高中物理 3-1.2 认识传感器 传感器的原理每课一练 粤教版选修3-2

【创新设计】-高中物理3-1.2认识传感器传感器的原理每课一练粤教版选修3-2(时间：60分钟)知识点一传感器的概念1．(双选)关于传感器，下列说法正确的是 ()．A．光敏电阻和热敏电阻都是由半导体材料制成的B．金属材料也可以制成传感器C．传感器主要是通过感知电阻的变化来传递信号的D．以上说法都不正确解析光敏和热敏电阻分别应用了半导体的不同特性制成，A正确．由于金属材料的电阻随温度而变化，可制成将温度信号转换为电信号的传感器，B正确．传感器可感知电阻、电压、电流等各种变化来传递信号，C错误．答案AB2．(单选)下列说法错误的是 ()．A．传感器担负着信息采集的任务B．干簧管是一种磁传感器C．传感器不是电视摇控接收器的主要元件D．传感器是将力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的主要工具解析由传感器的定义知A正确，D正确，电视摇控接收器的主要元件是红外线传感器，故C错误，由干簧管的工作原理，干簧管是一种能够感知磁场的元件，故B正确．答案C3．为解决楼道的照明，在楼道内安装一个传感器与电灯的控制电路相接．当楼道内有走动而发出声响时，电灯即与电源接通而发光，这种传感器为________传感器，它输入的是________信号，经传感器转换后，输出的是________信号．答案声控声音电知识点二光敏、热敏、金属热电阻的应用4．(单选)如图3-1、2-15所示，将一光敏电阻接入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，用光照射光敏电阻时，表针的偏角为θ；现用手掌挡住部分光线，表针的偏角为θ′，则可判断 ()．图3-1、2-15A．θ′＝θ B．θ′＜θC．θ′＞θ D．不能确定解析光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小，用手掌挡住部分光线，阻值变大，指针自左向右偏转角度变小．答案B5.(单选)在信息技术高速发展、电子计算机广泛应用的今天，担负着信息采集任务的传感器在自动控制、信息处理技术中发挥着越来越重要的作用，其中热电传感器是利用热敏电阻将热信号转换成电信号的元件．某学习小组的同学在用多用电表研究热敏特性实验中，安装好如图3-1、2-16所示装置．向杯内加入冷水，温度计的示数为20℃，多用电表选择适当的倍率，读出热敏电阻的阻值R1.然后向杯内加入热水，温度计的示数为60℃，发现多用电表的指针偏转角度较大，则下列说法正确的是 ()．图3-1、2-16A．应选用电流挡，温度升高换用大量程测量B．应选用电流挡，温度升高换用小量程测量C．应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率大的挡D．应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率小的挡解析多用电表与热敏电阻构成的回路中未接入电源故不能用电流表，A、B均错，当温度升高时多用电表指针偏转角度较大，说明热敏电阻的阻值变小了，应该换用倍率小的挡，C错误，D正确．答案D6．(单选)街旁的路灯、江海里的航标都要求在夜晚亮、白天熄，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．三种特性都利用答案B知识点三含传感器的电路分析与判断7.(单选)如图3-1、2-17所示，R3是光敏电阻，当开关S闭合后，在没有光照射时，a、b两点等电势，当用光照射电阻R3时，则 ()．图3-1、2-17A．R3的电阻变小，a点电势高于b点电势B．R3的电阻变小，a点电势低于b点电势C．R3的电阻变大，a点电势高于b点电势D．R3的电阻变大，a点电势低于b点电势解析R3是光敏电阻，当有光照射时电阻变小，R3两端电压降减小，故a点电势将升高，因其它阻值不变，所以a点电势将高于b点电势．答案A8.(单选)如图3-1、2-18所示是一火警报警装置的部分电路示意图，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()．图3-1、2-18A．I变大，U变大 B．I变小，U变小C．I变小，U变大 D．I变大，U变小解析当传感器R2所在处出现火情时，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Uab＝E－Ir减小，I(r＋R1)增大，U并＝E－I(r＋R1)减小，通过R3的电流I3减小，，D对．答案A9.(双选)高温超导限流器被公认为目前最好的、且唯一行之有效的短路故障电流限制装置．中国科学院电工研究所完成了一种具有自主知识产权的高温超导限流器样机的研制工作．超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成，如图31、219所示．超导部件有一个超导临界电流IC，当通过限流器的电流I＞IC时，将造成超导体失超，从超导态(本题认为电阻为零)转变为正常态(本题认为是一个纯电阻)，以此来限制电力系统故障电流．已知超导部件的正常态电阻为R1＝3Ω，超导临界电流IC＝1.2A，限流电阻R2＝6Ω，小灯泡L上标有“6V,6W”，电源电动势E＝8V，内阻r＝2Ω.原来电路正常工作，现L突然发生短路．则 ()．图31、219A．短路前通过R1的电流为eq\f(2,3)AB．超导部件将由超导态转为正常态C．短路后通过R1的电流为eq\f(4,3)AD．短路后通过R1的电流为2A解析小灯泡L上标有“6V,6W”，故该灯泡的电阻RL＝eq\f(U2,P)＝eq\f(62,6)Ω＝6Ω，短路前电路的总电阻为R＝eq\f(R1R2,R1＋R2)＋RL＋r＝2Ω＋6Ω＋2Ω＝10Ω，总电流为I＝eq\f(E,R)＝0.8A，超导部件两端的电压为U1＝E－I(RL＋r)＝1.6V，所以短路前通过R1的电流为I1＝eq\f(1.6,3)A＝eq\f(8,15)A，所以A选项错误．当L突然短路后，则电路中总电阻为R′，R′＝2Ω＋2Ω＝4Ω，总电流I′＝eq\f(E,R′)＝eq\f(8,4)A＝2A，则超导部件两端的电压为U′＝E－I′r＝4V，所以短路后通过R1的电流为I1′＝eq\f(4,3)A，故C选项正确．当L突然短路后，超导部件的电流eq\f(4,3)A，超过了临界电流1.2A，故短路后超导部件将由超导态转为正常态，B选项正确．答案BC10.(单选)传感器是把非电学物理量(如位移、压力、流量、声强等)转换成电学量的一种元件．如图3-1、2-20所示为一种电容式传感器，电路可将声音信号转化为电信号．电路中a、b构成一个电容器，b是固定不动的金属板，a是能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜．若声源S发出频率恒定的声波使a振动，则a在振动过程中 ()．图3-1、2-20A．a、b板之间的电场强度不变B．a、b板所带的电荷量不变C．电路中始终有方向不变的电流D．向右位移最大时，电容器的电容量最大解析a、b始终跟电源相连，电势差U不变，由于a、b间距离变化，由E＝eq\f(U,d)知场强变化，A错误；由C＝eq\f(εrS,4πkd)知d变化时C变化，a向右位移最大时，电容最大，D正确；由Q＝CU知a、b所带电荷量变化，电路中电流方向改变，B、C错误．答案D11．(单选)有一些星级宾馆的洗手间装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就开通电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近干手机能使传感器工作，是因为 ()．A．改变湿度B．改变温度C．改变磁场D．改变电容解析根据自动干手机工作的特征，手靠近干手机电热器工作，手撤离后电热器停止工作，人是一种导体，可以与其他导体构成电容器．手靠近时相当于连接一个电容器，可以确定干手机内设有电容式传感器，由于手的靠近改变了电容大小，故D正确；用湿度和温度来驱动电热器工作，理论上可行，但是假如干手机是由于温度、湿度的变化工作就成了室内烘干机．答案D12．(单选)利用图3-1、2-21甲所示电路测量电流表的内阻．闭合开关S，当变阻器的滑片滑至c处时，测得电流表和电压表的示数分别是40mA、9V．已知图甲中热敏电阻的I-U关系图线如图3-1-22乙所示，则电流表的内阻为 ()．图3-1、2-21A．0.14ΩB．85ΩC．14