2018-2019学年人教版高中物理选修3-2学案:第六章第1节 传感器及其工作原理 Word版含解析
2018-2019学年人教版高中物理选修3-2学案:第六章第1节 传感器及其工作原理 Word版含解析第4页

  [解析] (1)图甲是角度的电容式传感器,其原理是当动片旋进的角度不同时,电容器的正对面积不同,电容不同.

  (2)图乙是液体的电容式传感器,其原理是导电液体相当于电容器的一个极板,当液体深度发生改变时,相当于两极板的正对面积发生改变,电容也随之改变.

  (3)图丙是压力的电容式传感器,其原理是当作用在可动电极的压力改变时,金属片的形变也发生改变,两极板间的距离发生改变,电容也发生改变.

  (4)图丁是位移的电容式传感器,其原理是电介质板和物体固定在一起,当物体发生一小段位移时,插入两极板间的电介质发生变化,导致电容发生变化.

  [答案] 见解析

  

  电容式传感器中的电容C=,电容的大小由εr、S、d三个量决定,当其中一个量变化时,电容变化,引起串并联电路中电流或电压发生变化.分清哪个量发生变化引起了电容的变化,是解决电容式传感器问题的关键. 

   (2018·南昌高二检测)如图所示是电容式话筒的示意图,它是利用电容制作的传感器,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,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(  )

  

  A.距离变化        B.正对面积变化

  C.介质变化 D.电压变化

  解析:选A.平行板电容器的电容C∝εrS/d,本题中的介质没有变化,正对面积也没有变化,引起电容变化的因素是板间距离d.故选A.

   对几种传感器元件特性的理解

  1.光敏电阻的导电特性:光敏电阻一般由半导体材料做成,当半导体材料受到光照时,会有更多的电子获得能量成为自由电子,同时也形成更多的空穴,于是导电性能明显增强.

2.热敏电阻和金属热电阻的特点