6电容式传感器习题及解答

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传感器与检测习题答案

3.采用阻值为120Ω灵敏度系数K =2.0的金属电阻应变片和阻值为120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为4V ，并假定负载电阻无穷大。

当应变片上的应变分别为1和1 000时，试求单臂、双臂和全桥工作时的输出电压，并比较三种情况下的灵敏度。

解：单臂时40U K U ε=，所以应变为1时660102410244--⨯=⨯⨯==U K U ε/V ，应变为1000时应为330102410244--⨯=⨯⨯==U K U ε/V ；双臂时20U K U ε=，所以应变为1时660104210242--⨯=⨯⨯==U K U ε/V ，应变为1000时应为330104210242--⨯=⨯⨯==U K U ε/V ；全桥时U K U ε=0，所以应变为1时60108-⨯=U /V ，应变为1000时应为30108-⨯=U /V 。

从上面的计算可知：单臂时灵敏度最低，双臂时为其两倍，全桥时最高，为单臂的四倍。

3.有一平面直线位移差动传感器特性其测量电路采用变压器交流电桥，结构组成如图所示。

电容传感器起始时b 1=b 2=b =200mm ，a 1=a 2=20mm 极距d =2mm ，极间介质为空气，测量电路u 1=3sinωt V ，且u=u 0。

试求当动极板上输入一位移量△x =5mm 时,电桥输出电压u 0。

b 1d a 1Δxb 2a 2C 1C 2C 1C 2u i u 0u u题3图解：根据测量电路可得 t t u a x u C C u u i i ϖϖsin 750sin 320500=⨯=∆=∆==/mV4.变间隙电容传感器的测量电路为运算放大器电路，如图所示。

C 0=200pF ，传感器的起始电容量C x0=20pF ,定动极板距离d 0=1.5mm ,运算放大器为理想放大器(即K →∞,Z i →∞),R f 极大,输入电压u 1=5sinωt V 。

求当电容传感动极板上输入一位移量△x =0.15mm 使d 0减小时,电路输出电压u 0为多少?+-u i u 0ＮＣx R fＣ0解：由测量电路可得ϖϖsin 45sin 515.05.15.120200000000=⨯-⨯=∆--=-=t u xd d C C u C C u i x i x/V 1．为什么说压电式传感器只适用于动态测量而不能用于静态测量?答：因为压电式传感器是将被子测量转换成压电晶体的电荷量，可等效成一定的电容，如被测量为静态时，很难将电荷转换成一定的电压信号输出，故只能用于动态测量。

高中物理选修3-2 第六章《传感器》单元测试题(解析版)

第六章《传感器》单元测试题一、单选题(每小题只有一个正确答案)1.下列器件不是应用温度传感器的是( )A．电熨斗 B．电子秤 C．电饭锅 D．测温仪2.如图所示电路，当光照强度增加时( )A． L1、L2都变亮 B． L1、L2都变暗C． L1变暗、L2变亮 D． L1变亮、L2变暗3.如图(a)所示的电路中，光敏电阻R2加上图(b)所示的光照时，R2两端的电压变化规律是图乙中的( )A． B． C． D．4.小强用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制．经检查，恒温箱的控制器没有故障．参照图，下列对故障判断正确的是( )A．只可能是热敏电阻出现故障B．只可能是温度设定装置出现故障C．热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障D．可能是加热器出现故障5.在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示．M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时( )A．RM变大，且R越大，U增大越明显B．RM变大，且R越小，U增大越明显C．RM变小，且R越大，U增大越明显D．RM变小，且R越小，U增大越明显6.动圈式话筒和磁带录音都应用了电磁感应现象，如图甲所示是话筒原理图，如图乙所示是录音机的录音、放音原理图，由图可知：①话筒工作时磁铁不动，线圈振动而产生感应电流②录音机放音时变化的磁场在静止的话音磁头线圈中产生感应电流③录音机放音线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场④录音机录音时线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场其中正确的是( )A．②③④ B．①②③ C．①②④ D．①③④7.某电容式话筒的原理示意图如图所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属极板．对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动．在P、Q间距增大过程中( )A．P、Q构成的电容器的电容增大B．P上电荷量保持不变C．M点的电势比N点的低D．M点的电势比N点的高8.许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启；而在白天，即使有声音它也没有反应，它的控制电路中可能接入的传感器是( )①温度传感器②光传感器③声音传感器④热传感器A．①② B．②③ C．③④ D．②④9.2007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”，基于巨磁电阻效应的开发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10.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图甲所示的电路中，电流表示数变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是( )A． 0～t1时间内，升降机一定匀速运动B． 0～t1时间内，升降机可能减速上升C．t1～t2时间内，升降机可能匀速上升D．t1～t2时间内，升降机可能匀加速上升11.如图所示，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、下表面的电势关系为( )A．UM>UN B．UM＝UN C．UM<UN D．无法判断12.热敏电阻能将热信号转换为电信号是因为( )A．电阻阻值的大小随热量的变化而变化B．电阻阻值的大小随温度的变化而变化C．电阻体积的大小随热量的变化而变化D．电阻体积的大小随温度的变化而变化13.下列说法中正确的是( )A．电饭锅中的敏感元件是光敏电阻B．测温仪中测温元件可以是热敏电阻C．机械式鼠标中的传感器接收到连续的红外线，输出不连续的电脉冲D．火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现低电阻状态，有烟雾时呈现高电阻状态14.传感器是一种采集信息的重要器件．如图所示是一种测定压力的电容式传感器，A为固定电极，B为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器．可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容．现将此电容式传感器与零刻线在中央的灵敏电流表和电源串联，组成闭合电路，已知电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏转．当待测压力增大时( )A．电容器的电容将减小B．灵敏电流表指针在正中央零刻线处C．灵敏电流表指针向左偏转D．灵敏电流表指针向右偏转15.电子秤使用的是( )A．超声波传感器 B．温度传感器C．压力传感器 D．红外线传感器二、多选题(每小题至少有两个正确答案)16.(多选)关于电饭锅的说法正确的是( )A．电饭锅中的温度传感器的主要元件是氧化铁B．感温铁氧体在常温下具有铁磁性，温度很高时失去铁磁性C．用电饭锅烧水，水开时能自动断电D．用电饭锅煮饭时，若温控开关自动断电后，它不能自动复位17.(多选)如图所示为一个电平检测逻辑电路，A与被测点相接，则( )A． A为低电平，LED发光B． A为高电平，LED发光C． A为低电平，LED不发光D． A为高电平，LED不发光18.(多选)在制作光控电路实验中，某同学按图所示电路将元件安装完毕后，发现将装置置入黑暗环境中接通电源时，灯泡不发光，原因可能是( )A．二极管两极接反B．R1与R G位置颠倒C．R1阻值太小D．灯泡被断路19.(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为定值，如果保持电流I恒定，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．在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平C．在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平D．改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，U H将发生变化20.(多选)如图甲测角度的电容式传感器；乙是研究自感现象的实验电路图；丙是一种测定压力的电容式传感器；丁是电容式话筒的电路原理图，下列说法正确的是( )A．甲图中两极间的电量不变时，若电压增加，则可判断出θ变大B．乙图电路开关断开瞬间，灯泡会突然闪亮一下，并在开关处产生电火花C．丙图中两极间的电压不变时，若有电流流向传感器的正极，则F变大D．丁图电路中，根据电磁感应的原理，声波的振动会在电路中产生变化的电流三、实验题21.如图所示，一热敏电阻R T放在控温容器M内；A为毫安表，量程6 mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3 V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值为999.9 Ω；S为开关．已知R T在95 ℃时的阻值为150 Ω，在20 ℃时的阻值为550 Ω.现要求在降温过程中测量在95～20 ℃之间的多个温度RT的阻值．(1)在图中画出连线，完成实验原理电路图．(2)完成下列实验步骤中的填空：①依照实验原理电路图连线．②调节控温容器M内的温度，使得R T的温度为95 ℃.③将电阻箱调到适当的阻值，以保证仪器安全．④闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录________．⑤将R T的温度降为T1(20 ℃＜T1＜95 ℃)；调节电阻箱，使得电流表的读数________，记录________．⑥温度为T1的热敏电阻的电阻值R T1＝________.⑦逐步降低T1的数值，直至20 ℃为止；在每一温度下重复步骤⑤⑥.22.现有器材：直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等．(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性，请你在实物图上连线．(2)实验的主要步骤：①正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值；②在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，________，________，断开开关．③实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得R－t关系图线．请根据图中的图线写出该热敏电阻的R－t关系式：R＝________＋________t(Ω)保留3位有效数字．23.气体传感器利用物质的化学反应将某种气体的浓度转换成电信号输出，如图所示，B为将可燃气体或有毒气体(CO、CH4等)浓度转换为电信号的传感器，简称电子鼻，根据如下材料：U＝220 V 的电源、排风扇M、继电器G、控制电源A、控制开关S，请设计一个家用自动排烟电路，并在图中完成连线图．四、计算题24.如图所示，小铅球P系在细金属丝下，悬挂在O点，开始时小铅球P沿竖直方向处于静止状态，当将小铅球P放入水平流动的水中时，球向左摆起一定的角度θ，水流速度越大，θ越大，为了测定水流对小球作用力的大小，在水平方向固定一根电阻丝BC，它与金属丝接触良好，不计摩擦(C端在O点正下方处)．图中还有电动势为E的电源(内阻不计)和一只电压表．(1)请你连接一个电路，使得当水速增大时，电压表示数增大．(2)如果OC间距为h，水流对小球作用力的大小为F，BC的长度为L，小铅球质量为m(不计水对小铅球的浮力)，当小铅球平衡时，电压表示数为U，请写出F与U，E，h的关系式．25.用如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度．该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器．用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg的滑块，滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出．现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b在前，传感器a在后．汽车静止时，传感器a、b的示数均为10 N(取g＝10 m/s2)．(1)若传感器a的示数为14 N，b的示数为6.0 N，求此时汽车的加速度大小和方向．(2)当汽车以怎样的加速度运动时，传感器a的示数为零？答案解析1.【答案】B【解析】电子秤是利用压力传感器制成的．2.【答案】D【解析】当光照强度增加时，R阻值减小，由串反、并同可得L1变亮，L2变暗．3.【答案】B【解析】光敏电阻随光照的增强电阻减小，电路中电流增大，电阻R1两端电压增大，R2两端电压减小，但不能减小到零．故选项B正确．4.【答案】C【解析】由恒温箱原理图可知，若热敏电阻出现故障或温度设定出现故障都会向控制器传递错误信息，导致控制器发出错误指令，故C正确，A、B错误．若加热器出现故障，只有一种可能，即不能加热，而题中加热器一直加热才会使温度持续升高，故D错误．5.【答案】C【解析】S两端的电压增大，总电流变大，总电阻变小，说明M的电阻RM变小，且R越大，并联电阻减小越快，干路电流增大越明显，电压U变大越明显，C项正确．6.【答案】C【解析】话筒的工作原理是声波迫使金属线圈在磁铁产生的磁场中振动产生感应电流，①正确；录音时，话筒产生的感应电流经放大电路放大后在录音磁头缝隙处产生变化的磁场，④正确；磁带在放音时通过变化的磁场使放音磁头产生感应电流，经放大电路后再送到扬声器中，②正确．7.【答案】D【解析】由C＝可知P、Q间距d增大时电容C减小，A项错误；电容减小将放电，电荷量减小，故B项也错；放电时电流从M点经R到N点，说明M点电势高于N点电势，所以C项错误，D 项正确．8.【答案】B【解析】楼道灯控制电路中安装有光声控延时开关，它装有光敏感元件，用于感知外界光线的强弱，还安装有声敏感元件用于感知外界声响．当白天外界光线较强时，光声控延时开关总处于断开状态，灯不亮；当夜晚光线较弱且有声响时光声控延时开关处于导通状态，灯亮，延时一段时间后，开关断开，灯熄灭．9.【答案】D【解析】电阻在电路中对直流电和交流电都有阻碍作用，将电能转换为内能，故D错误．10.【答案】B【解析】在0～t1时间内，电流恒定，表明压敏电阻的阻值恒定，则重物对压敏电阻压力恒定，则升降机可能处于静止、匀速运动或匀变速直线运动，故A选项错误，B选项正确；t1～t2时间内，电流在增加，表明压敏电阻的阻值在减小，则重物对压敏电阻的压力在增大，故不可能做匀速运动或匀加速运动，C、D两项都错．11.【答案】A【解析】霍尔效应形成的原因是带电粒子在磁场中受到洛伦兹力作用形成的，根据左手定则，金属导体中自由电子受到向下的洛伦兹力作用，向导体的下表面N运动，则导体的上表面M剩下正电荷，所以UM>UN.故选A.12.【答案】B【解析】13.【答案】B【解析】电饭锅中的敏感元件是感温铁氧体，A错误；机械式鼠标中的传感器接收连续的红外线脉冲，输出相应的电脉冲信号，C错误；火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现高电阻状态，有烟雾时呈现低电阻状态，D错误．14.【答案】D【解析】15.【答案】C【解析】根据电子秤的工作原理，可知当电子秤受到压力的作用时，会显示相应的大小，故使用的是压力传感器，故C正确．16.【答案】BD【解析】17.【答案】BC【解析】A为低电平时，Y为高电平，LED的电压小，不发光；A为高电平时，Y为低电平，LED的电压大，发光，故B、C正确．18.【答案】ABD【解析】由题可知若二极管接反，光线暗时，二极管上为负向电压，无法导通，灯泡不亮，A项正确；若R1与R G位置颠倒，则光线较暗时，Y端为高电平，晶体管不导通，灯泡不发光，B项正确，若R1阻值太小，Y端一直为低电平，灯泡一直发光，C项错误；灯泡断路时无法发光，D正确．19.【答案】ABD【解析】一个磁极靠近霍尔元件工作面时，B增强，由U H＝k，知U H将变大，A正确；两极处磁场可看作与地面垂直，所以工作面应保持水平，B正确；赤道处磁场可看作与地面平行，所以工作面应保持竖直，C错误；设磁感线与霍尔元件工作面的夹角为θ，则应有qvB sinθ＝q，可见θ变化时，U H将变化，D正确．20.【答案】AC【解析】由Q＝CU，甲图中两极间的电量不变时，若电压增加，说明电容减小，由公式C＝可知S减小，A对；乙图电路开关断开瞬间，电路没有形成闭合回路，灯泡瞬间熄灭，B错；丙图中两极间的电压不变时，若有电流流向传感器的正极，说明电容器充电，电容增大，F增大，C对；丁图电路中，是根据电容器的充放电原理工作的，D错．21.【答案】(1)实验原理电路图如图所示(2)④电阻箱的读数R0⑤仍为I0电阻箱的读数R1⑥R0－R1＋150 Ω【解析】22.【答案】(1)如图(2)②读取温度计示数读取电压表示数(3)100 0.400【解析】(1)连接实物图时导线不能交叉，电压表应并联在电阻两端，电流由电压表的正接线柱流入电压表．(2)因本实验是探究热敏电阻的阻值随温度变化的特性，所以实验需测出热敏电阻的阻值及相应的温度，热敏电阻的阻值用R＝间接测量，故需记录的数据是温度计示数和电压表的示数．(3)设热敏电阻R＝R0＋kt，由图线斜率知k＝0.400.温度为10 ℃时，热敏电阻R＝104 Ω，则R0＝R－kt＝104 Ω－0.400×10 Ω＝100 Ω，所以R＝100＋0.400t(Ω)．23.【答案】【解析】电磁继电器起开关作用，所以电池组、开关和电磁继电器应组成一个电路，另一个是由排风扇和高压电源组成的电路．24.【答案】(1)(2)【解析】(1)如图所示．(2)设CE＝x，P球平衡时，由平衡条件可得tanθ＝＝……①，根据闭合电路欧姆定律和部分电路的欧姆定律可得I＝＝……②，根据电阻定律可得RL＝ρ……③，Rx＝ρ……④，由①②③④式可得F＝.25.【答案】(1)4.0 m/s2方向向右(2)汽车以方向向左、大小为10 m/s2的加速度运动【解析】(1)如图所示，依题意：左侧弹簧对滑块向右的推力F1＝14 N，右侧弹簧对滑块向左的推力F2＝6.0 N，滑块所受合力产生加速度a1，根据牛顿第二定律有F1－F2＝ma1，得：a1＝＝m/s2＝4 m/s2.a1与F1同方向，即向前(向右)．(2)a传感器的读数恰为零，即左侧弹簧的弹力F1′＝0，因两弹簧相同，左弹簧伸长多少，右弹簧就缩短多少，所以右侧弹簧的弹力变为F2′＝20 N. 滑块所受合力产生加速度a2，由牛顿第二定律得F合＝F2′＝ma2，得a2＝＝10 m/s2，方向向左．。

传感器期末复习题及答案

传感器期末复习题及答案一、填空题1、衡量传感器的静态特性的指标包含、和等（要求至少列出三种）2、____是指传感器在输入量不变的情况下,输出量随时间变化的现象。

3、系统灵敏度越__ __,就越容易受到外界干扰的影响,系统的稳定性就越_ _ 。

4、灵敏度是传感器在稳态下的比值。

5、某位移传感器,当输入量变化5mm时,输出电压变化300mv,其灵敏度为__ __。

6、某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成,各环节的灵敏度分别为:S 1=0.2mV/℃、S2=2.0V/mV、S3=5.0mm/V,则系统总的灵敏度为。

7、电阻式传感器是指将被测对象的变化转换成电阻值变化的传感器，主要有、和三大类8、衡量传感器的静态特性的指标包含灵敏度、线性度、、重复性和稳定性等。

9、电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时，不仅可以消除同时还能起到的作用。

10、传感器通常由直接响应于被测量的、产生可用信号输出的转换元件、以及相应的信号调节转换电路组成。

11、根据电容器参数变化的特性，电容式传感器可分为、变面积型、变介电常数型三种。

12、光电传感器的理论基础是光电效应。

通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为三类。

第一类是利用在光线作用下光电子逸出物体表面的外光电效应,这类元件有；第二类是利用在光线作用下使材料内部电阻率改变的效应，这类元件有光敏电阻；第三类是利用在光线作用下使物体内部产生一定方向电动势的，这类元件有光电池、光敏二极管、光敏三极管。

13、电感式传感器可以分为自感式、互感式、三大类。

14、霍尔传感器的灵敏度与霍尔系数成正比而与成反比。

15、制作霍尔元件应采用的材料是，因为该类材料能使截流子的迁移率与电阻率的乘积最大，而使两个端面出现电势差最大。

16、热电阻通常采用的材料有和。

17、当载流导体或半导体处于与电流相垂直的磁场中时，在其两端将产生电位差，这一现象被称为。

18、热电偶传感器是一种能将变化转换为变化的元件。

(新课标)2020版高中物理第六章传感器课时作业12(含解析)

课时作业(十二)一、单项选择题1.如图所示，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、下表面的电势有什么关系( )A ．φM >φNB ．φM ＝φNC ．φM <φND ．无法判断解析电势差是由电荷定向移动形成的，找出电荷定向移动原因是解答本题的关键．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，于是金属导体的上、下表面分别带上了正电荷和负电荷，所以φM >φN ，故选A 项．答案 A2.如图所示，R t 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( )A ．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 L 变暗，说明该支路电流减小，电阻增大，R t 变大，说明温度变低，B 项正确．答案 B3.(2016·海南自主招生)传感器是把非电学量(如高度、温度、压力等)的变化转换成电学量变化的一种元件，它在自动控制中有着广泛的应用．如图是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图．金属棒与导电液体构成一个电容器，将金属棒和导电液体分别与直流电源的两极相连接，从电容C 和导电液与金属棒间的电压U 的变化就能反映液面的升降情况，即( )①电源接通后，电容C 减小，反映h 减小．②电源接通后，电容C 减小，反映h 增大．③电源接通再断开后，电压U 减小，反映h 减小．④电源接通再断开后，电压U 减小，反映h 增大．以上判断正确的是( )A ．①③B ．①④C ．②③D ．②④解析此电容器的两个极板分别是金属棒与电解液，h 增大表示电容器的正对面积增大，所以电容就增大，充电后断开，电量Q 不变，h 减小，C 减小，而U ＝Q C，则U 增大，故①正确，②错误，③错误，故④正确．答案 B4.如图所示的电路可将声音信号转换为电信号，该电路中右侧固定不动的金属板b 与能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜a 构成一个电容器，a 、b 通过导线与恒定电源两极相接．若声源S 做简谐运动，则( )A ．a 振动过程中，a 、b 板间的电场强度不变B ．a 振动过程中，a 、b 板所带电荷量不变C ．a 振动过程中，灵敏电流计中始终有方向不变的电流D ．a 向右的位移最大时，a 、b 所构成的电容器的电容量最大解析由于平行板电容器两极板与电池两极相连接，因此两极板间的电压U 保持不变，根据场强E ＝U d ，C ＝εr S 4πkd，可判断A 项错误，D 项正确；再由Q ＝CU ，可知B 项错误；由于Q 变化，使电容器出现充电、放电现象，显然电流计中电流方向不断变化，C 项错误．答案 D5．关于各种材料的电阻率，下列说法正确的是( )A ．纯金属的电阻率较合金的电阻率小B ．把一根长导线截成两段，每段的电阻率是原来的12C ．任何材料的电阻率在任何条件下都不可能为零D ．任何材料的电阻率都随温度的升高而增大解析电阻率跟导体的材料有关，是反映材料导电性能好坏的物理量，纯金属的电阻率小，合金的电阻率较大，绝缘体的电阻率最大，故A 项正确；电阻率只与导体的材料、温度、膨胀系数有关，故B 项错误；超导体是当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然减为零，故C 项错误；某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻，故D 项错误．答案 A6.如图所示，将一光敏电阻接入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，用光照射光敏电阻时，表针的偏角为θ；现用手掌挡住部分光线，表针的偏角为θ′，则可判断( )A ．θ′＝θB ．θ′<θC ．θ′>θD ．不能确定解析有光照射光敏电阻时，阻值小表针偏角θ较大，挡住部分光后，电阻变大，指针偏角变小，B 项正确．答案 B7.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学设计了利用压敏电阻判断升降机运动状态的装置，其工作原理如图所示，将压敏电阻固定在升降机底板上，其上放置一个物块，在升降机运动过程的某一段时间内，发现电流表的示数I 不变，且I 大于升降机静止时电流表的示数I 0，在这段时间内( )A ．升降机可能匀减速下降B ．升降机一定匀减速下降C ．升降机可能匀加速下降D ．升降机一定匀加速下降解析设升降机匀加速下降，则重力mg 大于压力F N ，即压力F N 变小，压敏电阻阻值变大，R 总增大，由I 总＝E R 总，知I 总变小，知U 外＝E －I 总r 变大，电流表读数变大，升降机也可能匀减速上升，也可能匀加速下降，故A 、B 、D 三项错误，C 项正确．答案 C8.如图所示，R 3是光敏电阻，当开关S 闭合后在没有光照射时，a 、b 两点等电势，当用光照射电阻R 3时，则( )A ．R 3的电阻变小，a 点电势高于b 点电势B ．R 3的电阻变小，a 点电势低于b 点电势C ．R 3的电阻变大，a 点电势高于b 点电势D ．R 3的电阻变大，a 点电势低于b 点电势解析当光照射R 3时，R 3阻值变小，R 4分压变大，则a 点电势将会升高，所以a 点电势高于b 点电势．答案 A9.如图所示的电路中，电源两端的电压恒定，L 为小灯泡，R 为光敏电阻，LED为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R 与LED 相距不变，下列说法正确的是( )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 ．无论怎样移动触头P ，L 消耗的功率都不变解析滑动触头P 向左移动时，使其电阻减小，流过发光二极管的电流增大，从而发光增强，使光敏电阻R 阻值减小，最终达到增大通过灯泡电流的效果，使L 消耗的功率增大，A 项正确．答案 A二、不定项选择题10.把定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件分别接入如图所示电路中A 、B 两点后，用黑纸包住元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是( )A ．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热敏电阻随温度的变化其阻值变化，定值电阻和光敏电阻的阻值不随温度变化．光敏电阻其阻值随光照的变化而变化，定值电阻和热敏电阻的阻值不随光照变化．答案 AC11.在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制．如图所示电路，R 1为定值电阻，R 2为半导体热敏电阻(温度越高电阻越小)，C 为电容器．当环境温度降低时( )A ．电容器C 的带电荷量增大B ．电压表的读数增大C ．电容器C 两板间的电场强度减小D ．R 1消耗的功率增大解析当环境温度降低时，R 2变大，电路的总电阻变大，由I ＝E R 总知I 变小，又U ＝E －Ir ，电压表的读数U 增大，B 项正确；又由U 1＝IR 1及P 1＝I 2R 1可知U 1变小，R 1消耗的功率P 1变小，D项错误；电容器两板间的电压U 2＝U －U 1，U 2变大，由场强E ′＝U 2d，Q ＝CU 2可知Q 、E ′都增大，故A 项正确，C 项错误．答案 AB三、计算及论述题12.在原子反应堆中抽动液态金属或在医疗器械中抽动血液等导电液体时，常使用电磁泵．某种电磁泵的结构如图所示，把装有液态钠的矩形截面导管(导管是环形的，图中只画出其中一部分)水平放置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B ，方向与导管垂直，让电流I 按如图方向纵向穿过液态钠且电流方向与B 垂直．设导管截面高为a ，宽为b ，导管有长为l 的一部分置于磁场中，由于磁场对液态钠的作用力使液态钠获得驱动而不断沿管子向前推进．整个系统是完全密封的，只有金属钠本身在其中流动，其余的部件是固定不动的．(1)假定在液态钠不流动的条件下，求导管横截面上由磁场驱动力所形成的附加压强p 与上述各量的关系式；(2)设液态钠中每个自由电荷所带电荷量为q ，单位体积内参与导电的自由电荷数为n ，求在横穿液态钠的电流I 的方向上参与导电的自由电荷定向移动的平均速度v －.解析 (1)由安培力计算公式可得液态钠所受磁场驱动力F ＝BIa①管道横截面积S ＝ab②由压强公式，垂直于导管横截面方向上磁场力产生的附加压强p ＝F S③ 由①②③式，得p ＝BI b(2)由电流定义式I ＝Q t④ 在时间t 内通过的总电荷量Q ＝nqbl v －t ⑤由④⑤式，得参与导电的自由电荷定向移动的平均速率v －＝I nqbl. 答案 (1)p ＝BI b (2)I nqbl13.如图所示，厚度为h 、宽度为d 的金属导体板放在垂直于它的磁感应强度为B 的匀强磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A 和下侧面A ′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．实验表明，当磁场不太强时，电势差U 、电流I 和B 的关系为U ＝kIB d，式中的比例系数k 称为霍尔系数．此现象可解释如下：外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场．横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力，当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差．设电流I 是由电子的定向移动形成的，电子的平均定向移动速度为v 、电荷量为e ，回答下列问题：(1)达到稳定状态时，导体板上侧面A 的电势________(填“高于”“低于”或“等于”)下侧面A ′的电势．(2)电子所受洛伦兹力的大小为________．(3)当导体板上下两侧面之间的电势差为U 时，电子所受静电力的大小为________．(4)由静电力和洛伦兹力平衡的条件，证明霍尔系数k ＝1ne，其中n 代表导体板单位体积中电子的个数．解析 (1)电子向左定向移动，由左手定则，知电子所受洛伦兹力向上，故上侧面A 积聚电子，下侧面A ′积聚正电荷，上侧面电势低于下侧面．(2)洛伦兹力F ＝evB.(3)电子所受的静电力为eE ＝e U h. (4)电子受纵向静电力和洛伦兹力的作用，二力平衡，有eE ＝e U h＝evB ，U ＝hvB ，通过导体的电流I ＝nev·d·h，由U ＝k IB d，有hvB ＝k·nevB·d·h d ，得k ＝1ne .答案 (1)低于(2)evB (3)Ue h (4)见解析。

高中物理第六章传感器练习册高二物理试题

积盾市安家阳光实验学校第六章传感器1 传感器及其工作原理知识点一传感器1．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程．下列属于这类传感器的是( )A．红外装置B．走廊照明灯的声控开关C．自动洗衣机中的压力传感装置D．电饭煲中控制加热和保温的温控器2．有一些星级宾馆的洗手间装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就开通电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近自动干手机能使传感器工作，是因为改变了( )A．湿度B．温度C．磁场D．电容知识点二光敏电阻3．如图L611所示，电源两端的电压恒，L为小灯泡，R为光敏电阻，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，闭合开关S 后，下列说法中正确的是( )图L611A．当滑片P向左移动时，L消耗的功率增大B．当滑片P向左移动时，L消耗的功率减小C．当滑片P向右移动时，L消耗的功率可能不变D．无论怎样移动滑片P，L消耗的功率都不变知识点三热敏电阻和金属热电阻4．图L612是观察元件的电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( )图L612A．如果R为金属热电阻，则读数变大，且变化非常明显B．如果R为金属热电阻，则读数变小，且变化不明显C．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，则读数变化非常明显D．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，则读数变化不明显知识点四霍尔元件5．如图L613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，导体的上下表面的电势关系为( )图L613A．φM>φN B．φM＝φNC．φM<φN D．无法判断6．为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图L614所示的流量计．该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口．在垂直于上下底面方向加磁感强度大小为B的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固有金属板作为电极．污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是( )图L614A．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高B．若污水中负离子较多，则前表面比后表面电势高C．污水中离子浓度越高电压表的示数将越大D．污水流量Q与U成正比，与a、b无关7．度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位家，以表彰他们发现“巨磁电阻效”，基于“巨磁电阻效”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用．在下列有关其他电阻用的说法中，错误的是( ) A．热敏电阻可用于温度测控装置中B．光敏电阻是一种光电传感器C．电阻丝可用于电热设备中D．金属热电阻的阻值随温度升高而减小8．图L615是一个测液面高度的传感器示意图，在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放在导电液体中，导线芯和导电液体构成电容器的两极，把这两极接入外电路，当外电路中的电流变化说明电容值增大时，导电液体的深度h 的变化情况为( )图L615A．h增大B．h减小C．h不变D．无法确9．图L616为测压力的电容式传感器示意图，将平行板电容器、灵敏电流表(零刻度在中间)和电源串联成闭合回路，当压力F作用于可动膜片电极上时，膜片发生形变，引起电容的变化，导致灵敏电流表指针偏转，在对膜片开始施加压力使膜片电极从图中的虚线位置推到图中实线位置并保持固的过程中，灵敏电流表指针偏转情况为(电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏)( )图L616A．向右偏到某一刻度后回到零刻度B．向左偏到某一刻度后回到零刻度C．向右偏到某一刻度后不动D．向左偏到某一刻度后不动10．(多选)图L617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，板内通有图示方向的电流，a、b是铜板上、下表面的两点，则( )图L617A．电势φa＞φbB．电势φb＞φaC．电流增大时，|φa－φb|增大D．其他条件不变，将铜板改为NaCl水溶液时，电势结果仍然一样11．(多选)图L618为电阻R随温度T变化的图线．下列说法中正确的是( )图L618A．图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的B．图线2的热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的C．图线1对的材料化学稳性好、测温范围大、灵敏度高D．图线2对的材料化学稳性差、测温范围小、灵敏度高12．(多选)在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制．如图L619所示，R1为值电阻，R2为半导体热敏电阻(温度越高电阻越小)，C为电容器．当环境温度降低时( )图L619A．电容器C的带电荷量增大B．电压表的读数增大C．电容器C两板间的电场强度减小D．R1消耗的功率增大13．如图L6110所示，有电流I流过长方体金属块，金属块宽为d，高为b，有一磁感强度为B的匀强磁场垂直穿过金属块的前、后两个侧面，金属块单位体积内的自由电子数为n，金属块上、下表面哪个表面电势高？电势差是多少？图L61102 传感器的用3 ：传感器的用知识点一力传感器的用1．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图L631甲所示的电路中，电流表示数变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是( )图L631A．0～t1时间内，升降机一匀速运动B．0～t1时间内，升降机可能减速上升C．t1～t2时间内，升降机可能匀速上升D．t1～t2时间内，升降机可能匀加速上升2．(多选)为锻炼身体，小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计，图L632是其原理图．轻质弹簧右端和金属滑片P固在一起(弹簧的电阻不计)，弹簧劲度系数为100 N/cm.值电阻R0＝5 Ω，ab是一根长为5 cm的均匀电阻丝，阻值R1＝25 Ω，ab与滑片P间的摩擦不计，电源输出电压恒为U＝3 V，理想电流表的量程为0～0.6 A．当拉环不受力时，滑片P处于a端．下列关于这个电路的说法正确的是(不计电源内阻)( )图L632A．小明在电路中接入R0的目的是保护电路B．当拉环不受力时，闭合开关后电流表的读数为0.1 AC．当拉力为400 N时，电流表指针指在0.3 A处D．当拉力为400 N时，电流表指针指在0.5 A处知识点二光传感器的用3．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．压力传感器知识点三温度传感器的用4．(多选)图L633是自动调温式电熨斗的结构图，下列说法正确的是( )图L633A．常温时上下触点是接触的B．双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲C．原来温度控制在80 ℃断开电源，现要求60 ℃断开电源，使调温旋钮下移一些D．由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，使调温旋钮下移一些知识点四光控开关和温度器5．如图L634所示的光控电路中，用发光二极管LED模仿路灯，R G为光敏电阻，R1的最大电阻为51 kΩ，R2为330 Ω.白天，光的强度较大，光敏电阻R G的电阻值较________，加在斯密特触发器A端的电压较________，则输出端Y输出高电平，发光二极管LED________；当天色暗到一程度时，R G的阻值增大到一值，斯密特触发器输入端A的电压上升到某个值(1.6 V)，输出端Y突然从高电平跳到低电平，则发光二极管LED________发光(相当于路灯亮了)，这样就达到了使路灯白天熄灭，天暗自动开启的目的．图L 6346．(多选)压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小．一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如图L 635甲所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体，升降机静止时电流表示数为I 0.某过程中电流表的示数如图乙所示，则在此过程( )图L 635A ．物体处于失重状态B ．物体处于超重状态C ．升降机一向上做匀加速运动D ．升降机可能向下做匀减速运动7．如图L 636所示，两块水平放置的金属板距离为d ，用导线、开关K与一个n 匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场中．两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m 、电荷量为＋q 的小球．K 断开时传感器上有示数，K 闭合时传感器上恰好无示数．则线圈中的磁感强度B 的变化情况和磁通量变化率分别是( )图L 636A ．正在增加，ΔΦΔt ＝mgdqB ．正在减弱，ΔΦΔt ＝mgdnqC ．正在减弱，ΔΦΔt ＝mgdqD ．正在增加，ΔΦΔt ＝mgdnq8．温度器的电路图如图L 637所示，常温下，调整________的阻值使斯密特触发器的输入端A 处于低电平，则输出端Y 处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻R T 阻值________，斯密特触发器的输入端A 电势________，当达到某一值(高电平)时，其输出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出声．R 1的阻值不同，则温度不同．图L 6379．用如图L 638所示的装置可以测量在水平路面上做匀加速直线运动的加速度．该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器．用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg 的滑块，滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器a 、b 上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出．现将此装置沿运动方向固在上，传感器b 在前，传感器a 在后．静止时，传感器a 、b 的示数均为10 N (g 取10 m /s 2)．(1)若传感器a 的示数为14 N ，b 的示数为6.0 N ，求此时的加速度大小和方向．(2)当以怎样的加速度运动时，传感器a 的示数为零？图L 63810．图L 639为检测某传感器的电路图．传感器上标有“3 V 0.9 W ”的字样(传感器可看作一个纯电阻)，滑动变阻器R 0上标有“10 Ω 1 A ”的字样，电流表的量程为0.6 A ，电压表的量程为3 V .(1)求传感器的电阻和额电流．(2)如果传感器的电阻变化超过值1 Ω，则该传感器就失去作用．实际检测时，将一个恒压电源加在图中a、b之间，闭合开关S，通过调节R0来改变电路中的电流和R0两端的电压．检测记录如下：若不计检测电路对传感器电阻的影响，你认为这个传感器是否仍可使用？此时a、b间所加的电压是多少？图L639参考答案第六章传感器1 传感器及其工作原理1．A2．D[解析] 根据自动干手机工作的特征，手靠近干手机时电热器工作，手撤离后电热器停止工作，人是一种导体，可以与其他导体构成电容器．手靠近时相当于连接一个电容器，可以确干手机内设有电容式传感器，由于手的靠近改变了电容大小，故D正确；用湿度和温度来驱动电热器工作，理论上可行，但是假如干手机是由于温度、湿度的变化工作，它就成了室内烘干机．3．A[解析] 当滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，则流过二极管的电流增大，从而发光增强，使光敏电阻R的阻值减小，通过灯泡L的电流增大，则L消耗的功率增大，A正确，B、D错误；当滑片P向右移动时，可分析出L消耗的功率变小，C错误．4．C[解析] 若R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R为热敏电阻，读数将明显变化，C正确，D错误．5．A[解析] 霍尔效形成的原因是因为带电粒子在磁场中受到洛伦兹力作用，做向移动形成的，根据左手则，金属导体中自由电子受到向下的洛伦兹力作用，向导体的下表面N运动，则导体的上表面M带正电，所以φM>φN.6．D[解析] 由左手则可以判断出正离子较多时，正离子受到的洛伦兹力使其向后表面偏转聚集而导致后表面电势升高，同理负离子较多时，负离子向前表面偏转聚集而导致前表面电势低，故A、B错误．设前、后表面间的最高电压为U，则qUb＝qvB，所以U＝vBb，由此可知U与离子浓度无关，故C错误，因Q＝vbc，而U＝vBb，所以Q＝UcB，D正确．7．D[解析] 由热敏电阻、光敏电阻、金属热电阻的特性和用途知A、B、C正确，D错误．8．A[解析] 由题意知，导线芯和导电液体构成电容器的两极，类似于平行板电容器的两极，当液面高度发生变化时相当于两极正对面积发生变化，会引起电容的变化，与平行板电容器类比可得，导电液体深度h增大时，导线芯和导电液体正对面积增大，电容器的电容值变大．9．A[解析] 压力F作用时，极板间距d变小，由C＝εr S4πkd知，电容器的电容C变大，又根据Q＝CU知，极板带电荷量变大，所以电容器充电，灵敏电流计中产生由正接线柱流入的电流，所以指针将右偏．压力F不变时，极板保持固后，充电结束，指针回到零刻度．故选A.10．AC[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向b侧偏转，所以φa＞φb，A 对，B 错；因|φa －φb |＝k IB d，所以电流增大时，|φa －φb |增大，C 对；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 错．11．BD [解析] 金属热电阻的阻值随温度升高而增大，半导体材料的热敏电阻的阻值随温度升高而减小，所以A 错，B 对；图线1对的材料化学稳性好但灵敏度低，图线2对的材料化学稳性差但灵敏度高，所以C 错，D 对．12．AB [解析] 当环境温度降低时，R 2阻值变大，电路的总电阻变大，由I ＝ER 总知I 变小，又U ＝E －Ir ，电压表的读数U 变大，B 正确；又由U 1＝IR 1及P 1＝I 2R 1可知U 1变小，R 1消耗的功率P 1变小，D 错误；电容器两板间的电压U 2＝U －U 1，U 2变大，由场强E′＝U 2d ，Q ＝CU 2可知Q 、E′都增大，故A 正确，C错误．13．下表面电势高 IBned[解析] 因为自由电荷为电子，运动方向与电流方向相反，故由左手则可判电子向上偏，则上表面聚集负电荷，下表面带量的正电荷，故下表面电势高，设其稳电压为U ，当运动电荷所受静电力与洛伦兹力平衡时，有e Ub ＝evB ，因为导体中的电流I ＝neSv ＝nev·bd，故U ＝IBned.2 传感器的用3 ：传感器的用1．B [解析] 在0～t 1时间内，电流恒，表明压敏电阻的阻值恒，则重物对压敏电阻的压力恒，则升降机可能处于静止、匀速运动或匀变速直线运动状态，故A 错误，B 正确；t 1～t 2时间内，电流在增加，表明压敏电阻的阻值在减小，则重物对压敏电阻的压力在增大，故升降机不可能做匀速运动或匀加速运动，C 、D 错误．2．ABC [解析] 若电路无电阻R 0，且金属滑片P 在b 端时，回路短路，损坏电源，R 0的存在使电路不出现短路，因此A 正确；当拉环不受力时，滑片P在a 端，由闭合电路欧姆律得，I ＝U R 0＋R 1＝0.1 A ，故B 正确；拉力为400 N时，由F ＝k Δx 得Δx ＝4 cm ，对的电阻为R aP ＝20 Ω，R 1接入电路的电阻R Pb ＝5 Ω，由闭合电路欧姆律得，I′＝UR 0＋R Pb＝0.3 A ，故D 错误，C 正确．3．A [解析] 在电梯门口放置一障碍物，电梯门不停地开关，说明电梯门口有一个光传感器，故A 选项正确．4．ABD [解析] 常温工作时，上下触点是接通的，当温度升高时，上层金属片形变大，向下弯曲，切断电源，切断温度要升高则使调温旋钮下移一些，A 、B 、D 对，C 错．5．小低不导通导通[解析] 白天，光照强度较大，光敏电阻R G 的电阻值较小，加在斯密特触发器A 端的电压较低，则输出端Y 输出高电平(电平指某个端点与“地”之间的电压)，发光二极管LED 不导通；当天色暗到一程度时，R G 阻值增大到一值，斯密特触发器的输入端A 的电压上升到某个值(1.6 V )时，输出端Y 会突然从高电平跳到低电平，则发光二极管LED 导通发光(相当于路灯亮了)，这样就达到了使路灯白天熄灭，天暗自动开启的目的．6．BD [解析] 电流表的示数变为2I 0且保持不变，说明压敏电阻的阻值比升降机静止时小，压敏电阻所受压力变大，物体处于超重状态，即物体具有向上的加速度，B 、D 正确，A 、C 错误．7．D [解析] K 闭合时传感器上恰好无示数，说明小球受竖直向上的静电力，且静电力大小于重力，由楞次律可判断磁场B 正在增强，根据法拉第电磁感律E ＝n ΔΦΔt ＝U 和q·U d ＝mg 得ΔΦΔt ＝mgdnq，故D 正确．8．R 1 减小升高[解析] 常温下，调整R 1的阻值使斯密特触发器的输入端A 处于低电平，则输出端Y 处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻R T 阻值减小，斯密特触发器输入端A 电势升高，当达到某一值(高电平)时，其输出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出警报声，R 1的阻值不同，温度不同．9．(1)4.0 m /s 2向右 (2)方向向左、大小为10 m /s 2[解析] (1)如图所示，依题意：左侧弹簧对滑块向右的推力F 1＝14 N ，右侧弹簧对滑块向左的推力F 2＝6.0 N ，滑块所受合力产生加速度a 1，根据牛顿第二律有F 1－F 2＝ma 1，得a 1＝F 1－F 2m ＝14－6.02.0 m /s 2＝4.0 m /s 2，a 1与F 1同方向，即向前(向右)．(2)传感器a 的读数恰为零，即左侧弹簧的弹力F 1′＝0，因两弹簧相同，左侧弹簧伸长多少，右侧弹簧就缩短多少，所以右侧弹簧的弹力变为F 2′＝20N ．滑块所受合力产生加速度，由牛顿第二律得F 合＝F 2′＝ma 2，得a 2＝F 2′m＝10 m /s 2，方向向后(向左)．10．(1)10 Ω 0.3 A (2)此传感器仍可使用 3 V [解析] (1)R 传＝U 2传P 传＝90.9 Ω＝10 Ω.I 传＝P 传U 传＝0.93A ＝0.3 A .(2)设实际检测时加在a 、b 间的电压为U ，传感器的实际电阻为R 传′，根据第一次记录数据有U ＝I 1R 传′＋U 1，根据第二次记录数据有U ＝I 2R 传′＋U 2，代入数据，解得R 传′＝9.5 Ω，U ＝3 V .传感器的电阻变化为ΔR ＝R 传－R 传′＝10 Ω－9.5 Ω＝0.5 Ω＜1 Ω，所以此传感器仍可使用．。

高考物理电磁学知识点之传感器技巧及练习题附解析(6)

端 Y 会突然从高电平跳到低电平（0.25V），而当输入端 A 的电压下降到另一个值的时候
（0.8V），Y 会从低电平跳到高电平（3.4V）．图乙为一光控电路，用发光二极管 LED 模
仿路灯，RG 为光敏电阻．关于斯密特触发器和光控电路的下列说法中正确的是(
)
A．斯密特触发器是具有特殊功能的与门电路 B．斯密特触发器的作用是将模拟信号转换为数字信号 C．调节 R1 和 R2 的阻值都不影响光线对二极管发光的控制 D．要使二极管在天更暗时才会点亮，应该调小 R1 3．如图电路中，电源电动势为 E，内阻为 r，RG 为光敏电阻，R 为定值电阻。闭合开关后，小灯泡 L 正常发光，当光照增强时，
A．当温度降低到某一数值，衔铁 P 将会被吸下 B．当温度升高到某一数值，衔铁 P 将会被吸下 C．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在 C、D 端 D．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在 A、C 端 7．下列说法中正确的是( ) A．电饭锅中的敏感元件是光敏电阻 B．测温仪中的测温元件可以是热敏电阻 C．机械式鼠标中的传感器接收到连续的红外线，输出不连续的电脉冲 D．火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现低电阻状态，有烟雾时呈现高电阻状态 8．自动门、生命探测器、家电遥控系统、防盗防火报警器都使用了( ) A．温度传感器 B．生物传感器 C．红外线传感器 D．压力传感器
2．B
解析：B 【解析】天暗时，光敏电阻阻值大，A 端为高电势经过非门，输出端 Y 为低电势 LED 导通，路灯亮，因此其作用可以将模拟信号转换为数字信号，故 A 错误，B 正确；当 R1 调大时，天更暗时，光敏电阻变大，才导致分压变大，则 A 端的电势高，输出端 Y 为低电势，LED 灯亮，故 CD 错误；故选 B．

人教版高中物理选修3-2第6章《传感器》测试题(含答案)

第6章《传感器》测试题一、单选题（每小题只有一个正确答案）1．下列关于传感器的说法正确的是（）A．话筒是一种常用的传感器，其作用是将电信号转换为声音信号B．在天黑楼道里出现声音时，楼道里的灯才亮，说明它的控制电路中只有声音传感器C．光敏电阻能够把光照强弱变化转换为电阻大小变化D．电子秤中所使用的测力装置是温度传感器2．火灾报警器使用的是( )A．光传感器 B．温度传感器 C．湿度传感器 D．气体传感器3．如图1是一种应用传感器监测轨道车运行的实验装置．在轨道某处设置监测点，当车头到达传感器瞬间和车尾离开传感器瞬间，信号发生器各发出一个脉冲信号，由记录仪记录．完成下题．假如轨道车长度为22cm，记录仪记录的信号如图2所示，则轨道车经过该监测点的速度为（）A．0.20cm/s B．2.0cm/s C．22cm/s D．220cm/s4．对于常见的可燃气体浓度的检测，现在一般用催化燃烧检测器．它的原理如下：传感器的核心为一惠斯通电桥，其中一桥臂上有催化剂，当与可燃气体接触时，可燃气体在有催化剂的电桥上燃烧，该桥臂的电阻发生明显变化，其余桥臂的电阻不变化，从而引起整个电路的输出发生变化，而该变化与可燃气体的浓度成比例，从而实现对可燃气体的检测．由此可推断有催化剂的桥臂上的电阻材料为( )A．铜 B．合金 C．半导体 D．绝缘体5．在地震救援中，救援队员用多种生命探测仪搜寻废墟下幸存者的具有生命迹象的信息．有一种生命探测仪与自动门、电视机遥控器应用的是同一种类型的传感器，这种生命探测仪应用的传感器是（）A．温度传感器 B．声音传感器 C．红外线传感器 D．压力传感器6．如图所示，R T为负温度系数的热敏电阻，R为定值电阻，若往R T上擦些酒精，在环境温度不变的情况下，关于电压表示数的变化情况，下列说法中正确的是( )A．变大 B．变小 C．先变大后变小再不变 D．先变小后变大再不变7．下列说法中不正确的是（）A．摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置B．电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置C．电视机接收的画面是连续的D．摄像机在1s内要送出25张画面8．图甲是在温度为10℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R1="20" kΩ,R2 ="10" kΩ,R3="40" kΩ,R t为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示．当a、b端电压U ab ≤ 0时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当a、b端电压U ab>0时，电压鉴别器会令开关S断开，停止加热，则恒温箱内的温度可保持在（）A．10℃ B．20℃ C．35℃ D．45℃9．半导体指纹传感器是在一块半导体基板上阵列了10万个金属颗粒，传感器阵列的每一点是一个金属电极，充当电容器的一极，其外面是绝缘的表面，手指贴在其上与其构成了电容器的另一极。

(完整版)传感器原理试题及答案

一、是非题１．动向特点好的传感器应拥有很短的瞬态响应时间和很窄的频率响应特点。

（× ）２．幅频特点是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。

（√ ）３．一阶系统的时间常数越小越好。

（√ ）４．二阶系统固有频率ωn 越小越好。

（×）５．二阶系数的固有频率ωn 越大，可测量的信号频率范围就越宽。

（√ ）６．信号经过一阶系统后的幅值减小，相位滞后。

（√）７．传感器的相频特点φ(j ω)表示了信号各频率重量的初相位和频率间的函数关系。

（× ）８．能完成参量感觉和变换的装置称之为传感器。

（√）９．传感器的矫捷度与量程呈反比。

（√）１０．为提高测试精度，传感器的矫捷度越高越好。

（× ）１１．传感器的线性范围越宽，表示其工作量程越大。

（√）１２．测量小应变时，应采用矫捷度高的金属丝应变片，测量大应变时，应采用矫捷度低的半导体应变片。

（× ）１３．依照压电效应，在压电资料的任何一个表面施加力，均会在相应的表面产生电荷。

（×）１４．压电式加速度传感器由于产生的是静电荷，且自己内阻很大，故不能够用一般电表测量。

（√）１５．用差动变压器式电感传感器作位移测量时，依照其输出就能鉴识被测位移的方向的正负极性。

（√ ）１６．变缝隙式电容或电感传感器，只要满足△ d<<d 0的条件，则矫捷度均可视为常数。

（√）１７．由同一资料组成的热电偶，即使两端点温度不等，也不会形成热电势。

（√）１８．用热电偶测温时，冷端温度的改变对测量结果是有影响的。

（√）１９．直流电桥的平衡条件是R1R3 ＝ R2R4。

其电桥矫捷度是供桥电源的函数。

（√ ）２０．交流电桥达到平衡时条件必定满足z1 z2 z3 z4， 1 2 34。

（×）２１．交流电桥可测静态应变，也可测动向应变。

（√）２２．调频波是频率不变，幅值也不变的已调波。

（× ）２３．电压放大器的连接电缆长度发生变化时，仪器的矫捷度不发生变化。

传感器简答

1、什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？如何用公式表征这些性能指标？2、什么是传感器的动态特性？其分析方法有哪几种？3、什么是传感器的静特性？主要指标有哪些？有何实际意义？4、什么是传感器的基本特性?传感器的基本特性主要包括哪两大类？解释其定义并分别列出描述这两大特性的主要指标。

(要求每种特性至少列出2种常用指标)1、答：传感器的静态特性是它在稳态信号作用下的输入-输出关系。

静态特性所描述的传感器的输入、输出关系式中不含有时间变量。

传感器的静态特性的性能指标主要有： ① 线性度：非线性误差maxL FSL 100%Y γ∆=±⨯ ② 灵敏度：yn xd S=d③ 迟滞：max HFSH 100%Y γ∆=⨯ ④ 重复性：maxRFSR 100%Y γ∆=±⨯⑤ 漂移：传感器在输入量不变的情况下，输出量随时间变化的现象。

2、答：传感器的动态特性是指传感器对动态激励（输入）的响应（输出）特性，即其输出对随时间变化的输入量的响应特性。

传感器的动态特性可以从时域和频域两个方面分别采用瞬态响应法和频率响应法来分析。

知识点：传感器的动态特性 3、答：传感器的静态特性是当其输入量为常数或变化极慢时，传感器的输入输出特性，其主要指标有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。

传感器的静特性由静特性曲线反映出来，静特性曲线由实际测绘中获得。

通常人们根据传感器的静特性来选择合适的传感器。

知识点：传感器的静态特性 4、答：传感器的基本特性是指传感器的输入-输出关系特性。

传感器的基本特性主要包括静态特性和动态特性。

其中，静态特性是指传感器在稳态信号作用下的输入-输出关系，描述指标有：线性度（非线性误差）、灵敏度、迟滞、重复性和漂移；动态特性是指传感器对动态激励（输入）的响应（输出）特性，即其输出对随时间变化的输入量的响应特性，主要描述指标有：时间常数、延迟时间、上升时间、峰值时间、响应时间、超调量、幅频特性和相频特性。

人教版高中物理选修3-2第六章《传感器》检测题(含答案)

《传感器》检测题一、单选题1．某同学按如图1所示连接电路，利用电流传感器研究电容器的放电过程。

先使开关S 接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，可视为理想电流表的电流传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I-t 曲线，如图2所示。

定值电阻R 已知，且从图中可读出最大放电电流I 0，以及图线与坐标轴围成的面积S ，但电源电动势、内电阻、电容器的电容均未知，根据题目所给的信息，下列物理量不能求出的是（）A ．电容器放出的总电荷量B ．电阻R 两端的最大电压C ．电容器的电容D ．电源的内电阻2．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学设计了利用压敏电阻判断升降机运动状态的装置，如图所示，将压敏电阻固定在升降机底板上并接入电路，其上放置物块；合上电键后，在升降机运动过程的某一段时间内，发现电流表的示数I 不变，且I 大于升降机静止时电流表的示数I 0，在这段时间内A ．升降机可能匀速上升B ．升降机一定在匀减速上升C ．升降机一定处于失重状态D ．升降机一定在匀加速上升3．某种角速度计，其结构如图所示．当整个装置绕轴OO ′ 转动时，元件A 相对于转轴发生位移并通过滑动变阻器输出电压，电压传感器(传感器内阻无限大)接收相应的电压信号．已知A 的质量为m ，弹簧的劲度系数为k 、自然长度为l ，电源的电动势为E 、内阻不计．滑动变阻器总长也为l ，电阻分布均匀，装置静止时滑片P 在变阻器的最左端B 端，当系统以角速度ω转动时，则( )A ．电路中电流随角速度的增大而增大B ．弹簧的伸长量为2ml x k m ωω=-C ．输出电压U 与ω的函数式为2Em U k m ωω=- D4．利用“光控开关”和“声控开关”可以节约居民楼里楼道灯的用电，其中“光控开关”能在天黑时自动闭合，天亮时自动断开；“声控开关：能在有声音时自动闭合，无声音时自动断开．下列电路图中合理的是A ．B ．C ．D ．5．如图是一火警报警电路的示意图，R 3为用半导体热敏材料制成的传感器，这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而减小.值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器.当传感器R 3所在处出现火情时，电流表显示的电流I 、报警器两端的电压U 的变化情况A ．I 变大，U 变小B ．I 变小，U 变小C ．I 变小，U 变大D ．I 变大，U 变大6．当你走近某些宾馆、酒店的大门时，门就会自动为你打开；当你走进门之后，门又在你身后自动关上．你觉得这可能是将下列哪种外界信息转换为有用的信息( ) A ．温度B ．紫外线C ．可见光D ．红外线7．如图所示，会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图:罩内装有发光二极管LED 、光电三极管和不透明的挡板。

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第6章电容式传感器一、单项选择题1、如将变面积型电容式传感器接成差动形式，则其灵敏度将（）。

A. 保持不变B.增大一倍C. 减小一倍D.增大两倍2、差动电容传感器采用脉冲调宽电路作测量电路时，其输出电压正比于（）。

A．C1-C2 B. C1-C2/C1+C2C. C1+C2/C1-C2D. ΔC1/C1+ΔC2/C23、当变隙式电容传感器的两极板极间的初始距离d0增加时，将引起传感器的（）A．灵敏度K0增加B．灵敏度K0不变C．非线性误差增加D．非线性误差减小4、当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离d增加时，将引起传感器的（）。

A．灵敏度会增加 B．灵敏度会减小C．非线性误差增加 D．非线性误差不变5、用电容式传感器测量固体或液体物位时，应该选用（）。

A．变间隙式 B．变面积式C．变介电常数式 D．空气介质变间隙式6、电容式传感器通常用来测量（）。

A．交流电流 B．电场强度 C．重量 D．位移7、电容式传感器可以测量（）。

A．压力 B．加速度 C．电场强度 D．交流电压8、电容式传感器等效电路不包括（）。

A. 串联电阻B. 谐振回路C. 并联损耗电阻D. 不等位电阻9、关于差动脉冲宽度调制电路的说法正确的是（）。

A. 适用于变极板距离和变介质型差动电容传感器B. 适用于变极板距离差动电容传感器且为线性特性C. 适用于变极板距离差动电容传感器且为非线性特性D. 适用于变面积型差动电容传感器且为线性特性10、下列不属于电容式传感器测量电路的是（）A．调频测量电路 B．运算放大器电路C．脉冲宽度调制电路 D．相敏检波电路11、在二极管双T型交流电桥中输出的电压U的大小与（）相关A．仅电源电压的幅值和频率B．电源电压幅值、频率及T型网络电容C1和C2大小C．仅T型网络电容C1和C2大小D．电源电压幅值和频率及T型网络电容C1大小12、电容式传感器做成差动结构后，灵敏度提高了（）倍A．1 B．2 C．3 D．0二、多项选择题1、极距变化型电容式传感器，其灵敏度与极距（）。

A. 成正比B. 平方成正比C. 成反比D. 平方成反比2、变间隙式电容传感器测量位移量时，传感器的灵敏度随（）而增大。

A. 间隙的减小B. 间隙的增大C. 电流的增大D. 电压的增大3、电容式传感器中输入量与输出量关系为线性的有( )A.变面积型电容传感器B.变介质型电容传感器C.变电荷型电容传感器D.变极距型电容传感器4、电容式传感器信号转换电路中，（）用于单个电容量变化的测量A．调频电路B．运算放大电路C．二极管双T型交流电桥D．脉冲宽度调制电路5、电容式传感器信号转换电路中，（）用于差动电容量变化的测量A．调频电路B．运算放大电路C．二极管双T型交流电桥D．脉冲宽度调制电路三、填空题1、电容式传感器利用了将非电量的变化转换为的变化来实现对物理量的测量。

2、电容式传感器根据其工作原理的不同可分为电容式传感器、电容式传感器和电容式传感器。

3、变极距型电容式传感器的灵敏度是指单位距离改变引起的。

4、变极距型电容式传感器单位输入位移所引起的灵敏度与两极板初始间距成关系。

5、差动脉冲宽度调制电路适用于型和差动电容传感器，且为线性特性。

6、电容式传感器中，变介电常数式多用于的测量；电容式传感器中，变面积式常用于较大的的测量。

7、变间距电容传感器的灵敏度与成反比，所以适合于微小位移的测量。

变面积式电容传感器的灵敏度与成正比，所以不适合微小位移的测量。

8、电容式传感器的灵敏度是指单位距离改变引起的。

9、电容式传感器利用了将的变化转化为的变化来实现对物理量的测量。

10、电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系，除（①变面积型，②变极距型，③变介电常数型）外是线性的。

11、电容式传感器将非电量变化转换为的变化来实现对物理量的测量，广泛应用与、、角度、等机械量的精密测量。

12、电容式传感器可分为、和的变介质型3种。

13、移动电容式传感器动极板，导致两极板有效覆盖面积A发生变化时，将导致电容量变化，与动极板水平位移成关系、与动极板角位移成关系。

传感器电容改变量C14、忽略边缘效应，变面积型电容式传感器输入量与输出量的关系为（线性、非线性），变介质型电容式传感器输入量与输出量的关系为（线性、非线性），变极距型电容式传感器输入量与输出量的关系为（线性、非线性）。

15、变极距型电容传感器做成差动结构后，灵敏度提高了倍，而非线性误差转化为关系而得以大大降低。

16、电容式传感器信号转换电路中，和用于单个电容量变化的测量，和用于差动电容量变化的测量。

四、简答题1、根据电容式传感器工作原理，可将其分为几种类型？每种类型各有什么特点？各适用于什么场合？2、如何改善单极式变极距电容传感器的非线性？3、电容式传感器有哪几种类型？差动结构的电容传感器有什么优点？4、电容式传感器主要有哪几种类型的信号调节电路？各有些什么特点？5、简述电容式传感器的工作原理与分类。

6、影响电容式极距变化型传感器灵敏度的因素有哪些？提高其灵敏度可以采取哪些措施，带来什么后果？7、下图左是电容式差压传感器，金属膜片与两盘构成差动电容C1、C2 ,两边压力分别为P1、P2。

下图右为二极管双T型电路，电路中电容是左图中差动电容，UE电源是占空比为50%的方波。

试分析：（1）、当两边压力相等P1=P2时负载电阻RL上的电压U0值；（2）、当P1>P2时负载电阻RL上电压U0大小和方向（正负）。

8、简述差动式电容测厚传感器系统的工作原理？9、根据电容传感器的工作原理说明它的分类，电容传感器能够测量哪些物理参量？10、总结电容式传感器的优缺点，主要应用场合以及使用中应注意的问题11、为什么电容式传感器易受干扰？如何减小干扰？12、简述电容式加速度传感器的工作原理（要有必要的公式推导）13、简述变极距型电容传感器的工作原理（要求给出必要的公式推导过程）。

14、根据电容传感器的工作原理说明它的分类，电容传感器能够测量哪些物理参量？15、试推导差动变极距型电容式传感器的灵敏度，并与单极式相比较。

16、电容式传感器的基本工作原理是什么？根据其基本原理说明它的分类并分别举例说明其应用（要求每种类型至少例出一项应用）。

17、试分析圆筒型电容式传感器测量液面高度的基本原理。

五、计算题1、已知变面积型电容传感器的两极板间距离为10mm ，ε=50μF/m ，两极板几何尺寸一样，为30mm ×20mm ×5mm,在外力作用下，其中动极板在原位置上向外移动了10mm ，试求△C=？ K=？2、当差动式极距变化型的电容传感器动极板相对于定极板位移了 △d=0.75mm 时，若初始电容量C 1=C 2=80pF ，初始距离d=4mm ，试计算其非线性误差。

若将差动电容改为单只平板电容，初始值不变，其非线性误差有多大？3、一个圆形平板电容式传感器，其极板半径为5mm ，工作初始间隙为0.3mm ，空气介质，所1C 1C 2d 1d 2431—固定电极；2—绝缘垫；3—质量块；4—弹簧；5—输出端；6—壳体采用的测量电路的灵敏度为100mV/pF,读数仪表灵敏度为5格/mV 。

如果工作时传感器的间隙产生2μm 的变化量，则读数仪表的指示值变化多少格？4、一个用于位移测量的电容式传感器，两个极板是边长为5cm 的正方形，间距为1mm ，气隙中恰好放置一个边长5cm 、厚度1mm 、相对介电常数为4的正方形介质板，该介质板可在气隙中自由滑动。

试计算当输入位移（即介质板向某一方向移出极板相互覆盖部分的距离）分别为0.0cm 、2.5cm 、5.0cm 时，该传感器的输出电容值各为多少？5、如图为电容式传感器的双T 电桥测量电路，已知Ω===k R R R 4021，Ω=k R L 20，V E 10=，MHz f 1=，pF C 100=，pF C 101=，pF C 11=∆。

求L U 的表达式及对应上述已知参数的L U 值。

6、有一台变极距非接触式电容测微仪，其极板间的极限半径r=4mm ，假设与被测工件的初始间隙δ=03mm ，试求：1) 若极板与工件的间隙变化量Δδ=±10μm 时，电容变化量为多少?2) 若测量电路的灵敏度K=100mV/pF ，则在Δδ=±1μm 时的输出电压为多少?7、已知两极板电容传感器，其极板面积为A ，两极板间介质为空气，极板间距1mm ，当极距减少0.1mm 时，其电容变化量和传感器的灵敏度？若参数不变，将其改为差动结构，当极距变化0.1mm 时，求其电容变化量和传感器的灵敏度？并说明差动传感器为什么能提高灵敏度和减少线性误差。

8、极板间距式电容式传感器，极板半径r=4mm ，间隙δ=0.5mm ，极板介质为空气，试求其静态灵敏度。

若极板移动，求其电容变化。

9、有一台变间隙非接触式电容测微仪，其传感器的极板半径r=5mm ，假设与被测工件的初始间隙d 0=0.5mm 。

已知试真空的介电常数等于8.854×10-12F/m ，求：（1）如果传感器与工件的间隙变化量增大△d=10μm ，电容变化量为多少？（2）如果测量电路的灵敏度Ku=100mV/pF,则在间隙增大△d=1μm 时的输出电压为多少？10、有一个以空气为介质的变面积型平板电容传感器（见下图）。

其中a=16mm,b=24mm,两极板间距为4mm 。

一块极板分别沿长度和宽度方向在原始位置上平移了5mm ，求：（1）极板未移动时，电容的初始电容值。

（2）极板沿不同方向移动时，传感器的位移灵敏度K （已知空气相对介电常数1ε=，真空的介电常数F/m 108548ε120-⨯=.）。

11、有一只变极距电容传感元件，二极板重迭有效面积为42810m -⨯，两极板间的距离为1mm ，已知空气的相对介电常数是1.0006，试计算该传感器的位移灵敏度。

12、变间距(d)型平板电容传感器，当mm d 10=时，若要求测量线性度为0.1%。

求；允许间距测量最大变化量是多少?六、综合分析设计题1、已知：差动式电容传感器的初始电容pF C C 10021==，交流信号源电压有效值V U 6=，频率kHZ f 100=。

求：（1）在满足有最高输出电压灵敏度条件下设计交流不平衡电桥电路，并画出电路原理图；（2）计算另外两个桥臂的匹配阻抗值；（3）当传感器电容变化旦为pF 10±时，求桥路输出电压。

2、如图为二极管环形检波测量电路。

1C 和2C 为差动式电容传感器，3C 为滤波电容，L R 为负载电阻，0R 为限流电阻，P U 为正弦波信号源。

设L R 很大，并且13C C >>，23C C >>。

(1)试分析此电路工作原理；(2)画出输出端电压AB U 在212121C C C C C C <>=、、三种情况下波形；(3)推导),(21C C f U AB =的数学表达式。