新教材同步系列2024春高中物理第5章傳感器第1節(jié)傳感器及其工作原理教師用書粵教版選擇性必修第二冊

第一節(jié)傳感器及其工作原理1．知道什么是傳感器，知道傳感器的組成和分類。2．知道溫度傳感器、光電傳感器的工作原理及應(yīng)用。知識點一傳感器及其分類1．定義：能感受被測量的信息，并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成電信號的器件或裝置。2．傳感器的組成：傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和轉(zhuǎn)換電路三部分組成。(1)敏感元件：相當(dāng)于人的感覺器官，是傳感器的核心部分，是利用材料的某種敏感效應(yīng)(如熱敏、光敏、壓敏、力敏、濕敏等)制成的。(2)轉(zhuǎn)換元件：是傳感器中能將敏感元件輸出的、與被測物理量成一定關(guān)系的非電信號轉(zhuǎn)換成電信號的電子元件。(3)轉(zhuǎn)換電路：是將轉(zhuǎn)換元件輸出的不易測量的電學(xué)量轉(zhuǎn)換成易于測量的電學(xué)量，如電壓、電流等。3．傳感器的分類傳感器種類繁多，涉及多個學(xué)科領(lǐng)域，根據(jù)檢測量不同，傳感器可分為物理傳感器、化學(xué)傳感器和生物傳感器等。(1)物理傳感器：主要利用被測物理量(如：壓力、溫度、位移、亮度等)變化時，敏感元件的電學(xué)量(如電阻、電壓、電容等)發(fā)生明顯變化的特性制成。如：壓電傳感器、光電傳感器、加速度傳感器、溫度傳感器等。(2)化學(xué)傳感器：主要是基于化學(xué)反應(yīng)的原理。將化學(xué)物質(zhì)的成分、濃度等化學(xué)信息轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的傳感器。如：半導(dǎo)體氣體傳感器、濕敏傳感器、離子傳感器等。(3)生物傳感器：是一種基于酶、抗體和激素等分子識別功能，并將其轉(zhuǎn)換為電信號進(jìn)行檢測的傳感器。如：酶傳感器、細(xì)胞傳感器、免疫傳感器等。知識點二傳感器的原理1．溫度傳感器的原理(1)溫度傳感器：將溫度變化轉(zhuǎn)換為電學(xué)量變化的裝置，它利用傳感器元件的電學(xué)量隨溫度變化而變化的特性來實現(xiàn)對溫度的測量。(2)熱敏電阻：利用半導(dǎo)體材料的阻值隨溫度變化而變化的特性實現(xiàn)對溫度的測量，其電阻大小與溫度高低有關(guān)，溫度變化，電阻有明顯變化。2．光電傳感器的原理(1)光電傳感器：將光學(xué)量變化轉(zhuǎn)化為電學(xué)量變化的裝置。(2)光敏電阻：光電傳感器的敏感元件，其阻值隨光照的增強(qiáng)而減小。1．思考判斷(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)(1)傳感器是一種聯(lián)絡(luò)傳遞感情的設(shè)備。 (×)(2)傳感器是一種感知、探測物理量的工具。 (×)(3)傳感器是將被測量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的器件或裝置。 (√)(4)光敏電阻受到的光照越強(qiáng)，電阻越小。 (√)(5)熱敏電阻一定是隨溫度的升高，其阻值增大。 (×)2．關(guān)于傳感器，下列說法不正確的是()A．傳感器通常是將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的裝置B．壓力傳感器是將力學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的裝置C．所有傳感器都是由半導(dǎo)體材料制成的D．傳感器廣泛應(yīng)用于信息采集系統(tǒng)C[傳感器通常是通過將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量來傳遞信息的，A正確；壓力傳感器是將力學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的裝置，B正確；用來制作傳感器的材料有半導(dǎo)體材料、陶瓷材料、金屬材料和有機(jī)材料等，傳感器廣泛應(yīng)用于信息采集系統(tǒng)，故C錯誤，D正確。]3．(多選)美國科學(xué)家WillardS．Boyle與GeorgeE.Smith因電荷耦合器件(CCD)的重要發(fā)明榮獲2009年度諾貝爾物理學(xué)獎。CCD是將光學(xué)量轉(zhuǎn)變成電學(xué)量的傳感器。下列器件可作為傳感器的有()A．發(fā)光二極管 B．熱敏電阻C．霍爾元件 D．干電池BC[傳感器是指能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流等電學(xué)量的元件。發(fā)光二極管是將電能轉(zhuǎn)化為光能的元件，不是傳感器，選項A錯誤；熱敏電阻的溫度變化時，其電阻會發(fā)生變化，能把熱學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量，可作為傳感器，選項B正確；霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電壓這個電學(xué)量，可作為傳感器，選項C正確；干電池是一種電源，不是傳感器，選項D錯誤。]有自動控制功能的蔬菜大棚，要靠傳感器感知作物生長所需的各種信息。如圖所示為蔬菜大棚內(nèi)信息采集與自動控制流程的示意圖。試結(jié)合圖中信息思考，在蔬菜種植大棚中要用到哪些傳感器？提示：需要五種傳感器：光傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器、氣敏傳感器、溫敏傳感器。傳感器的原理和分類【典例1】關(guān)于傳感器工作的一般流程，下列說法中正確的是()A．非電學(xué)量→敏感元件→轉(zhuǎn)換電路→電學(xué)量→轉(zhuǎn)換元件B．電學(xué)量→敏感元件→轉(zhuǎn)換電路→轉(zhuǎn)換元件→非電學(xué)量C．非電學(xué)量→敏感元件→轉(zhuǎn)換元件→轉(zhuǎn)換電路→電學(xué)量D．非電學(xué)量→轉(zhuǎn)換電路→轉(zhuǎn)換元件→敏感元件→電學(xué)量C[傳感器工作的一般流程為：非電學(xué)量被敏感元件感知，然后通過轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換成電信號，再通過轉(zhuǎn)換電路將此信號轉(zhuǎn)換成易于傳輸或測量的電學(xué)量，因此A、B、D錯誤，C正確。][跟進(jìn)訓(xùn)練]1．(多選)關(guān)于傳感器的作用，下列說法正確的是()A．通常的傳感器可以直接用來進(jìn)行自動控制B．傳感器可以用來采集信息C．傳感器可以將感受到的一些信息轉(zhuǎn)換為電學(xué)量D．傳感器可以將所有感受到的信息都轉(zhuǎn)換為電學(xué)量BC[傳感器的作用主要是用來采集信息并將采集到的信息轉(zhuǎn)換成便于測量的量；但并不是將其感受到的所有信息都轉(zhuǎn)換為電學(xué)量。故B、C正確。]溫度傳感器和光電傳感器1．溫度傳感器——熱敏電阻和金屬熱電阻(1)熱敏電阻。指用半導(dǎo)體材料制成、阻值隨溫度變化發(fā)生明顯變化的電阻。如圖所示為某熱敏電阻的電阻—溫度特性曲線。熱敏電阻可分為正溫度系數(shù)的熱敏電阻和負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，正溫度系數(shù)的熱敏電阻隨溫度升高，電阻增大；負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻隨溫度升高，電阻減小。(2)金屬熱電阻。有些金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，這樣的電阻也可以制作溫度傳感器，稱為金屬熱電阻。熱敏電阻或金屬熱電阻都能夠把溫度這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量，但相比而言，金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性好，測溫范圍大，而熱敏電阻的靈敏度較好。2．光電傳感器——光敏電阻光敏電阻一般由半導(dǎo)體材料做成，當(dāng)半導(dǎo)體材料受到光照時，會有更多的電子獲得能量成為自由電子，同時也形成更多的空穴，于是導(dǎo)電性能明顯增強(qiáng)。光敏電阻把光照的強(qiáng)弱轉(zhuǎn)換為電阻大小?！镜淅?】如圖所示，R1、R2為定值電阻，L為電阻絲，R3為光敏電阻，當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時，下列選項中不正確的是()A．電壓表的示數(shù)增大B．R2中電流減小C．電阻絲的功率增大D．電路的路端電壓增大D[當(dāng)光照強(qiáng)度增大時，R3阻值減小，外電路電阻隨R3的減小而減小，干路電流增大，R1兩端電壓因干路電流增大而增大，同時內(nèi)電壓增大，故電路路端電壓減小，而電壓表的示數(shù)增大；由路端電壓減小及R1兩端電壓增大知，R2兩端電壓必減小，則R2中電流減??；結(jié)合干路電流增大知流過電阻絲的電流必增大，則電阻絲的功率增大，故選項D錯誤。]含傳感器電路的分析方法(1)判斷電路的整體連接特點。(2)由敏感元件電阻的變化判斷出整個電路總電阻的變化。(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律判斷干路中電流的變化。(4)根據(jù)電路串并聯(lián)特點和歐姆定律判斷出各部分電路電壓和電流的變化，進(jìn)而得出電壓表、電流表示數(shù)的變化和各部分功率的變化。[跟進(jìn)訓(xùn)練]2．火警報警器的電路示意圖如圖所示。其中，RT為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，這種半導(dǎo)體熱敏材料的電阻率隨溫度的升高而減小。電流表為值班室的顯示器，電源兩極之間接一報警器。當(dāng)傳感器RT所在處出現(xiàn)火情時，通過顯示器的電流I、報警器兩端的電壓U的變化情況是()A．I變大，U變小 B．I變大，U變大C．I變小，U變小 D．I變小，U變大C[當(dāng)傳感器RT所在處出現(xiàn)火情時，溫度升高，RT的電阻減小，則電路中的總電阻R總減小，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知，電路中的總電流I總變大，路端電壓變小，則報警器兩端的電壓U減小，根據(jù)U＝IR可知，電阻R1兩端的電壓U1增大，根據(jù)分壓原理可知，電阻R2兩端的電壓U2變小，則流過R2的電流減小，即電流表讀數(shù)I變小。故選C。]霍爾元件1．霍爾元件：如圖所示，在一個很小的矩形半導(dǎo)體(如砷化銦)薄片上，制作四個電極E、F、M、N，它就構(gòu)成了一個霍爾元件。2．霍爾電壓(1)表達(dá)式：如圖所示，在E、F間通入恒定的電流I，同時外加與薄片垂直的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，則在M、N間可出現(xiàn)霍爾電壓UH，UH＝kIBd(2)原理：以載流子是自由電子為例，霍爾電壓的推導(dǎo)如下：根據(jù)左手定則，讓磁感線垂直穿過掌心，四指指向電子運動的反方向(即電流方向)，拇指指向即電子受洛倫茲力的方向，則左側(cè)(N側(cè))表面積累負(fù)電荷，右側(cè)(M側(cè))表面就積累等量的正電荷，即右側(cè)表面的電勢高，這樣就會形成電場，當(dāng)電子所受電場力與洛倫茲力平衡時，左、右兩側(cè)的電壓達(dá)到穩(wěn)定。設(shè)M、N兩側(cè)面距離為h，上下兩板距離為d，則eE場＝eUHh＝evB，又知導(dǎo)體中電流I＝nevS＝nev·hd，聯(lián)立解得UH＝IBned。由于ne是由霍爾元件本身材料決定的，我們把1ne稱為霍爾系數(shù)，用k表示，這樣就有UH＝【典例3】(多選)如圖所示為某霍爾元件的工作原理示意圖，該元件中電流I由正電荷的定向運動形成。下列說法正確的是()A．M點電勢比N點電勢高B．用霍爾元件可以測量地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度C．用霍爾元件能夠把磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量D．若保持電流I恒定，則霍爾電壓UH與B成正比BCD[當(dāng)正電荷定向運動形成電流時，正電荷在洛倫茲力作用下向N極聚集，M極感應(yīng)出等量的負(fù)電荷，所以M點電勢比N點電勢低，選項A錯誤；根據(jù)霍爾元件的特點可知，選項B、C正確；因霍爾電壓UH＝kIBd，保持電流I恒定時，霍爾電壓UH與B成正比，選項D正確?；魻栯妱菖袛嘁c在判斷霍爾電勢的高低時，一定要注意載流子是正電荷還是負(fù)電荷。無論載流子是正電荷還是負(fù)電荷，四指指的都是電流方向，即正電荷定向移動的方向，負(fù)電荷定向移動的反方向。[跟進(jìn)訓(xùn)練]3．(多選)如圖所示是霍爾元件的工作原理示意圖，如果用d表示薄片的厚度，k為霍爾系數(shù)，相對于一個霍爾元件d、k為定值，如果保持電流I恒定，則可以驗證UH隨B的變化情況。以下說法中正確的是()A．將永磁體的一個磁極逐漸靠近霍爾元件的工作面時，UH將變大B．在測定地球兩極的磁場強(qiáng)弱時，霍爾元件的工作面應(yīng)保持水平C．在測定地球赤道上的磁場強(qiáng)弱時，霍爾元件的工作面應(yīng)保持水平D．改變磁感線與霍爾元件工作面的夾角，UH將發(fā)生變化ABD[一個磁極靠近霍爾元件工作面時，B增強(qiáng)，由UH＝kIBd知UH將變大，A正確；地球兩極處磁場可看作與地面垂直，所以工作面應(yīng)保持水平，B正確；赤道處磁場可看作與地面平行，所以工作面應(yīng)保持豎直，C錯誤；設(shè)l為導(dǎo)體板M、N兩側(cè)的距離，若磁場與工作面夾角為θ，則應(yīng)有qvBsinθ＝qUHl，可見θ變化時，UH將變化，1．下列關(guān)于傳感器的說法中不正確的是()A．傳感器通常能將感受到的外部信息按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電信號B．話筒是一種將電信號轉(zhuǎn)換為聲信號的傳感器C．光敏電阻是一種利用光敏元件將光信號轉(zhuǎn)化為電信號的傳感器D．熱敏電阻是將溫度信息轉(zhuǎn)化為電信號的傳感器B[傳感器通常能將感受到的外部信息按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電信號，A正確，不符合題意；話筒是一種將聲信號轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器，B錯誤，符合題意；光敏電阻是一種利用光敏元件將光信號轉(zhuǎn)化為電信號的傳感器，C正確，不符合題意；熱敏電阻是將溫度信息轉(zhuǎn)化為電信號的傳感器，D正確，不符合題意。]2．如圖所示，RT為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，R為定值電阻，若往RT上擦一些酒精，在環(huán)境溫度不變的情況下，關(guān)于電壓表示數(shù)的變化情況，下列說法中正確的是()A．變大B．變小C．先變大后變小再不變D．先變小后變大再不變D[往RT上擦酒精后，酒精蒸發(fā)吸熱，熱敏電阻RT溫度降低，電阻值增大，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點，電壓表示數(shù)變小。當(dāng)酒精蒸發(fā)完畢后，RT的溫度逐漸升高到環(huán)境溫度后不變，所以熱敏電阻的阻值逐漸變小，最后不變，故電壓表的示數(shù)將逐漸變大，最后不變。所以選項D正確。]3．如圖所示是某居住小區(qū)門口利用光敏電阻設(shè)計的行人監(jiān)控裝置，R1為光敏電阻、R2為定值電阻，A、B接監(jiān)控裝置。則()A．當(dāng)有人通過而遮蔽光線時，A、B之間電壓升高B．當(dāng)有人通過而遮蔽光線時，A、B之間電壓降低C．當(dāng)僅增大R2的阻值時，可減小A、B之間的電壓D．當(dāng)僅減小R2的阻值時，可增大A、B之間的電壓B[R1是光敏電阻，有光照射時，電阻變小，當(dāng)有人通過而遮蔽光線時，R1的阻值變大，回路中的電流I減小，A、B間的電壓U＝IR2減小，故A項錯誤，B項正確；由閉合電路歐姆定律得A、B之間的電壓U＝E－I(R1＋r)，當(dāng)僅增大R2的阻值時，電路中的電流減小，A、B間的電壓U增大，故C項錯誤；當(dāng)減小R2的阻值時，電路中的電流增大，A、B間的電壓U減小，故D項錯誤。]4．如圖是一種測定油箱油量多少或變化多少的裝置。其中電源電壓保持不變，R是滑動變阻器，它的金屬滑片是金屬桿的一端。在裝置中使用了一只電壓表(圖中沒有畫出)，通過觀察電壓表示數(shù)，可以了解油量情況，你認(rèn)為電壓表應(yīng)該接在圖中的________兩點之間，按照你的接法請回答：當(dāng)油箱中油量減少時，電壓表的示數(shù)將________(選填“增大”或“減小”)。[解析]由題圖可知，當(dāng)油箱內(nèi)液面高度變化時，R的金屬滑片將會移動，從而引起R兩端電壓的變化。當(dāng)油量減少時，R的數(shù)值會增大，電路中的電流會減小，c、d間的電壓會減小。當(dāng)把電壓表接在c、d兩點間，電壓表示數(shù)減小時，表示油量在減少。[答案]c、d減小回歸本節(jié)內(nèi)容，自我完成以下問題：1．什么叫傳感器？提示：能感受到被測量的信息并將其按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)化成可用信號的器件或裝置。2．傳感器由哪幾部分組成？提示：傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和轉(zhuǎn)換電路三部分組成。3．傳感器的分類？提示：根據(jù)檢測量的不同，傳感器可分為物理傳感器、化學(xué)傳感器和生物傳感器等。4．傳感器的原理？提示：將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量。課時分層作業(yè)(十五)傳感器及其工作原理題組一傳感器的原理和分類1．關(guān)于傳感器，下列說法中正確的是()A．所有傳感器都是由半導(dǎo)體材料制成的B．金屬材料也可以制成傳感器C．傳感器通過感知電壓的變化來傳遞信息D．以上說法都不正確B[只要能把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的裝置就可以叫傳感器。制成傳感器的材料不一定是半導(dǎo)體材料，如電熨斗中的雙金屬片就是由金屬材料制成的，所以A錯誤，B正確；傳感器不僅可以通過感知電壓的變化來傳遞信息，還可以通過感知電容、電流、電阻等變化來傳遞信息，所以C錯誤；由以上分析可知，D錯誤。]2．關(guān)于傳感器，下列說法正確的是()A．傳感器能將非電學(xué)量按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成電學(xué)量B．金屬熱電阻是一種可以將電學(xué)量轉(zhuǎn)換為熱學(xué)量的傳感器C．話筒中的傳感器將電信號轉(zhuǎn)換成聲信號D．半導(dǎo)體熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而增大A[傳感器能將非電學(xué)量按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成電學(xué)量，選項A正確；金屬熱電阻是一種可以將熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的傳感器，選項B錯誤；話筒中的傳感器將聲信號轉(zhuǎn)換成電信號，選項C錯誤；一般半導(dǎo)體熱敏電阻在溫度升高時，電阻會變小，選項D錯誤。]3．下列有關(guān)傳感器的說法正確的是()A．話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將電信號轉(zhuǎn)換為聲信號B．樓梯口的電燈開關(guān)裝的兩種傳感器是熱敏電阻和光敏電阻C．電子秤所使用的測力裝置是力傳感器D．半導(dǎo)體熱敏電阻常用作溫度傳感器，因為溫度越高，它的電阻值越大C[話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將聲信號轉(zhuǎn)換為電信號，則A錯誤；樓梯口的電燈開關(guān)裝的兩種傳感器是聲敏電阻和光敏電阻，則B錯誤；電子秤所使用的測力裝置是力傳感器，則C正確；半導(dǎo)體熱敏電阻常用作溫度傳感器，因為溫度越高，它的電阻值越小，則D錯誤。]4．(2022·四川甘孜高二期末)如圖所示，將磁傳感器探頭放在磁場中，可以很方便地測量磁場的強(qiáng)弱和方向。探頭可能是()A．霍爾元件 B．熱敏電阻C．感應(yīng)線圈 D．電容器A[將探頭放在磁場中，可以很方便的測量磁場的強(qiáng)弱和方向，將磁信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，所以探頭是霍爾元件。故選A。]題組二溫度傳感器和光電傳感器5．(多選)如圖是測試熱敏電阻R的實驗電路圖，滑動變阻器已調(diào)節(jié)到某一適當(dāng)?shù)闹怠嶒炛杏^察到當(dāng)溫度升高時燈更亮，對實驗現(xiàn)象分析正確的有()A．溫度升高，電路中的電流減小B．溫度升高，電路中的電流增大C．溫度升高，熱敏電阻的阻值增大D．溫度升高，熱敏電阻的阻值減小BD[當(dāng)溫度升高時，電路中的熱敏電阻的阻值減小，由閉合電路歐姆定律可知：電路中的電流增大，導(dǎo)致燈泡變亮。]6．(多選)2007年度諾貝爾物理學(xué)獎授予了法國和德國的兩位科學(xué)家，以表彰他們發(fā)現(xiàn)“巨磁電阻效應(yīng)”?；诰薮烹娮栊?yīng)開發(fā)的用于讀取硬盤數(shù)據(jù)的技術(shù)，被認(rèn)為是納米技術(shù)的第一次真正應(yīng)用，在下列有關(guān)其他電阻應(yīng)用的說法中，正確的是()A．熱敏電阻可應(yīng)用于溫度測控裝置中B．光敏電阻是一種光電傳感器C．電阻絲可應(yīng)用于電熱設(shè)備中D．電阻在電路中主要起到通過直流、阻礙交流的作用ABC[熱敏電阻對溫度很敏感，光敏電阻對光照很敏感，電阻絲可用于電加熱，這很常見，所以A、B、C三個說法均正確；交流電、直流電均可通過電阻，電阻對它們均可產(chǎn)生阻礙作用，所以D錯誤。]7．(多選)如圖所示，R1、R2為定值電阻，L為小燈泡，R3為光敏電阻，當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時()A．電壓表的示數(shù)減小B．R2中電流強(qiáng)度增大C．小燈泡的功率增大D．電路的路端電壓降低CD[可按以下流程進(jìn)行解題：]8．如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，電壓表和電流表均為理想交流電表，R是一個光敏電阻，其阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小。從某時刻開始在原線圈兩端加上交變電壓，其瞬時值表達(dá)式為u1＝2202sin100πtV，則()A．電壓表的示數(shù)為222VB．在天逐漸變黑的過程中，電流表A2的示數(shù)變小C．在天逐漸變黑的過程中，電流表A1的示數(shù)變大D．在天逐漸變黑的過程中，電壓表V的示數(shù)變大B[原線圈輸入電壓的有效值為U1＝22022V＝220V，電壓比等于匝數(shù)比，U1U2＝101，可得U2＝22V，即電壓表的示數(shù)為22V，故A錯誤；天逐漸變黑的過程中，光照強(qiáng)度的減小，光敏電阻阻值增大，根據(jù)I2＝U2R可知電流表A2的示數(shù)減小，故B正確；根據(jù)I1I2題組三霍爾元件9．霍爾元件是磁傳感器，是實際生活中的重要元件之一。如圖所示為長度一定的霍爾元件，在該元件中通有方向從E到F的恒定電流I，現(xiàn)在空間加一豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，其中元件中的載流子為帶負(fù)電的電荷。則下列說法正確的是()A．該元件能把電學(xué)量轉(zhuǎn)化為磁學(xué)量B．左表面的電勢高于右表面C．如果用該元件測赤道處的磁場，應(yīng)保持平面呈水平狀態(tài)D．如果在霍爾元件中的電流大小不變，則左右表面的電勢差與磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比D[霍爾元件能夠把磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，A錯誤；由于元件中的載流子為帶負(fù)電的電荷，則負(fù)電荷的運動方向由F到E，由左手定則可知負(fù)電荷向左表面偏轉(zhuǎn)，則右表面的電勢高，B錯誤；如果用該元件測赤道處的磁場，由于地磁場與水平面平行，因此如果霍爾元件的平面保持水平，則無電壓產(chǎn)生，C錯誤；根據(jù)qvB＝qUd得U＝Bdv，由電流的微觀定義式I＝nqSv(n是單位體積內(nèi)的導(dǎo)電粒子數(shù)，q是單個導(dǎo)電粒子所帶的電量，S是導(dǎo)體的橫截面積，v是導(dǎo)電粒子運動的速度)整理得v＝InqS，聯(lián)立解得U＝IBdnqS，可知用霍爾元件可以測量地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，保持電流不變，則左右表面的電勢差與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比，10．如圖所示，R1為定值電阻，R2為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻(負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻是指阻值隨溫度的升高而減小的熱敏電阻)，L為小燈泡，當(dāng)溫度降低時()A．R1兩端的電壓增大B．電流表的示數(shù)增大C．小燈泡的亮度變強(qiáng)D．小燈泡的亮度變?nèi)魿[R2與燈泡L并聯(lián)后再與R1串聯(lián)，與電源構(gòu)成閉合電路，當(dāng)溫度降低時，熱敏電阻R2的電阻值增大，外電路電阻增大，電流表讀數(shù)減小，R1兩端的電壓減小，燈泡L兩端的電壓增大，燈泡的亮度變強(qiáng)，故只有C正確。]11．(多選)(2022·福建莆田高二期末)筆記本電腦機(jī)身和顯示屏對應(yīng)部位分別有磁體和霍爾元件。當(dāng)顯示屏開啟時磁體遠(yuǎn)離霍爾元件，電腦正常工作；當(dāng)顯示屏閉合時磁體靠近霍爾元件，屏幕熄滅，電腦進(jìn)入休眠狀態(tài)。如圖所示，一塊寬為a、長為c的矩形半導(dǎo)體霍爾元件，元件內(nèi)的導(dǎo)電粒子是自由電子，通入方向向右的電流時，電子的定向移動速度為v。當(dāng)顯示屏閉合時元件處于垂直于上表面、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，于是元件的前、后表面間出現(xiàn)電壓U，以此控制屏幕的熄滅，則霍爾元件的(