高中物理阶段验收评估五传感器及其应用鲁科版选修3_2

(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1．下列说法正确的是( )A．金属导体的电阻率随温度升高而减小B．半导体的电阻率随温度升高而增大C．用半导体制成的光敏电阻，可以作为测温元件D．用半导体制成的光敏电阻，可以起到开关的作用解析：选D．金属导体的电阻率随温度的升高而增大，A项错误；负温度系数热敏电阻半导体的电阻率随温度的升高而减小，B项错误；因半导体制成的光敏电阻随光的强度变化而变化，故不可作为测温元件，C项错误；用半导体制成的光敏电阻，随光强的改变，其阻值可以大幅度改变，可用于光控开关进行自动控制，D项正确．2．下列应用了温度传感器的是( )A．商场里的自动玻璃门B．夜间自动打开的路灯C．自动恒温冰箱D．楼梯口的夜间有声音时就亮的灯解析：选C.商场里的自动玻璃门是红外线传感器．夜间自动打开的路灯的自控电路中是光敏电阻，即光电传感器．自动恒温冰箱内是靠热敏电阻的变化控制电路通断的．楼梯口的夜间有声音时就亮的灯是由声电传感器和光电传感器双重控制的，故选C.3.如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在的电路中的其他量发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是电容器两极间的( )A．距离变化B．正对面积变化C．介质变化D．电压变化解析：选A.电容式话筒中振动膜上的金属层和这个金属板构成的电容器相当于一个平行板电容器．当人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使两极板间的距离发生变化，从而导致电容器的电容发生变化，故A选项正确．4.如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，对于一个霍尔元件d、k为定值，如果保持电流I恒定，则可以验证U H随B的变化情况．以下说法中不正确的是( )A．将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，U H将变大B．在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平C．在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平D．改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，U H将发生变化解析：选C.由U H＝kIB/d知电压与磁感应强度成正比，垂直工作面的磁感应强度B越大，电压越大；将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面，磁感应强度B变大，U H将变大，A正确．霍尔元件的工作面应与B垂直，在测定地球两极的磁场强弱时应保持水平，在测定地球赤道上的磁场强弱时应保持竖直，故B正确C错误．垂直工作面的磁感应强度B越大，电压越大，所以当磁感线与霍尔元件工作面的夹角变化时，U H将发生变化，D正确．5.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．加速度计构造原理的示意图如图所示，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( )A．方向向左，大小为ksmB．方向向右，大小为ksmC．方向向左，大小为2ksmD．方向向右，大小为2ksm解析：选D．当指针向左偏离O点距离为s时，左边弹簧被压缩s，右边弹簧被拉伸s，选滑块为研究对象，根据牛顿第二定律有：a＝Fm＝2ksm，方向向右，所以D正确．6．铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置．能产生匀强磁场的磁铁，被安装在火车首节车厢下面，如图甲所示(俯视图)．当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生电信号，被控制中心接收．当火车通过线圈时，若控制中心接收到的线圈两端的电压信号如图乙所示，则说明火车在做。

鲁科版高中物理选修32第5章传感器及其应用单元测试一、单项选择题1.以下器件不是运用温度传感器的是( )A. 电熨斗B. 话筒C. 电饭锅D. 测温仪2.图是测试热敏电阻R的实验电路图，滑动变阻器已调理到某一适当的值．实验中观察到当温度降低时灯更亮．对实验现象剖析正确的有〔〕A. 温度降低，电路中的电流减小B. 温度降低，电路中的电流不变C. 温度降低，热敏电阻的阻值增大D. 温度降低，热敏电阻的阻值减小3.如下图为用〝与〞门构成的简易报警器的表示电路。

当报警器收回警报声时，开关S1、S2处于的形状为〔〕A. S1闭合，S2断开B. S1断开，S2闭合C. S1、S2都断开D. S1、S2都闭合4.如下图，是一个测定液面高度的传感器，在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放在导电液体中，导线芯和导电液体构成电容器的两极，把这两极接入外电路，当外电路中的电流变化说明电容值增大时，那么导电液体的深度h变化为( )A. h增大B. h减小C. h不变D. 无法确定5.传感器是把非电学量(如温度、速度、压力等)的变化转换为电学质变化的一种元件，在自动控制中有着相当普遍的运用，如图是一种测量液面高度h的电容式传感器的表示图，从电容C大小的变化就能反映液面的升降状况，关于两者关系的说法中正确的选项是( )A. C增大表示h减小B. C减小表示h增大C. C减小表示h减小D. C的变化与h变化无直接关系6.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．在如图甲所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻，这样，电压表的指针位置就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察电压表指针就能判别一氧化碳浓度能否超标．有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出的是电导〔即电阻的倒数〕一CO浓度曲线，如图乙所示．在以下表示一氧化碳浓度c与电压表示数U0之间关系的图象中正确的选项是〔〕A. B. C. D.7.传感器是一种采集信息的重要器件，如下图是一种测定压力的电容式传感器．当待测压力F作用于可动膜片电极上时，以下说法中错误的选项是〔〕A. 假定F向上压膜片电极，电路中有从a到b的电流B. 假定F向上压膜片电极，电容器的电容增大C. 假定F向上压膜片电极，电流表指针发作偏转D. 假定电流表有示数，那么说明压力F发作变化二、多项选择题8.应用半导体资料可以制成〔〕A. 规范电阻B. 热敏电阻C. 光敏电阻D. 温度报警器9.光敏电阻自动计数器的表示图如下图，图中虚线表示激光，圆柱体表示随传送带运动的货物，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻，此光电计数器的基本任务原理是( )A. 当光照射R1时，信号处置系统取得高电压B. 当光照射R1时，信号处置系统取得低电压C. 信号处置系统每获一次低电压就计数一次D. 信号处置系统每获一次高电压就计数一次10.以下关于传感器说法正确的选项是〔〕A. 霍尔元件可以把磁感应强度这个磁学量转换为电阻这个电学量B. 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C. 热敏电阻能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量D. 电熨斗可以自动控制温度的缘由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三、填空题11.模块机器人具有三个局部，它们区分是传感器、控制器和执行器．模块机器人的控制器内存有5种控制方法；可运用的传感器大致有5类，列表如下：执行器模块为小灯模块、电动机模块．某同窗要设计一个装置，当有光照射且有声响时，电动机才会转，那么应选择的控制器序号为________ ，应运用的传感器序号为________ ．12.在«传感器的运用实验»的光控电路中，用发光二极管LED模拟路灯，R G为光敏电阻所示。

绝密★启用前鲁科版高中物理选修3-2 第5章传感器及其应用寒假复习题本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。

分卷I一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.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的电动机定子，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，当电动机转动起来正常以后，PTC元件温度较高，电阻很大，启动绕组电流很小．则以下判断正确的是()①电冰箱的电动机启动时比正常工作时耗电少②电冰箱的电动机正常工作时比启动时耗电少③电冰箱启动后，启动绕组功率不变，运行绕组功率是变化的④电冰箱启动后，启动绕组功率是变化的，运行绕组功率不变A．①③B．②④C．①④D．②③2.人类发射的绕地球运转的所有航天器，在轨道上工作时都需要电能，所需要的电能都是由太阳能电池把太阳能转化为电能得到的，要求太阳能电池板总是对准太阳，为达到这一要求应利用下列哪种传感器来感知太阳方位()A．力传感器B．光传感器C．温度传感器D．生物传感器3.传感器的输出量通常为()A．非电量信号B．电量信号C．位移信号D．光信号4.下列器件不是应用温度传感器的是()A．电熨斗B．电子秤C．电饭锅D．测温仪5.热敏电阻能将热信号转换为电信号是因为()A．电阻阻值的大小随热量的变化而变化B．电阻阻值的大小随温度的变化而变化C．电阻体积的大小随热量的变化而变化D．电阻体积的大小随温度的变化而变化6.自动门、生命探测器、家电遥控系统、防盗防火报警器都使用了()A．温度传感器B．红外线传感器C．生物传感器D．压力传感器7.传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示的是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F 作用于可动膜片的电极上时，以下说法中正确的是()①若F向上压膜片电极，电路中有从a到b的电流②若F向上压膜片电极，电路中有从b到a 的电流③若F向上压膜片电极，电路中不会出现电流④若电流表有示数，则说明压力F发生变化⑤若电流表有示数，则说明压力F不发生变化A．②④B．①④C．③⑤D．①⑤8.每当地震发生后，各路救援人员及时深入灾区，与死神抢时间，争分夺秒抢救被埋人员，有些救援队借助“生命探测仪”可以发现深埋在废墟中的伤员，根据所学知识，你认为“生命探测仪”可能用到了()A．红外线传感器B．压力传感器C．振动传感器D．电容传感器9.如图所示的火灾报警器是应用烟雾对光的散射来工作的．该报警器利用的传感器是()A．力传感器B．声传感器C．位移传感器D．光传感器10.电子秤使用的是()A．超声波传感器B．温度传感器C．压力传感器D．红外线传感器二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)关于传感器的应用，下列说法中正确的是()A．电熨斗是通过感温铁氧体的作用控制电路的通断的B．霍尔元件是把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量C．电子秤能通过应变片把力这个力学量转换为电压这个电学量D．热敏电阻是把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量的12.(多选)下列器件中应用光传感器的是()A．光电鼠标器B．火灾报警器C．测温仪D．电子秤13.(多选)如图所示，用电流传感器研究自感现象．电源内阻不可忽略，线圈的自感系数较大，其直流电阻小于电阻R的阻值．t＝0时刻闭合开关S，电路稳定后，t1时刻断开S，电流传感器连接计算机分别描绘了整个过程线圈中的电流IL和电阻中的电流IR随时间t变化的图象．下列图象中可能正确的是()A．B．C．D．14.(多选)用多用电表的同一挡位测量热敏电阻和光敏电阻的阻值时，下列说法正确的是() A．测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越大B．测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越小C．测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越大D．测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越小分卷II三、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)15.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g＝10 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？16.如图所示是一种悬球式加速度仪，它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度．金属球的质量为m，它系在金属丝的下端，金属丝的上端悬挂在O点，AB是一根长为L的均匀电阻丝，其阻值为R，金属丝与电阻丝接触良好，摩擦不计，电阻丝的中心C焊接一根导线，从O点也引出一根导线，两线之间接入一个电压表(金属丝和导线电阻不计)．图中虚线OC与AB垂直，且OC ＝h，电阻丝AB接在电压为U的直流稳压电源上，整个装置固定在列车中使AB与车前进的方向保持水平．列车静止时金属丝呈竖直状态，当列车加速或减速前进时，金属丝将偏离竖直方向，从电压表的读数变化可以测出加速度的大小．(1)当列车向右做匀加速直线运动时，试推导出加速度a与电压表读数U′的关系式(a用U′、U、L、h及重力加速度g等表示)；(2)用推导出的a与U′的关系式说明表盘上a的刻度是否均匀？(3)C点设置在电阻丝AB中点的原因是什么？对电压表的选择应有什么特殊要求？17.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．现将该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g＝10 m/s2)．(1)若传感器a的示数为14 N、b的示数为6 N，求此时汽车的加速度大小和方向．(2)求当汽车以怎样的加速度运动时，传感器a的示数恰为零．18.一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径开有一条宽度为2 mm的均匀狭缝，将激光器与传感器上下对准，使两者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动，激光器连续向下发射激光束，在圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应图线．如图甲所示为该装置示意图，如图乙为所接收的光信号随时间变化的图线，横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度，图中Δt1＝1.0×10－3s，Δt2＝0.8×10－3s.(1)利用如图乙中的数据求1 s时圆盘转动的角速度；(2)说明激光器和传感器沿半径移动的方向；(3)求如图乙中第三个激光信号的宽度Δt3.答案1.【答案】B【解析】启动时，由于PTC元件温度低、电阻小，故耗电多，②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④正确．2.【答案】B【解析】太阳能电池板的有效采光面积不同，所产生的电流不同，当电流最大时正对太阳，所以应用的是光传感器，选项B正确，选项A、C、D错误．3.【答案】B【解析】传感器是将非电学量转换为电学量的元件，则传感器的输出量通常为电量信号．故选B. 4.【答案】B【解析】电子秤是利用压力传感器制成的．5.【答案】B6.【答案】B【解析】自动门发出红处线，人挡住红处线时，门会自动打开；家电遥控系统会发出红外线信号，家电接收红外线会按一定程序工作；人体能自动发出红外线，可以通过红外线传感器接收；防盗防火报警器，当温度升高时发出的红外线增强，因此这四种都用了红外线传感器，B正确，A、C、D错误．7.【答案】A【解析】当F向上压膜片电极时，板间距离减小，电容器的电容将增大．当F变化时，电容变化，而板间电压不变，由Q＝CU，故带电荷量Q发生变化，电容器将发生充、放电现象，回路中有电流，电流计有示数．反之，电流计有示数时，压力F必发生变化．8.【答案】A【解析】伤员被深埋在废墟中，借助红外线传感器，可以感知人与周围环境的差别，且伤员与尸体的温度不同，借助探测仪可以探测到活着的被困人员．9.【答案】D【解析】由于此火灾报警器是应用烟雾对光的散射来工作的，所以该报警器利用的传感器是光传感器，选项D正确．10.【答案】C【解析】根据电子秤的工作原理，可知当电子秤受到压力的作用时，会显示相应的大小，故使用的是压力传感器，故C正确．11.【答案】BC【解析】电饭锅是通过感温铁氧体的作用控制电路的通断的；热敏电阻是把温度高低这个热学量转换为电阻这个电学量的．12.【答案】AB【解析】光电鼠标器中装有红外发射管(LED)和红外接收管，其中的红外接收管就是光传感器．当鼠标移动时，滚球带动码盘转动，使红外接收管收到断续的脉冲信号，这样的脉冲信号经过处理后就可以描述出光标移动的位移了，选项A正确．火灾报警装置是利用光传感器将光信号转换为电信号的，选项B正确．测温仪是温度传感器，常用热敏电阻、金属热电阻、热电偶或红外线敏感元件，通过改变元件的电阻或电路的电压来达到测量温度的目的，选项C错误．电子秤是力传感器，由金属梁和应变片组成，当发生形变时其电阻会发生变化，常用的一般应变片在被拉伸时，其电阻会变大；在被压缩时，其电阻会变小．外力越大，应变片的形变就越大，应变片的电阻变化就越大，因此，可以用应变片的电阻大小表示出外力的大小，选项D错误．13.【答案】AD14.【答案】AD【解析】根据热敏电阻的特点，温度越高电阻越小，多用表指针偏角越大，A对，B错；由光敏电阻的特点，光照越弱，电阻越大，偏角越小，C错，D对．15.【答案】(1)4.0 m/s2方向向右(2)汽车以方向向左、大小为10 m/s2的加速度运动【解析】(1)如图所示，依题意：左侧弹簧对滑块向右的推力F1＝14 N，右侧弹簧对滑块向左的推力F2＝6.0 N，滑块所受合力产生加速度a1，根据牛顿第二定律有F1－F2＝ma1，得：a1＝＝m/s2＝4 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F1′＝0，因两弹簧相同，左弹簧伸长多少，右弹簧就缩短多少，所以右侧弹簧的弹力变为F2′＝20 N.滑块所受合力产生加速度a2，由牛顿第二定律得F合＝F2′＝ma2，得a2＝＝10 m/s2，方向向左．16.【答案】(1)设列车加速度为a时，小球偏离竖直方向θ角，此时小球受力情况如图所示，根据牛顿第二定律得mg tanθ＝ma.①因为tanθ＝，②由①②两式得a＝g③又设列车加速度为a时，电压表读数为U′＝＝，④由④式得DC＝，⑤将⑤式代入③式得a＝⑥(2)由⑥式可知，g、L、U、h均为常数，则列车加速度a与电压表读数U′成正比，可将电压表中刻度一一对应地改成加速度a的数值，因而可知表盘上加速度a的刻度与电压表的刻度一样，是均匀的．(3)原因是列车可能加速运动也可能减速运动(加速度方向随之变化)；所选择的电压表中间刻度应为零17.【答案】(1)4.0 m/s2向前(2)10 m/s2向后【解析】传感器上所显示的大小，即弹簧对传感器的压力，据牛顿第三定律知，此即弹簧上的弹力大小，亦即弹簧对滑块的弹力大小．(1)如图所示，依题意知左侧弹簧对滑块向右的推力F1＝14 N，右侧弹簧对滑块向左的推力F2＝6 N.设滑块所受合力产生加速度a1，根据牛顿第二定律有F1－F2＝ma1，得a1＝＝m/s2＝4.0 m/s2，a1与F1同方向，即向前．(2)a传感器的读数恰为零，即左侧弹簧的弹力F1′＝0，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F2′＝20 N．滑块所受合力产生加速度，由牛顿第二定律得F合＝F2′＝ma2，得a2＝＝10 m/s2，方向向后．18.【答案】(1)7.85 rad/s(2)由中心向边缘移动(3)6.7×10－4s【解析】(1)由图乙解得，转盘的转动周期T＝0.8 s，故其角速度ω＝＝rad/s＝7.85 rad/s. (2)由图乙可知，圆盘转动的角速度不变，说明圆盘在做匀速圆周运动；脉冲宽度逐渐变窄，表示光信号通过狭缝的时间逐渐减少，而狭缝的宽度为一定值，则说明圆盘上对应探测器所在的位置的线速度逐渐增加，因此激光器和探测器沿半径由中心向边缘移动．(3)设狭缝宽度为d，探测器接收到第i个脉冲时距转轴的距离为ri，第i个脉冲的宽度为Δti，激光器和探测器沿半径的运动速度为u.Δti＝得ri＝，又因为r3－r2＝r2－r1＝uT，所以－＝－，解得：Δt3＝≈6.7×10－4s.。

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第5章传感器及其应用一、选择题1．当你走近豪华宾馆、酒楼的大门时，门就自动为你打开；当你走进门之后，门又在你身后自动关上．你觉得这可能是将下列哪种外界信息转换为有用的信息（）A．温度B．运动C．人D．光线解析：自动门的自动控制要求灵敏、可靠，若以温度控制,人的体温与夏季气温接近,在夏季自动门没人操作不能正常工作,所以A错．自动门实际使用的是红外线传感器，红外线属于不可见光，人在白天或黑夜均发出红外线,传感器接收到人体发出的红外线后传给自动控制装置的电动机，实现自动开门．答案：D2．随着改革开放的深入进行,中国经济对世界的影响越来越大，随之带来了一些人的非议．进入2007年,中国产品的质量问题被一些别有用心的人恶意夸大．中国政府据理力争的同时，不断加强对国内产品的质量监管力度，其中对某些食品卫生的检测可以通过传感器快速检测出来,这种传感器属于( )A．物理传感器B．化学传感器C．生物传感器D．数学传感器答案：C3．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：红外报警装置将红外线信号转换为电信号,声控开关将声音信号转换为电信号，压力传感装置将压力转换为电信号，温控器将温度信号转换为电信号，故A正确．答案：A4．生物传感器与传统的各种物理传感器和化学传感器的最大区别在于（）A．外界信息是生物信息B．转化的有用信息是生物信息C．感受器中含有生命物质D．传感器就是生物答案：C5．2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家,以表彰他们发现“巨磁电阻效应"，基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术，被认为是纳米技术的第一次真正应用．在下列有关其他电阻应用的说法中，错误的是（)A．热敏电阻可应用于温度测控装置中B．光敏电阻是一种光电传感器C．电阻丝可应用于电热设备中D．电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用解析：热敏电阻对温度很敏感，光敏电阻对光照很敏感，电阻丝可用于电加热，这很常见，所以A、B、C均正确．交流电、直流电均可通过电阻，电阻对它们均可产生阻碍作用,所以D错误．答案：D6．如图所示的电路中，当半导体材料做成的热敏电阻浸泡到热水中时，电流表示数增大，则说明（)A．热敏电阻在温度越高时，电阻越大B．热敏电阻在温度越高时，电阻越小C．半导体材料温度升高时，导电性能变差D．半导体材料温度升高时，导电性能变好解析:电流表的示数增大，说明电路中的电流增大，电阻减小,所以这个热敏电阻的电阻率是随温度的升高而降低的，电阻率减小,电阻值在其它条件不变时减小，导电性能变好．答案：BD7．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( ）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，考查考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．答案：BC8．如图所示，R t为负温度系数半导体热敏电阻,其他电阻都是普通的电阻，当灯泡L的亮度变暗时，说明（）A．环境温度变高B．环境温度变低C．环境温度不变D．都有可能解析:灯泡L的亮度变暗，说明R t的阻值增大，即周围环境的温度变低．答案:B9．用力传感器悬挂一钩码沿竖直方向由静止开始运动，下图中实线是传感器记录的拉力大小变化情况，则( ）A．钩码的重力约为4 NB．钩码的重力约为3 NC．A、B、C、D四段图线中，钩码处于超重状态的是A、D，失重状态的是B、CD．A、B、C、D四段图线中，钩码处于超重状态的是A、B，失重状态的是C、D解析:根据题意，由图象可知，刚开始一段运动为匀速运动,拉力与重力平衡,钩码的重力约为4 N，A、D两段加速度向上，钩码处于超重状态，B、C两段加速度向下,钩码处于失重状态，故选项A、C对，B、D错误．答案:AC10．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（a）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（b）所示，下列判断正确的是( )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：从题图(b）可以看出，在t1到t2时间内，电流表示数逐渐增大,则压敏电阻的阻值逐渐减小,说明压敏电阻受到重球的压力越来越大，小车的加速度增大，故小车做变加速运动；在t2到t3时间内,电流不变，则说明重球对压敏电阻的压力不变，故小车做匀加速直线运动．答案：D二、非选择题11．已知电流表的电流从“＋”接线柱流入时指针向右偏,在如图所示的实验装置中(1）合上S将线圈A插入B的过程中，电流表指针向__________ ______偏．(2)合上S将线圈A插入B后，将变阻器触头向左移动时，电流表指针向__________ ________偏．解析：合上S后，螺线管中存在向下的磁场,若将线圈A插入B,在插入B的过程中，穿过B线圈的磁场方向向下，其磁通量增加，由楞次定律和安培定则,可得电流表中存在从“＋"接线柱流入的电流应右偏，若将变阻器触头向左移动，线圈A中电流增大，磁场增强，由楞次定律及安培定则可得电流表中存在由“＋”接线柱流入的电流，向右偏,若A中插入铁芯，其磁性增强，同理可得电流表指针右偏．答案:（1）右（2)右12．如图所示，为热敏电阻的R－t图象，下图为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为100 Ω.当线圈中的电流大于或等于 20 mA时，继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈供电的电池的电动势E＝9.0 V，内阻可以不计．图中的“电源"是恒温箱加热器的电源．问：（1）应该把恒温箱内的加热器接在__________ ________。

推荐下载高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）第五章 传感器及其应用建议用时 实际用时满分 实际得分45分钟100分一、选择题 (本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确) 1.下列说法正确的是( )A ．凡将非电学量转化为电学量的传感器都是物理传感器B ．湿敏传感器只能是物理传感器C ．物理传感器只能将采集到的信息转化为电压输出D ．物理传感器利用的是物质的物理性质和物理效应 2.下列有关传感器的说法中错误的是( ) A ．恒温箱利用了温度传感器B ．“嫦娥二号”卫星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3.街旁的路灯、江海里的航标都要求在夜晚亮，白天熄灭，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的（ ） A ．压敏性 B ．光敏性C ．热敏性D ．三种特性都利用4.人类发射的绕地球运转的所有航天器，在轨道上工作时都需要电能，所需要的电能几乎都是由太阳能电池把太阳能转化为电能得到的，要求太阳能电池板总是对准太阳，为达到这一要求应利用下列哪种传感器来感知太阳方位( )A ．力传感器B ．光传感器C ．温度传感器D ．生物传感器5.2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效应”，基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术，被认为是纳米技术的第一次真正应用．在下列有关其他电阻应用的说法中，错误的是( )A ．热敏电阻可应用于温度测控装置中B ．光敏电阻是一种光电传感器 C．电阻丝可应用于电热设备中D ．电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用 6.某电容式话筒的原理示意图如图1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( )图1A ．P 、Q 构成的电容器的电容增大B ．P 上电荷量保持不变C ．M 点的电势比N 点的低D ．M 点的电势比N 点的高7.如图2所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置， 为光敏电阻、 为定值电阻，A 、B 接监控装置．则( )图2①当有人通过而遮蔽光线时，A 、B 之间电压升高②当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压降低③当仅增大的阻值时，可增大A、B之间的电压④当仅减小的阻值时，可增大A、B之间的电压A．①③ B．①④C．②③ D．②④8.如图3所示，为负温度系数的半导体热敏电阻，其他电阻都是普通的电阻，当灯泡L的亮度变暗时，说明( )图3A．环境温度变高 B．环境温度变低C．环境温度不变 D．都有可能9.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4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的过程中，电流表示数如图乙所示，下列判断正确的是( )图4A．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10.如图5所示，为正温度系数热敏电阻，为光敏电阻，和均为定值电阻，电源电动势为，内阻为，V 为理想电压表，现发现电压表示数增大，可能的原因是( )图5①热敏电阻温度升高，其他条件不变②热敏电阻温度降低，其他条件不变③光照增强，其他条件不变④光照减弱，其他条件不变A．①③ B．①④C．②③ D．②④二、填空题(本题共1小题，共8分．按题目要求作答)11.一般的电熨斗用合金丝作发热元件，合金丝电阻随温度t变化的关系如图6实线①所示，由于环境温度以及熨烫的衣物厚度、干湿等情况不同，电熨斗的散热功率不同，因而电熨斗的温度可能会在较大范围内波动，易损坏衣物．有一种用主要成分为被称为“PTC”的特殊材料BaTiO3作发热元件的电熨斗，具有升温快、能自动控制温度的特点，PTC材料制成的电熨斗的电阻随温度变化的关系如图中实线②所示，根据图线分析：图6(1)为什么原来处于冷态的PTC电熨斗刚通电时比普通电熨斗升温快？_________________________(2)通电一段时间后电熨斗温度t自动地稳定在________范围之内．三、简答与计算题(本题共4小题，共52分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)12.(12分)全自动洗衣机中，排水电磁阀是由程序控制器控制其动作的．当洗衣机进行排水和脱水程序时，电磁铁的线圈通电，使电磁铁的铁芯2动作，牵引排水阀的活塞打开，排出污水．牵引电磁铁的结构如图7所示．铁芯1接阀门线圈铁芯2图7当程序控制器的控制电流通过线圈时，线圈和铁芯1产生一个强的磁场，使铁芯2磁化，由于磁体相互作推荐下载用，将铁芯2吸入线圈，此时铁芯2将拉动阀门使阀门打开排水．同样，控制器不输出控制电流时，电磁铁将失去磁性，弹簧(图中未画)将铁芯2拉回原位，从而关闭阀门．想一想：(1)某时刻输入控制电流时，接正极，接负极，则铁芯2中A端和B端分别为什么磁极？(2)、处输入的是交变电流，铁芯2是否仍然能吸入线圈？与恒定电流相比会有什么不同？13.(12分)在科技活动中某同学利用自制的电子秤来称量物体的质量．如图8所示，托盘和弹簧的质量均不计，滑动变阻器的滑动端通过一水平绝缘轻杆与弹簧上端相连，当托盘中没有放物体时，电压表示数刚好为零．设滑动变阻器的总电阻为，总长度为，电源电动势为，内阻为，限流电阻的阻值为，弹簧的劲度系数为，不计一切摩擦和其他阻力，电压表为理想电压表．当托盘上放上某物体时，电压表的示数为，求此时所称量物体的质量．图8 14.(14分)用如图9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压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的滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器、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，传感器在前，传感器在后．汽车静止时，两弹簧处于压缩状态，传感器、的示数均为10 N.图9(1)若传感器的示数为14 N、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，传感器的示数为零．推荐下载15.(14分)如图10所示为检测某传感器的电路图．传感器上标有“”的字样(传感器可看作一个纯电阻用电器)，滑动变阻器上标有“A”的字样，电流表的量程为～，电压表的量程为～．求：图10(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、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，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、之间，闭合开关S，通过调节，来改变电路中的电流和两端的电压．检测记录如下：电压表示数电流表示数第一次 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、间所加的电压是多少？推荐下载第五章传感器及其应用得分：一、选择题题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10答案二、填空题11.（1）（2）三、计算题12.13.14.15.第五章传感器及其应用参考答案推荐下载推荐下载一、选择题1.D 解析：各种传感器虽然工作原理不同，但基本功能相似，多数是将非电学量转化为电学量，故A 错；湿敏传感器为化学传感器，故B 错；传感器既可将信息转化为电压输出，也可转化为电流、电阻等输出，故C 错；由物理传感器定义知D 正确．2.D 解析：恒温箱利用了温度传感器，立体相机是利用了光传感器，电子秤是利用了压力传感器，火灾报警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，A 、B 、C 对，D 错．3.B 解析：由“夜晚亮、白天熄灭”的特性可知，此半导体材料为光敏性的．4.B 解析：太阳能电池板的有效采光面积不同，所产生的电流不同，当电流最大时正对太阳，所以应用的是光传感器，B 对．A 、C 、D 错．5.D 解析：热敏电阻对温度很敏感，光敏电阻对光照很敏感，电阻丝可用于电加热，所以A 、B 、C 均正确．交流电、直流电均可通过电阻，电阻对它们均可产生阻碍作用，所以D 错误．6.D 解析：当P 、Q 间距增大时，据平行板电容器电容公式知， 增大则 减小，选项A 错．稳定后电容器两极板间的电压不变，则据 知 减小 不变，则 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M →N ，因此M 点的电势比N 点的电势高，选项C 错，选项D 正确．7.C 解析： 是光敏电阻，有光照射时，电阻变小，当有人通过而遮蔽光线时， 的阻值变大，回路中的电流 减小，A 、B 间的电压 减小，故①项错误，②项正确；由闭合电路欧姆定律得： ，当仅增大 的阻值时，电路中的电流减小，A 、B 间的电压 增大，故③项正确；当仅减小 的阻值时，电路中的电流增大，A 、B 间的电压 减小，故④项错误，故应选C.8.B 解析：当灯泡L 变暗时，通过L 的电流变小， 的阻值变大，根据热敏电阻的特点知环境温度变低了．9.D 解析：在0～t 1时间内，I 恒定，压敏电阻阻值不变，由小球的受力不变可知，小车可能做匀速或匀加速直线运动，在t 1～t 2时间内，I 变大，压敏电阻阻值变小，压力变大，小车做变加速运动，A 、B 均错．在t 2～t 3内，I 不变，压力恒定，小车做匀加速直线运动，C 错，D 对．10.D 解析：电压表示数变大，而 为定值电阻，说明流经 的电流增大，由电路结构可知，这可能是由于 减小或 增大，由热敏电阻和光敏电阻特性知，可能是由于温度降低或光照减弱，故②、④正确，①、③错误． 二、填空题11.(1)由于冷态时PTC 材料制成的电熨斗电阻较小，由知，其发热功率较大，所以升温快．(2)T 6～T 7解析：从图象发现当温度比较低时，PTC 电熨斗的电阻较小，在电压恒定时，电热功率比较大，发热大于散热，升温较快；当温度较高时电阻迅速增大，发热功率减小，当发热功率和散热功率相等时，保持恒定温度不变． (1)由于冷态时PTC 电熨斗电阻较小，故由知，其发热功率较大，所以升温快．(2)从图上可以看出，温度较低时，电阻较小，热功率较大，所以发热快于散热，温度升高，电阻值迅速增大，相应发热功率减小，当发热功率小于散热功率时，电阻温度降低，电阻值减小，发热功率会相应增大，当发热功率等于散热功率时，温度会稳定在T 6～T 7之间． 三、计算题12.(1)利用安培定则判断，A 端为S 极，B 端为N 极．(2)仍能吸入线圈，因为铁芯仍能被磁化，且磁化后的磁性总是与线圈发生相吸的作用．但与恒定电流产生的磁场相比，交变电流产生的磁场强弱有变化，当磁性减弱的时刻弹簧会将铁芯2拉离线圈，因而会有振动而产生噪声． 13.解析：设托盘上放上质量为 的物体时弹簧压缩量为 ， 由平衡条件得 ①此时滑动变阻器滑片已下滑 ，由分压原理知，电压表上的电压值：②由①②两式得.推荐下载14.(1) 与 同方向，即向前(向右) (2) ，方向向左 图11解析：(1)如图11所示，依题意：左侧弹簧对滑块向右的推力 ，右侧弹簧对滑块的向左的推力.滑块所受合力产生加速度 ，根据牛顿第二定律有 ，得与 同方向，即向前(向右)．(2) 传感器的读数恰为零，即左侧弹簧的弹力 ，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 ．滑块所受合力产生加速度为 ，由牛顿第二定律得 ， 解得： ，方向向左． 15.见解析解析：(1) 传 传，传传 传.(2)最大电流 传 . 电源电压最大值 传 ，传为传感器的额定电压， 为 时 两端的电压，即 传 ， 故 传 .(3)设实际检测时加在 、 间的电压为 电源，传感器的实际电阻为 传 ，根据第一次实验记录数据有： 电源 传， 根据第二次实验记录数据有： 电源 传 ， 代入数据解得： 传 ， 电源 .传感器的电阻变化为 传 传 ，所以此传感器仍可使用．。

错误! 错误!一、什么是传感器 1．定义能够感受外界信息，并将其按照一定的规律转换成电信号的器件或装置。

2．作用传感器在自动测量和自动控制系统中担负着信息采集和转化任务，把非电学量转化为电学量。

二、种类繁多的传感器1．传感器的分类（按工作原理）及特点原理举例特点物理传感器利用物质的物理性质和物理效应感知并检测出待测对象信息电容传感器、电感传感器，光电、压电传感器等品种多、应用广、发展快化学传感器利用化学反应识别和检测信息气敏传感器、湿敏传感器广泛应用于环保、火灾报警、医疗卫生生物传感器 利用生物化学反应识别和组织传感器、细胞含有生命物质，专1.传感器能够将非电学量转化为电学量，按工作原理可分为物理传感器、化学传感器和生物传感器。

2．传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路组成，其中敏感元件是传感器的核心部分。

3．光敏电阻由半导体材料制成，光照越强电阻越小，导电性越好。

4．热敏电阻的电阻率随温度的变化有明显变化，常见两种类型，即正温度系数热敏电阻(PTC 热敏电阻)，其电阻率随温度的升高而增大；负温度系数热敏电阻(NTC 热敏电阻)，其电阻率随温度的升高而减小。

检测信息传感器、酶传感器一性好，易操作、快速、准确2．传感器的一般结构错误!→错误!→错误!→错误!→错误!三、光电传感器和温度传感器光电传感器温度传感器定义能够感受光信号,并按一定规律转换成电信号的器件或装置将温度变化转换为电学量变化的装置类型主要有光敏电阻、光敏晶体管、光电池等主要有热敏电阻、热电偶等两种电阻光敏电阻由半导体材料制成，光照越强，电阻越小热敏电阻由半导体材料制成，NTC随温度升高，电阻减小，PTC随温度升高,电阻增大原理电学性质随光照变化而变化电学性质随温度变化而变化1．自主思考-—判一判(1)传感器能够将非电学量转化为电学量,其核心部件是敏感元件。

（√）（2)光电传感器、温度传感器属于物理传感器,气敏传感器、湿敏传感器属于化学传感器。

高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）第五章传感器及其应用一、选择题 (本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确) 1.下列说法正确的是( )A．凡将非电学量转化为电学量的传感器都是物理传感器B．湿敏传感器只能是物理传感器C．物理传感器只能将采集到的信息转化为电压输出D．物理传感器利用的是物质的物理性质和物理效应2.下列有关传感器的说法中错误的是( )A．恒温箱利用了温度传感器B．“嫦娥二号”卫星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3.街旁的路灯、江海里的航标都要求在夜晚亮，白天熄灭，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的（）A．压敏性 B．光敏性C．热敏性 D．三种特性都利用4.人类发射的绕地球运转的所有航天器，在轨道上工作时都需要电能，所需要的电能几乎都是由太阳能电池把太阳能转化为电能得到的，要求太阳能电池板总是对准太阳，为达到这一要求应利用下列哪种传感器来感知太阳方位( )A．力传感器 B．光传感器C．温度传感器 D．生物传感器5.2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效应”，基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术，被认为是纳米技术的第一次真正应用．在下列有关其他电阻应用的说法中，错误的是( )A．热敏电阻可应用于温度测控装置中B．光敏电阻是一种光电传感器C．电阻丝可应用于电热设备中D．电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用6.某电容式话筒的原理示意图如图1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( )图1A．P、Q构成的电容器的电容增大B．P上电荷量保持不变C．M点的电势比N点的低D．M点的电势比N点的高7.如图2所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻、R2为定值电阻，A、B接监控装置．则( )图2①当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压升高②当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压降低③当仅增大R2的阻值时，可增大A、B之间的电压④当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压A．①③ B．①④C．②③ D．②④8.如图3所示，R T为负温度系数的半导体热敏电阻，其他电阻都是普通的电阻，当灯泡L的亮度变暗时，说明( )图3A．环境温度变高 B．环境温度变低C．环境温度不变 D．都有可能9.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4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的过程中，电流表示数如图乙所示，下列判断正确的是( )图4A．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10.如图5所示，R T为正温度系数热敏电阻，R1为光敏电阻，R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，V为理想电压表，现发现电压表示数增大，可能的原因是( )图5①热敏电阻温度升高，其他条件不变②热敏电阻温度降低，其他条件不变③光照增强，其他条件不变④光照减弱，其他条件不变A．①③ B．①④C．②③ D．②④二、填空题(本题共1小题，共8分．按题目要求作答)11.一般的电熨斗用合金丝作发热元件，合金丝电阻随温度t变化的关系如图6实线①所示，由于环境温度以及熨烫的衣物厚度、干湿等情况不同，电熨斗的散热功率不同，因而电熨斗的温度可能会在较大范围内波动，易损坏衣物．有一种用主要成分为被称为“PTC”的特殊材料BaTiO3作发热元件的电熨斗，具有升温快、能自动控制温度的特点，PTC材料制成的电熨斗的电阻随温度变化的关系如图中实线②所示，根据图线分析：图6(1)为什么原来处于冷态的PTC电熨斗刚通电时比普通电熨斗升温快？_________________________(2)通电一段时间后电熨斗温度t自动地稳定在________范围之内．三、简答与计算题(本题共4小题，共52分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)12.(12分)全自动洗衣机中，排水电磁阀是由程序控制器控制其动作的．当洗衣机进行排水和脱水程序时，电磁铁的线圈通电，使电磁铁的铁芯2动作，牵引排水阀的活塞打开，排出污水．牵引电磁铁的结构如图7所示．铁芯1接阀门线圈铁芯2图7当程序控制器的控制电流通过线圈时，线圈和铁芯1产生一个强的磁场，使铁芯2磁化，由于磁体相互作用，将铁芯2吸入线圈，此时铁芯2将拉动阀门使阀门打开排水．同样，控制器不输出控制电流时，电磁铁将失去磁性，弹簧(图中未画)将铁芯2拉回原位，从而关闭阀门．想一想：(1)某时刻输入控制电流时，a接正极，b接负极，则铁芯2中A端和B端分别为什么磁极？(2)a、b处输入的是交变电流，铁芯2是否仍然能吸入线圈？与恒定电流相比会有什么不同？13.(12分)在科技活动中某同学利用自制的电子秤来称量物体的质量．如图8所示，托盘和弹簧的质量均不计，滑动变阻器的滑动端通过一水平绝缘轻杆与弹簧上端相连，当托盘中没有放物体时，电压表示数刚好为零．设滑动变阻器的总电阻为R，总长度为L，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻的阻值为R0，弹簧的劲度系数为k，不计一切摩擦和其他阻力，电压表为理想电压表．当托盘上放上某物体时，电压表的示数为U，求此时所称量物体的质量．图814.(14分)用如图9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压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，两弹簧处于压缩状态，传感器a、b的示数均为10 N.图9(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的示数为零．15.(14分)如图10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(传感器可看作一个纯电阻用电器)，滑动变阻器R0上标有“10 Ω 1 A”的字样，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～3 V．求：图10(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 Ω，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：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？第五章传感器及其应用得分：一、选择题二、填空题11.（1）（2）三、计算题12.13.14.15.第五章传感器及其应用参考答案一、选择题1.D 解析：各种传感器虽然工作原理不同，但基本功能相似，多数是将非电学量转化为电学量，故A错；湿敏传感器为化学传感器，故B错；传感器既可将信息转化为电压输出，也可转化为电流、电阻等输出，故C错；由物理传感器定义知D正确．2.D 解析：恒温箱利用了温度传感器，立体相机是利用了光传感器，电子秤是利用了压力传感器，火灾报警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，A、B、C对，D错．3.B 解析：由“夜晚亮、白天熄灭”的特性可知，此半导体材料为光敏性的．4.B 解析：太阳能电池板的有效采光面积不同，所产生的电流不同，当电流最大时正对太阳，所以应用的是光传感器，B对．A、C、D错．5.D 解析：热敏电阻对温度很敏感，光敏电阻对光照很敏感，电阻丝可用于电加热，所以A、B、C均正确．交流电、直流电均可通过电阻，电阻对它们均可产生阻碍作用，所以D错误．6.D 解析：当P、Q间距增大时，据平行板电容器电容公式C=εS4πkd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Q=CU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M→N，因此M点的电势比N点的电势高，选项C错，选项D正确．7.C 解析：R1是光敏电阻，有光照射时，电阻变小，当有人通过而遮蔽光线时，R1的阻值变大，回路中的电流I减小，A、B间的电压U=IR2减小，故①项错误，②项正确；由闭合电路欧姆定律得：U=E−I(R1+r)，当仅增大R2的阻值时，电路中的电流减小，A、B间的电压U增大，故③项正确；当仅减小R2的阻值时，电路中的电流增大，A、B间的电压U减小，故④项错误，故应选C.8.B 解析：当灯泡L变暗时，通过L的电流变小，R T的阻值变大，根据热敏电阻的特点知环境温度变低了．9.D 解析：在0～t1时间内，I恒定，压敏电阻阻值不变，由小球的受力不变可知，小车可能做匀速或匀加速直线运动，在t1～t2时间内，I变大，压敏电阻阻值变小，压力变大，小车做变加速运动，A、B均错．在t2～t3内，I不变，压力恒定，小车做匀加速直线运动，C错，D对．10.D 解析：电压表示数变大，而R3为定值电阻，说明流经R3的电流增大，由电路结构可知，这可能是由于R T减小或R1增大，由热敏电阻和光敏电阻特性知，可能是由于温度降低或光照减弱，故②、④正确，①、③错误．二、填空题11.(1)由于冷态时PTC材料制成的电熨斗电阻较小，由P=U 2R知，其发热功率较大，所以升温快．(2)T6～T7解析：从图象发现当温度比较低时，PTC电熨斗的电阻较小，在电压恒定时，电热功率比较大，发热大于散热，升温较快；当温度较高时电阻迅速增大，发热功率减小，当发热功率和散热功率相等时，保持恒定温度不变．(1)由于冷态时PTC电熨斗电阻较小，故由P=U 2R知，其发热功率较大，所以升温快．(2)从图上可以看出，温度较低时，电阻较小，热功率较大，所以发热快于散热，温度升高，电阻值迅速增大，相应发热功率减小，当发热功率小于散热功率时，电阻温度降低，电阻值减小，发热功率会相应增大，当发热功率等于散热功率时，温度会稳定在T6～T7之间．三、计算题12.(1)利用安培定则判断，A端为S极，B端为N极．(2)仍能吸入线圈，因为铁芯仍能被磁化，且磁化后的磁性总是与线圈发生相吸的作用．但与恒定电流产生的磁场相比，交变电流产生的磁场强弱有变化，当磁性减弱的时刻弹簧会将铁芯2拉离线圈，因而会有振动而产生噪声． 13.kLU (R+R 0+r )RgE解析：设托盘上放上质量为m 的物体时弹簧压缩量为x ，由平衡条件得mg =kx ①此时滑动变阻器滑片已下滑x ，由分压原理知，电压表上的电压值： U =x LR R+R 0+rE ②由①②两式得m =kLU (R+R 0+r )RgE.14.(1)4 m/s 2 a 1与F 1同方向，即向前(向右) (2)10 m/s 2，方向向左 图11解析：(1)如图11所示，依题意：左侧弹簧对滑块向右的推力F 1=14 N ，右侧弹簧对滑块的向左的推力F 2=6.0 N .滑块所受合力产生加速度a 1，根据牛顿第二定律有 F 1−F 2=ma 1，得a 1=4 m/s 2a 1与F 1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F 1′=0 N ，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F 2′=20 N ．滑块所受合力产生加速度为a 2，由牛顿第二定律得F 2′=ma 2，解得：a 2=10 m/s 2，方向向左． 15.见解析解析：(1)R 传=U 传2P=320.9Ω=10 Ω，I 传=P 传U 传=0.93A =0.3 A .(2)最大电流I =I 传=0.3 A . 电源电压最大值U m =U 传+U 0，U 传为传感器的额定电压，U 0为R 0=10 Ω时R 0两端的电压，即U 0=I 传R 0=0.3×10 V =3 V ， 故U m =U 传+U 0=3 V +3 V =6 V .(3)设实际检测时加在a 、b 间的电压为U 电源，传感器的实际电阻为R 传′，根据第一次实验记录数据有：U 电源=I 1R 传′+U 1， 根据第二次实验记录数据有：U 电源=I 2R 传′+U 2， 代入数据解得：R 传′=9.5 Ω，U 电源=3 V .传感器的电阻变化为ΔR =R 传−R 传′=10 Ω−9.5 Ω=0.5 Ω<1 Ω，所以此传感器仍可使用．。

传感器及其应用一、单项选择题( 本大题共 6 个小题，每题 6 分，共 36 分。

在四个选项中，只有一个选项切合题目要求)1．目前传感器被宽泛应用于各样电器、电子产品之中，下述对于常用的几种家用电子器件所采纳传感器的说法中，不正确的选项是()A．电视机对无线遥控信号的接收主假如采纳了光电传感器B．电子体温计中主假如采纳了温度传感器C．电脑所用的光电鼠标主假如采纳了声波传感器D．电子秤中主假如采纳了力电传感器2．在以下相关一些电阻应用的说法中，错误的选项是()A．热敏电阻可应用于温度测控装置中B．光敏电阻是一种光电传感器C．电阻丝可应用于电热设施中D．电阻在电路中主要起经过直流、阻挡沟通的作用3．电子打火机的点火原理是压电效应，压电片在受压时会在双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快度传感器，如下图。

压电片安装在电梯地板下，电压表与压电片组成闭合回路用来丈量压电片双侧形成的电压，若发现电压表示数增大，以下说法正确的选项是()A．电梯必定加快上涨B．电梯必定减速降落C．电梯加快度必定向上D．电梯加快度必定向下4.如下图是电容式话筒的表示图，它是利用电容制作的传感器。

话筒的振动膜前方镀有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板组成电容器的两极。

在两极间加一电压 U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，致使话筒所在电路中的其余量发生变化，使声音信号被话筒转变为电信号。

此中致使电容变化的原由可能是电容器两板间的 ()A．距离变化B．正对面积变化C．介质变化 D ．电压变化5. 如下图是会议室和旅馆房间的天花板上装有的火灾报警器的构造原理图：罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板。

平光阴电三极管接收不到LED发出的光，呈( )现高电阻状态，发生火灾时，以下说法正确的选项是A．进入罩内的烟雾遮挡了光芒，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报B．发生火灾时，光电三极管温度高升，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报C．发生火灾时，进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光芒照到光电三极管上，电阻变小，发出警报D．以上说法均不正确6．酒精测试仪用于对灵活车驾驶人员能否酒后驾车及其余禁止酒后作业人员的现场检测，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器。