1、2传感器的应用A组(15分钟)1.“玉兔”号月球车上装有8种24件探测仪器,其中可能有()A.味觉传感器B.气体传感器C.听觉传感器D.视觉传感器解析:月球上无气体,所以不需要气体传感器和听觉传感器,当然也用不到味觉传感器,真正需要的是为月球“画像”的视觉传感器立体相机。答案:D2.传感器在日常生活中的应用越来越广泛,温度传感器(实质是自动开关)是其中的一种。某一食品消毒柜就是利用温度传感器来自动控制电路的。常温下,该温度传感器是闭合的;当温度达到某一设定值时,传感器自动断开,从而切断整个电路。下列关于该消毒柜的几种电路图中(图中S为电源开关),连接正确的是()解析:选项B、C、D的电路中,温
2、度升高到某一设定值时,传感器会断开,但整个电路不会断开。选项A的电路中,当温度升高到某一设定值时,电路会断开。电源开关S闭合后,消毒柜开始工作,当温度达到某一设定值时,传感器自动断开,整个电路也断开,所以选项A正确。答案:A3.下列有关传感器的说法中错误的是()A.地震时用的生命探测仪利用了生物传感器B.嫦娥三号月球登陆器搭载的立体相机获取月球数据利用了光传感器C.电子秤称量物体质量是利用了力传感器D.火灾报警器能够在发生火灾时报警是利用了温度传感器解析:生命探测仪是利用生物传感器;立体相机是利用光传感器;电子秤是利用压力传感器;火灾报警器是在烟雾浓度达到一定程度时能够输出电信号,使警铃发声或
3、使红灯闪烁,自动报警,利用了烟雾传感器而不是利用了温度传感器,故A、B、C对,D错。答案:D4.导学号01150120如图所示,M是一小型理想变压器,接线柱a、b接在电压u=311sin 314t(V)的正弦式交流电源上,变压器右侧部分为一火警报警系统,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()A.A1的示数不变,A2的示数增大B.A1的示数增大,A2的示数增大C.V1的示数增大,V2的示数增大D.V1的示数
4、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。答案:D5.如图是一种利用电磁原理制成的充气泵的结构示意图。其工作原理类似打点计时器,当电流从电磁铁的接线柱a流入,吸引小磁铁向下运动时,以下选项中正确的是()A.电磁铁的上端为N极,小磁铁的下端为N极B.电磁铁的上端为S极,小磁铁的下端为S极C.电磁铁的上端为N极,小磁铁的下端为S极D.电磁铁的上端为S极,小磁铁的下端为N极解析:根据安培
5、定则可知,电磁铁的上端为S极,吸引小磁铁,所以小磁铁的下端为N极。答案:D6.(多选)电容式话筒的保真度比动圈式话筒好,其工作原理如图所示,Q是绝缘支架,薄金属膜片M和固定电极N形成一个电容器,被直流电源充电,当声波使膜片M振动时,电容发生变化,电路中形成变化的电流。当膜片M向右运动的过程中有()A.电容变大B.电容变小C.导线AB中有向左的电流D.导线AB中有向右的电流解析:当声波使膜片M向右运动时,电容器极板间距减小,电容变大,电荷量Q=UC变大,电源要继续给电容器充电,所以导线AB中有向左的电流,故选项A、C正确。答案:AC7.导学号01150121(1)(多选)如图(1)是用电流传感器
6、(相当于电流表,其电阻可以忽略不计)研究自感现象的实验电路。图中两个电阻的阻值均为R,L是一个自感系数足够大的自感线圈,其直流电阻值也为R。如图(2)是某同学画出的在t0时刻开关S切换前后,通过传感器的电流随时间变化的图象。下列说法正确的是()(2)A.图甲是开关S由断开变为闭合,通过传感器1的电流随时间变化的情况B.图乙是开关S由断开变为闭合,通过传感器1的电流随时间变化的情况C.图丙是开关S由闭合变为断开,通过传感器2的电流随时间变化的情况D.图丁是开关S由闭合变为断开,通过传感器2的电流随时间变化的情况解析:开关闭合时,A2中电流立即变大,L中电流缓慢增加,所以A1中电流从较大值达到稳定
7、,B正确。断开开关后,L中电流不能突变,所以立即向左流过A2,然后逐渐减小到零,A1中的电流立即变为零,C正确。答案:BC8.(多选)如图为光敏电阻自动计数器的示意图,其中R1为光敏电阻,R2为定值电阻。此光电计数器的基本工作原理是()A.当有光照射R1时,信号处理系统获得高电压B.当有光照射R2时,信号处理系统获得低电压C.信号处理系统每获得一次低电压就计数一次D.信号处理系统每获得一次高电压就计数一次解析:光敏电阻在被光照射时阻值发生变化,这样光敏电阻可以把光照强弱转换为电阻阻值大小这个电学量。光敏电阻的阻值随光照的增强而减小。光电计数器工作原理:当有物体挡住射到光敏电阻R1的光照时,R1
8、电阻阻值增大,电路中电流减小,R2两端电压降低,信号处理系统得到低电压,计数器每由高电压转到低电压,就计一个数,从而达到自动计数的目的。答案:AC9.智能手机除具有一般手机的通信、上网功能外,还具有很多特殊用途,极大地方便了用户。根据自己使用智能手机的经验,你能说出手机各种功能所使用的传感器吗?答案:触摸屏电容传感器屏幕自动亮度、照相机光传感器重力感应重力传感器陀螺仪角度传感器指南针磁传感器B组(15分钟)1.唱卡拉OK用的话筒,内有传感器,其中有一种是动圈式的,它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈,线圈处于永磁铁的磁场中,当声波使膜片前后振动时,就将声音信号转变为电信号。下列说
9、法中正确的是()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,穿过线圈的磁通量不变D.膜片振动时,金属线圈中不会产生感应电动势解析:这既是一道联系实际题,也是一道信息题,只要能抓住主要信息,就容易得出答案。主要信息是:线圈是动圈式的,处在磁场中,产生了电信号,结合实际可知B正确。答案:B2.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置,其工作原理如图甲所示,将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上,中间放置一个绝缘重球。小车向右做直线运动过程中,电流表示数如图乙所示,下列判断正确的是()A.从t1到t2时间内,小车
10、做匀速直线运动B.从t1到t2时间内,小车做匀加速直线运动C.从t2到t3时间内,小车做匀速直线运动D.从t2到t3时间内,小车做匀加速直线运动解析:0t1时间内,I不变,说明压敏电阻所受压力不变或不受压力,小车做匀速直线运动或匀加速直线运动;t1t2时间内,I渐大,压敏电阻所受压力逐渐增大,小车做加速度逐渐增大的加速运动,至t2时刻加速度达到一定的值;t2t3时间内,小车做匀加速直线运动,故正确选项为D。答案:D3.导学号01150122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来工作的。如图甲所示,电源的电动势E=9.0 V,内阻不计,G为灵敏
11、电流表,内阻RG保持不变,R为热敏电阻,其电阻阻值与温度的变化关系如图乙所示。闭合开关S,当温度等于20 时,电流表示数I1=2 mA;当电流表的示数I2=3.6 mA 时,热敏电阻的温度是()A.60 B.80 C.100 D.120 解析:由题图乙可知,当t=20 时,热敏电阻阻值R1=4 k。由闭合电路欧姆定律E=I1(R1+RG),代入数值可求得RG=500 ;当I2=3.6 mA时,设热敏电阻阻值为R2,则E=I2(R2+RG),可求得R2=2 k,由题图乙可知,这时热敏电阻温度t=120 。故正确选项为D。答案:D4.如图所示,电源两端的电压恒定,L为小灯泡,R为光敏电阻,D为发光
12、二极管(电流越大,发光越强),且R与D距离不变,下列说法中正确的是()A.当滑动变阻器的滑片向左移动时,L消耗的功率增大B.当滑动变阻器的滑片向左移动时,L消耗的功率减小C.当滑动变阻器的滑片向右移动时,L消耗的功率可能不变D.无论怎样移动滑动变阻器的滑片,L消耗的功率不变解析:电源电压恒定,也就是说,当滑动变阻器的滑片向左移动时,发光二极管发光变强,光敏电阻的电阻变小,所以电流变大,则L的功率变大。答案:A5.电子打火机的点火原理是压电效应,压电片在受压时会在两侧形成电压且电压大小与压力近似成正比。现有一利用压电效应制造的电梯加速度传感器,如图所示。压电片安装在电梯地板下,电压表与压电片构成
13、闭合回路用来测量压电片两侧形成的电压。若发现电压表示数增大,下列说法正确的是()A.电梯一定加速上升B.电梯一定减速下降C.电梯加速度一定向上D.电梯加速度一定向下解析:电压表示数增大说明人对地板的压力变大,对人受力分析知地板对人的支持力大于人所受重力,即人的加速度一定向上,所以电梯可能向上加速,也可能向下减速。答案:C6.(多选)关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是()A.应变片是由导体材料制成B.当应变片的表面拉伸时,其电阻变大;反之,变小C.传感器输出的是应变片上的电压D.外力越大,输出的电压差值也越大解析:应变片多用半导体材料制成,故选项A错,B对;传感器输出的是上、下两应变片上的
14、电压差,并且随着外力的增大,输出的电压差值也就越大,故C错,D对。答案:BD7.导学号01150123(多选)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()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,锅内的温度就不可能达到103 ,开关按钮就不会自动跳起解析:本题是课本中学习的温度传感器的应用电饭锅的原理。答案:ACD8.如图是一种自动控制水温的装置,加热电路的两个端点P、Q应接在触头a、b之间还是c、d之间?热敏电阻两端M、N应
15、接在哪两个触头之间?解析:P、Q应该分别接到触头a、b之间,同时,M、N应该分别接e、f。其工作原理是当水温升高时,热敏电阻阻值减小,电磁铁中电流增大,吸引力增大,衔铁被吸下,a、b断开,使加热装置停止加热;当水温降低到一定程度时,热敏电阻温度降低,电磁铁中电流减小,吸引力减小,衔铁被弹簧拉上去,使a、b之间连接,加热装置开始加热,从而实现水温控制。答案:P、Q应该分别接在触头a、b之间M、N应分别接在触头e、f之间9.导学号01150124有一种测量体重的电子秤,其原理图如图中的虚线框内所示,它主要由三部分构成:踏板和压力杠杆ABO、压力传感器R(一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体
16、重的仪表G(其实质是电流表)。其中AOBO=51。已知压力传感器的电阻与其所受压力的关系如下表所示:压力F/N050100150200250300电阻R/300270240210180150120设踏板的杠杆组件质量不计,接通电源后,压力传感器两端的电压恒为4.68 V,则:(1)利用表中数据归纳出电阻R随压力F变化的函数关系式。(2)该电子秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表刻度盘多少毫安处?(3)如果某人站在踏板上,电流表刻度盘示数为20 mA,这个人的体重是多少?解析:(1)由表中数据归纳得出R=300-0.6F()。(2)依题意可知,电子秤空载时压力传感器受到的压力为0,由表可知,此时压力传感器的电阻R1=300 ,电路中的电流为I=UR=4.68300 A=15.6 mA,所以该秤零刻度线应标在电流表刻度盘的15.6 mA处。(3)当电流表刻度盘的读数为I2=20 mA时,压力传感器的电阻R2=UI2=4.680.02 =234 由R=300-0.6F算得F2=110 N再由F2AO=GBO得G=550 N。答案:(1)R=300-0.6F()(2)15.6 mA(3)550 N7