“四翼”检测评价（十七） 认识传感器 常见传感器的工作原理

“四翼”检测评价（十七）认识传感器常见传感器的工作原理eq\a\vs4\al(A)组—重基础·体现综合1．如图所示，某半导体负温度系数热敏电阻的I­U图线可能是()解析：选B负温度系数热敏电阻的I­U图线是非线性的，且其阻值随温度的升高而减小，故A、C、D错误，B正确。2．(2022·张家界高二检测)对于常见的可燃气体浓度的检测，现在一般用催化燃烧检测器。它的原理如下：传感器的核心为一惠斯通电桥，其中一桥臂上有催化剂，当与可燃气体接触时，可燃气体在有催化剂的电桥上燃烧，该桥臂的电阻发生明显变化，其余桥臂的电阻不变化，从而引起整个电路的输出电流发生变化，而该变化与可燃气体的浓度成比例，从而实现对可燃气体的检测。由此可推断有催化剂的桥臂上的电阻材料为()A．铜 B．合金C．半导体 D．绝缘体解析：选C由题意可知，该电阻为热敏电阻，热敏电阻的材料为半导体材料，C正确，A、B、D错误。3．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()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：选D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D正确。4.(多选)如图为握力器原理示意图，握力器把手上的连杆与弹簧一起上下移动，握力的大小可通过一定的换算关系由电流表的示数获得。当人紧握握力器时，如果握力越大，下列判断正确的有()A．电路中电阻越大 B．电路中电阻越小C．电路中电流越小 D．电路中电流越大解析：选BD由题图可知，握力越大，变阻器接入电路的电阻越小，外电路的总电阻越小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中电流越大，B、D正确，A、C错误。5．(多选)如图所示是用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器，下列说法中正确的是()A．严重污染时，LDR是高电阻B．轻度污染时，LDR是高电阻C．无论污染程度如何，LDR的电阻不变，阻值大小由材料本身因素决定D．该仪器的使用会因为白天和晚上受到影响解析：选AD严重污染时，透过污水照到LDR上的光线较少，LDR电阻较大，A正确，B错误；LDR由半导体材料制成，受光照影响电阻会发生变化，C错误；白天和晚上自然光强弱不同，或多或少会影响LDR的电阻，D正确。6．(多选)如图所示电路，理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1，电流表、电压表均为理想交流电表，R是光敏电阻(其阻值随照射光强度增大而减小)，原线圈接入电压随时间按u＝220eq\r(2)sin100πtV变化的交流电，下列说法正确的是()A．交流电的频率为100HzB．电压表的示数为110VC．照射R的光强度增大时，电流表的示数变大D．照射R的光强度增大时，电压表示数变大，灯泡变得更亮解析：选BC原线圈接入u＝220eq\r(2)sin100πtV的交流电压，T＝0.02s，所以频率为f＝eq\f(1,T)＝50Hz，故A错误；交流电的有效值为U1＝220V，根据eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，则U2＝110V，故B正确；R阻值随光强度增大而减小，根据I2＝eq\f(U2,R＋RD)知，副线圈电流增大，副线圈输出功率增大，即灯泡变得更亮，因为理想变压器输入功率等于输出功率，所以原线圈输入功率增大，原线圈电流增大，所以电流表的示数增大，但是电压表示数不变，故C正确，D错误。7．如图所示，RT为负温度系数的热敏电阻，R为定值电阻，若往RT上擦些酒精，在环境温度不变的情况下，关于电压表示数的变化情况，下列说法中正确的是()A．变大B．变小C．先变大后变小再不变D．先变小后变大再不变解析：选D往RT上擦酒精后，酒精蒸发吸热，热敏电阻RT温度降低，电阻值增大，根据串联电路的分压特点，电压表示数变小。当酒精蒸发完毕后，RT的温度逐渐升高到环境温度后不变，所以热敏电阻的阻值逐渐变小，最后不变，故电压表的示数将逐渐变大，最后不变，D正确。8．(多选)如图所示，导电物质为电子的霍尔元件样品置于磁场中，上表面与磁场方向垂直，图中的1、2、3、4是霍尔元件上的四个接线端。当开关S1、S2闭合后，三个电表都有明显示数，下列说法正确的是()A．通过霍尔元件的磁场方向竖直向下B．接线端2的电势低于接线端4的电势C．仅将电源E1、E2反向接入电路，电压表的示数不变D．若适当减小R1、增大R2，则电压表示数一定增大解析：选ABC根据安培定则可知，通过霍尔元件的磁场的方向竖直向下，A正确；通过霍尔元件的电流由接线端1流向接线端3，电子带负电荷，电子移动方向与电流的方向相反，由左手定则可知，电子偏向接线端2，所以接线端2的电势低于接线端4的电势，B正确；仅将电源E1、E2反向接入电路时，电子所受的洛伦兹力大小和方向均不变，则2、4两接线端的电势高低关系不发生改变，电压表示数不变，C正确；适当减小R1，电磁铁中的电流增大，产生磁场的磁感应强度B增大，而增大R2，流过霍尔元件的电流I减小，由UH＝keq\f(IB,d)可知，电压表示数不一定增大，D错误。9．磁传感器是把磁场、电流、温度、光等外界因素引起的敏感元件磁性能变化转换成电信号，以这种方式来检测相应物理量的器件。磁敏电阻是利用某些材料电阻的磁敏效应制成的，其外形结构如图(a)所示。把磁敏电阻GMR接入如图(b)所示的电路中，它的阻值随所处空间磁场的增强而增大，电源的内阻不可忽略。闭合开关S1和S2后，当滑片P向右滑动时，灯泡L1、L2的亮度怎样变化？解析：当滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电源电压不变，所以电磁铁电路中的电流减小，电磁铁的磁场减弱，磁敏电阻阻值减小，总电流变大，路端电压减小，故灯泡L2变暗；由于通过L1支路的电流变大，故L1变亮。答案：L1变亮L2变暗eq\a\vs4\al(B)组—重应用·体现创新10．(2022·烟台高二检测)如图所示是温度自动报警器的工作原理图，图中1是电磁铁，2是衔铁，3是触点，4是水银温度计(水银导电)。则下列说法正确的是()A．温度高于警戒温度时，电铃不报警、指示灯亮B．温度低于警戒温度时，电铃报警、指示灯熄灭C．温度高于警戒温度时，电铃报警、指示灯亮D．温度低于警戒温度时，电铃不报警、指示灯亮解析：选D温度高于警戒温度时，控制电路的电磁铁中有电流通过，电磁铁有磁性，此时电铃通过触点3与工作电路接通，电铃报警，此时指示灯的电路中没有电流，指示灯熄灭，A、C错误；温度低于警戒温度时，控制电路处于开路状态，电磁铁中没有电流通过，没有磁性，此时指示灯与工作电路接通，指示灯亮，电铃不报警，B错误，D正确。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6V，保护电阻R2的阻值为400Ω。则()A．有光照射时光敏电阻R1的阻值为800ΩB．有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比为1∶2C．有光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比为1∶2D．每1h通过S与R1之间的产品个数为6000个解析：选D由题图甲可知，R1、R2串联，当有光照射时，R1的阻值变小，电路的总电阻变小；根据I＝eq\f(U,R)可知，电路中的电流变大；根据U＝IR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＝2V，则U2＝U－U1＝6V－2V＝4V，电路中的电流I＝eq\f(U2,R2)＝eq\f(4,400)A＝0.01A，光敏电阻的阻值R1＝eq\f(U1,I)＝eq\f(2,0.01)Ω＝200Ω，A错误；无光照射时，由题图乙可得U1′＝4V，U2′＝U－U1′＝6V－4V＝2V，所以，有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比U2∶U2′＝4V∶2V＝2∶1，B错误；无光照时电流I′＝eq\f(U2′,R2)＝eq\f(2,400)A＝0.005A，此时电阻R1′的阻值：R1′＝eq\f(U1′,I′)＝eq\f(4,0.005)Ω＝800Ω，所以，有光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比R1∶R1′＝200Ω∶800Ω＝1∶4，C错误；由题图乙可知，每经过0.6s，就有一个产品通过计数装置，每1h通过S与R1之间的产品个数为n＝6000个，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