1．(2011·江苏·6)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
2．传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻将热学量转换为电学量．热敏电阻随温度变化的图象如图9甲所示，图乙是由热敏电阻Rt作为传感器制作的简单自动报警器线路图．问：
图9
(1)为了使温度过高时报警器铃响，c应接在________(填“a”或“b”)
(2)若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P点向________移动(填“左”或“右”)．
(3)如果在调试报警器达到最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路实际不能工作的原因可能是__________________________________．
3．用如图10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合成的压力传感器，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．(g取10 m/s2)
图10
(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．
4．电流传感器可以像电流表一样测量电流，它的优点是反应非常快，可以捕捉到瞬间的电流变化，还可以与计算机相连，能在很短的时间内画出电流随时间的变化图象．按图11甲连接电路，提供8 V直流电源，先使开关S与1相连，电源向电容器充电，这个过程可在瞬间完成，然后把开关S掷向2，电容器放电，传感器将电流信息传入计算机，屏上显示出电流随时间变化的I－t曲线，如图乙所示．
图11
(1)图中画出的竖直狭长矩形(图乙最左端)，它的面积表示的物理意义是 __________________；
(2)估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量是________________C； (3)根据以上数据估算，电容器的电容是________F.
【能力提升】 5．这是一个研究圆周运动向心力的实验设计：在一个透明玻璃做成的圆台面上均匀贴了数条反光度很高的狭窄铝箔纸条，在圆盘上方某处安装了一个光传感器，它具有发射红外光线、同时可接收反射光的功能．台面上有一条光滑的凹槽，凹槽的尽头，靠近台壁处安装了一个力传感器(可以感知力的大小)，力传感器前放置一个小球．圆盘转动时，光传感器发出的光线在铝箔处反射被光传感器接收，在没有铝箔处将透射过去．小球压迫力传感器，获得传感器给球的弹力，这个力充当小球做圆周运动的向心力，力的大小可以通过传感器测量．当光传感器和力传感器通过数据采集系统与电脑连接后，电脑显示屏可显示出光接收波形图(见图12)和力的测量数值F0.现已知光传感器在圆台面上的投影与转轴相距r，小球的质量为m，球心与转轴相距R，铝箔宽度d，电脑显示出铝箔条反射光的最短时间为t1.
图12
(1)用上述条件可以求出小球做圆周运动所需要的向心力F＝________，并与F0比较，从而验证向心力公式．
(2)这一设计对转台做非匀速圆周运动的情况是否适用，简要说明理由． 6．(2009·山东理综·23(2))为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统．光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)．某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表：
照度(lx) 电阻(kΩ) 0.2 75 0.4 40 0.6 28 0.8 23 1.0 20 1.2 18 (1)根据表中数据，请在给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点．
图13
(2)如图13所示，当1、2两端所加电压上升至2 V时，控制开关自动启动照明系统．请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0 (lx)时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图．
(不考虑控制开关对所设计电路的影响) 提供的器材如下：
光敏电阻Rp(符号
，阻值见上表)；
直流电源E(电动势3 V，内阻不计)；
定值电阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ ，R3＝40 kΩ (限选其中之一并在图中标出) 开关S及导线若干．
学案50 传感器的简单使用
【课前双基回扣】 1．B 2.BC 3.A
4．BD [电流表的示数增大，说明电路中的电流增大，电阻减小，所以这个热敏电阻的电阻率是随温度的升高而降低的；电阻率减小，电阻值在其他条件不变时减小，导电性能变好，故选项B、D正确．]
5．(1)连线如图
(2)②记录温度计的示数 记录电压表的示数 (3)100 0.400
解析 (1)实物连接要注意导线不能交叉，电压表并联在电阻两端．
(2)根据实验目的，需测出热敏电阻的阻值和水温，水温由温度计读出，电阻用伏安法测量，已记录电流值，因此还需记录电压表示数．
(3)由图象知电阻与温度呈线性关系，设R＝R0＋kt，由图得当t＝10 ℃时，R＝104 Ω；当t＝50 ℃时，R＝120 Ω，代入上式可得R0＝100 Ω，k＝0.400.
6．(1)A、B端 (2)260
解析 恒温箱内的加热器应接在A、B端．当线圈中的电流较小时，继电器的衔铁在上方，恒温箱的加热器处于工作状态，恒温箱内温度升高．
随着恒温箱内温度升高，热敏电阻R的阻值变小，则线圈中的电流变大，当线圈的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸到下方来，则恒温箱加热器与电源断开，加热器停止工作，恒温箱内温度降低．
随着恒温箱内温度降低，热敏电阻R的阻值变大，则线圈中的电流变小，当线圈的电流小于20 mA时，继电器的衔铁又被释放到上方，则恒温箱加热器又开始工作，这样就可以使恒温箱内保持在某一温度．
要使恒温箱内的温度保持50℃，即50℃时线圈内的电流为20 mA.由闭合电路欧姆定律I＝
E
，r为继电器的电阻．由图甲可知，50℃时热敏电阻的阻值为90 Ω，所以R′＝
r＋R＋R′
E
－R－r＝260 Ω. I
思维提升
1．所谓传感器，就是能够把不易测量的力、运动、热、光等物理量转换为易于测量的电学物理量的元件或装置．
2．不同的传感器特性不同，制作它们的材料亦不同．熟练掌握不同传感器的不同特性是解决传感器问题的关键．
3．传感器需借助转换器件和转换电路完成非电学量向电学量的转换，分清传感器所在电路和熟知串并联电路的规律是解决传感器问题的基础．
【核心考点突破】
UQQ4πkQ
例1 C [平行板电容器间电压恒定，板间场强E＝＝＝＝，故E∝Q，
dCdεSεS
d4πkdb
即E∝，故②可能正确．
t＋a
εSUεS
板间电荷量Q＝UC＝U＝，与已知Q随时间的变化关系对比可知d∝(t＋a)，
4πkD4πkd即待测物体的运动为匀速运动，故③可能正确．]
[规范思维]本题以电容式速度传感器和图象立意命题，考查了匀强电场中的场强与电势差的关系、平行板电容器知识和用图象表示物理量之间的关系等，本题难度较大．求解本题，要注意利用“Q随时间t的变化关系Q＝
b
及其图象乙”这一信息，然后结合电场相关知识t＋a
导出图丙、图丁涉及的两物理量间的数学关系式，进而判断给定图象的正误．
【例2】 (1)
(2)④电阻箱的读数R0 ⑤仍为I0 电阻箱的读数R1 ⑥R0－R1＋150 Ω
解析 (1)电阻箱的最大阻值与热敏电阻的最大阻值相差不大，因此电阻箱应为与热敏电阻串联．
(2)要求出在不同温度下RT的阻值，在闭合电路中读出电流表的示数，然后记录电阻箱的读数R0，由闭合电路欧姆定律E＝I0(RT＋R0＋r)＝I0(150 Ω＋R0＋r)①
改变RT的温度为T1，调节电阻箱，使得电流表的读数仍为I0，记录电阻箱的读数R1，则E＝I0(RT1＋R1＋r)②
解①②得RT1＝R0－R1＋150 Ω.
[规范思维] (1)热敏电阻的阻值随温度的升高而减小；(2)本题实际上是含有传感器的电学实验的设计，明确实验原理是解题的关键．
[针对训练] 1．见解析
解析 (1)开始煮饭时压下手动开关，使永磁体和感温磁体吸合，以保持触点接触，接通电热电路；手松开后这个按钮不会恢复到图示状态，因为永磁体与感温磁体相互吸引，弹簧的弹力不能使永磁体恢复原状态．
(2)水沸腾后，锅内的温度应大致保持在100℃，因为水的沸点是100℃，此时水分未被米吸收完，锅内水分较充足，所以能保持一段时间．
(3)饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度会由100℃升到103℃，达到居里点，此时开关按钮会自动弹起，断开加热电路，进入保温状态．因为锅底温度达到103℃时，感温磁体失去磁性，永磁体再不能与它吸合，在弹簧的作用下，开关按钮恢复初始状态．
(4)如果用电饭锅烧水，水沸腾后不能自动断电，因为水沸腾的温度是100℃，而不能达