2017-2018学年高中创新设计物理教科版选修3-2学案:第三章 1 传感器
2017-2018学年高中创新设计物理教科版选修3-2学案:第三章 1 传感器第2页

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,声音信号被话筒转换为电信号,其中导致电容变化的原因可能是电容器两板间的(  )

图1

A.距离变化 B.正对面积变化

C.介质变化 D.电压变化

解析 在声音信号转换为电信号过程中介电常数没变,正对面积未变.振动膜前后振动,使振动膜上的金属层与金属板间的距离发生变化,从而将声音信号转换为电信号,故A选项正确.

答案 A

例2 传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的变化的一种元件,在自动控制中有着相当广泛的应用.有一种测量人的体重的电子秤,其测量部分的原理图如图2中的虚线框所示,它主要由压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)、显示体重大小的仪表A(实质是理想的电流表)组成.

图2

压力传感器表面能承受的最大压强为1×107Pa,且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示.设踏板和压杆的质量可以忽略不计,接通电源后,压力传感器两端的电压恒为4.8V,取g=10m/s2.请回答:

压力F/N 0 250 500 750 1000 1250 1500 ... 电阻R/Ω 300 270 240 210 180 150 120 ... (1)该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘________A处.

(2)如果某人站在该秤踏板上,电流表刻度盘的示数为20mA,则这个人的体重是________kg.

解析 (1)由题图表知,踏板空载时,压力传感器电阻R=300Ω,此时A中电流I==A=1.6×10-2A.

(2)当电流I=20mA=20×10-3A时,压力传感器的电阻R==Ω=240Ω,对应