人教版物理选修32课后作业第六章传感器综合评估

第六章《传感器》综合评估

时间：90分钟分值：100分

一、选择题（1-6为单选，每小题4分，7—10为多选，每小题

5分，共44分）

1.如图所示，由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的电路中，当

闭合开关S后，小灯泡正常发光，若用酒精灯加热电阻丝时，发现

小灯泡亮度变暗，发生这一现象的主要原因是（C）

A.小灯泡的电阻发生了变化

B.小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化

C.电阻丝的电阻率随温度发生了变化

D.电源的电压随温度发生了变化

解析：温度升高，金属电阻丝电阻车增大，电阻增大，电路中电

流减小，灯泡亮度减弱.

2.如图所示，R为负温度系数的热敏电阻，K为定值电阻，若往

R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（D）

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：往品上擦酒精后，酒精蒸发吸热，热敏电阻入温度降低,

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，尺的温度逐渐升高到环境温度后不变，所以热敏电阻Rt

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，

所以选项D正确.

3.用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信

号转换成电信号的过程.下列属于这类传感器的是(A)

A.红外报警装置

B.走廊照明灯的声控开关

C.自动洗衣机中的压力传感装置

D.电饭煲中控制加热和保温的温控器

解析：声控开关是将声音信号转换成电信号；自动洗衣机的压力

传感器是把形变这个非电学量转换成电信号的；电饭煲中控制加热和

保温的温控器是将温度信号转换成电信号的.

4.小强在用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无

法自动控制.经检查，恒温箱的控制器没有故障.如图所示，下列对

故障判断正确的是(C)

A.只可能是热敏电阻出现故障

B.只可能是温度设定装置出现故障

C.热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障

D,可能是加热器出现故障

解析：由恒温箱原理图可知，若热敏电阻出现故障或温度设定出

现故障都会向控制器传递错误信息，导致控制器发出错误指令，故C

正确，A、B错误,若加热器出现故障，只有一种可能，即不能加热，

而题中加热器一直加热才会使温度持续升高，故D错误.

5.如图所示，M是一小型理想变压器，接线柱。、力接在电压〃

=311sin314«V）的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火灾报警系

统，其中R2是用半导体热敏材料（电阻随温度升高而降低）制成的传

感器，电流表A2是值班室的显示器，显示通过岛的电流，电压表

V2显示加在报警器上的电压（报警器未画出），凡是一定值电阻.当传

感器&所在处出现火情时，下列说法正确的是（D）

A.Ai的示数不变，A2的示数增大

B.A1的示数增大，A2的示数增大

C.Vi的示数增大，V2的示数增大

D.Vi的示数不变，Vz的示数减小

解析，当足所在处出现火情时，温度升高，其电阻减小，因Vi

不变，所以副线圈中输出端的电压不变，副线圈中并联电路两端的电

压减小，V2减小，A2根据欧姆定律判断也减小.因副线圈所接的总

电阻减小，副线圈输出功率增大，Ai读数增大，所以D项正确.

6.如图所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，K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的距离不变，下列说法正确的是（A）

A.当滑片尸向左移动时，灯泡消耗的功率增大

B.当滑片尸向左移动时，灯泡消耗的功率减小

C.当滑片尸向右移动时，灯泡消耗的功率可能不变

D.无论怎样移动滑片P,灯泡消耗的功率都不变

解析：当滑片尸向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小,

流过发光二极管的电流增大，发光二极管发出的光增强，光敏电阻的

阻值减小，流过灯泡的电流增大，灯泡消耗的功率增大，选项A正

确，B错误；当滑片P向右移动时，发光二极管所在支路的电阻增大,

电流减小，发光二极管发出的光减弱，光敏电阻的阻值增大，流过灯

泡的电流减小，灯泡消耗的功率减小，选项C、D错误.

7.下列说法正确的是（BD）

A.话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信

号

B.电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感

器，这种传感器的作用是控制电路的通断

C.电子秤所使用的测力装置是应变片

D.办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开或关，

是光传感器的应用

解析：话筒是将声信号转换为电信号的装置，A错；电熨斗内的

双金属片，是利用它的热胀冷缩程度的不同，使电路随温度的改变实

现通、断的，B正确；电子秆所使用的测力装置是力传感器，力传感

器由金属梁和应变片组成，C错；“自动”门安装有光传感器，D正

确.

8.如图是电饭锅的结构图，如果感温磁体的“居里温度”为

103°C时，下列说法中正确的是（ACD）

A.常温下感温磁体具有较强的磁性

B.当温度超过103℃时，感温磁体的磁性较强

C.饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会超过103°C,这时

开关按钮会跳起

D.常压下只要锅内有水，锅内的温度不可能达到103C,开关

按钮就不会自动跳起

解析：根据电饭锅的工作原理可判断A、C、D正确，B错误.

9,有一种测量体重的电子秤，其原理图如图所示，它主要由三部

分构成：踏板、压力传感器R（实际是一个阻值可随压力而变化的电

阻）、显示体重的仪表G（实际是理想电流表）.设踏板的质量可忽略不

计，已知理想电流表的量程为3A,电源电动势为12V,内阻为2Q,

电阻R随压力变化的函数关系式为K=30-F（尸和R的单位分别是N

和。）.下列说法正确的是（AC）

踏板

HR-

压力传感器

------------1|----------（5^----------------

A.该秤能测量的最大体重是1400N

B.该秤能测量的最大体重是1300N

C.该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘

上0.375A处

D.该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘

上0.400A处

解析：因为理想电流表的量程为3A,即电流/的最大值为3A,

EIv

根据/=不匚，可得K=-i―=20,根据A=30一尸可求出对应的

压力尸=1400N.当踏板空载时，R'=30£2,此时电流大小为

F

=Rf+r=0.375A,选项A、C正确.

10.某同学在实验室里熟悉各种仪器的使用.他将一条形磁铁放

在水平转盘上，如图所示.磁铁可随转盘转动，另将一磁感应强度传

感器固定在转盘旁边.当转盘（及磁铁）转动时，引起磁感应强度测量

值周期性地变化，该变化的周期与转盘转动周期一致.经过操作，该

同学在计算机上得到了如图所示的图象.

条形磁铁磁感应强度传感器

U

该同学猜测磁感应强度传感器内有一线圈，当测得磁感应强度最

大时就是穿过线圈的磁通量最大时，按照这种猜测（AC）

A.在f=O.ls时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化

B.在£=0.15s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化

C.在£=O.ls时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大

值

D.在£=0.15s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大

值

解析：传感器线圈的磁感应强度变化情况如题图所示，在题图中

斜率既能反映线圈内产生的感应电流的方向变化，又能反映感应电流

的大小变化.£=0.1s时刻，斜率最大，线圈内产生的感应电流的大

小达到了最大值，并且产生的感应电流的方向发生了变化，所以A、

C正确；同理可知Z=0.15s时刻线圈内产生的感应电流的方向变化

及大小变化情况，B、D不正确.

二、填空题（每小题8分，共16分）

11.按图所示接好电路，合上S】、S2,发现小灯泡不亮，原因是

由于热敏电阻在常温时阻值较大，左侧电路中电流较小，电磁铁磁性

较弱吸不住衔铁;用电吹风对热敏电阻吹一会儿热风，会发现小灯泡

变亮,原因是电路中电流增大，电磁铁吸住衔铁，使右侧电路接通;

停止吹风，会发现小灯泡不会立即熄灭;把热敏电阻放入冷水中会发

现小灯泡熄灭.

解析：根据热敏电阻的性质进行分析，由于热敏电阻在常温时阻

值较大，左侧电路中电流较小，电磁铁磁性较弱吸不住衔铁；当用电

吹风对热敏电阻加热使其阻值变小时，电路中电流增大，电磁铁吸住

衔铁，使右侧电路接通，小灯泡亮了；停止吹风后，小灯泡不会立即

熄灭，因为热敏电阻温度仍然较高，当把热敏电阻放入冷水后，热敏

电阻温度降低很快，阻值变大，故小灯泡熄灭.

12.如图所示为某一热敏电阻（电阻值随温度的改变而改变，且

对温度很敏感）的/一17关系曲线图.

（1）为了通过测量得到如图所示的/-u关系的完整曲线，在如图

甲、乙所示两个电路中应选择的是图甲.

简要说明理由：甲图电路电压可从0调到所需电压，电压调节范

围大.（电源电动势为9V,内阻不计，滑动变阻器的阻值为0—100C）

(2)在如图丙所示的电路中，电源电压恒为9V,电流表读数为

70mA,定值电阻品/一〃关系曲线图可知，热敏电阻两端的电压为

V；电阻&的阻值为111.8(111.6〜112.0均可)d

解析：(1)由题图所示可知，甲图电路电压的调节范围比乙图电

路电压的调节范围大，所以选甲图.

(2)由题图所示知，电与热敏电阻串联后，与Ri并联接在恒为9V

的电源上，总电流/=70mA,RRi的电流为八，通过热敏电阻的电

流为h,则/=/i+/2,故/2=/—/i=(70—^|^Xl(，mA=34mA,由

图象查得电流为34mA时所对应的电压为5.2V;则4两端电压S

38V

=9V-5.2V=3.8V,所以R2=34X;(T3Agm$

三、计算题(每小题10分，共40分)

13.(1)用如图甲所示的传感器可以测运动物体的位移，说明它

的工作原理是什么？

丫电介质气

I运动物体

图甲

(2)电子电路中常用到一种称为“干簧管”的元件，它的结构是

玻璃管内封入的两个软磁性材料制成的簧片，如图乙所示，它是传感

器吗？

®——I

图乙

答案：见解析

解析：(1)它可以将位移变化转化为电容信号.当物体向左运动

时，电容增大；向右运动时，电容减小.

(2)它是传感器，可以感知磁场.因为玻璃管内封入两个软磁性

材料制成的簧片，当存在磁场时，如条形磁铁靠近，两个簧片被磁化

而相互吸引接触，灯泡就发光，因此能感知磁场的存在.

机用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中，如图所示.在箱子的上

顶板和下底板装有压力传感器，箱子可以沿竖直轨道运动.当箱子以

a=2.0m/s2的加速度竖直向上做匀减速运动时，上顶板的压力传感器

显示的压力为6.0N,下底板的压力传感器显示的压力为10.0N.(g

取10m/s2)

(1)若上顶板压力传感器的示数是下底板压力传感器的示数的一

半，试判断箱子的运动情况.

(2)要使上顶板压力传感器的示数为零，箱沿竖直方向的运动情

况可能是怎样的？

答案：(1)静止或匀速直线运动(2)见解析

解析：下底板传感器的示数等于轻弹簧的弹力尸，金属块受力分

析情况如图所示，上顶板的压力N=6.0N、弹簧的弹力F=10.0N

和重力mg,加速度为a,方向向下，有mg+N—F=nm,可求得金

属块的质量.

(1)当上顶板传感器的示数是下底板传感器示数的一半时，弹簧

的弹力仍是F,则上顶板压力为与设箱和金属块的加速度为田，则有

/ng+y—F=ma\,解得。1=0.表明箱处于静止或做匀速直线运动.

(2)当上顶板的压力恰好等于零时，有mg—F=maiy解得。2=一

10m/s2,“一”号表示加速度方向向上.若箱和金属块竖直向上的

加速度大于10m/s2,弹黄将被进一步压缩，金属块要离开上顶板，

上顶板压力传感器的示数也为零,只要竖直向上的加速度大于或等于

10m/s2,不论箱是向上加速还是向下减速运动，上顶板压力传感器

的示数都为零.

15.如图所示是一种测量血压的压力传感器在工作时的示意

图.薄金属片产固定有4个可以形变的电阻Ri、％、R3、R&,如图

乙所示.图甲是它的侧面图，这4个电阻连成的电路如图丙所示，试

回答下列问题：

(1)开始时金属片中央O点未加任何压力，欲使电压表无示数，

则4个电阻应满足怎样的关系？

(2)当。点加一个压力F后发生形变，这时4个电阻也随之发生

形变，形变后各电阻阻值大小如何变化？

答案：(喷端⑵尺、夫4增大心、以减小

解析：(1)本问题是求电路A、5两点的电压与4个电阻的关系，

由于电压表的电阻可以看做无穷大，因此本