1、传感器的应用与实验同步练习1、关于发光二极管，下列说法正确的是( BD )A发光二极管能发光，不具有单向导电性B发光二极管能直接把电能转化为光能C发光二极管只要在两端加有正向电压，就可以发光D发光二极管只有加正向电压时，才有可能发光解析：发光二极管和普通二极管一样，都具有单向导电性，都是半导体材料制成的，只有当两端加正向电压时，才能处于导通状态，才可能发光，但不一定发光，要求达到一定的电压值，它能直接把电能转化为光能2、关于光敏电阻的特性，下列说法正确的是( BD )A光敏电阻和二极管一样有正负极B光敏电阻可以接交流电C光敏电阻在无光照射时电阻变小D光敏电阻在有光照射时电阻变小3、下列器件是应
2、用光传感器的是（ AB ）A鼠标器 B火灾报警器 C测温仪 D电子秤4、鼠标器使用的是（ C ） A压力传感器 B温度传感器 C光传感器 D红外线传感5、测温仪使用的是（ C ）A光传感器 B红外线传感器 C温度传感器 D超声波传感器6、关于电饭锅的说法正确的是（ BD ）A电饭锅中的温度传感器其主要元件是氧化铁B铁氧体在常温下具有铁磁性，温度很高时失去铁磁性C用电饭锅烧水，水开时能自动断电 D用电饭锅煮饭时，若温控开关自动断电后，它不能自动复位7、关于测温仪，下列说法中正确的是( BCD )A测温用的金属热电阻的阻值不能随温度的变化而变化B在非典期间，机场车站用的测温仪非常迅速的测出的体温，
3、它是利用了红外线敏感元件C热敏电阻的特点是随温度的升高而电阻变小D各种测温材料的电阻，都是随温度的变化而发生明显变化8、某楼梯口的电灯开关装有传感器，天黑时，出现声音才能发光，而白天即使有声音，电灯也不能发光，该开关中有两种传感器，它们可能是( D )A热敏电阻和光敏电阻B金属热电阻和光敏电阻C热敏电阻和霍尔元件D光敏电阻和驻极体话筒解析：两种传感器分别把声音信号转换为电信号，把光信号转换为电信号，所以选项D正确9、下列说法正确的是 （ ACD ）A、应变式力传感器可以测重力，也可以用来测牵引力B、电子秤的核心元件是应变片，它多用金属材料制成，是一种敏感元件C、应变片能把力学量物体形变转换为电
4、学量电压D、所有电子秤都应用了应变式力传感器10、关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是( BD )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错传感器输出的是上、下两应变片上的电压差，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11、下列说法正确的（ C ）A、电熨斗能自动控制温度主要利用了双金属片，两片金属的膨胀系数相同B、常温下，上下触点是分享的；温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分享C、需要较高温度熨烫时，要调节温度旋钮，使升降螺丝下移并推动
5、弹性铜片下移D、电熨斗中的双金属片是一种半导体材料12、关于话筒，下列说法正确的是 （ AB ）A、无论动圈式话筒、电容式话筒、还是驻极体话筒，作用相同都将声波力学量转换成了电压（或电流）电学量B、电容式话筒和驻极体话筒原理相同，都是声波的变化引起电容变化，进而引起输出电压的变化C、动圈式话筒利用通电线圈在磁场中受安培力振动实现声向电的转化D、因为驻极体话筒价格便宜、灵敏度高，会场大都用驻极体话筒13、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，线圈处于永磁体的磁场中，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法正确的是（
6、 B ）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变D膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势动圈式话筒是利用电磁感应现象象制成的。当声波使金属膜片振动时，连接在膜片上的线圈（叫音圈）随着一起振动。音圈在永磁铁的磁场中振动，其中就产生感应电流，感应电流的大小和方向都变化，振幅和频率的变化由声波决定，这就将声音信号转换成电信号，这个电信号经扩音器放大后传给扬声器，从扬声器中就发生放大的声音。故B正确。14、如图是一火警报警装置的一部分电路示意图，其中R2是半导体热敏传感器，它的电阻随温度升高而减小，a、b接报警器当传感器R2所在处出现
7、火情时，电流表的电流I和a、b两端电压U与出现火情前相比( D )AI变大，U变大 BI变小，U变小CI变小，U变大 DI变大，U变小 解析：出现火情时，传感器R2温度升高，电阻减小，电路的总电阻减小，总电流I增大，路端电压UEIr减小，U并EI(rR1)减小，通过R3的电流I3减小，通过R2的电流增大，D正确15(2010年高考重庆卷)某电容式话筒的原理示意图如图所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属极板对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动在P、Q间距增大过程中( D )AP、Q构成的电容器的电容增大BP上电荷量保持不变CM点的电势比N点的低 DM点的电势比N点的高解析：当P、Q间距增
8、大时，据平行板电容器公式C知d增大则C减小，选项A错稳定后电容器两极板间的电压不变，则据QCU知C减小U不变，则Q减小，选项B错电容器两极板的电荷量减少，产生放电电流，方向从MN，因此M点的电势比N点的电势高，选项C错、选项D正确16、动圈式话筒和磁带录音机都应用了电磁感应现象，图甲是话筒原理图，图乙是录音机的录音、放音原理图，由图可知( ABD )A话筒工作时磁铁不动，线圈振动而产生感生电流B录音机放音时变化的磁场在静止的线圈里产生感应电流C录音机放音时线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场D录音机录音时线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场解析：话筒的工作原理是：声波迫使金属线圈在
9、磁铁产生的磁场中振动产生感应电流，A正确磁带在放音时通过变化的磁场使放音磁头产生感应电流，经放大电路后再送到扬声器中，B正确录音机录音时，话筒产生的感应电流经放大电路放大后在录音机磁头缝隙处产生变化的磁场，D正确17、用遥控器调换电视频道的过程，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走廊照明灯的声控装置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：红外报警装置是传感器把光信号(红外线)转换成电信号；走廊照明灯的声控装置是传感器把声音信号转换成电信号；自动洗衣机中的压力传感装置是把位移信号转换成电信号，电饭煲中控制加热和保
10、温的温控器把温度信号转换成电信号18、传感器是一种采集信息的重要器件下图是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路，当待测压力作用于可动膜片电极上时，以下说法正确的是( B )若F向上压膜片电极，电路中有从a到b的电流若F向上压膜片电极，电路中有从b到a的电流若F向上压膜片电极，电路中不会出现电流若电流表有示数，则说明压力F发生变化若电流表有示数，则说明压力F不会发生变化A B C D解析：当F向上压膜片时，电容C变大而C，U不变故Q变大电容器充电对错当压力F不变时，电容器断路电流表示数为O，故对错19、如图所示为小型电磁继电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈P为可绕O点转动的铁片，K为弹簧，
11、S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求其工作方式是( A )AA与B接信号电压，C与D可跟被控电路串联BA与B接信号电压，C与D可跟被控电路并联CC与D接信号电压，A与B可跟被控电路串联DC与D接信号电压，A与B可跟被控电路并联解析：由图可知A、B是电磁继电器线圈，所以A、B应接信号电压，线圈随信号电压变化使电磁继电器相吸或排斥，从而使C、D接通或断开，进而起到控制作用所以选项A正确20、如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板平时光电三极管接收不到LED发生的光，呈现高电
12、阻状态发生火灾时，下列说法正确的是( C. )A进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报B光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报C进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报D以上说法均不正确解析：由火灾报警器的原理可知，发生火灾时烟雾进入罩内，使光发生散射，部分光线照在光电三极管上电阻变小，与传感器相连的电路检测出这种变化，发出警报，C对21、在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是PTC元件，PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率随温度 t的变化关系如图所示，由于这种特性，PTC元件具有发热、保
13、温双重功能对此，以下判断正确的是( D )通电后，其电功率先增大，后减小通电后，其电功率先减小，后增大当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1不变当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1和t2之间的某一值不变A BC D解析：当电热灭蚊器温度由0升到t1的过程中，电阻器的电阻率随温度升高而减小，其电阻R随之减小，由于加在灭蚊器上的电压U保持不变，灭蚊器的热功率P随之增大，当tt1时，PP1达到最大当温度由t1升高到t2的过程中，增大，R增大，P减小；而温度越高，其与外界环境温度的差别也就越大，高于环境温度的电热灭蚊器的散热功率P也就越大；因此在这之间的某一温度t3会有PP3P，
14、即当热功率P减小到等于散热功率时，即达到保温；当tt3，PP，使温度自动升高到t3；当tt3，PP，使温度自动降为t3，实现自动保温，正确答案为D.22、如图所示是家用电冰箱的压缩启动装置的电路其中的运行绕组是电冰箱在工作时电动机定子，由于家用交流电是单相的，启动时必须依靠启动绕组的帮助才能产生旋转磁场在启动绕组的支路中串联有一个PTC元件这是一种以钛酸钡为主要材料的热敏电阻器，电流流过PTC元件，元件发热，它的电阻率随温度升高而发生显著变化，当电动机转起来正常以后，PTC元件温度较高，电阻很大，启动绕组电流很小，以下判断正确的是( BD )A电冰箱的电动机启动时比正常工作时耗电少B电冰箱的电
15、动机正常工作时比启动时耗电少C电冰箱启动后，启动绕组功率不变，运行绕组功率是变化的D电冰箱启动后，启动绕组功率是变化的，运行绕组功率不变解析：启动时，由于PTC元件温度低电阻小，故耗电多，B正确；启动后，随PTC元件温度升高，PTC元件电阻增大，通过启动绕组的电流减小，故启动绕组功率是变化的，而运行绕组电压不变，故功率不变，则D正确23【2003年上海理综10】传感器可将非电学量转化为电学量，起自动控制作用。如计算机鼠标中有位移传感器，电熨斗、电饭煲中有温度传感器，电视机、录像机、影碟机、空调机中有光电传感器演示位移传感器的工作原理如右图示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆p，通
16、过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小x。假设电压表是理想的，则下列说法正确的是 ( B )A. 物体M运动时，电源内的电流会发生变化B. 物体M运动时，电压表的示数会发生变化 C. 物体M不动时，电路中没有电流D. 物体M不动时，电压表没有示数24、惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，这个系统的重要元件之一是加速度计加速度计的构造原理的示意图如图612所示沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m的滑块，滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连；两弹簧的另一端与固定壁相连滑块原来静止，弹簧处于自然长度，滑块上有指针可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导设某段时间内导弹沿水
17、平方向运动，指针向左偏离O点的距离为s，则这段时间内导弹的加速度( D )A方向向左，大小为ks/mB方向向右，大小为ks/mC方向向左，大小为2ks/mD方向向右，大小为2ks/m解析：合力向右，所以加速度也必须向右，大小为2ks/m.25、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611乙所示，下列判断正确的是( D )A从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动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
18、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：由小球受力可知：aFN，又因为压敏电阻的阻值随压力增大而减小，而电流增大，则I的大小反映了a的大小，所以0t1内I不变，小车做匀加速运动，t1t2内小车加速度增大26、如图所示是一种延时开关，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通，当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放，则( BC )A由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用B由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用C如果断开B线圈的电键S2，无延时作用D如果断开B线圈的电键S2，延时将变长解析：本题以延时开关作为密切联系实际的新情境，考查
19、学生对电磁感应现象的理解程度和推理能力根据题中所提示的信息，不难发现延时开关的基本工作原理：当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通，这时虽然B线圈的电键S2闭合，但通过它的磁通量不变，所以没有电磁感应现象发生当S1断开时，A线圈立即断路，不会发生电磁感应，但通过B线圈的磁通量减少，由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用，选项B正确如果此时断开B线圈的电键S2，则B线圈虽然产生感应电动势，但不产生感应电流，不能吸引衔铁D，无延时作用，选项C正确27、如图所示是生产中常用的一种延时继电器的示意图，铁芯上有两个线圈A和B.线圈B的两端接在一起，构成一个闭合回路则( AD )AS接通
20、时，灯泡L立即变亮B当S接通时，灯泡L过一会儿变亮CS切断时，灯泡L立即熄灭D当S切断时，灯泡过一会儿熄灭28、图甲为斯密特触发器，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值(1.6 V)时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平(0.25 V)，而当输入端A的电压下降到另一个值的时候(0.8 V)，Y会从低电平跳到高电平(3.4 V)图乙为一光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻关于斯密特触发器和光控电路的下列说法中错误的是( A )A斯密特触发器的作用是将数字信号转换为模拟信号B斯密特触发器是具有特殊功能的非门C要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些D当输出端Y突然从高电平
21、跳到低电平时，二极管发光解析：斯密特触发器是一种特殊的非门，它把连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号，A项说法错误，B项说法正确把R1的阻值调大些，只有RG的阻值达更大，才能使斯密特触发器的A端电压达到某个值(1.6 V)，即天更暗；当输出端Y突然跳到低电平时，发光二极管导通就发光，C、D项说法正确29、如图是温度报警器电路示意图，下列对此电路的分析正确的是( BC )A当RT的温度升高时，RT减小，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声B当RT的温度升高时，RT减小，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声C.当增大R1时，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声D当增
22、大R1时，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声解析：RT的温度升高，阻值变小，A端为高电平，Y端为低电平，蜂鸣器报警，A错误，B正确；当增大R1时，A端为高电平，Y端为低电平，蜂鸣器报警，C正确，D错误金太阳新课标资源网 30、光电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，如图所示为其模拟电路，其中A为光电管，B为电磁继电器，C为照明电路，D为路灯.试简述其工作原理. 思路解析：开关合上后，白天，光电管在可见光照射下有电子逸出，从光电管阴极逸出的电子被加速到达阳极，使电路接通，电磁铁中的强电流将衔铁吸下，照明电路断开，灯泡不亮；夜晚，光电管无电子逸出，电路
23、断开，弹簧将衔铁拉上，照明电路接通，这样就达到日出路灯熄，日落路灯亮的效果.31、某学生为了测量一物体的质量,找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力（比例系数为k）如图1所示，测量时先调节输入端的电压，但转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可得与物体的质量成正比的输出电压U现有下列器材：力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个，电键及导线若干，待测物体（可置于力电转换器的受压面上）请完成对该物体质量的测量图1（1）设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，在下图的方框中画出完整的测量电路图；（2）简要说
24、明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量m；（3）请设想实验中可能会出现的一个问题答案：（1）如下图（2）解析：测量步骤与结果：调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零将砝码放在转换器上，记下输出电压U0将待测物放在转换器上，记下输出电压U由U0=km0g,得k=测得U=kmg,所以m=（3）因电源电压不够而输出电压调不到零待测物体质量超过转换器量程32、用如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg的滑块，滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上
25、，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b在前，传感器a在后汽车静止时，传感器a、b的示数均为10 N(取g10 m/s2)(1)若传感器a的示数为14 N、b的示数为6.0 N，求此时汽车的加速度大小和方向(2)当汽车以怎样的加速度运动时，传感器a的示数为零？解析：传感器上所显示出的力的大小，即弹簧对传感器的压力，据牛顿第三定律知，此即为弹簧上的弹力大小，即该弹簧对滑块的弹力大小(1)如右图所示，依题意：左侧弹簧对滑块向右的推力F114 N，右侧弹簧对滑块的向左的推力F26.0 N.滑块所受合力产生加速度为a1，根据牛顿第二定律有F1F2ma1，得a
26、1 m/s24 m/s2.a1与F1同方向，即向前(向右)(2)a传感器的读数恰为零，即左侧弹簧的弹力F10，因两弹簧相同，左弹簧伸长多少，右弹簧就缩短多少，所以右弹簧的弹力变为F220 N滑块所受合力产生加速度，由牛顿第二定律得F合F2ma2，得：a210 m/s2，负号表示方向向后(向左)答案：(1)4.0 m/s2 向右 (2)10 m/s2 向左33、有一种测量压力的电子秤，其原理图如图所示E是内阻不计、电动势为6 V的电源R0是一个阻值为300 的限流电阻G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而改变，其关系如下表所示C是一个用来保护显示器的电
27、容器秤台的重力忽略不计试分析：压力F/N050 100150200250300电阻R/300280260240220200180(1)利用表中的数据写出电阻R随压力F变化的函数式(2)若电容器的耐压值为5 V，该电子秤的最大称量值为多少？(3)如果把电流表中电流的刻度变换成压力刻度，则该测力显示器的刻度是否均匀？解析：(1)由表中数据可知k0.4 /N所以电阻R随压力F变化的函数表达式为R(3000.4F).(2)R上受到的压力越大，R的阻值越小，电容器两端电压越大，但不能超过5 V，所以，解得R60 ，又R(3000.4F)，得出F600 N.(3)电流表中的电流I，电流I与压力F不是线性关系，则该测力显示器的刻度不均匀答案：(1)R3000.4F (2)600N (3)不均匀34、气体传感器利用物质的化学反应将某种气体的浓度转换成电信号输出，如图6414所示，B为将可燃气体或有毒气体浓度(CO，CH4瓦斯煤气)转换为电信号的传感器，简称电子鼻，根据如下材料，U220 V电源、M排风扇、G继电器、A控制电源、S控制开关请设计一个家用自动排烟电路，在图中完成连线图解析：电磁继电器起开关作用，所以电池组、开关和电磁继电器应组成一个电路，另一个是由排风扇和高压电源组成的电路答案：如图所示
