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半导体指纹传感器:在一块半导体基板上阵列了10万金属颗粒,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,由于手指指纹深浅不同,嵴和峪与半导体电容感应颗粒形成的电容值大小不同,其工作过程是通过对电容感应颗粒预先充电到某一参考电压,然后对每个电容的放电电流进行测量,设备将采集到不同的数值汇总,也就完成了指纹的采集,则( )
A.指纹的嵴处与半导体基板上对应的金属颗粒距离近,电容小
B.指纹的峪处与半导体基板上对应的金属颗粒距离远,电容小
C.对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压时,在手指靠近时,各金属电极电量减小
D.对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压时,在手指远离时,各金属电极均处于充电状态
【答案】分析:手指的嵴和峪与金属电极的距离不同,根据电容的决定式分析电容的大小.由电容的定义式分析,电容的电压一定时,电量变化,判断金属电极是处于充电状态还是放电状态.
解答:解:
A、指纹的嵴处与半导体基板上对应的金属颗粒距离近,根据电容的决定式C=得知,电容大.故A错误.
B、指纹的峪处与半导体基板上对应的金属颗粒距离远,根据电容的决定式C=得知,电容小.故B正确.
C、在手指靠近时,电容增大,而电压一定,则由Q=CU可知,各金属电极电量增大.故C错误.
D、在手指远离时,电容减小,而电压一定,则由Q=CU可知,各金属电极电量放电状态.故D错误.
故选B
点评:本题题干较长,要有快速获取有效信息的能力.本题是电容器动态变化分析问题,根据电容的决定式和定义式结合进行分析.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

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A. 指纹的嵴处与半导体基板上对应的金属颗粒距离近,电容小

B. 指纹的峪处与半导体基板上对应的金属颗粒距离远,电容小

C. 对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压时,在手指靠近时,各金属电极电量减小

D. 对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压时,在手指远离时,各金属电极均处于充电状态

 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

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A.指纹的嵴处与半导体基板上对应的金属颗粒距离近,电容小
B.指纹的峪处与半导体基板上对应的金属颗粒距离远,电容小
C.对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压时,在手指靠近时,各金属电极电量减小
D.对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压时,在手指远离时,各金属电极均处于充电状态

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A.指纹的嵴处与半导体基板上对应的金属颗粒距离近,电容小
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