1、专题11 传感器一、 认识传感器1（2021重庆市江津第五中学校高二期中）下面哪一项不是现代传感器的应用（）A将自己的银行卡插进自动取款机里可以取钱，而不必麻烦银行工作人员B电梯的两门靠拢接触到人体时，门会自动打开而不会夹伤人C电饭煲能自动加热和保温而不会把饭烧焦D当你走近自动门时，门会自动打开【答案】A【解析】A将自己的银行卡插进自动取款机里可以取钱，而不必麻烦银行工作人员，应用了磁记录技术，与现代传感器无关，故A符合题意；B电梯的两门靠拢接触到人体时，门会自动打开而不会夹伤人，应用了压力传感器，故B不符合题意；C电饭煲能自动加热和保温而不会把饭烧焦，应用了温度传感器，故C不符合题意；D当你
2、走近自动门时，门会自动打开，应用了微波或红外传感器，故D不符合题意。故选A。2.（2022福建省龙岩第一中学高二阶段练习）为了做好新冠疫情防控工作，小区物业利用红外测温仪对出入人员进行体温检测。红外测温仪是一种利用红外线来测量体温的设备，被测人员辐射出的红外线可被测温仪捕捉，并转变成电信号。下列与红外测温仪属于同类传感器的是（）A饮水机中自动控制加热和保温的温控器B走廊照明灯的声控开关C火灾红外报警器D电子体重计的压力传感装置【答案】C【解析】温度测温仪使用的是红外线传感器，实际上就是传感器把光信号转变为电信号的过程，饮水机中自动控制加热和保温的温控器使用的是温度传感器，走廊照明灯的声控开关使
3、用的是声音传感器，电子计重计的压力传感器装置使用的是压力传感器，火灾红外报警器使用的是红外线传感器。故选C。3（2022江苏南京市第一中学高二阶段练习）磁传感器是将磁信号转变为电信号的仪器.如图所示，将探头放在磁场中，可以很方便的测量磁场的强弱和方向.探头可能是（）A感应线圈B热敏电阻C霍尔元件D干簧管【答案】C【解析】将探头放在磁场中，可以很方便的测量磁场的强弱和方向，将磁信号转变为电信号，所以探头可能是霍尔元件。故选C.4.（2021山西省古县第一中学高二期中）关于传感器，下列说法不正确的是（）A热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量B烟雾散射式火灾报警器利用的是温度传感器C电熨
4、斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断D话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号【答案】BD【解析】A热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，且随着温度升高，其电阻在减小，故A正确，不符合题意；B烟雾散射式火灾报警器利用烟雾对光的散射作用来工作的，是光传感器，故B错误，符合题意；C电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片，靠温度来传感，这种传感器作用是控制电路的，故C正确，不符合题意；D话筒是一种常用的声传感器，其作用将声信号转换为电信号，故D不正确，符合题意；本题选不正确的，故选：BD。二、 常见传感器的工作原理及其应用
5、1.（2021陕西长安一中高二阶段练习）传感器是一种采集信息的重要器件。如图所示是一种测定压力的电容式传感器。当待测压力F作用于可动膜片电极时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路，那么（）当F向上压膜片电极时，电容将减小当F向上压膜片电极时，电容将增大若电流计有示数，则压力F发生变化若电流计有示数，则压力F不发生变化。ABCD【答案】C【解析】当F向上压膜片电极时，板间距离减小，由电容的决定式可知电容器的电容将增大，故错误、正确；当F变化时，电容变化，而板间电压不变，由Q=CU故电容器所带电荷量Q发生变化，电容器将发生充、放电现象，回路中有电流，电流计有
6、示数；反之，电流计有示数时，压力F必发生变化，故正确，错误。故选C。2（2021河北石家庄二中高三阶段练习）随着生活水平的提高，电子秤已经成为日常生活中不可或缺的一部分，电子秤的种类也有很多，如图所示是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图。称重时，把物体放到电子秤面板上，压力作用会导致平行板上层膜片电极下移。则（）A电容器储存的电能减少B电容器的电容减小，带电荷量减小C膜片下移过程中，电流表有a到b的电流D电子秤是一个压力传感器，稳定后电容器两板间电压等于电源电动势【答案】D【解析】AB根据电容器表达式当两个极板的距离减小时，电容器的电容增大；再根据电容器定义式由于电容器一直和电源相连
7、，电压不变，当电容增大时，带电荷量增大，则电容器储存的电能增加；所以AB错误；C 膜片下移过程中，电容器充电，则电流表有b到a的电流，选项C错误；D电子秤是一个压力传感器，当压力稳定后，电容器停止充电，电路中的电流为零，即电流表示数为零，两极板的电势差不变，等于电源的电动势，所以D正确。故选D。3（2022浙江丽水第二高级中学高三阶段练习）光敏二极管在各种自动化装置中有很多应用，街道的路灯自动控制开关就是其应用之一，图中所示为其模拟电路，其中A为光敏二极管，B为电磁继电器，C为照明电路，D为路灯，下列说法正确的是（）A路灯自动控制电路中的光敏二极管的阻值随光照增强而增大B当没有光照时（夜晚），
8、光敏二极管所在回路中的电流很小C根据“日出路灯肯定熄”的常识，分析可知白天电磁铁与衔铁不吸引D如果换上灵敏度更高的光敏二极管，则相同的光照强度下，电磁铁的磁性更弱【答案】B【解析】A光敏二极管有光敏电阻的特征，阻值随光照增强而减小，也具有一般二极管单向导电性的特征，故A错误；BC根据“日出路灯熄、日落路灯亮”的常识，结合路灯自动控制电路中的特征，可知，没有光照时（夜晚），触点接通，照明电路的路灯变亮，电磁铁与衔铁不吸引，电磁铁的磁性不强，所在回路中的电流很小，反之白天电磁铁与衔铁吸引，触点断开，故B正确、C错误；D如果换上灵敏度更高的光敏二极管，白天在相同的光照强度下，电磁铁的磁性更强，与衔铁
9、的吸引力更大，故D错误。故选B。4.（2022河北衡水市冀州区第一中学高二期末）智能手机屏幕的光线过强会对眼睛有害，因此手机都有一项可以调节亮度的功能，该功能既可以自动调节，也可以手动调节。某兴趣小组为了模拟该功能，设计了如图所示的电路。已知光敏电阻在光照增强时，电阻会减小。闭合开关，下列说法正确的是（）A仅光照变强，小灯泡变暗B仅光照变弱，小灯泡变暗C仅将滑片向a端滑动，小灯泡变亮D仅将滑片向b端滑动，小灯泡变亮【答案】BC【解析】A仅光照变强，可知光敏电阻的阻值变小，则总电阻变小，由闭合电路的欧姆定律可知总电流增大，则灯泡的功率变大，灯泡变亮，故A错误；B仅光照变弱，可知光敏电阻的阻值变大
10、，则总电阻变大，由闭合电路的欧姆定律可知总电流减小，则灯泡的功率变小，灯泡变暗，故B正确；C仅将滑片向a端滑动，接入电路的有效阻值变小，则总电阻变小，干路电流增大，灯泡的功率变大，灯泡要变亮，故C正确；D仅将滑片向b端滑动，接入电路的有效阻值变大，则总电阻变大，干路电流减小，灯泡的功率变小，灯泡要变暗，故D错误。故选BC。5.（2022河北衡水市冀州区第一中学高二期末）如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，磁场垂直于霍尔元件的工作面向上，通入图示方向的电流I，C、D两侧面间会产生电势差，下列说法中正确的是（）A电势差的大小仅与磁感应强度有关B若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势CDC仅增大电流I
11、时，电势差变大D在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平【答案】BC【解析】AC根据CD间存在电势差，之间就存在电场，电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，设霍尔元件的长宽高分别为a、b、c，有又I=nqvS=nqvbc可得n由材料决定，故U不仅与材料有关还与厚度c成反比，同时还与磁场B与电流I有关，A错误、C正确。B根据左手定则，电子向D侧面偏转，D表面带负电，C表面带正电，所以C表面的电势高，则UCD0即有CD，B正确。D在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，应将元件的工作面保持竖直，让磁场垂直通过，D错误。故选BC三、利用传感器制作简单的装置1（2022浙江金华高二期末）下列
12、有关传感器的说法错误的是（）A光电门能够记录遮光条的挡光时间，应用的是位移传感器B电子秤利用的是压力传感器C电饭煲能自动加热和保温而不会把饭烧焦，应用的是温度传感器D走近自动门时，门会自动打开，应用的是红外传感器【答案】A【解析】A光电门能够记录遮光条的挡光时间，应用的是光传感器，A错误，不符合题意；B电子秤是利用压力传感器来工作的，B正确，符合题意；C电饭煲能自动加热和保温而不会把饭烧焦，应用了温度传感器，C正确，不符合题意；D当你走近自动门时，门会自动打开，应用了红外传感器，D正确，不符合题意。故选A。2.（2021山东省泰安第四中学高二阶段练习）在如图所示的自动控制电路中，当开关S断开时
13、，工作电路的情况是（）A灯亮，电动机转起来，电铃响B灯亮，电动机转起来，电铃不响C灯不亮，电动机不转，电铃响D灯亮，电动机不转，电铃响【答案】B【解析】由图可知这是用一个电磁继电器同时控制两个工作电路的自动控制装置，控制电路由电源、开关S和电磁铁组成，工作电路有两个，共用一个电源，开关S断开时，电磁铁中无电流没有磁性，弹簧把衔铁拉起，电灯和电动机组成的并联电路连通，电灯亮，电动机转动，电铃电路断开，电铃不响；开关S闭合时，电磁铁通电有磁性，吸下衔铁，使电铃电路连通，铃响，电灯和电动机电路断开，灯不亮，电动机不转。故选B。3.光控开关（1）实验器材和装置光敏电阻完成光信号向电信号的转变。晶体三极
14、管将电流进行放大，同时具有完成断路和接通的开关作用。发光二极管LED模仿路灯。电路设计如图甲。为了能够驱动更大功率的负载，需用继电器来启、闭另外的供电电路，如图乙所示。（2） 电路工作原理光较强时，光敏电阻阻值小，三极管不导通，继电器断路，处于常开状态，小灯泡L不亮。光较弱时，光敏电阻阻值变大，三极管导通，产生较大的集电极电流，点亮发光二极管或驱动继电器吸合，点亮小灯泡L。（3）实验操作连接电路，检查无误后，接通电源。用白光照射光敏电阻，调节_，使发光二极管LED或小灯泡L刚好不发光。减弱光敏电阻的光照强度，当光减弱到某种程度时，发光二极管LED或小灯泡L发光。让光照加强，当光照强到某种程度时
15、，发光二极管LED或小灯泡L_。【答案】 R1 熄灭1（2021山东枣庄高二期中）传感器是将能感受的物理量（如力、热、光、声等）转换成便于测量的量（一般是电学量）的一类元件，在自动控制中有相当广泛的应用，如图所示的装置是一种测定液面高度的电容式传感器。金属芯线与导电液体构成一个电容器，从电容C大小的变化情况就能反映出液面高度h的高低情况，则两者的关系是（）C增大表示h增大C增大表示h减小C减小表示h减小C减小表示h增大A只有正确B只有、正确C只有正确D只有、正确【答案】B【解析】液面高度的变化，相当于电容器极板正对面积的变化。当h增大时，相当于正对面积增大，则电容应增大；当h减小时，相当于正对
16、面积减小，电容C应减小。故选B。2（2022山东省滕州市第五中学高二阶段练习）目前，传感器已经广泛应用于生产、生活、科学研究等各个领域，关于传感器的应用，下列说法中正确的是（）A自动洗衣机中的压力传感器、数字体重计所用的测力装置都应用了力传感器B走廊照明灯的声控开关、红外报警装置都是应用了声传感器C发光二极管是一种常用的光传感器，其作用是将光信号转换为电信号D霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成电阻这个电学量【答案】A【解析】A自动洗衣机中的压力传感器、数字体重计所用的测力装置都应用了力传感器，故A正确；B在天黑楼道里出现声音时，楼道里的灯才亮，说明它的控制电路中既有声音传感器，又有光传感器
17、；但红外报警装置是应用了红外线传感器故B错误；C发光二极管不是光传感器，故C错误；D霍尔元件能把磁感应強度这个磁学量转换成电压这个电学量，故D错误。故选A。3（2021黑龙江明水县第一中学高二阶段练习）.如图所示的电路可将声音信号转化为电信号，该电路中，b是固定不动的金属板，a是能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜，构成了一个电容器，且通过导线与恒定电源两极相接，若声源S做简谐运动，则（）Aa振动过程中，板之间的电场强度不变Ba振动过程中，板所带的电荷量不变Ca振动过程中，电路中始终有方向不变的电流Da板向右位移最大时，电容器的电容最大【答案】D【解析】Aa振动过程中，两板间距d发
18、生变化，电源始终与电容器相连，两板间电压U不变，由可知E变化，A错误；B由可知，d变化，Q变化，选项B错误；Ca振动方向不确定，d可增可减，故电流方向不确定，选项C错误；D当a板向右位移最大时，由可知，d最小，C最大，选项D正确；故选D。4.（2021江西芦溪中学高二开学考试）霍尔元件是磁传感器，是实际生活中的重要元件之一。如图所示为长度一定的霍尔元件，在该元件中通有方向从E到F的恒定电流I，现在空间加一竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，其中元件中的载流子为带负电的电荷。则下列说法正确的是（）A该元件能把电学量转化为磁学量B左表面的电势高于右表面C如果用该元件测赤道处的磁场，应保持平面呈
19、水平状态D如果在霍尔元件中的电流大小不变，则左右表面的电势差与磁场的磁感应强度成正比【答案】D【解析】A霍尔元件能够把磁学量转换为电学量，故A错误；B由于元件中的载流子为带负电的电荷，则负电荷的运动方向由F到E，由左手定则可知负B电荷向左表面偏转，则右表面的电势高，故B错误；C如果用该元件测赤道处的磁场，由于地磁场与水平面平行，因此如果霍尔元件的平面保持水平，则无电压产生，故C错误；D根据得由电流的微观定义式（n是单位体积内的导电粒子数，q是单个导电粒子所带的电荷量，S是导体的横截面积，v是导电粒子运动的速度）整理得联立解得可知保持电流不变，则左右表面的电势差与磁感应强度成正比，故D正确。故选
20、D。5（2022山东省滕州市第五中学高二阶段练习）关于传感器，下列说法正确的是（）A传感器能将非电学量按一定规律转换成电学量B金属热电阻是一种可以将电学量转换为热学量的传感器C干簧管是能够感知电场的传感器D热敏电阻的阻值都是随温度的升高而减小【答案】A【解析】A传感器作为一种将其它形式的信号与电信号之间的转换装置，能将非电学量按一定规律转换成电学量。故A正确； B金属热电阻是将热学量转换为电学量的一种传感器，故B错误。C干簧管是把磁场的强弱转化为电路的通断的传感器，故C错误。D热敏电阻的阻值不一定随温度的升高而减小，故D错误。故选A。6.（2022山东省滕州市第五中学高二阶段练习）电子电路中常
21、用到一种称为“干簧管”的元件（如图所示），它的结构很简单，只是玻璃管内封入的两个软磁性材料制成的簧片。当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，所以干簧管能起到开关的作用，操纵开关的是磁场这只看不见的“手”。关于干簧管，下列说法正确的是（）A干簧管接入电路中相当于电阻的作用B干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的C两个磁性材料制成的簧片接通的原因是被磁化后相互吸引D干簧管接入电路中相当于开关的作用【答案】CD【解析】BC当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化相互吸引而接通，故B错误；C正确；AD当磁体远离干簧管时，软磁性材料制成的簧片失去磁性，所以两簧片又分开，因此于簧管在电路中相当于开关的作用，故A错
22、误；D正确。故选CD。7.（2022吉林长春市第六中学高二阶段练习）某同学利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响。图甲中继电器的供电电压U1=3V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0为30。当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。(1)图甲中警铃的接线柱C应与接线柱_相连，指示灯的接线柱D应与接线柱_相连（均选填“A”或“B”）；(2)当环境温度升高时，热敏
23、电阻阻值将_，继电器的磁性将_（均选填“增大”、“减小”或“不变”），当环境温度达到_时，警铃报警；(3)如果要使报警电路在更高的温度报警，下列方案可行的是_A适当减小U1 B适当增大U1 C适当减小U2 D适当增大U2【答案】 B A 减小 增大 80 A【解析】 (1)12根据“当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响”，知警铃的接线柱C应与接线柱B相连，指示灯的接线柱D应与接线柱A相连；(2)345当环境温度升高时，热敏电阻阻值减小，由欧姆定律知电路中电流增大，则继电器的磁性将增大。当线圈中的电流等于50mA时，继电器的衔铁刚好被吸合，则控制电路中电阻最大值为此时热敏电阻阻值为由图乙知，此时环境温度为，所以环境温度在大于等于时，警铃报警；(3)6要使报警电路在更高的温度就报警，则线圈中的电流等于50mA时，热敏电阻R变大，由（2）知，热敏电阻则可通过适当减小U1达到这个目的。故选A。