5.3大显身手的传感器课后练习（word版含答案）

5.3大显身手的传感器
一、选择题（共15题）
1．火灾报警器使用的是(　　)
A．光传感器
B．温度传感器
C．湿度传感器
D．气体传感器
2．酒精测试仪已应用于全国各地查处司机是否酒驾的现场检测。有一种酒精测试仪利用的是二氧化锡半导体型传感器，若这种传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，在如图所示的电路图中，正确反映电压表示数U与酒精气体浓度c之间对应关系的选项是（　　）
A． B．
C． D．
3．下列说法中不正确的是(　　)
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
C．电子秤所使用的测力装置是力传感器
D．热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量
4．如图所示为大型电子地磅电路图，电源电动势为E，内阻为r．不称重物时，滑片P在A端；称重物时，在压力作用下使滑片P下滑，滑动变阻器接入电路的阻值发生变化，通过电流表的示数即可显示被称物体的重量值．在P滑动过程中，弹簧始终未超出弹性限度．则闭合开关S后，下列说法不正确的是（　　）
A．不称重物时电路中有电流
B．所称物体越重，电源两端电压越高
C．所称物体越重，滑动变阻器R两端电压越低
D．所称物体越重，电源的总功率越大
5．电容式加速度传感器的原理结构如图，质量块右侧连接轻质弹簧，左侧连接电介质，弹簧与电容器固定在外框上。质量块可带动电介质移动改变电容。则（　　）
A．电介质插入极板间越深，电容器电容越小
B．当传感器由静止突然向右加速瞬间，电路中有顺时针方向电流
C．若传感器原来向右匀速运动，突然减速时弹簧会伸长
D．当传感器以恒定加速度运动时，电路中有恒定电流
6．下列仪器内部装有传感器的是（ ）
A．天平 B．刻度尺 C．红外测温仪 D．弹簧测力计
7．如图所示，甲为在温度为10℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻、、 ，为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示，当a、b两点间的电压时，电压鉴别器会令开关 S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当a、b两点间的电压时，电压鉴别器会令开关S断开，停止加热，则恒温箱内的温度可保持在（ ）
A．10℃ B．20℃ C．30℃ D．40℃
8．如图所示，是温度自动报警器的工作原理图图中1是电磁铁、2是衔铁、3是触点、4是水银温度计(水银导电)．则下列说法正确的是
A．温度高于警戒温度时，电铃不报警、指示灯亮
B．温度低于警戒温度时，电铃报警、指示灯熄灭
C．温度高于警戒温度时，指示灯亮、电铃报警
D．温度低于警戒温度时，指示灯亮、电铃不响
9．压敏电阻能够把压力这个力学量转换为电阻这个电学量，压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图甲所示的电路中，R为定值电阻，电流表示数随时间变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是（　　）
A．0~时间内，升降机可能匀速运动
B．0~时间内，升降机一定匀速上升
C．~时间内，升降机可能匀速上升
D．~时间内，升降机一定匀加速上升
10．某学习小组的同学在用“多用电表研究热敏电阻特性”的实验中，安装好如图所示的装置.向杯内加入冷水，此时温度计的示数为20℃，多用电表选择适当的倍率，读出热敏电阻的阻值.然后向杯内加入热水，当温度计的示数为60℃时，发现多用电表的指针偏转角度较大，则下列说法正确的是（）
A．多用电表应选用电流挡，温度升高时换用大量程测量
B．多用电表应选用电流挡，温度升高时换用小量程测量
C．多用电表应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率大的挡测量
D．多用电表应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率小的挡测量
11．如图所示是自动调温式电熨斗的结构图下列说法不正确的是（　　）
A．常温时上下触点是接触的
B．双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲
C．原来温度控制在80℃即断开电源，现要求60℃断开电源，应使调温旋钮下移一些
D．由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些
12．传感器在日常生活中有着广泛的应用，它的种类多种多样，其性能也各不相同．以下有关传感器的说法正确的是：
A．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
B．非触摸式自动水龙头(自动感应水龙头)应用的传感器是生物传感器
C．空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内实现这一功能的传感器是温度传感器
D．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，能控制电路的通断
13．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学设计了利用压敏电阻判断竖直升降机运动状态的装置，其工作原理图如图甲所示，将压敏电阻固定在升降机底板上，其上放置一个物块，在升降机运动的过程中，电流表示数如图乙所示，已知升降机静止时电流表的示数为I1。下列判断正确的是（　　）
A．0到t1时间内，升降机一定静止
B．t1到t2时间内，升降机可能做匀加速直线运动
C．t1到t2时间内，升降机运动时的加速度在变化
D．t2到t3时间内，升降机不可能匀速运动
14．计算机光驱的主要部分是激光头，它可以发射脉冲激光信号，激光扫描光盘信息时，激光头利用光敏电阻自动计数器将反射回来的脉冲信号传输给信号处理系统，再通过计算机显示出相应信息。光敏电阻自动计数器的示意图如右下图所示，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，处理系统获得高电压
B．当有光照射R1时，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
二、填空题
15．电熨斗装有________________传感器，其作用是____________________。
16．如图所示为用热敏电阻及和电磁铁L等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小。电源甲与电磁铁、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器(图中未両出）相连接。则当温度________(填“升高”“降低”）到某一数值时，衔铁P将会被吸下，工作时，应该把恒温箱内的加热器接在_________(“A、B端”“C、D端”）
17．传感器在自动控制、信息处理技术中承担着信息采集与转换作用．如光敏电阻将光信号转换为电信号、热敏电阻将热信号转换为电信号．如图所示是大型电子地磅的电路图，它是利用________的变化引起_______的变化将力信号转换为电信号的．
18．如图所示的是工业生产中大部分光控制设备用到的光控继电器示意图，它由电源．光电管．放大器．电磁继电器等几部分组成，看图回答下列问题：
(1)图中a端应是电源________极.
(2)光控继电器的原理是：当光照射光电管时，________.
(3)当用绿光照射光电管K极时，可发生光电效应，则下列说法中正确的是__________.
A． 增大绿光照射强度，光电子最大初动能增大
B． 增大绿光照射强度，电路中光电流增大
C． 改用比绿光波长大的光照射光电管K极时，电路中一定有光电流
D． 改用比绿光频率大的光照射光电管K极时，电路中一定有光电流．
三、综合题
19．如图甲表示某金属丝的电阻随摄氏温度变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来（图乙），用这段金属丝做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的电阻温度计。请判断：如果电池的电动势和内阻都是不变的，电流表上代表、的两点，哪个应该标在电流比较大的刻度上？
20．如图（a）所示是电饭煲的结构示意图，其温度传感器的主要元件是感温铁氧体。感温铁氧体的特点是常温下具有铁磁性，能够被磁铁吸引，但温度上升到约103℃时，就失去了铁磁性，不再被磁铁吸引。
（1）饭熟后，水分被大米吸收，煲底的温度会有什么变化？试根据电饭煲的结构说明这时电饭煲会自动发生哪些动作；
（2）如果用电饭煲烧水，能否在水沸腾后自动断电？为什么？
（3）已知某型号的保温式自动电饭煲在220V电压下正常工作时，加热状态与保温状态交替运行，从通电开始，其工作电流随时间变化的关系如图（b）所示，求1h内该电饭煲消耗的电能。
21．在工厂生产车间的生产线上安装计数器后，就可以准确得知生产产品的数量，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什么？
22．如图甲所示，是一种电加热恒温箱的简化工作原理电路图。工作电路由电压U0=220V的电源和阻值为R0=88Ω的电热丝组成。控制电路是由电压U1=7.5V的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱R1（可取值范围为0～120Ω）和热敏电阻Rt组成的，热敏电阻Rt的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当控制电路的电流达到50mA时，衔铁才吸合，从而切断右边工作电路，停止加热。
(1)由乙图可知热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而________；（选填“增大”、“不变”、“减小”）
(2)求工作电路中电热丝R0工作时的电流和工作5min产生的热量；
(3)如果恒温箱的温度设定为60℃，则电阻箱R1应取多大阻值；
(4)该恒温箱可设定的最高温度是多少℃？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
火灾报警器，是当有火灾时，会发生烟，进入火灾报警器时，利用光的漫反射，从而触发开关报警，即火灾报警器使用的是光传感器，故A正确，BCD错误．
2．D
【详解】
根据闭合电路欧姆定律得，电压表示数为
式中k为一常量。从表达式可以看出，U与c是非线性关系。
故选D。
3．A
【详解】
话筒是声传感器，能得声音信号转换成电信号，故选项A错误；电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片，选项B正确；电子秤所使用的测力装置是力传感器，选项C正确； 热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，选项D正确；此题选择不正确的选项，故选A.
4．B
【详解】
不称重时，P在A端，接入电路的电阻最大，电流最小，但不为零，故A正确； 所称物体越重，P越向下，接入的电阻越小，电流越大，根据U=E-Ir知路端电压越小，R0的电压U0=IR0越大，所以滑动变阻器分压越小； 总功率P总=EI，E不变，I增大，总功率增大，故B错误，CD正确；此题选择不正确的选项，故选B．
5．B
【详解】
A．根据电容器的电容公式，当电介质插入极板间越深，即电介质增大，则电容器电容越大，故A错误；
B．当传感器由静止突然向右加速瞬间，质量块要向左运动，导致插入极板间电介质加深，因此电容会增大，由于电压不变，根据，可知，极板间的电量增大，电容器处于充电状态，因此电路中有顺时针方向电流，故B正确；
C．若传感器原来向右匀速运动，突然减速时，因惯性，则继续向右运动，从而压缩弹簧，故C错误；
D．当传感器以恒定加速度运动时，根据牛顿第二定律可知，弹力大小不变，则电容器的电容不变，因两极的电压不变，则电容器的电量不变，因此电路中没有电流，故D错误。
故选B。
6．C
【详解】
A、天平运用受力平衡，来实现测量物体的质量，所以没有使用传感器，故A错误；
B、刻度尺是用来测量长度的工具，没有使用传感器，故B错误；
C、红外测温仪是通过将温度转换成电信号，从而显示温度的高低，所以其内部装有传感器的，故C正确；
D、弹簧测力计，也是运用受力平衡，来测量力的大小，故D错误．
7．C
【详解】
通过审题可知是电压的临界点，对应着开关S的动作，而开关的动作对应着温度的上升或下降。由电路分析可知，在、、给定的条件下，热敏电阻的阻值决定了的正负。设电源负极的电势为零，则a点电势
，
b点电势
，
其中U为路端电压，令，即，则可得
，
代入数据解得，由图乙得对应的温度为30℃，故选项C正确，ABD错误
故选C。
8．D
【详解】
AC、温度低于警戒温度时，水银柱下降，控制电路处于开路状态，电磁铁没有电流通过，电磁铁没有磁性，此时指示灯通过常闭触点与工作电路接通，通路状态指示灯亮，电路不报警．故A错误，C错误；
BD、温度高于警戒温度时，水银柱上升，控制电路处于接通状态，电磁铁中有电流通过，电磁铁有磁性，此时电铃通过常闭触点与工作电路接通，电路报警，此时通路状态指示灯的电路中没有电流，灯不亮．故B错误，D正确．
9．A
【详解】
AB．0~t1时间内，电流不变，则电阻R不变，说明重物对压敏电阻的压力不变，则加速度不变，所以升降机可能匀速运动，可能匀变速运动，故A正确，B错误；
CD．t1~t2时间内，电流随时间增大，则电阻减小，所以压力增大，根据牛顿第二定律可知加速度变化，所以升降机不可能匀速上升，不可能匀加速上升，故CD错误。
故选A。
10．D
【详解】
测电阻应选用欧姆挡.当温度升高时，热敏电阻的阻值受温度变化的影响，多用电表的指针偏转角度增大，说明电阻的阻值变小，所以应换用倍率小的挡测量，选项D正确.
故选D
11．C
【详解】
AB．常温工作时，上下触点是接通的，当温度升高时，上层金属片形变大，双金属片向下弯曲；故AB不符题意；
C．切断电源，原来温度上升到80 ℃时断开电源，现在要求60 ℃时断开电源，弹性铜片与触点接触面积要减小，应逆时针调节调温旋钮，即应使调温旋钮上调一些，故C符合题意；
D．由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态时，温度要升高，则应使调温旋钮下移一些，故D不符题意；
故选C。
12．ACD
【详解】
办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开和关，是由于人体会发出红外线，当传感器探测到人体发出的红外线后，门会自动打开，是光传感器的应用，故A正确；利用红外线的热效应可以制成多种开关，本题所涉及的水龙头和智能门就是这一应用的体现．是利用光传感器而制成的，故B错误；空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，这是因为空调机使用温度传感器．故C正确；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，这种传感器作用是控制电路的通断，故D正确；故选ACD.
13．CD
【详解】
A．从0 到t1时间内，电流不变，根据欧姆定律可知电路中的总阻值不变，升降机可能静止也可能匀速运动，故A错误；
BC．t1到t2时间内，电流增大，电阻减小，因为压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，所以压力增大，静止时
t1到t2时间内，根据牛顿第二定律
合力向上，加速度向上，向上做加速度增大的加速运动，故B错误，C正确；
D．t2到t3时间内，电流不变，电阻不变，压力不变，电流大于静止时的电流，压力大于静止时的压力，对物块受力分析，受到重力和支持力，根据牛顿第二定律
合力向上，加速度向上，加速度不变，所以t2到t3时间内升降机匀加速上升，故D正确。
故选CD。
14．AD
【详解】
当有光照射R1时，光敏电阻变小，回路电流变大，R2两端的电压升高；处理系统获得高电压，系统获得信息则计数一次。
故选AD。
15． 双金属片温度 控制电路的通断
【详解】
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。
16． 升高 A、B端
【详解】
当温度降低到某一数值，热敏电阻R的阻值增大，电路中电流减小，继电器L对衔铁P吸引力减小，P将不会被吸合下。当温度升高到某一数值，热敏电阻R的阻值减小，电路中电流增大，继电器L对衔铁P吸引力增大，P将会被吸下。
恒温箱内温度高到一定数值后，应与电源断开停止加热，由上分析可知，温度升高后，A、B端断开，所以工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A、B端。
17． 弹簧长度 接入电路的滑动变阻器的阻值
【详解】
由图可知，当汽车压在地磅上时，弹簧会下降，从而带动滑动变阻器的滑片下移，则可以改变滑动变阻器接入电路的电阻，从而改变流过电流表的电流；故该装置是通过控制弹簧的长度的变化，并通过接入电路的滑动变阻器的阻值的变化，将力信号转换为电信号的。
18． 正 K极发射光电子，电路中产生电流，经放大器放大后的电流产生的磁场使铁芯M被磁化，将衔铁N吸住；无光照射光电管时，电路中无电流，N自动离开M BD
【详解】
（1）由于光电子从阴极K发出后向A运动，所以光电管的左端为高电势，所以b端应是电源的负极，a端为正极．
（2）光控继电器的原理是：当光照射光电管时，K极发射光电子，电路中产生电流，经放大器放大后的电流产生的磁场使铁芯M被磁化，将衔铁N吸住；无光照射光电管时，电路中无电流，N自动离开M．
（3）用绿光照射光电管的阴极K时，可发生光电效应，根据光电效应方程可知，增大绿光的照射强度，光电子最大初动能不变，故A错误；增大绿光照射强度，单位时间内入射光的光子的个数增加，则单位时间内射出的光电子的个数也增加，所以电路中光电流增大，故B正确；根据光电效应方程可知，改用比绿光波长大的光照射光电管K极时，光子的能量减小，电路中不一定有光电流．故C错误；根据光电效应方程可知，改用比绿光频率大的光照射光电管K极时，光子的能量增大，电路中一定有光电流，故D正确；故选BD
19．标在电流较大的刻度上
【详解】
由图甲知，温度越高，电阻阻值越大，根据闭合电路的欧姆定律
当电阻越小电流越大，所以温度较低的点即标在电流较大的刻度上。
20．(1)锅底温度升高，感温铁氧体失去磁性，弹簧弹开，自动断电；(2)如果用电饭锅烧水，在水沸腾后自动不会断电．因为水沸腾是温度为100℃，小于居里温度，感温铁氧体不失去磁性；(3)2.904×106J
【详解】
(1)锅底温度升高，感温铁氧体失去磁性，弹簧弹开，自动断电。
(2)如果用电饭锅烧水，在水沸腾后自动不会断电．因为水沸腾是温度为100℃，小于居里温度，感温铁氧体不失去磁性.
(3)1小时内电饭锅的加热时间共为40分钟，保温时间共为20分钟．
加热时
U=220V
I1=5A
t1=40min
则生热为
Q1=UI1t1
解得
Q1＝2.64×106J
保温时
U=200V
I2=1A
t2=20min
则生热为
Q2=UI2t2
解得
Q2＝2.64×105J
1小时内该电饭锅产生的热量为
Q=Q1+Q2=2.904×106J
21．当光被产品挡住时，R1电阻增大，电路中电流减小，R2两端电压减小，信号处理系统得到低电压，每通过一个产品就获得一次低电压，并计数一次。
【详解】
当光被产品挡住时，R1电阻增大，电路中电流减小，R2两端电压减小，信号处理系统得到低电压，每通过一个产品就获得一次低电压，并计数一次
22．(1)减小；(2)2.5A；1.65×105J；(3)70Ω；(4)150℃
【详解】
(1)由乙图可知，当温度升高时，热敏电阻Rt的阻值减小，即热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而减小。
(2)工作电路中电热丝R0工作时的电流
工作时间
电热丝R0产生的热量
(3)由图象可知，当恒温箱的温度设定为60℃时，热敏电阻Rt的阻值，此时控制电路的电流
时，衔铁才吸合，从而切断右边工作电路，停止加热，由得，控制电路总电阻
根据串联电路电阻的特点可知，电阻箱R应取的阻值
(4)由图乙可知，当恒温箱可设定的温度最高时，热敏电阻Rt的阻值最小，由于控制电路的电源电压和衔铁的吸合电流不变，根据可知，电路总电阻不变，要使热敏电阻Rt的阻值最小，电阻箱R1接入的阻值应最大，即，由第(3)问可知，控制电路总电阻：，根据串联电路电阻的特点可知，热敏电阻Rt的阻值
由图乙可知，当热敏电阻Rt的阻值为30Ω，恒温箱可设定的最高温度是150℃。
答案第1页，共2页