1、第六章传感器综合评估时间：90分钟分值：100分一、选择题(16为单选，每小题4分，710为多选，每小题5分，共44分)1.如图所示，由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的电路中，当闭合开关S后，小灯泡正常发光，若用酒精灯加热电阻丝时，发现小灯泡亮度变暗，发生这一现象的主要原因是(C)A小灯泡的电阻发生了变化B小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化C电阻丝的电阻率随温度发生了变化D电源的电压随温度发生了变化解析：温度升高，金属电阻丝电阻率增大，电阻增大，电路中电流减小，灯泡亮度减弱2.如图所示，Rt为负温度系数的热敏电阻，R为定值电阻，若往Rt上擦些酒精，在环境温度不变的情况下，关于电压表示数的变化情
2、况，下列说法中正确的是(D)A变大 B变小C先变大后变小再不变 D先变小后变大再不变解析：往Rt上擦酒精后，酒精蒸发吸热，热敏电阻Rt温度降低，电阻值增大，根据串联电路的分压特点，电压表示数变小当酒精蒸发完毕后，Rt的温度逐渐升高到环境温度后不变，所以热敏电阻Rt的阻值逐渐变小，最后不变，故电压表的示数将逐渐变大，最后不变，所以选项D正确3用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转换成电信号的过程下列属于这类传感器的是(A)A红外报警装置B走廊照明灯的声控开关C自动洗衣机中的压力传感装置D电饭煲中控制加热和保温的温控器解析：声控开关是将声音信号转换成电信号；自动洗衣机的压力传感器
3、是把形变这个非电学量转换成电信号的；电饭煲中控制加热和保温的温控器是将温度信号转换成电信号的4.小强在用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制经检查，恒温箱的控制器没有故障如图所示，下列对故障判断正确的是(C)A只可能是热敏电阻出现故障B只可能是温度设定装置出现故障C热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障D可能是加热器出现故障解析：由恒温箱原理图可知，若热敏电阻出现故障或温度设定出现故障都会向控制器传递错误信息，导致控制器发出错误指令，故C正确，A、B错误若加热器出现故障，只有一种可能，即不能加热，而题中加热器一直加热才会使温度持续升高，故D错误5如图所示，M是一小型理想变压器
4、，接线柱a、b接在电压u311sin314t(V)的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火灾报警系统，其中R2是用半导体热敏材料(电阻随温度升高而降低)制成的传感器，电流表A2是值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出)，R3是一定值电阻当传感器R2所在处出现火情时，下列说法正确的是(D)AA1的示数不变，A2的示数增大BA1的示数增大，A2的示数增大CV1的示数增大，V2的示数增大DV1的示数不变，V2的示数减小解析：当R2所在处出现火情时，温度升高，其电阻减小，因V1不变，所以副线圈中输出端的电压不变，副线圈中并联电路两端的电压减小，V2减小，A2根
5、据欧姆定律判断也减小因副线圈所接的总电阻减小，副线圈输出功率增大，A1读数增大，所以D项正确6.如图所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，LED为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与LED的距离不变，下列说法正确的是(A)A当滑片P向左移动时，灯泡消耗的功率增大B当滑片P向左移动时，灯泡消耗的功率减小C当滑片P向右移动时，灯泡消耗的功率可能不变D无论怎样移动滑片P，灯泡消耗的功率都不变解析：当滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，流过发光二极管的电流增大，发光二极管发出的光增强，光敏电阻的阻值减小，流过灯泡的电流增大，灯泡消耗的功率增大，选项A正确，B错
6、误；当滑片P向右移动时，发光二极管所在支路的电阻增大，电流减小，发光二极管发出的光减弱，光敏电阻的阻值增大，流过灯泡的电流减小，灯泡消耗的功率减小，选项C、D错误7下列说法正确的是(BD)A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B电熨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，这种传感器的作用是控制电路的通断C电子秤所使用的测力装置是应变片D办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开或关，是光传感器的应用解析：话筒是将声信号转换为电信号的装置，A错；电熨斗内的双金属片，是利用它的热胀冷缩程度的不同，使电路随温度的改变实现通、断的，B正确；电子秤所使用的测力装置是力传
7、感器，力传感器由金属梁和应变片组成，C错；“自动”门安装有光传感器，D正确8如图是电饭锅的结构图，如果感温磁体的“居里温度”为103 时，下列说法中正确的是(ACD)A常温下感温磁体具有较强的磁性B当温度超过103时，感温磁体的磁性较强C饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会超过103 ，这时开关按钮会跳起D常压下只要锅内有水，锅内的温度不可能达到103 ，开关按钮就不会自动跳起解析：根据电饭锅的工作原理可判断A、C、D正确，B错误9.有一种测量体重的电子秤，其原理图如图所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(实际是一个阻值可随压力而变化的电阻)、显示体重的仪表G(实际是理想电流表)设踏板
8、的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3 A，电源电动势为12 V，内阻为2 ，电阻R随压力变化的函数关系式为R300.02F(F和R的单位分别是N和)下列说法正确的是(AC)A该秤能测量的最大体重是1 400 NB该秤能测量的最大体重是1 300 NC该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表刻度盘上0.375 A处D该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表刻度盘上0.400 A处解析：因为理想电流表的量程为3 A，即电流I的最大值为3 A，根据I，可得R2 ，根据R300.02F可求出对应的压力F1 400 N当踏板空载时，R30 ，此时电流大小为I0.375 A选项A、C
9、正确10某同学在实验室里熟悉各种仪器的使用他将一条形磁铁放在水平转盘上，如图所示磁铁可随转盘转动，另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边当转盘(及磁铁)转动时，引起磁感应强度测量值周期性地变化，该变化的周期与转盘转动周期一致经过操作，该同学在计算机上得到了如图所示的图象该同学猜测磁感应强度传感器内有一线圈，当测得磁感应强度最大时就是穿过线圈的磁通量最大时，按照这种猜测(AC)A在t0.1 s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化B在t0.15 s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化C在t0.1 s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值D在t0.15 s时刻，线圈内产生的感应电流的
10、大小达到了最大值解析：传感器线圈的磁感应强度变化情况如题图所示，在题图中斜率既能反映线圈内产生的感应电流的方向变化，又能反映感应电流的大小变化t0.1 s时刻，斜率最大，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值，并且产生的感应电流的方向发生了变化，所以A、C正确；同理可知t0.15 s时刻线圈内产生的感应电流的方向变化及大小变化情况，B、D不正确二、填空题(每小题8分，共16分)11按图所示接好电路，合上S1、S2，发现小灯泡不亮，原因是由于热敏电阻在常温时阻值较大，左侧电路中电流较小，电磁铁磁性较弱吸不住衔铁；用电吹风对热敏电阻吹一会儿热风，会发现小灯泡变亮，原因是电路中电流增大，电磁铁吸住衔
11、铁，使右侧电路接通；停止吹风，会发现小灯泡不会立即熄灭；把热敏电阻放入冷水中会发现小灯泡熄灭解析：根据热敏电阻的性质进行分析，由于热敏电阻在常温时阻值较大，左侧电路中电流较小，电磁铁磁性较弱吸不住衔铁；当用电吹风对热敏电阻加热使其阻值变小时，电路中电流增大，电磁铁吸住衔铁，使右侧电路接通，小灯泡亮了；停止吹风后，小灯泡不会立即熄灭，因为热敏电阻温度仍然较高，当把热敏电阻放入冷水后，热敏电阻温度降低很快，阻值变大，故小灯泡熄灭12如图所示为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的IU关系曲线图(1)为了通过测量得到如图所示的IU关系的完整曲线，在如图甲、乙所示两个电路中应选择的
12、是图甲简要说明理由：甲图电路电压可从0调到所需电压，电压调节范围大(电源电动势为9 V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为0100 )(2)在如图丙所示的电路中，电源电压恒为9 V，电流表读数为70 mA，定值电阻R1250 .由热敏电阻的IU关系曲线图可知，热敏电阻两端的电压为5.2 V；电阻R2的阻值为111.8(111.6112.0均可) .解析：(1)由题图所示可知，甲图电路电压的调节范围比乙图电路电压的调节范围大，所以选甲图(2)由题图所示知，R2与热敏电阻串联后，与R1并联接在恒为9 V的电源上，总电流I70 mA，R1250 .设通过R1的电流为I1，通过热敏电阻的电流为I2，则II1
13、I2，故I2II1mA34 mA.由图象查得电流为34 mA时所对应的电压为5.2 V；则R2两端电压U29 V5.2 V3.8 V，所以R2111.8 .三、计算题(每小题10分，共40分)13(1)用如图甲所示的传感器可以测运动物体的位移，说明它的工作原理是什么？图甲(2)电子电路中常用到一种称为“干簧管”的元件，它的结构是玻璃管内封入的两个软磁性材料制成的簧片，如图乙所示，它是传感器吗？图乙答案：见解析解析：(1)它可以将位移变化转化为电容信号当物体向左运动时，电容增大；向右运动时，电容减小(2)它是传感器，可以感知磁场因为玻璃管内封入两个软磁性材料制成的簧片，当存在磁场时，如条形磁铁靠
14、近，两个簧片被磁化而相互吸引接触，灯泡就发光，因此能感知磁场的存在14.将金属块m用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中，如图所示在箱子的上顶板和下底板装有压力传感器，箱子可以沿竖直轨道运动当箱子以a2.0 m/s2的加速度竖直向上做匀减速运动时，上顶板的压力传感器显示的压力为6.0 N，下底板的压力传感器显示的压力为10.0 N(g取10 m/s2)(1)若上顶板压力传感器的示数是下底板压力传感器的示数的一半，试判断箱子的运动情况(2)要使上顶板压力传感器的示数为零，箱沿竖直方向的运动情况可能是怎样的？答案：(1)静止或匀速直线运动(2)见解析解析：下底板传感器的示数等于轻弹簧的弹力F，金属块受力
15、分析情况如图所示，上顶板的压力N6.0 N、弹簧的弹力F10.0 N和重力mg，加速度为a，方向向下，有mgNFma，可求得金属块的质量(1)当上顶板传感器的示数是下底板传感器示数的一半时，弹簧的弹力仍是F，则上顶板压力为.设箱和金属块的加速度为a1，则有mgFma1，解得a10.表明箱处于静止或做匀速直线运动(2)当上顶板的压力恰好等于零时，有mgFma2，解得a210 m/s2，“”号表示加速度方向向上若箱和金属块竖直向上的加速度大于10 m/s2，弹簧将被进一步压缩，金属块要离开上顶板，上顶板压力传感器的示数也为零只要竖直向上的加速度大于或等于10 m/s2，不论箱是向上加速还是向下减速
16、运动，上顶板压力传感器的示数都为零15如图所示是一种测量血压的压力传感器在工作时的示意图薄金属片P固定有4个可以形变的电阻R1、R2、R3、R4，如图乙所示图甲是它的侧面图，这4个电阻连成的电路如图丙所示，试回答下列问题：(1)开始时金属片中央O点未加任何压力，欲使电压表无示数，则4个电阻应满足怎样的关系？(2)当O点加一个压力F后发生形变，这时4个电阻也随之发生形变，形变后各电阻阻值大小如何变化？答案：(1)(2)R1、R4增大R2、R3减小解析：(1)本问题是求电路A、B两点的电压与4个电阻的关系，由于电压表的电阻可以看做无穷大，因此本电路是R1与R2串联，R3与R4串联，然后它们再并联，
17、设上面部分电流为I上，下面部分电流为I下，要使A点电势等于B点电势，则应有电阻R1上的电压等于R3上的电压，电阻R2上的电压等于电阻R4上的电压，即I上R1I下R3I上R2I下R4联立式得到.(2)当O点加垂直于金属片的压力后，金属片发生形变，由于电阻是固定在金属片上的，因此R1、R4被拉长，R2、R3被拉宽，即R1、R4增大，R2、R3减小，这时A、B两点电势不再相等16.如图所示为检测某传感器的电路图传感器上标有“3 V0.9 W”的字样(传感器可看做一个纯电阻)，滑动变阻器R0上标有“10 1 A”的字样，电流表的量程为0.6 A，电压表的量程为3 V求：(1)传感器的电阻和额定电流(2)为了确保电路各部分的安全，在a、b之间所加的电源电压最大值是多少？答案：(1)10 0.3 A(2)6 V解析：(1)R传U/P传10 ，I传P传/U传0.3 A.(2)最大电流II传0.3 A，电源电压最大值UmU传U0，U传为传感器的额定电压，U0为R0m10 时R0两端的电压，即U0I传R0m0.310 V3 V，未超过电压表量程，所以UmU传U03 V3 V6 V.
