积盾市安家阳光实验学校错误!错误! 1 传感器及其工作原理 记一记
传感器及其工作原理
1个义——传感器的义
4种传感器——光传感器、温度传感器、霍尔元件、电容式传感器 辨一辨
1.传感器可以把非电学量转化为电学量．(√)
薄片蒸汽眼罩2．所有传感器的材料都是由半导体材料做成的．(×)
3．金属热电阻随温度的升高导电能力增强．(×)
4．热敏电阻一般用半导体材料制作，导电能力随温度的升高而增强，但灵敏度低．(×)
5．霍尔元件一共有两个电极，电压这个电学量就通过这两个电极输出．(×)想一想
早泄宁1.光照越强，光敏电阻的阻值越大还是越小？为什么？
提示：越小．光敏电阻的构成物质为半导体材料，无光照时，载流子少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性变好．
2．热敏电阻与金属热电阻一样吗？
提示：不一样．热敏电阻是半导体元件，其电阻随温度的升高而减小，灵敏度较高；金属热电阻是金属导体，电阻随温度的升高而增大，稳性好，测温范围大． 3．为解决楼道里的照明问题，在楼道内安装一个传感器与控制电灯的电路连接．当楼道内有人走动而发出声响时，电灯即与电源接通而发光，这种传感器是什么传感器，它的输入、输出信号各是什么？
提示：它是声电传感器，输入的是声信号，输出的是电信号．
思考感悟：
墨粉练一练
1.有一电学元件，温度升高时电阻却大幅度地减小，则这种元件使用的材料可能是( )
A．金属导体 B．绝缘体
C．半导体 D．超导体
解析：金属导体的电阻随温度的升高而增大，超导体的电阻几乎为零，半导体(如热敏电阻)的阻值随温度的升高而大幅度地减小．C项正确．答案：C
2．关于传感器及其作用，下列说法正确的是( )
A．传感器一是把非电学量转换为电学量
B．传感器一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．电磁感是把磁学的量转换为电学的量，所以电磁感也是传感器
解析：传感器是指一种元件或装置，它能感受力、温度、光、声、磁、化学成分非电学量，并能把它们按照一的规律转换为电压、电流电学量，或转换为电路的通断；其作用和目的是更方便地测量、传输、处理、控制非电学量，出非电学量和电学量之间的对关系．电磁感是原理，不是元件和装置，不能称为传感器，C项正确．
答案：C
3.
如图所示是一火警器的一电路示意图，其中R2为用NTC半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接器，当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I、器两端的电压U的变化情况是( ) A．I变大，U变大 B．I变小，U变小
C．I变小，U变大 D．I变大，U变小
解析：当R2处出现火情时，NTC热敏材料制成的传感器的电阻将减小，则此时电路中的总电阻减小，由闭合电路欧姆律可知：外电路电压将减小，U减小；电路中的总电流增大，所以R1上的电压增大，显示器两端的电压将减小，电流I减小，B项正确．
答案：B
4.
(多选)如图所示为某霍尔元件的工作原理示意图，该元件中电流I由正电荷的向运动形成．下列说法正确的是( )
A．M点电势比N点电势高
B．用霍尔元件可以测量地磁场的磁感强度
C．用霍尔元件能够把磁学量转换为电学量
D．若保持电流I恒，则霍尔电压U H与B成正比
解析：当正电荷向运动形成电流时，正电荷在洛伦兹力作用下向N极聚集，M极感出量的负电荷，所以M点电势比N点电势低，A项错误；根据霍尔元件的特点可知，B、C两项正确；因霍尔电压U H＝k
IB
d
，保持电流I恒时，霍尔电压U H与B成正比，D项正确．
答案：BCD
要点一传感器
1.传感器可以进行信息采集并把采集到的信息转换为易于控制的量，其工作过程可能是( )
A．将力学量(如形变量)转换成磁学量
B．将电学量转换成热学量
C．将光学量转换成电学量
D．将电学量转换成力学量
四季汤解析：传感器是指能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分非电学量，并能把它们按照一的规律转换为电压、电流电学量或转换为控制电路的通断的一类元件，故只有C项正确．
答案：C
2．在电梯门口放置一障碍物，会发现电梯门不停地开关，这是由于在电梯门上装有的传感器是( )
A．光传感器 B．温度传感器
C．声传感器 D．磁传感器
解析：电梯门上安装的是光传感器．
答案：A
要点二光敏电阻和热敏电阻
3.有一电学元件，温度升高时其电阻减小，这种元件可能是( )
A．金属导体 B．光敏电阻
C．NTC热敏电阻 D．PTC热敏电阻
解析：金属导体电阻值一般随温度升高而增大，光敏电阻电阻值是随光照强度的增大而减小，PTC热敏电阻的阻值随温度的升高而增大，只有NTC热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，C项正确，A、B、D三项错误．
答案：C
4.
如图所示是观察电阻R的阻值随温度变化情况的示意图，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( )
A．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：如果R为金属热电阻，则读数变大，但不会非常明显，故A、B均错误；如果R为热敏电阻，读数变化非常明显，故C项正确，D项错误．答案：C
5.
(多选)如图所示，R1、R2为值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时( )
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，同时内电压增大，故电路路端电压减小，而电压表的示数增大，A项正确，D项错误；由路端电压减小，而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，C项正确．答案：ABC
6.
如图所示的电路中，电源两端的电压恒，L为小灯泡，R为光敏电阻，R和L之间用挡板(未画出)隔开，LED为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与LED间距不变，下列说法中正确的是( )
A．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大
B．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小
C．当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率可能不变
D．无论怎样移动滑动触头P，L消耗的功率都不变
解析：滑动触头P左移，滑动变阻器接入电路的电阻减小，流过二极管的电流增大，从而发光增强，使光敏电阻R减小，最终达到增大流过灯泡的电流的效果，L消耗的功率增大．
答案：A
要点三霍尔元件
7.
(多选)如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，相对于一个霍尔元件d、k为值，如果保持电流I恒，则可以验证U H随B的变化情况．以下说法中正确的是( )
A．将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，U H将变大
B．在测地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面保持水平
C．在测地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面保持水平
D．改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，U H将发生变化
解析：一个磁极靠近霍尔元件工作面时，B增强，由U H＝k
IB
d
防静电涂层
，知U H将变大，A项正确；地球两极处磁场可看作与地面垂直，所以工作面保持水平，B项正确；赤道处磁场可看作与地面平行，所以工作面保持竖直，C项错误；若磁场与工作面夹角为θ，则有qvB sin θ＝q
U H
d
，可见θ变化时，U H将变化，D正确．答案：ABD
8.
(多选)如图所示是霍尔元件的示意图，一块通电的铜板放在磁场中，板面垂直于磁场，板内通有如图所示方向的电流，a、b是铜板上、下边缘的两点，则( )
A．电势φa＞φb
B．电势φb＞φa
C ．电流增大时，|φa －φb |增大
D ．其他条件不变，将铜板改为NaCl 溶液时，电势结果仍然一样
解析：铜板中的自由电荷是电子，电子向移动的方向与电流的方向相反，由左手则可判断出电子因受洛伦兹力作用而向b 侧偏转，所以φa ＞φb ，A 项正
确，B 项错误；因|φa －φb |＝k IB
d
，所以电流增大时，|φa －φb |增大，C 项正
确；若将铜板改为NaCl 溶液，溶液中的正、负离子均向b 侧偏转，|φa －φb |
＝0，即不产生霍尔效，故D 项错误．
答案：AC
基础达标
1.关于传感器的下列说法正确的是( )
A ．所有传感器的材料都是由半导体材料做成的
B ．金属材料也可以制成传感器
C ．传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的
D ．以上说法都不正确
解析：半导体材料可以制成传感器，其他材料也可以制成传感器，如金属
氧化物——氧化锰就可以制成温度计，A 项错误，B 项正确；传感器不但能感知
电梯运行检测平台电压的变化，还能感受力、温度、光、声、化学成分非电学量的变化，C 项错
误．
答案：B
2．(多选)电子电路中常用到一种称为“干簧管”的元件(如图所示)，它的结构很简单，只是玻璃管内封入的两个软磁性材料制成的．当磁体靠近干簧管时，两个被磁化而接通，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”．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 ．两个磁性材料制成的接通的原因是被磁化后相互吸引
D ．干簧管接入电路中相当于开关的作用
解析：当磁体靠近干簧管时，两个被磁化相互吸引而接通，故B 项错
误，C 项正确；当磁体远离干簧管时，软磁性材料制成的失去磁性，所以
两又分开，因此干簧管在电路中相当于开关的作用，A 项错误，D 正确．
答案：CD
3.
如图所示，是电容式话筒的示意图，它是利用电容制成的传感器，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，从而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 ( )
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