新人教版高中物理选修3-2《62 传感器的应用》练习(三)(含答案解析)

新人教版选修3-2《6.2传感器的应用》练习⑶

一、单选题（本大题共2小题，共6.0分）

1.许多办公楼及宿舍楼的楼梯上的电灯到了晚上能够自动做到“人来即亮，人走即灭”，其神奇

功能在于控制灯的“开关”传感器，下面有关该传感器的说法中正确的是（)

A.该传感器能够测量的物理量是位移和温度

B.该传感器能够测量的物理量是位移和光强

C.该传感器能够测量的物理量是光强和声音

D.该传感器能够测量的物理量是压力和位移

2.在校园安全大检查中，学生会的同学发现学校宿舍楼的火警报警装置的

电路如图所示，R】为热敏电阻，温度升高时，匕急剧减小，当电铃两瑞

电压达到一定值时，电铃会响，下列分析中正确的是（）

A.若报警器的电池老化（内阻变大，电动势不变），不会影响报警器的

安全性能

B.若试验时发现当有火时装置不响，应把&的滑片P向上移

C.若试验时发现报警装置过于灵敏，可以将原有的旧电池更换为新电池（内阻变小，电动势不

变）并将&的滑片P向上移

D.增大电源的电动势，会使报警的临界温度升高

二、多选题（本大题共3小题，共10.0分）

3.图中所示为位移传感器的工作原理示意图。物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑

杆p移动，电压表的示数发生改变，由此可以反映物体位移的大小。则当物体运动时，下列说法

正确的是（）

A.通过电源的电流会发生变化

B.通过电源的电流不会发生变化

C.若物体M向左运动，电压表的示数变小

D.若物体M向左运动，电压表的示数变大

4.下列说法正确的是（）

A.话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声信号转换为电信号

B.电饭锅能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器这种传感器作用是控制电路

的通断

C.电子秤所使用的测力装置是力传感器

D.半导体热敏电阻常用作温度传感器因为温度越高，它的电阻值越大

5.如图所示，电源的电动势为6匕内电阻为2。，当电源的输出功率为4W时，可

变电阻R的阻值是（）

A.m

B.2。

C.3。

D.4。

三、填空题（本大题共6小题，共18.0分）

6.图为用电源、电磁继电器、滑动变阻器、绿灯泡、小电铃、半导

体热敏电阻、开关、导线等组成的一个高温报警器电路图，要求

是：正常情况绿灯亮，有险情时电玲报警，则图中的甲是；

乙是;丙是.

7.在地震救灾中，救援人员用多种生命探测仪搜寻废墟下幸存者发

出的具有生命迹象的信息.有一种生命探测仪，它跟自动安全门和电视机遥控器使用的是同一

类型传感器，此类型传感器属于传感器.

8.（1）一个量程为0〜3V的电压表，已知该电压表是由一个满偏电流为％=200〃4内阻为q=

500。的灵敏电流计改装而成的，则与灵敏电流计串联的电阻阻值为n.

（2）现在用一个表盘刻度分布如图所示的欧姆表粗略测量该电压表内阻，测量前应将欧姆表的选择开

关指向（填“x1”、“xio”、“X100”或“x1K”）.测量时，应将欧姆表的红表笔

接电压表的接线柱（填“+”或“-”）

9.光电传感器利用将信号转换成了信号；热电传感器利用将信

号转换成了_____信号，从而实现自动控制的目的。

10.光敏电阻是由半导体材料制成的，受到光照射时，其导电性能显

著增强.将其与电磁继电器组合，就可用来自动控制街道路灯的

开与关.图中所示是自动控制路灯的工作原理图，当光照暗到一

定程度时，路灯能点亮.电阻%、％之一为光敏电阻，另一为定

值电阻.当放大电路的输入。端电压升高至某一值时，使经过继电

器」的电流增大到受继电器/控制的电键S闭合，路灯就点亮.则是光敏电阻，若要提高电

路的灵敏度，则（增大或减小）定值电阻的阻值.

11.烟雾散射式火灾报警器内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板，平常光电三极管

收不到发出的光，呈现电阻状态.当有烟雾时因其对光的散射作用，使部分光线照

射到光电三极管上，其电阻变，与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报.

四、简答题（本大题共2小题，共6.0分）

12.如图所示，&、为定值电阻，七为滑动变阻器.3个电阻采用如图（Q）方式接在£=8V>r=in

的电源上.现利用电压传感器（相当于电压表）和电流传感器（相当于电流表）研究/?3上的电压与

电流变化关系，任意滑动R3上的滑片，通过数据采集器将电压与电流信号输入计算机后，在屏

幕上得到的U-/图象为如图（b）所示的一条直线（实线部分）.试求：

（1）%的阻值.

（2）%的阻值

（3）/?3的最大阻值

如图所示，电源电动势内阻。，

13.E=10V,r=IC,%=3H,R2=6

C=30MF.

(1)闭合开关S,求稳定后通过R］的电流；

(2)然后将开关S断开，求电容器两端的电压变化量和流过用的总电荷

量.

五、综合题(本大题共2小题，共24.0分)

14.人的眼睛是不是光敏元件？比较人眼与光传感器，说明结构上有何异同。

15.音箱设备中的扬声器，可以把放大了的音频电信号还原成声音。小型扬声器

的内部构造如图所示，说明扬声器是怎样工作的。(接线端加有与声音频率相

同的电压信号)

参考答案及解析

1.答案：C

解析：解：楼道中安装了自动灯光控制系统，白天灯不亮，和光传感器有关；晚上有人经过时，灯

自动亮起来，与声音有关，是声传感器.所以该传感器能够测量的物理量是光强和声音.故C正确.

故选:C

传感器的作用是将温度、力、光、声音等非电学量转换为电学量.结合题目中的条件即可解答.

该题考查常见传感器的使用与传感器的特点，属于对基础知识点的考查.其中光敏电阻则是当有光

时，其电阻的阻值发生变化，是常见的光传感器.

2.答案：B

解析：解：4、若报警器的电池老化（内阻变大）电动势不变，报警器的电压变小，电铃将不会响，所

以会影响报警器的安全性能，故A错误。

仄若实验时发现有火时装置不响，说明报警器的电压较小，要增大其电压，根据串联电路分压的特

点可知，必须增大用，应把&的滑片P向上移，故8正确。

C,若试验时发现报警装置过于灵敏，将原有的旧电池更换为新电池（内阻变小，电动势不变），电路

中总电流增大，外电路电压增大，报警器两端电压更容易达到临界值，故需要降低/?2的分压能力，

应把滑片P向下移，故。错误。

4增大电源的电动势，报警器的电压变大，温度升高时先变小，报警器两端电压更容易达到临界

值，所以会使报警的临界温度降低，故。错误。

故选：B。

A、若报警器的电池老化（内阻变大）电动势不变，报警器的电压变小，电铃将不会响。

8、若实验时发现有火时装置不响，说明报擎器的电压较小，要增大其电压，必须%的滑片P向上移。

C、若试验时发现报警装置过于灵敏，说明报警器的电压较大，要降低其电压，须&的滑片P向下移。

。、增大电源的电动势，会使报警的临界温度降低。

分析报警器工作原理：电铃两端电压达到一定值时，即并联部分电压增大，电铃会响，结合串联分

压关系分析。

3.答案：BC

解析：解：AB.物体M运动时，电路中电阻没有变化，根据闭合电路欧姆定律可知，电源内的电流

不会发生变化，故4错误，8正确；

CD、电压表与滑动变阻器的左侧并联，M向左运动时，并联部分电阻减小，根据串联电路规律可知，

电压表示数减小.故C正确，力错误.

故选：BC.

分析物体M运动时，电路中电阻有无变化，从而分析电源的电流有无影响，注意理想电压表对电路

没有影响，电压表测量变阻器左侧的电压。

本题考查分析实际问题的能力，要注意明确电路结构，抓住理想电压表对电路没有影响进行分析。

4.答案：AC

解析：解：A、话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声信号转换为电信号，故A正确。

B、自动电饭锅的温度自动控制主要采用磁钢限温器和双金属桓温器，在达到磁钢温度居里点时磁钢

便失磁动作，电触点断开负载电路：双金属片温度传感器是利用金属的热胀冷缩原理进行工作的。

故8错误。

C、电子秤所使用的测力装置是力传感器，故C正确。

。、半导体热敏电阻常用作温度传感器，其电阻值随温度升高而下降，故。错误。

故选：AC.

话筒是一种常用的声传感器；自动电饭锅的温度自动控制主要采用磁钢限温器和双金属桓温器；电

子秤所使用的测力装置是力传感器；半导体热敏电阻电阻值随温度升高而下降。

本题考杳了传感器在生产、生活中的应用。这种题型知识点广，多以基础为主，只要平时多加积累，

难度不大。

5.答案：AD

解析：解：电源的输出功率为P=/2R=（W）2R

x+r

代入得：4=（心）2・R

解得R=或4。

皿：AD.

根据电源的输出功率公式P=RR,及闭合电路欧姆定律/=W结合求解.

解决本题时要知道电源的输出功率即为外电路功率，功率公式P=和闭合电路欧姆定律/=今是

基本的电路规律，要熟练运用.

6.答案：半导体热敏电阻；小电铃；绿灯泡

解析：解：根据要求，在常温下热敏电阻甲阻值较大，电磁铁磁性较弱，不能将衔铁吸下，此时绿

灯所在电路接通,绿灯亮，所以为是绿灯：

温度升高，热敏电阻阻值较小，控制电路电流增大时，电磁铁磁性增大，将衔铁吸下，丙电路断开，

乙电路接通电铃响，所以乙为小电铃；

由以上的分析可知，甲是半导体热敏电阻.

故答案为：半导体热敏电阻，小电铃，绿灯泡

掌握电磁继电器的组成及工作原理，其主要组成部分为电磁铁，电磁继电器就是利用电磁铁来控制

电路的，当控制电路电流较小时，电磁铁磁性较弱，不能将衔铁吸下；当控制电路电流增大时，电

磁铁磁性增大，将衔铁吸下.

此题考查了电磁继电器的构造及工作原理，并考查了并联电路电压的关系；电磁继电器是利用电磁

铁来工作的自动开关.

7.答案：红外线

解析：解：一切物体均发出红外线，生命探测仪可利用红外线来探测，自动安全门和电视机遥控器

使用的是同一类型传感器，

红外线是一种不可见的光线，红外报警装置就是利用它将光信号转换为电信号的：

故答案为：红外线.

传感器作为一种将其它形式的信号与电信号之间的转换装置，在我们的口常生活中得到了广泛应用,

不同传感器所转换的信号对象不同，我们应就它的具体原理进行分析.

对于传感器我们应该了解它是一种将其它信号转换为电信号，从而实现对电路控制的装置，它的应

用也比较广泛，在不同的应用中，它转换的信号不同，我们应具体问题具体分析.

8.答案：1.45XIO，；*IK；-

解析：试题分析：电流表改装成电压表要串联电阻分压，串联阻值为：R=芹-6(U为改装后的量

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程)；由所测电阻的阻值确定所选的档位；电流由红表笔澈流入多用表，由黑表笔流出.

⑴改装成电压表要串联电阻：R=/Rg=五WR_500=1.45x104n

(2)因电压表内阻为曰=1.5X104。，故应选：X1K

红表笔多用电表的电流流入端，则为电压表的电流流出端，故应接：“-”接线柱

故答案为：(1)1.45x104(2)x1K；“一”接线柱.

9.答案：光敏电阻光电热敏电阻温度电

解析：解：传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由

敏感元件和转换元件组成C光敏电阻是一种利用光敏元件将光信号转化为电信号的传感器：热敏电

阻是将温度的变化转化为电信号的传感器。

故答案为：光敏电阻；光；电；热敏电阻；温度；电。

传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和

转换元件组成。光敏电阻是一种利用光敏元件将光信号转化为电信号的传感器；热敏电阻是将温度

的变化转化为电信号的传感器。

传感器能满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，它是实现自动检测和自动控制

的首要环节。

10.答案：%；减小

解析：

当光照射光敏电阻时，其导电性能显著增强.而路灯要求有光照时，不能点亮；无光照时，必须点

亮.所以当被点亮时，a端的电压必须高于某一值，因此可以确定谁是光敏电阻.若要提高电路的灵

敏度，即当光很弱时路灯可以点亮.所以通过改变定值电阻阻值来实现.考查光敏电阻的光照特性，

同时结合电路分析阻值变化时导致电压如何变化.

解：由自动控制路灯的工作原理图，当光照暗到一定程度时，路灯能点亮.当放大电路的输入a端电

压升高至某一值时，使经过继电器/的电流增大到受继电器/控制的电键S闭合，路灯就点亮.当&是

光敏电阻时，若无光照其阻值变大，从而使a端的电压升高，最终将路灯点亮.

若要提高电路的灵敏度，即当光很弱时路灯可以点亮.若将心阻值减小，当光照变弱时，&阻值变

小，a端的电压升高从而提前达到某一值.

故答案为：R2；减小

11.答案：大；小

解析：解：光传感器的特点是有光照的时候最大值小，没有光照时的电阻值大.所以平常光电三极

管收不到LEO发出的光，呈现大电阻状态；火灾报警器当有烟雾时，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，其电阻值变小，将光信号转换成电信号，从而发出警报.所以该

传感器是用光传感器实现报警的；

故答案为：大，小.

不同的传感器有不同的具体应用，该题中光电三极管属于光传感器，特点是有光照的时候最大值小，

没有光照时的电阻值大.

该题考查常用传感器的工作原理、特性及在实践中的应用要在平时学习中不断积累.不同的传感器

有不同的具体应用,要具体问题具体分析.

12.答案：解：(1)电压为0的时候电流为24此时危阻值为零

有/=

KlTF

解得，g=3。

(2)根据图线推论：若飞无限制增大时，电压U=6V,电流为0,此时也视为断路

*U£

有—=------

/?2%+/?2+厂

解得，R2=12/2

(3)根据图线和电路图的动态变化判断，%可获得的最大电压是4V,此时R3最大

墙片+^^+r

得/?3=6C

答：

的阻值为32

(2)%的阻值为122

(3)/?3的最大阻值6。.

解析：(1)由U-/图象读出U=0,/=24根据闭合电路欧姆定律求出&的阻值.

(2)若色无限制变化，进行外推，得到电压6y的时候电流为0,此时危视为断路.

(3)当%增大时，％获得的电压增大，最大电压是4V,此时飞最大.根据欧姆定律求解％的最大阻

值.

本题首先要理解图象的物理意义，能定性分析出电压U与电流/的变化关系，其次要熟练运用欧姆定

律处理电路问题.

13.答案：解：(1)稳定时，电路中的电流/=；；；』=14

(2)S闭合，电路处于稳定状态时，电容器两端的电压

U=//?2=1X6V=6V

断开后，电容器两端的电压为10V,所以△U=4V

流过Ri的总电荷量为△Q=△UC=1.2X10-4C

答：(1)闭合开关5,稳定后通过&的电流是14

(2)然后将开关S断开，电容器两端的弓压变化量是4V,流过收的总电荷量是1.2x10-4。

解析：(1)闭合开关S,