1、物理选修32(粤教版)传感器第一节认识传感器第二节探究传感器的原理一、单项选择题1关于传感器的下列说法正确的是()A所有传感器的材料都是由半导体材料做成的B金属材料也可以制成传感器C传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的D以上说法都不正确解析：A和C的说法不全面，金属材料可以制成传感器，所以B正确答案：B2如下图所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻(负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻)，L为小灯泡，当温度降低时()AR1两端的电压增大B电流表的示数增大C小灯泡的亮度变强D小灯泡的亮度变弱解析：温度降低时R2的阻值增大，干路电流减小，R1两端电压、电流表示数都
2、减小，灯泡两端电压变大、亮度变强只有C项正确答案：C3如右图所示的实验电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，D为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与D相距很近，下列说法正确的是() A当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大B当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小C当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率可能不变D无论怎样移动触头P，L消耗的功率都不变解析：触头P左移，使其电阻减小，流过二极管的电流增大，从而发光增强，使光敏电阻R的阻值减小，最终达到增大流过灯泡的电流的效果A项正确答案：A4氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化
3、，在如右图所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察仪表指针就能判断一氧化碳是否超标有一种氧化锡传感器，其电阻的倒数与一氧化碳的浓度成正比，那么，电压表示数U与一氧化碳浓度c之间的对应关系正确的是() AU越大，表示c越大，c与U成正比BU越大，表示c越小，c与U成反比CU越大，表示c越大，但是c与U不成正比DU越大，表示c越小，但是c与U不成反比解析：由电路图可知，U越大，表明通过电阻R0的电流越大，则氧化锡传感器的电阻减小，由于题目中指出其“电阻的倒数与一氧化碳的浓度成正比”，则表示一氧化碳的浓度c变大根据电路图可知，c与
4、U不成正比答案：C二、双项选择题5电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧干前的加热状态，另一种是锅内水烧干后的保温状态如下图所示是电饭锅的电路原理示意图，S是用感温材料制造的开关，下列说法中正确的是()A其中R1是供加热用的电阻丝B当开关S接通时电饭锅为加热状态，S断开时为保温状态C要使R2在保温状态时的功率为加热状态时功率的一半，D要使R2在保温状态时的功率为加热状态时功率的一半，解析：由电路图可知，不管S断开还是闭合，加载在电阻上的电压都是220 V，所以根据P得接在电路的电阻越小，功率越大，所以S闭合的时候，R2处于加热状态，选B.根据2得，所以D 也正确答案：BD6在如右图所示的电路中
5、，电池的电动势为E，内阻为r，R1 为金属电阻、R2为光敏电阻、R3为热敏电阻设电流表A的读数为I，电压表V1的读数为U1，电压表V2的读数为U2，三个电阻中仅有一个的阻值发生变化，则下面的分析正确的是() A给R1升温，I变小，U1变大B用光照R2，I变小，U2变大C给R3降温，I变大，U1变大D给R1降温，I变小，U1变小解析：R1 为金属电阻：温度越高，电阻值越大；R2为光敏电阻：光照越强，电阻值越小；R3为热敏电阻：温度越高，电阻值越小则根据“串反并同”得，A选项给R1升温，R1电阻值变大了，I减小，U1变大，A正确；B选项用光照R2，R2电阻值减小，则I变小，U2变大，B正确答案：A
6、B7传感器是把非电学物理量(如位移、速度、压力、角度等)转换成电学物理量(如电压、电流、电量等)的一种元件如下图所示中的甲、乙、丙、丁是四种常见的电容式传感器，下列说法正确的是()A图甲中两极间的电量不变，若电压减少，可判断出h变小B图乙中两极间的电量不变，若电压增加，可判断出变大C图丙中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的负极，则x变大D图丁中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的正极，则F变大答案：BD8唱卡拉OK用的话筒内有将声音信号转变为电信号的传感器，其中一种是动圈式的，下图是该传感器的构造原理图它的工作原理是，在弹性膜的后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永久磁体的磁场之中，当声
7、波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号下列说法正确的是()A该传感器是根据电流的磁效应工作的B该传感器是根据电磁感应原理工作的C膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不断改变D膜片振动时，金属线圈中产生的感应电动势保持不变解析：根据图可知，当声波使膜片前后振动时，传感器的线圈的磁通量不断变化，产生不断改变的感应电流，就把声音转化成了电信号所以B、C正确答案：BC9某半导体的电阻随温度变化的关系曲线，则()A图线1反映半导体材料的电阻随温度的变化 B图线2反映金属导体的电阻随温度的变化 C图线1反映金属导体的电阻随温度的变化 D图线2反映半导体材料的电阻随温度的变化答案：CD三、非选择题(按题目
8、要求作答解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位)10.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)组成压力传感器表面能承受的最大压强为1107 Pa，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4.8 V，取g10 m/s2.请回答：压力F/N025
9、05007501 0001 2501 500电阻R/300270240210180150120(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20 mA，则这个人的体重是_kg.解析：(1)由图表知，踏板空载时，压力传感器电阻R300 ，此时A中电流I A1.6102 A.(2)当电流I20 mA20103 A时，压力传感器的电阻R 240 ，对应表格中，这个人的质量为50 kg.答案：(1)1.6102(2)5011温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性工作的如下图甲所示，电源
10、的电动势E9.0 V，内电阻不计；G为灵敏电流计，内阻Rg保持不变；R为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如下图乙所示闭合开关S，当R的温度等于20 时，电流表示数I12 mA；当电流表的示数I23.6 mA时，热敏电阻的温度是_.解析：从图乙查得t20 时，R的阻值为4 k由EI1(RRg)得：RgR k4 k0.5 k当I23.6 mA时，设热敏电阻的阻值为R，则RRg k0.5 k2 k从图乙查得此时对应的温度t2120 .答案：12012如图所示为检测某传感器的电路图传感器上标有“3 V 0.9 W”的字样(传感器可看作一个纯电阻)，滑动变阻器R0上标有“10 1 A”的字样，电流表的
11、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？ (3)如果传感器的电阻变化超过标准值1 ，则该传感器就失去作用实际检测时，将一个恒压电源加在图中a、b之间，闭合开关S，通过调节R0来改变电路中的电流和R0两端的电压检测记录如下电压表示数U/V电流表示数I/A第一次1.480.16第二次0.910.22若不计检测电路对传感器电阻的影响，你认为这个传感器是否仍可使用？此时a、b间所加的电压是多少？解析：(1)R传 10 I传A0.3 A(2)最大电流II传0.3 A 电源电压最大值UmU传U0U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 UmU传U03 V3 V6 V(3)设实际检测时加在a、b间的电压为U，传感器的实际电阻为R传，根据第一次实验记录数据有：UI1R传U1 根据第二次实验记录数据有UI2R传 U2 代入数据，解得：R传9.5 ，U3 V传感器的电阻变化为RR传R传10 9.5 0.5 1 ，所以此传感器仍可使用答案：见解析