1、课时跟踪训练（十八）认识传感器 常见传感器的工 作原理及应用A级双基达标1下列器件是应用力传感器的是()A鼠标器B火灾报警器C测温仪 D电子秤解析：选D鼠标器中的传感器是红外线接收管，属于光传感器；火灾报警器中传感器是光电三极管，属于光传感器；测温仪用的是温度传感器；电子秤的敏感元件是应变片，是力传感器，D正确。2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化为电信号的过程。下列属于这类传感器的是()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：选A遥控器是利用红外线传输信号的，故A项符合题意。3多选关于光敏电阻，下列说法正确
2、的是()A光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量B硫化镉是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能差C硫化镉是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能良好D半导体材料硫化镉，随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好解析：选ABD对光敏电阻，光照强度变化时，电阻值随之变化，A正确；对半导体材料的硫化镉，无光照时，载流子极少，导电性能差，光照增强时，载流子明显增多，导电性能变好，B、D正确，C错误。4如图甲所示为某装置中的传感器工作原理图，已知电源的电动势E9.0 V，内阻不计；G为灵敏电流表，其内阻Rg保持不变；R为热敏电阻，其阻值随温度的变化关系如图乙所示，闭合开关S
3、，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()A60 B80 C100 D120 解析：选D当R的温度等于20 时，结合题图乙知电阻R14 k，此时电流表示数I12 mA，由闭合电路欧姆定律知EI1(R1Rg)，解得：Rg500 ；当电流表的示数I23.6 mA时，由闭合电路欧姆定律知EI2(R2Rg)，解得R22 k，结合图像知此时对应的温度是120，故D正确。5多选下列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
4、值也越大解析：选BD应变片一般包括金属电阻应变片和半导体电阻应变片，故选项A错误。当应变片拉伸时，其电阻变大，选项B正确。传感器输出的是上、下两应变片上的电压差值，并且随着外力的增大，输出的电压差值越大，故选项C错误，选项D正确。6.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。当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流。在膜片向右运动的过程中()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：选AC声波使膜片向右振动，MN间距减小，电容变大，A正确，B错误；MN间的电压不变，
5、由QCU知Q变大，继续充电，则导线AB中有向左的电流，C正确，D错误。7.如图所示是一火警报警器的一部分电路示意图，其中R2为用半导体热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是()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：选B当R2处出现火情时，热敏电阻的阻值将减小，则此时电路中的总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律可知，路端电压将减小，电路中的总电流增大，所以R1两端的电压增大，由于路端电压减小，则并联部分的电压减小，通过R3的电流I变小，
6、所以显示器的电流I变小，报警器的电压U变小，故B正确。8某种酒精测试仪是利用二氧化锡半导体型酒精气体传感器。酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是()AU越小，表示c越大，c与U成反比BU越小，表示c越大，c与U不成反比CU越小，表示c越小，c与U成正比DU越大，表示c越大，c与U不成正比解析：选D设酒精气体传感器的电阻为R，则kc，k是比例系数。根据欧姆定律得，电压表示数U，可见，U越大，则c越大，
7、但与c与U不成正比，故D正确。9.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，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：(1
8、)如图所示，依题意：左侧弹簧对滑块向右的推力F114 N，右侧弹簧对滑块向左的推力F26.0 N，滑块所受合力产生加速度a1，根据牛顿第二定律有F1F2ma1，得a1 m/s24.0 m/s2。a1与F1同方向，即向前(水平向右)。(2)传感器a的读数恰为零，即左侧弹簧的弹力F10，因两弹簧相同，左侧弹簧伸长多少，右侧弹簧就缩短多少，所以右侧弹簧的弹力变为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(水平向左)。答案：(1)4.0 m/s2水平向右(2)以方向水平向左，大小为10 m/s2的加速度运动B级选考提能10多选如图所示，
9、电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜导体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导体层内形成一个低电压交流电场。在触摸屏幕时，由于人体是导体，手指与内部导体层间会形成一个特殊电容(耦合电容)，电流由四边电极流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，位于触摸屏后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置。由以上信息可知()A电容式触摸屏的两极板分别是导体层和手指B当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越大C当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越小D如果用戴了较厚手套的手触摸屏幕，照样能引起触摸屏动作解析：选A
10、B电容触摸屏在原理上把人体当作电容器的一个极板，把导体层当作另一个极板，故A正确；手指与屏的接触面积越大，两个极板的正对面积越大，故电容越大，B正确，C错误；如果戴了手套或手持不导电的物体触摸时没有反应，这是因为手与导体层距离较大，不能引起导体层电场的变化，D错误。11如图甲是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图，其中S为激光源，R1为光敏电阻(有光照射时，阻值较小；无光照射时，阻值较大)，R2为定值保护电阻，a、b间接“示波器”(示波器的接入对电路无影响)。水平传送带匀速前进，每当传送带上的产品通过S与R1之间时，射向光敏电阻的光线会被产品挡住。若传送带上的产品为均匀正方体，示波器显示的
11、电压随时间变化的关系如图乙所示。已知计数器电路中电源两极间的电压恒为6 V，保护电阻R2的阻值为400 。则()A有光照射时光敏电阻R1的阻值为800 B有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比为12C有光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比为12D每1 h通过S与R1之间的产品个数为6 000个解析：选D由题图甲可知，R1、R2串联，由光敏电阻有光照射时阻值较小可知，当有光照射时，R1的阻值变小，电路的总电阻变小；根据I可知，电路中的电流变大；根据UIR可知，R2两端的电压变大；根据串联电路总电压等于各分电压之和可知，R1两端的电压变小，即R1两端的电压较低，由题图乙知R1两端的电压U1
12、2 V，则U2UU16 V2 V4 V，电路中的电流I0.01 A，光敏电阻的阻值R1200 ，故A错误；无光照射时，由题图乙可得U14 V，U2UU16 V4 V2 V，所以，有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比U2U24 V2 V21，故B错误；I0.005 A，此时电阻R1的阻值：R1800 ，所以，有光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比R1R1200 800 14，故C错误；由题图乙可知，每经过0.6 s，就有一个产品通过计数装置，n6 000个，故D正确。12.如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的示意图，A为光源，B为光电接收器，A、B均固定在小车上，C为小车
13、的车轮。D为与C同轴相连的齿轮，车轮转动时，A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被B接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示。若实验显示单位时间的脉冲数为n，累积脉冲数为N。试回答下列问题。(1)要测出小车的速度和行程，还必须测量的物理数据有哪些？(2)推导小车速度的表达式。(3)推导小车行程的表达式。解析：(1)小车的速度等于车轮的周长与单位时间内车轮转动圈数的乘积，行程等于车轮的周长与累积时间内车轮转动圈数的乘积，所以还要测量车轮的半径R和齿轮的齿数P。(2)齿轮转一圈电子电路显示的脉冲数即为P。已知单位时间内的脉冲数为n，所以单位时间内齿轮转动圈数为，则有小车速度的表达式v。(3)小车行程的表达式s。答案：(1)车轮半径R和齿轮齿数P(2)v(3)s