5.2常见传感器的工作原理及应用 综合训练 （word版含答案）

5.2常见传感器的工作原理及应用
一、选择题（共14题）
1．测温仪使用的是（　　）
A．光传感器 B．红外线传感器 C．温度传感器 D．超声波传感器
2．传感器是一种采集信息的重要器件.如图所示是一种压力传感器.当待测压力F作用在可动膜片电极上时，可使膜片发生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串联接成闭合电路，那么（ ）
A．当F向上压膜片电极时，电容将减小
B．当F向上压膜片电极时，电容不变
C．若电流计有示数，则压力F发生变化
D．若电流计有示数，则压力F不发生变化
3．下列关于传感器的说法正确的是（ ）
A．话筒是一种常用的传感器，其作用是将电信号转换为声音信号
B．在天黑楼道里出现声音时，楼道里的灯才亮，说明它的控制电路中只有声音传感器
C．光敏电阻能够把光照强弱变化转换为电阻大小变化
D．电子秤中所使用的测力装置是温度传感器
4．某楼梯口的电灯开关装有传感器，天黑时，出现声音才能发光，而白天即使有声音，电灯也不能发光，该开关中有两种传感器，它们可能是( )
A．光敏电阻和驻极体话筒 B．金属热电阻和光敏电阻
C．热敏电阻和霍尔元件 D．热敏电阻和光敏电阻
5．中国物联网校企联盟认为“传感器的存在和发展,让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官,让物体慢慢变得活了起来”.下列关于传感器的作用或应用不符合实际的是（ ）
A．热敏电阻是半导体材料制成,它是温度传感器的重要组成部分
B．干簧管是一种能感知磁场的敏感元件,在电路中是一个磁控开关
C．自动门和公共场所的非触摸式自动水龙头利用了紫外线传感器
D．家庭厨房里的可燃气体泄漏报警器是用气敏元件制成
6．下列说法正确的是（　　）
A．干簧管是一种简易的力电传感器
B．交警所使用的酒精检测仪安装了“乙醇传感器”，能够感知乙醇的浓度
C．一些宾馆安装了“自动门”，当人靠近时自动打开，是因为门上安装了温度传感器
D．电熨斗能自动控制温度主要因为装有双金属片温度传感器，两片金属的热膨胀系数相同
7．如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、电键K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中。两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电荷量为＋q的小球。K断开时传感器上有示数，K闭合时传感器上恰好无示数。则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是（　　）
A．正在增加，
B．正在增加，
C．正在减弱，
D．正在减弱，
8．传感器已广泛应用于生产和生活中，下列关于传感器的说法正确的是（　　）
A．给货车称重的地磅使用了光传感器
B．夜间自动打开的路灯使用了红外线传感器
C．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
D．电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片。这种双金属片的作用是控制电路的通断
9．图是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图.门打开时，红外光敏电阻受到红外线照射，电阻减小；门关闭会遮蔽红外线源（红外线源没有画出），经实际试验，灯的亮、灭能反映门的开、关状态.与门关闭时相比，门打开时两灯的发光情况以及两端的电压变化情况分别是（）
A．红灯亮，变大
B．绿灯亮，变大
C．绿灯亮，变小
D．红灯亮，变小
10．以下说法正确的是（　　）
A．电感器有通交流、阻直流、通高频、阻低频的特性
B．电容器的电容越小，交流电频率越低，对交流电的阻碍作用越小
C．传感器能把被测的非电信息按一定规律转换成与之对应的电信息
D．光敏电阻是用半导体材料制成，其电阻不随光照强度改变
11．下列关于传感器的说法中正确的是（）
A．金属热电阻是一种可以将电学量转换为热学量的传感器
B．电饭锅通过压力传感器实现温度的自动控制
C．干簧管是一种能够感知电场的传感器
D．传感器能将非电学量按一定规律转换成电学量或者电路的通断
12．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
13．图甲表示某电阻R随摄氏温度t变化的图像。把这个电阻接入如图乙中电路，用这个电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到一个简单的电阻温度计，则（　　）
A．t1应标在电流较大的刻度上
B．t1应标在电流较小的刻度上
C．通过电流表的电流与温度呈线性关系
D．通过电流表的电流与温度呈非线性关系
14．如图所示是某居民小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻，R2为定值电阻，A、B接监控装置，则（　　）
A．当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压增大
B．当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压减小
C．当仅增大R2的阻值时，A、B之间的电压增大
D．当仅减小R2的阻值时，A、B之间的电压增大
二、填空题
15．说明下列各种场合分别选用的传感器：
(1)普通电冰箱中的自动温度控制电路是______。
(2)马路两侧的路灯控制电路是________。
(3)气垫导轨上用的光电门是________。
(4)楼梯灯控制电路是________________。
(5)宾馆的自动门是________________。
(6)非接触式体温计是______________。
(7)遥控电视机的接收器是______________。
16．电阻应变片：电阻应变片有金属电阻应变片和_______应变片，半导体电阻应变片的工作原理是基于半导体材料的____效应。
17．信息化时代的生活，许多地方都需要传感器。例如，要用光和声来控制楼道电灯的开关，就要用到_____传感器。为防止火灾的发生，在宾馆房间的天花板上大多有一个小盒子，当房间失火时它能感知出现的烟雾，通过电路发出警报。这个小盒子就是_____传感器。
18．监控系统控制电路如图所示，电键S闭合时，系统白天和晚上都工作；电键S断开时，系统仅晚上工作．在电路中虚框处分别接入光敏电阻（受光照时阻值减小）和定值电阻，则电路中，C是_____（选填“与门”、“或门”或“非门”），光敏电阻是_____（选填“A”或“B”）
三、综合题
19．你在生活中还见到过哪些用传感器控制电路的例子？它们的工作原理是什么？请将你的观察结果与同学交流。
20．有三个失去标记的元件，分别是定值电阻、热敏电阻和光敏电阻．为识别它们，可将这三个元件分别接入如图所示电路中的A、B两点间。用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数变化，这样就可将它们区分开来。请简述其中的原理。
21．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P上固定有4个可以发生形变的电阻、、、，如图甲所示.图乙是它的侧视图，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O点加一个垂直于金属片的压力F后，薄金属片P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？
22．电饭锅的工作原理如图所示，煮饭时开关是闭合的，红色指示灯亮；饭熟后（温度大约为103 ℃）开关S自动断开，黄灯亮。
(1)电阻R1的作用是保护红色指示灯不会因电流过大而烧毁，R1与电饭锅发热板的等效电阻相比，二者大小应有什么关系？为什么？
(2)通常情况下，用这种电饭锅烧水时它的自动断电功能能不能起作用？为什么？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
测温仪，是温度计的一种，用红外线传输数字的原理来感应物体表面温度，操作比较方便，特别是高温物体的测量。使用的是红外线传感器。
故选B。
2．C
【详解】
AB.当F向上压膜片电极时，板间距离减小，由电容的决定式可知电容器的电容将增大故A、B错误；
CD.当F变化时，电容变化，而板间电压不变，由Q=CU，故电容器所带电荷量Q发生变化，电容器将发生充、放电现象，回路中有电流，电流计有示数；反之，电流计有示数时，压力F必发生变化，故C正确，D错误.
3．C
【详解】
试题分析：A、话筒是一种常用的传感器，其作用是将声音信号转换为电信号；错误
B、天黑楼道里出现声音时，楼道里的灯才亮，说明它的控制电路中有光传感器和声音传感器；错误
C、光敏电阻随光照强弱变化，其阻值会发生变化，即它够把光照强弱变化转换为电阻大小变化；正确
D、电子秤中所使用的测力装置是，应变式力传感器；错误
故选C
4．A
【详解】
根据题意，天黑时，出现声音它就开启；而白天，即使有声音它也没有反应，故电路中有光传感器，即使天黑，没声音灯也不亮，故用到了声音传感器．即控制电路中接入了光传感器、声音传感器，话筒就是声音传感器，故A正确、BCD错误．
5．C
【详解】
A、热敏电阻是由半导体材料制成的；它主要用于温度传感器中，是温度传感器的重要组成部分，故A正确；
B、干簧管是一种能感知磁场的敏感元件，在电路中是一个磁控开关，故B正确；
C、自动门和自动水龙门是利用光传感器，但不是紫外传感器，因为紫外线对人有较强的辐射作用，故C错误；
D、家庭厨房里的可燃气体泄漏报警器是用气敏元件制成，故D正确；
应用不符合实际的是故选C．
6．B
【详解】
A．干簧管是一种磁敏感元件，能够将磁信号转化为电信号，A错误；
B．酒精检测仪主要元件是一种氧化物半导体传感器，酒精的浓度与传感器的电阻成反比，所以能够感知乙醇的浓度，B正确；
C．一些宾馆安装了“自动门”，当人靠近时自动打开，是因为门上安装了红外线传感器，C错误；
D．电熨斗能自动控制温度主要因为装有双金属片温度传感器，两片金属的热膨胀系数不同，所以才能控制电路的通断，D错误。
故选B。
7．B
【详解】
K闭合时传感器上恰好无示数，说明小球所受电场力和重力平衡，由于小球带正电，所以电容器上极板为负，由楞次定律，可知线圈中的磁场B正在增加。根据分析列出方程
解得
故选B。
8．D
【详解】
A．给货车称重的地磅是利用了压力传感器，A错误；
B．灯要求夜晚亮、白天熄，则白天有光，黑夜没有光，则是由光导致电路的电流变化，所以电路中光传感器导致电阻变化，实现动控制，因此是利用半导体的光敏性，即为光电传感器，B错误；
C．话筒是一种常用的声波传感器，其作用是声信号转换为电信号，C错误；
D．电熨斗通过温度传感器，由于双金属片上下层膨胀系数不同，在同一温度下的伸缩不一，从而实现温度的自动控制，从而实现控制电路的通断，D正确。
故选D。
9．D
【详解】
门打开时，R3的阻值减小，导致总电阻及R总减小和总电流I总增大，内电压Ur和R1两端的电压 U1均变大，R2两端的电压U2=E-（U1+Ur）减小，通过R3的电流增大，电磁继电器磁性增强，把衔铁吸下，红灯亮，绿灯灭，选项D正确.
故选D
10．C
【详解】
A．电感器有通直流、阻交流、通低频、阻高频的特性。故A项错误；
B．根据公式
可知，电容器的电容越小，交流电频率越低，电容器的容抗越大，对交流电的阻碍作用越大。故B项错误；
C．传感器能把被测的非电信息按一定规律转换成与之对应的电信息。故C项正确；
D．光敏电阻是用半导体材料制成，其电阻随光照强度改变而改变。故D项错误。
故选C。
11．D
【详解】
金属热电阻作为温度传感器是利用导体的电阻随温度变化来工作的，可以将热学量转换为电学量，故A错误；
电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制，故B错误；
干簧管是一种能够感知磁场的传感器，故C错误;
传感器作为一种将其他形式的信号转换为电信号的装置，能将非电学量按一定规律转换成电学量或者电路的通断，故D正确.
故选D
12．BC
【详解】
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错误；
B．电熨斗温度自动控制装置能控制电源的通断，常温时，上、下触点应是接触的，当双金属片温度升高时，上下层形变不同，上层形变大，双金属片发生弯曲，使电路断开，所以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B正确；
C．电子秤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，故C正确；
D．热敏电阻能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，属于热传感器，温度越高，电阻值越小，故D错误；
故选BC。
13．AD
【详解】
AB．温度为t1时，整个电路的电阻最小，电流强度最大，t1应标在电流较大的刻度上，A正确，B错误；
CD．从图中可知，电阻值可表示为
根据欧姆定律
因此电流表的电流与温度呈非线性关系，C错误，D正确。
故选AD。
14．BC
【详解】
AB．R1是光敏电阻，有光照射时，阻值变小，当有人通过而遮蔽光线时，R1的阻值变大，回路中的电流I减小，A、B间的电压U=IR2减小，选项A错误，B正确；
C．由闭合电路欧姆定律得
U=E-I（R1+r）
当仅增大R2的阻值时，电路中的电流减小，A、B间的电压U增大，选项C正确；
D．当仅减小R2的阻值时，电路中的电流增大，A、B间的电压U减小，选项D错误。
故选BC。
15． 温度传感器 光传感器 光传感器 光传感器和声传感器 红外线(光)传感器 红外线(光)传感器 红外线(光)传感器
【详解】
(1)普通电冰箱中的自动温度控制电路是温度传感器。
(2)马路两侧的路灯控制电路是光传感器。
(3)气垫导轨上用的光电门是光传感器。
(4)楼梯灯控制电路是光传感器和声传感器。
(5)宾馆的自动门是红外线(光)传感器。
(6)非接触式体温计是红外线(光)传感器。
(7)遥控电视机的接收器是红外线(光)传感器。
16． 半导体电阻 压阻
17． 声光 光
【详解】
楼道电灯的开关需要根据光线的变化和声音的强弱实现自动控制，所以要用到声光传感器。
火灾报警器当有烟雾时，经过漫反射，将光信号转换成电信号，从而发出警报，所以这个小盒子就是光传感器。
18． 或门 B
【详解】
由题意可知：S断开时监控系统晚上光线较暗时自动开始工作，白天光线不暗时不工作，所以滑动变阻器与光敏电阻相连，即光敏电阻是B；S闭合时，监控系统白天和晚上都能工作，所以电键S应与定值电阻相连，C中两个条件有一个满足就工作，所以C是或门．
19．光敏电阻：光敏电阻能够把光照强度这个非电学量转换为电阻这个电学量；热敏电阻和金属热电阻：热敏电阻和金属热电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量；霍尔元件：霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量；应变式力传感器：应变片能够把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量；干簧管：干簧管将磁场的变化转换成电路的通断。
20．当用墨纸包住元件时，光线被挡住，光敏电阻阻值变化，其它两个电阻阻值不变，所以欧姆表示数变化较大的是光敏电阻，欧姆表示数不变化的是定值电阻和热敏电阻；当把元件放入热水中时，温度升高，热敏电阻阻值变化，其它两个电阻阻值不变，所以欧姆表的示数变化较大的是热敏电阻，欧姆表示数不变化的是定值电阻和光敏电阻。
21．（1）（2）、的阻值增大，、的阻值减小
【详解】
（1）解题的关键是找出电路中A、B两点的电压与4个电阻的关系.由于电压表的电阻可以看作无穷大，因此本电路中与串联，与串联，然后它们再并联；设上面支路电流为，下面支路电流为，要使A点电势等于B点电势，则应有电阻两端的电压等于两端的电压，电阻两端的电压等于两端的电压，即
①
②
联立①②式得
.
（2）当O点加垂直于金属片的压力F后，金属片发生形变，由于电阻是固定在金属片上的，因此、被拉长，、被拉宽，则、的阻值增大，、的阻值减小，这时A、B两点电势不再相等.
22．(1)R1应该远大于发热板的等效电阻。因为R1和红灯只起指示作用，消耗的电功率远小于发热板的功率，两者又是并联接入电路的，电压相同，所以流过R1和红灯的电流应远小于流过发热板的电流，因此R1应该远大于发热板的等效电阻；
(2)不能。通常情况下水的沸腾温度为100℃，因此当水烧开时水温不会达到103℃，所以自动断电功能不起作用。
答案第1页，共2页