水分被大米吸收,锅底温度升高,当温度升至“居里点”103 ℃时,感温铁氧体失去磁性,在弹簧作用下,切断电源,故C正确;如果在1个标准大气压下用电饭锅烧水,水沸腾后不会自动断电,当水烧干后,温度升高达到103 ℃时,感温铁氧体便失去了磁性会自动断电,故D错误.
10. (2025·广州一中)如图所示是光感式烟雾报警器的原理图,烟雾报警器光源发出光线,在没有烟雾时沿直线传播(虚线),有烟雾时则光会散射到光敏电阻中,使蜂鸣器达到额定电流发出报警声,已知光敏电阻的阻值随光的强度增强而减小,接收光的强度随烟雾浓度增大而增强.关于烟雾报警器,下列说法中正确的是 ( )
A. 无论浓度多大的烟雾均可使蜂鸣器报警
B. 电源电动势越大,蜂鸣器越难发出报警声
C. 光源发光强度越强,蜂鸣器越难发出报警声
D. 滑动变阻器P向a端滑动,蜂鸣器更容易发出
报警声
D
解析:只有当烟雾的浓度足够大时,散射到光敏电阻上的光足够强,使得光敏电阻的阻值减小,电路中电流足够大时才能使蜂鸣器报警,A错误;电源电动势越大,在同等条件下回路中的电流越大,则蜂鸣器越容易发出报警声,B错误;光源发光强度越强,光敏电阻的阻值越小,则回路中电流越大,则蜂鸣器越容易发出报警声,C错误;滑动变阻器 P向a端滑动,电阻减小,则回路中电流增加,则蜂鸣器更容易发出报警声,D正确.故选D.
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