高中物理第六章传感器1传感器及其工作原理课时训练新人教版.docx

传感器及其工作原理题组一传感器的工作原理1.下列仪器或装置不是利用传感器的是()A.汽车防盗报警器B.宾馆房间内的火灾报警器C.工兵用的地雷探测仪D.用钥匙打开房门解析: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。用钥匙打开房门是利用了机械原理,不是利用的传感器。答案:D2.(多选题)许多楼道照明灯具有这样的功能:天黑时,出现声音它就开启;而在白天,即使有声音它也不会开启。它的控制电路中可能接入的传感器是()A.温度传感器B.光传感器C.声音传感器D.热传感器解析:能感知声音和光照情况,说明电路中接入了光传感器和声音传感器,故B、C正确。答案:BC3.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。人体是导体,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。答案:D4.数码相机的普及逐渐淘汰了传统胶片相机。数码相机的主要部件是电荷耦合器(CCD),能将光学量转化为电学量。该部件可看作一种()A.力传感器B.温度传感器C.光传感器D.霍尔元件解析:因为CCD能把光学量转化为电学量,因而是一种光传感器。答案:C5.下列有关各类电阻应用的说法中,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三个说法均正确。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:D题组二传感器的应用6.如图所示的电路中,电源两端的电压恒定,L为小灯泡,R为光敏电阻,LED为发光二极管(电流越大,发出的光越强),且R与LED相距不变,下列说法正确的是()A.当滑片P向左移动时,L消耗的功率增大B.当滑片P向左移动时,L消耗的功率减小C.当滑片P向右移动时,L消耗的功率可能不变D.无论怎样移动滑片P,L消耗的功率都不变解析:滑片P左移,使其电阻减小,流过二极管的电流增大,从而发光增强,使光敏电阻R减小,最终达到增大流过灯泡电流的效果。答案:A7.(多选题)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。如图所示电路,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带的电荷量增大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,选项B正确;又由U1=IR1及P1=I2R1可知U1变小,R1消耗的功率P1变小,选项D错误;电容器两板间的电压U2=U-U1,U2变大,由电场强度E=,Q=CU2可知Q、E都增大,故选项A正确,选项C错误。答案:AB8.(多选题)如图所示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。此光电计数器的基本工作原理是()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,就计一个数,从而达到自动计数目的,由以上分析选项A、C正确。答案:AC(限时:30分钟)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。答案:D2.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。答案:B3.如图所示,将一光敏电阻接在多用电表两表笔上,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,用光照射光敏电阻时,表针自左向右的偏角为;现用手掌挡住部分光线,表针自左向右的偏角为,则可判断()A.=B.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,由欧姆挡的特点知,指针左偏,故指针自左向右的偏转角度变小,选项B正确。答案:B4.霍尔元件能转换哪两个量()A.把温度这个热学量转换为电阻这个电学量B.把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量C.把力转换为电压这个电学量D.把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量解析:霍尔电压UH=,它是把磁感应强度这个非电学量转换为电压这个电学量,故选项B正确。答案:B5.(多选题)有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件,将这三只元件分别接入如图所示的电路中的A、B两点后,用黑纸包住元件或者把元件置入热水中,观察欧姆表的示数,下列说法中正确的是()A.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数变化较大,这只元件一定是热敏电阻B.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数不变化,这只元件一定是定值电阻C.用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数变化较大,这只元件一定是光敏电阻D.用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数相同,这只元件一定是定值电阻解析:热敏电阻的阻值随温度变化而变化,定值电阻和光敏电阻不随温度变化;光敏电阻的阻值随光照变化而变化,定值电阻和热敏电阻不随之变化,由此可知,选项A、C正确。答案:AC6.(多选题)当前传感器广泛应用于各种电器、电子产品之中,下述关于常用的几种家用电子器件所采用传感器说法中,正确的是()A.电视机对无线遥控信号的接收主要采用了光电传感器B.电子体温计中主要采用了温度传感器C.电脑所用的光电鼠标主要采用声波传感器D.电子秤中主要是采用了力电传感器解析:电视机对无线遥控信号的接收主要采用的是红外线传感器,电脑所用的鼠标主要采用了光传感器,故A、C选项错误。答案:BD7.如图所示,RT为金属热电阻,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,由P=I2RL可知电流变小,其他电阻不变,说明金属热电阻RT变大,环境温度变高,故选项A正确。答案:A8.(多选题)如图所示的是一种热敏电阻(PTC元件)的电阻R随温度t变化的关系图线,这种元件具有发热、控温双重功能。常用的电热灭蚊器就是用这种元件来加热控制温度的,如果将该元件接在220 V的恒定电压下,则()A.通电后,其电功率先增大后减小B.通电后,其电功率先减小后增大C.当其发热功率等于散热功率时,温度保持在t1不变D.当其发热功率等于散热功率时,温度保持在t1到t2之间的某一值不变解析:PTC热敏电阻是正温度系数电阻,阻值随温度增加而增大,对于题图,当达到温度t1时,电阻阻值急剧增大。当接通电源(220 V)时,电阻发热,温度升高,阻值变大,功率变小,当达到温度 t1t2时,电阻阻值急剧增加,电流急剧减小,功率急剧减小,此时散失的热量大于产生的热量,温度降低,当冷却至温度t1以下时,阻值明显减小,电流增大,功率增大,如此反复,当发热功率等于散热功率时,温度保持在t1t2之间的某一值不变,故选项B、D正确。答案:BD9.如图所示,宽度为d、厚度为h的金属板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中,当有电流I通过金属板时,在金属板上侧面A和下侧面A间产生电势差,这种现象称为霍尔效应,若金属板内自由电子密度为n,则产生的电势差U=。(电子的电荷量为e)解析:自由电子定向移动形成电流,在磁场中定向移动的电子受到洛伦兹力偏转到上表面,上下两表面出现电势差,形成电场,电子受洛伦兹力和电场力平衡,设定向移动速率为v,则洛伦兹力F洛=evB,F电=e。由电流微观表达式I=neSv,又由F洛=F电,即evB=e,得U=hvB=。答案:10.如图所示,图甲为热敏电阻的R-t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。则:(1)应该把恒温箱内的加热器接在(选填“A、B端”或“C、D端”)。(2)如果要使恒温箱内的温度保持50 ,可变电阻R的阻值应调节为。解析:(1)恒温箱内的加热器应该接在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,则线圈中的电流变大,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,使恒温箱加热器与电源断开,加热器停止