课时训练12　传感器及其工作原理

1、课时训练12传感器及其工作原理1.以下说法正确的选项是()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答案:D解析:各种传感器虽然工作原理不同,但根本功能相似,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.唱卡拉OK用的话筒,内有传感器。其中有一种是动圈式的,它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈,线圈处于永磁体的磁场中,当声波使膜片前

2、后振动时,就将声音信号转变为电信号。以下说法正确的选项是()A.该传感器是根据电流的磁效应工作的B.该传感器是根据电磁感应原理工作的C.膜片振动时,穿过金属线圈的磁通量不变D.膜片振动时,金属线圈中不会产生感应电动势答案:B解析:如下图动圈式话筒是利用电磁感应现象制成的。当声波使金属膜片振动时,连接在膜片上的线圈(叫音圈)随着一起振动。音圈在永磁铁的磁场中振动,其中就产生感应电流,感应电流的大小和方向都变化,振幅和频率的变化由声波决定,这就将声音信号转换成电信号,这个电信号经扩音器放大后传给扬声器,从扬声器中就发生放大的声音。3.以下仪器或装置不是利用传感器的是()A.汽车防盗报警器B.宾馆房

3、间内的火灾报警器C.工兵用的地雷探测仪D.用钥匙翻开房门答案:D解析:A、B、C三种仪器都是将非电学量转换成电学量的装置,都是利用了传感器。用钥匙翻开房门是利用了机械原理,不是利用的传感器。4.在温控电路中,通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制。如下图电路,R1为定值电阻,R2为半导体热敏电阻(温度越高电阻越小),C为电容器。当环境温度降低时()A.电容器C的带电荷量增大B.电压表的读数增大C.电容器C两板间的电场强度减小D.R1消耗的功率增大答案:AB解析:当环境温度降低时,R2变大,电路的总电阻变大,由I=知I变小,又U=E-Ir,电压表的读数U增大,B正确;又由U1=

4、IR1及P1=I2R1可知U1变小,R1消耗的功率P1变小,D错误;电容器两板间的电压U2=U-U1,U2变大,由场强E=,Q=CU2可知Q、E都增大,故A正确,C错误。5.如下图为光敏电阻自动计数器的示意图,其中R1为光敏电阻,R2为定值电阻。此光电计数器的根本工作原理是()A.当有光照射R1时,信号处理系统获得高电压B.当有光照射R1时,信号处理系统获得低电压C.信号处理系统每获得一次低电压就计数一次D.信号处理系统每获得一次高电压就计数一次答案:AC解析:当光照射到光敏电阻R1上时,R1电阻减小,电路中电流增大,R2两端电压升高,信号处理系统得到高电压,计数器每由高电压转到低电压,就计一

5、个数,从而到达自动计数目的,由以上分析选项A、C正确。6.如图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I恒定,那么可以验证UH随B的变化情况,以下说法中正确的选项是()A.将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面,UH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,UH将发生变化答案:ABD解析:由霍尔元件的工作原理知:U=k,U与B成正比,将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面,磁性增强,所以UH将变大;地球两

6、极的磁场方向垂直指向地面,因此,霍尔元件的工作面应保持水平;地球赤道上的磁场方向沿南北水平方向,因此,霍尔元件的工作面应保持竖直。改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角,垂直霍尔元件的磁场方向的垂直分量将变化,因此UH也将发生变化。7.如下图,图甲为热敏电阻的Rt图象,图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路,继电器的电阻为100 。当线圈的电流大于或等于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。那么(1)应该把恒温箱内的加热器接在(填“A、B端或“C、D端)。(2)如果要使恒温箱内的温度保持50

7、,可变电阻R的阻值应调节为。答案:(1)A、B端(2)260解析:(1)恒温箱内的加热器应接在A、B端。当线圈中的电流较小时,继电器的衔铁在上方,恒温箱的加热器处于工作状态,恒温箱内温度升高。(2)随着恒温箱内温度升高,热敏电阻R的阻值变小,那么线圈中的电流变大,当线圈中的电流大于或等于20 mA时,继电器的衔铁被吸到下方来,那么恒温箱加热器与电源断开,加热器停止工作,恒温箱内温度降低。随着恒温箱内温度降低,热敏电阻R的阻值变大,那么线圈中的电流变小,当线圈的电流小于20 mA时,继电器的衔铁又被释放到上方,那么恒温箱加热器又开始工作,这样就可以使恒温箱内保持在某一温度。要使恒温箱内的温度保持

8、50 ,即50时线圈内的电流为20 mA。由闭合电路欧姆定律I=,r为继电器的电阻。由图甲可知,50 时热敏电阻的阻值为90 ,所以R=-R-r=260 。8.某学生为测量一个物体的质量,找到一个力电转换器,该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k),如下图,测量时先调节输出端的电压,使转换器空载时的输出电压为0;而后在其受压面上放一物体,即可测得与物体的质量成正比的输出电压U。现有以下器材:力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个,开关及导线假设干,待测物体(可置于力电转换器的受压面上)。请完成对该物体质量的测量:(1)设计一个电路,要求力电转换器的输入电压可调。并且使调节范围尽可能大,画出这一完整的电路(包括力电转换器在内)。(2)简要说明测量步骤,求出比例系数k,并测出待测物体的质量m。(3)设想实验可能会出现的问题。答案:见解析解析:(1)设计的电路如下图(2)测量步骤与结果如下:闭合开关S,调节变阻器的滑片P,使力电转换器的输出电压为零。将质量为m0的砝码放在力电转换器的受压面上,记下此时的输出电压U