5.2常见传感器的工作原理及应用 同步练习（Word版含解析）
文档属性
| 名称 | 5.2常见传感器的工作原理及应用 同步练习（Word版含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-10 22:22:25 | ||
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文档简介
人教版（2019）选择性必修二 5.2 常见传感器的工作原理及应用
一、单选题
1．如图所示的电容式话筒就是一种电容式传感器，其原理是：导电性振动膜片与固定电极构成了一个电容器，当振动膜片在声压的作用下振动时，两个电极之间的电容发生变化，电路中电流随之变化，这样声信号就变成了电信号，则当振动膜片向左振动时（ ）
A．电容器的电容增大
B．电容器带电荷量减少
C．电容器两极板间的场强增大
D．电阻R中的电流方向自右向左
2．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，
3．压敏电阻的阻值R随所受压力的增大而减小。某兴趣小组利用压敏电阻设计了判断电梯运行状态的装置，其电路如图甲所示，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体A，电梯静止时电压表示数为，在电梯由静止开始运行的过程中，电压表的示数变化情况如图乙所示。下列判断正确的是（ ）
A．电梯匀加速下降 B．电梯匀加速上升
C．电梯下降且加速度在变大 D．电梯上升且加速度在变小
4．传感器是在自动控制、航空航天等实际应用中常用的电学元件。下列可将光学量转化为电学量的传感器为（ ）
A．电视机遥控接收器
B．热敏电阻
C．霍尔元件
D．电阻应变片
5．某力敏电阻的阻值随着压力的增大而线性减小。一同学利用该力敏电阻设计了判断小车在水平方向上运动状态的装置。其工作原理如图甲所示，将力敏电阻和一块档板固定在绝缘小车上，之间放置一个光滑绝缘重物M，重物与挡板之间通过轻弹簧连接。某次实验中，电流表示数随时间变化关系如图乙所示、已知0-t1时间内，小车处于静止状态，则（ ）
A．0~t1时间内，弹簧处于压缩状态
B．t1~t2时间内，小车的加速度随时间均匀减小
C．t2~t3时间内，小车可能向左做匀减速直线运动
D．t2~t3时间内，小车可能向左做加速度增大的加速直线运动
6．如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、开关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的带负电小球。K断开时传感器上有示数mg，K闭合稳定后传感器上示数为。则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量的变化率分别是（ ）
A．正在增加， B．正在减弱，
C．正在增加， D．正在减弱，
7．电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力。感应线是一个压电薄膜传感器，压电薄膜在受压时两端产生电压，电压随压力变化而变化，压力越大电压越大，压力不变，电压一定。压电薄膜与电容器C、电阻R组成图甲所示的回路。红灯亮时，如果汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中会产生两个脉冲电流，如图乙所示，即视为“闯红灯”，电子眼自动拍照记录。则红灯亮时（ ）
A．车轮停在感应线上时电阻R上有恒定电流
B．车轮经过感应线的过程中，电容器先放电后充电
C．车轮经过感应线的过程中，电阻R上的电流一直增大
D．汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，会被电子眼拍照
8．如图是利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的示意图。是光敏电阻，是保护定值电阻，日光充足时，电磁继电器把衔铁吸下，接入电路，太阳能电池板给蓄电池充电，光线不足时，衔铁被弹簧拉起，与接入电路，蓄电池给LED路灯供电，路灯亮起，下列关于该电路分析正确的是（ ）
A．该光敏电阻阻值随光照强度增大而增大
B．增加电源电动势可以增加路灯照明时间
C．增大保护电阻阻值可延长每天路灯照明时间
D．并联更多的LED路灯可延长每天路灯照明时间
9．某电饭锅的结构如图所示，其中温度传感器的主要元件是感温铁氧体，常温下感温铁氧体具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是温度上升到约103℃时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引了。这个温度在物理学中称为该材料的“居里点”。关于该电饭锅的下列说法正确的是（ ）
A．开始煮饭时要压下开关按钮，手松开后这个按钮会马上恢复到图示状态
B．常压下煮饭时水沸腾后锅内还有一定水分的时间内，锅的温度会持续升高
C．饭煮熟后，水分被大米吸收，锅底的温度升高至“居里点”，开关按钮会自动弹起，使电饭锅停止加热
D．如果用电饭锅烧水，也能在水沸腾后立即自动断电
10．电磁学的成就极大地推动了人类社会的进步。下列说法正确的是（ ）
A．甲图是某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式充电的原理图，无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”
B．在乙图中，开关由闭合变为断开，则断开瞬间触头C马上离开触点
C．在丙图中，钳形电流表是利用电磁感应原理制成的，它的优点是不需要切断导线，就可以方便地测出通过导线中交变电流的大小
D．丁是电容式话筒的电路原理图，声波的振动会在电路中产生恒定的电流
11．有一种测量人体重的电子秤，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（是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表G（实质是理想电流表），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2Ω，电阻R随压力变化的函数式为R＝30－0.02F（F和R的单位分别是N和Ω）。则下列说法正确是（ ）
A．该秤能测量的最大体重是1300N
B．体重为1300N应标在电流表G刻度盘2A刻度处
C．该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表G刻度盘0刻度处
D．该秤零刻线应标在电流表G刻度盘的最大刻度处
12．图中光敏电阻没有受到光照射（或光较暗）时，阻值较大；有光照射（或光较强）时，阻值较小。如图所示，现利用该光敏电阻、低压直流电源和电磁继电器设计了自动控制电路，用于公路照明。下列说法正确的是（ ）
A．白天光照越强，电磁铁的磁性越强
B．白天流过的电流大于晚上流过的电流
C．该电路能实现灯泡白天亮，晚上不亮的功能
D．低压直流电源的总功率晚上比白天的大
二、填空题
13．如图为利用光敏电阻设计的行人监控装置原理图。R1为光敏电阻，其阻值随光照减弱而增大，R2为定值电阻，A、B 接监控器，其在电路中的作用相当于一个定值电阻，电源电压不变。当有 人走过通道，光线受到遮挡时，加在监控器上的电压将_________________（选填“增大”、“减小”或“不变”），通过R1的电流将___________（选填“增大”、 减小”或“不变”）。
14．光强传感器对接收到的光信号会产生衰减，且对于不同波长的光衰减程度不同，可以用j表示衰减程度，其定义为输出强度与输入强度之比，，右图表示j与波长l之间的关系。当用此传感器分别接收A、B两束光时，传感器的输出强度正好相同，已知A光的波长lA＝625nm，B光由lB1＝605nm和lB2＝665nm两种单色光组成，且这两种单色光的强度之比IB1:IB2＝2:3，由图可知jA＝__________；A光强度与B光强度之比IA:IB＝__________。
15．图为用电源、电磁继电器、滑动变阻器、绿灯泡、小电铃、半导体热敏电阻、开关、导线等组成的一个高温报警器电路图，要求是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警，则图中的甲是________；乙是________；丙是________．
16．如图为在温度为左右的环境中工作的某自动恒温箱的原理简图。
箱内的电阻，，，为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图所示。当ab端电压时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内的温度升高；当时，电压鉴别器会使S断开，停止加热。则恒温箱内的温度恒定在________。
17．光电管是根据__________原理制成的，它可用于把________信号转变为_________信号．
三、解答题
18．霍尔元件是一种能将磁感应强度这一磁学量转换成电压这一电学量的传感器，其基本结构如图所示，M为半导体薄片（砷化镓），B为外加与薄片垂直的磁场，a、b、c、d为霍尔电极。若在ab方向通以恒定电流I，请简要分析霍尔电势的形成过程及方向。
19．如图甲为热敏电阻的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，继电器线圈的电阻为10Ω。当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池电压为9.0V，内阻可以不计。图乙中的“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A、B端还是C、D端？
(2)如果要使恒温箱内的温度保持在50°C，可变电阻的值应调节到多少？
(3)为使恒温箱内的温度保持在60°C的数值，可变电阻的值应增大还是减小？（只写结果）
20．如图（a）所示是反射式光纤位移传感器的工作原理图，由恒定光强的光源发出的光进入入射光纤，并从入射光纤的出射端射向被测物体，使被测物体反射的光部分被接收光纤接收。由图（b）可知，光纤探头的光照与发射光和接收光的重合面积有关，试讨论光纤探头的光照随物体距离的变化情况。
21．如图所示为一自动控制温度的电路，请说明其工作原理。（已知温度升高时热敏电阻阻值减小）
22．在蜂鸣式温度报警器的电路中，若将和的位置互换，取适当阻值，如图所示，还能进行高温报警吗？为什么？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
A．振动膜片向左振动时电容器两极板间的距离变大，由可知电容器的电容减小，A错误；
BD．由可知，在U不变的情况下，C减小则Q减小，电容器处于放电状态，R中电流方向自左向右，B正确，D错误；
C．依据可知，电容器两极板间的场强减小，C错误.
故选B.
2．B
【解析】
【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。
3．C
【解析】
【详解】
根据闭合电路欧姆定律得
结合图像可得电路中的电流一直减小，又
可知压敏电阻的阻值一直增大，则对压敏电阻的压力减小，可知处于失重状态，则电梯处于向上减速或向下加速并且加速度越来越大。
故选C。
4．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．电视机遥控接收器是把光学量转化为电学量的装置，选项A正确；
B．热敏电阻是把热学量转化为电学量的装置，选项B错误；
C．霍尔元件是把磁学量转化为电学量的装置，选项C错误；
D．电阻应变片是把力学量转化为电学量的装置，选项D错误；
故选A。
5．AD
【解析】
【详解】
A．0～t1时间内，电流最大，力敏电阻的阻值最小，所受压力最大，所以弹簧处于压缩状态，故A正确；
B．t1～t2时间内，电流减小，力敏电阻的阻值增大，所受压力F减小，根据牛顿第二定律，小车的加速度为
小车的加速度增大，故B错误；
CD．t2～t3时间内，电流最小，力敏电阻的阻值最大，所受压力最小，合力向左，小车的加速度向左，又因为电流不变，压力不变，小车的合力不变，加速度不变，小车做加速度向左的匀变速直线运动，小车可能向左做匀加速直线运动，也可能向右做匀减速直线运动，还有可能M与力敏电阻分离了，此时小车可能向左做加速度增大的加速直线运动，故C错误，D正确。
故选AD。
6．D
【解析】
【详解】
K闭合稳定后传感器上示数为，说明此时上极板带正电，即上极板电势高于下极板电势，极板间的场强方向向下，大小满足
Eq＋＝mg
即
E＝
又
U＝Ed
所以两极板间的电压
U＝
线圈部分相当于电源，则感应电流的方向是从下往上，据此结合楞次定律可判断穿过线圈的磁通量正在减少，线圈中产生的感应电动势的大小为，根据
可得
故选D。
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．汽车停在感应线上时，汽车对压电薄膜的压力不变，电压恒定，电路中没有电流，A错误；
BC．车轮经过感应线时，电容器先充电后放电，电流不会一直增大， BC错误；
D．汽车前轮两次经过感应线，产生两个脉冲电流，所以会被电子眼拍照，D正确。
故选D。
8．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．日光充足时，电磁继电器把衔铁吸下，根据闭合电路欧姆定律，控制电路中电阻变小，电流变大，衔铁被吸下，则当日光充足时光敏电阻减小，故A错误；
B．电动势增大，电阻不变情况下，电流增大，电磁继电器把衔铁吸下，减少了路灯照明时间，故B错误；
C．增大保护电阻，减小了电流，增大了照明时间，故C正确；
D．LED灯的盏数不影响控制电路，考虑蓄电池容量一定，可能减少照明时间，故D错误。
故选C。
9．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态，电路接通而电饭锅加热，故A错误；
B．常压下煮饭时水沸腾后锅内还有一定水分的时间内，水在沸腾后温度一直为100℃，锅的温度不会持续升高，除非水烧干，故B错误；
C．饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点”103℃时，感温磁体失去磁性，在弹簧作用下，切断电源，故C正确；
D．如果在1标准大气压下用电饭锅烧水，水沸腾后不会自动断电，当水烧干后，温度升高达到103℃时，感温铁氧体便失去了铁磁性会自动断电，故D错误；
故选C。
10．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．甲图是某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式充电的原理图，无线充电时，发射线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”， 无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电磁感应”所以A错误；
B．在乙图中，开关由闭合变为断开，则断开瞬间触头C不会马上离开触点，因为B线圈中有感应电流产生，则触头慢慢离开触点，所以B错误；
C．在丙图中，钳形电流表是利用电磁感应原理制成的电流互感器，它的优点是不需要切断导线，就可以方便地测出通过导线中交变电流的大小，所以C正确；
D．丁是电容式话筒的电路原理图，声波的振动会在电路中产生周期性变化的电流，所以D错误；
故选C。
11．B
【解析】
【详解】
A．电路中允许的最大电流为
由闭合电路欧姆定律可得
可得
代入函数式可得
故A错误；
B．当体重为1300N时，代入函数式可得
由闭合电路欧姆定律可得
故B正确；
CD．同理当体重为零时，代入函数式可得
由闭合电路欧姆定律可得
故C、D错误；
故选B。
12．B
【解析】
【详解】
A．光照增强，则热敏电阻阻值减小，总阻值减小，回路中总电流增大，R1两端电压增大，根据闭合电路欧姆定律可知，路端电压减小，因此电磁铁和R3两端电压减小，电流减小，磁性减弱，故A错误；
B．光照增强，总电流增大，流过R3的电流减小，因此流过R2的电流增大，故白天流过的电流大于晚上流过的电流，故B正确；
C．光照增强，磁性减弱，因此灯泡电路断开，白天不亮，故C错误；
D．光照增强，回路中总电流增大，根据
可知功率增大，因此白天功率较大，故D错误。
故选B。
13． 减小 减小
【解析】
【详解】
［1］［2］由电路图可知，监控器与R2并联后与R1串联；当光线受到遮挡时，由题意可知，R1中的电阻增大；则电路中总电阻增大；总电流减小；由于并联部分电阻不变；故其电压电流都减小。
14． 0.35 27.5：35
【解析】
【详解】
[1]．如图所示，A光的波长为625nm，在图上对应的强度jA＝0.35；
[2]．同理在图中找出B1的强度为=0.60，B2的强度为 =0.07，由A、B两束光经传感器的输出强度正好相同得：
得：
15． 半导体热敏电阻 小电铃 绿灯泡
【解析】
【分析】
掌握电磁继电器的组成及工作原理，其主要组成部分为电磁铁，电磁继电器就是利用电磁铁来控制电路的，当控制电路电流较小时，电磁铁磁性较弱，不能将衔铁吸下；当控制电路电流增大时，电磁铁磁性增大，将衔铁吸下．
【详解】
[1][2][3]．根据要求，在常温下热敏电阻甲阻值较大，电磁铁磁性较弱，不能将衔铁吸下，此时绿灯所在电路接通，绿灯亮，所以丙是绿灯；温度升高，热敏电阻阻值较小，控制电路电流增大时，电磁铁磁性增大，将衔铁吸下，丙电路断开，乙电路接通电铃响，所以乙为小电铃；由以上的分析可知，甲是半导体热敏电阻．
【点睛】
此题考查了电磁继电器的构造及工作原理，并考查了并联电路电压的关系；电磁继电器是利用电磁铁来工作的自动开关．
16．35
【解析】
【详解】
设电路路端电压为U，当Uab=0时，有
R1=R3
解得
Rt=20kΩ
由图可知，当Rt＝20kΩ时
t=35
17． 光电效应 光 电
【解析】
【详解】
[1][2][3]光电管是根据光电效应原理制成的，它可用于把光信号转变为电信号的装置。
18．见详解
【解析】
【详解】
根据左手定则知，自由电子向d电极偏转，所以d电极这一侧聚集负电荷，另一端聚集正电荷，所以d点的电势低于c点的电势，cd两点间形成电势差，方向在半导体外部由c指向d。
19．(1)A、B；(2)；(3)增大
【解析】
【详解】
(1)当温度较低的时候，热敏电阻的电阻较大，电路中的电流较小，此时继电器的衔铁与A、B部分连接，此时是需要加热的，恒温箱内的加热器要工作，所以该把恒温箱内的加热器接在A、B端；
(2)由图甲可知，热敏电阻在时的电阻为，继电器电阻，继电器电路中的电流在时有
，
代入数据得。
(3)由图甲可知当温度升高时热敏电阻阻值减小，故由(2)的分析可知为使恒温箱内的温度保持在60℃的数值可变电阻的值应增大。
20．见解析
【解析】
【详解】
当物体距探头越远，即d越大时，入射光锥和接收光锥的重合面积B′越大，因此进入接收光纤的光越多，所以光纤探头的光照随物体距离的增大而增大。
21．见解析
【解析】
【分析】
【详解】
当开关P在弹簧拉力作用下拉到上面与a接触时，电热丝工作；随着温度升高，热敏电阻阻值减小，通过电磁铁的电流增大，电磁铁磁性增强到一定程度时把P吸到b，电热丝停止工作，指示灯亮。
22．不能；变成低温报警器了．
【解析】
【详解】
RT和R1两个电阻的比值大小决定了A端电平的高低,决定了触发器是否触发，也就决定了报瞽器是否报警.若RT和R1的位置互换，报警器就变成了低温报警器.
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．如图所示的电容式话筒就是一种电容式传感器，其原理是：导电性振动膜片与固定电极构成了一个电容器，当振动膜片在声压的作用下振动时，两个电极之间的电容发生变化，电路中电流随之变化，这样声信号就变成了电信号，则当振动膜片向左振动时（ ）
A．电容器的电容增大
B．电容器带电荷量减少
C．电容器两极板间的场强增大
D．电阻R中的电流方向自右向左
2．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，
3．压敏电阻的阻值R随所受压力的增大而减小。某兴趣小组利用压敏电阻设计了判断电梯运行状态的装置，其电路如图甲所示，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体A，电梯静止时电压表示数为，在电梯由静止开始运行的过程中，电压表的示数变化情况如图乙所示。下列判断正确的是（ ）
A．电梯匀加速下降 B．电梯匀加速上升
C．电梯下降且加速度在变大 D．电梯上升且加速度在变小
4．传感器是在自动控制、航空航天等实际应用中常用的电学元件。下列可将光学量转化为电学量的传感器为（ ）
A．电视机遥控接收器
B．热敏电阻
C．霍尔元件
D．电阻应变片
5．某力敏电阻的阻值随着压力的增大而线性减小。一同学利用该力敏电阻设计了判断小车在水平方向上运动状态的装置。其工作原理如图甲所示，将力敏电阻和一块档板固定在绝缘小车上，之间放置一个光滑绝缘重物M，重物与挡板之间通过轻弹簧连接。某次实验中，电流表示数随时间变化关系如图乙所示、已知0-t1时间内，小车处于静止状态，则（ ）
A．0~t1时间内，弹簧处于压缩状态
B．t1~t2时间内，小车的加速度随时间均匀减小
C．t2~t3时间内，小车可能向左做匀减速直线运动
D．t2~t3时间内，小车可能向左做加速度增大的加速直线运动
6．如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、开关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的带负电小球。K断开时传感器上有示数mg，K闭合稳定后传感器上示数为。则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量的变化率分别是（ ）
A．正在增加， B．正在减弱，
C．正在增加， D．正在减弱，
7．电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力。感应线是一个压电薄膜传感器，压电薄膜在受压时两端产生电压，电压随压力变化而变化，压力越大电压越大，压力不变，电压一定。压电薄膜与电容器C、电阻R组成图甲所示的回路。红灯亮时，如果汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中会产生两个脉冲电流，如图乙所示，即视为“闯红灯”，电子眼自动拍照记录。则红灯亮时（ ）
A．车轮停在感应线上时电阻R上有恒定电流
B．车轮经过感应线的过程中，电容器先放电后充电
C．车轮经过感应线的过程中，电阻R上的电流一直增大
D．汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，会被电子眼拍照
8．如图是利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的示意图。是光敏电阻，是保护定值电阻，日光充足时，电磁继电器把衔铁吸下，接入电路，太阳能电池板给蓄电池充电，光线不足时，衔铁被弹簧拉起，与接入电路，蓄电池给LED路灯供电，路灯亮起，下列关于该电路分析正确的是（ ）
A．该光敏电阻阻值随光照强度增大而增大
B．增加电源电动势可以增加路灯照明时间
C．增大保护电阻阻值可延长每天路灯照明时间
D．并联更多的LED路灯可延长每天路灯照明时间
9．某电饭锅的结构如图所示，其中温度传感器的主要元件是感温铁氧体，常温下感温铁氧体具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是温度上升到约103℃时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引了。这个温度在物理学中称为该材料的“居里点”。关于该电饭锅的下列说法正确的是（ ）
A．开始煮饭时要压下开关按钮，手松开后这个按钮会马上恢复到图示状态
B．常压下煮饭时水沸腾后锅内还有一定水分的时间内，锅的温度会持续升高
C．饭煮熟后，水分被大米吸收，锅底的温度升高至“居里点”，开关按钮会自动弹起，使电饭锅停止加热
D．如果用电饭锅烧水，也能在水沸腾后立即自动断电
10．电磁学的成就极大地推动了人类社会的进步。下列说法正确的是（ ）
A．甲图是某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式充电的原理图，无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”
B．在乙图中，开关由闭合变为断开，则断开瞬间触头C马上离开触点
C．在丙图中，钳形电流表是利用电磁感应原理制成的，它的优点是不需要切断导线，就可以方便地测出通过导线中交变电流的大小
D．丁是电容式话筒的电路原理图，声波的振动会在电路中产生恒定的电流
11．有一种测量人体重的电子秤，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（是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表G（实质是理想电流表），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2Ω，电阻R随压力变化的函数式为R＝30－0.02F（F和R的单位分别是N和Ω）。则下列说法正确是（ ）
A．该秤能测量的最大体重是1300N
B．体重为1300N应标在电流表G刻度盘2A刻度处
C．该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表G刻度盘0刻度处
D．该秤零刻线应标在电流表G刻度盘的最大刻度处
12．图中光敏电阻没有受到光照射（或光较暗）时，阻值较大；有光照射（或光较强）时，阻值较小。如图所示，现利用该光敏电阻、低压直流电源和电磁继电器设计了自动控制电路，用于公路照明。下列说法正确的是（ ）
A．白天光照越强，电磁铁的磁性越强
B．白天流过的电流大于晚上流过的电流
C．该电路能实现灯泡白天亮，晚上不亮的功能
D．低压直流电源的总功率晚上比白天的大
二、填空题
13．如图为利用光敏电阻设计的行人监控装置原理图。R1为光敏电阻，其阻值随光照减弱而增大，R2为定值电阻，A、B 接监控器，其在电路中的作用相当于一个定值电阻，电源电压不变。当有 人走过通道，光线受到遮挡时，加在监控器上的电压将_________________（选填“增大”、“减小”或“不变”），通过R1的电流将___________（选填“增大”、 减小”或“不变”）。
14．光强传感器对接收到的光信号会产生衰减，且对于不同波长的光衰减程度不同，可以用j表示衰减程度，其定义为输出强度与输入强度之比，，右图表示j与波长l之间的关系。当用此传感器分别接收A、B两束光时，传感器的输出强度正好相同，已知A光的波长lA＝625nm，B光由lB1＝605nm和lB2＝665nm两种单色光组成，且这两种单色光的强度之比IB1:IB2＝2:3，由图可知jA＝__________；A光强度与B光强度之比IA:IB＝__________。
15．图为用电源、电磁继电器、滑动变阻器、绿灯泡、小电铃、半导体热敏电阻、开关、导线等组成的一个高温报警器电路图，要求是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警，则图中的甲是________；乙是________；丙是________．
16．如图为在温度为左右的环境中工作的某自动恒温箱的原理简图。
箱内的电阻，，，为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图所示。当ab端电压时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内的温度升高；当时，电压鉴别器会使S断开，停止加热。则恒温箱内的温度恒定在________。
17．光电管是根据__________原理制成的，它可用于把________信号转变为_________信号．
三、解答题
18．霍尔元件是一种能将磁感应强度这一磁学量转换成电压这一电学量的传感器，其基本结构如图所示，M为半导体薄片（砷化镓），B为外加与薄片垂直的磁场，a、b、c、d为霍尔电极。若在ab方向通以恒定电流I，请简要分析霍尔电势的形成过程及方向。
19．如图甲为热敏电阻的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，继电器线圈的电阻为10Ω。当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池电压为9.0V，内阻可以不计。图乙中的“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A、B端还是C、D端？
(2)如果要使恒温箱内的温度保持在50°C，可变电阻的值应调节到多少？
(3)为使恒温箱内的温度保持在60°C的数值，可变电阻的值应增大还是减小？（只写结果）
20．如图（a）所示是反射式光纤位移传感器的工作原理图，由恒定光强的光源发出的光进入入射光纤，并从入射光纤的出射端射向被测物体，使被测物体反射的光部分被接收光纤接收。由图（b）可知，光纤探头的光照与发射光和接收光的重合面积有关，试讨论光纤探头的光照随物体距离的变化情况。
21．如图所示为一自动控制温度的电路，请说明其工作原理。（已知温度升高时热敏电阻阻值减小）
22．在蜂鸣式温度报警器的电路中，若将和的位置互换，取适当阻值，如图所示，还能进行高温报警吗？为什么？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
A．振动膜片向左振动时电容器两极板间的距离变大，由可知电容器的电容减小，A错误；
BD．由可知，在U不变的情况下，C减小则Q减小，电容器处于放电状态，R中电流方向自左向右，B正确，D错误；
C．依据可知，电容器两极板间的场强减小，C错误.
故选B.
2．B
【解析】
【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。
3．C
【解析】
【详解】
根据闭合电路欧姆定律得
结合图像可得电路中的电流一直减小，又
可知压敏电阻的阻值一直增大，则对压敏电阻的压力减小，可知处于失重状态，则电梯处于向上减速或向下加速并且加速度越来越大。
故选C。
4．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．电视机遥控接收器是把光学量转化为电学量的装置，选项A正确；
B．热敏电阻是把热学量转化为电学量的装置，选项B错误；
C．霍尔元件是把磁学量转化为电学量的装置，选项C错误；
D．电阻应变片是把力学量转化为电学量的装置，选项D错误；
故选A。
5．AD
【解析】
【详解】
A．0～t1时间内，电流最大，力敏电阻的阻值最小，所受压力最大，所以弹簧处于压缩状态，故A正确；
B．t1～t2时间内，电流减小，力敏电阻的阻值增大，所受压力F减小，根据牛顿第二定律，小车的加速度为
小车的加速度增大，故B错误；
CD．t2～t3时间内，电流最小，力敏电阻的阻值最大，所受压力最小，合力向左，小车的加速度向左，又因为电流不变，压力不变，小车的合力不变，加速度不变，小车做加速度向左的匀变速直线运动，小车可能向左做匀加速直线运动，也可能向右做匀减速直线运动，还有可能M与力敏电阻分离了，此时小车可能向左做加速度增大的加速直线运动，故C错误，D正确。
故选AD。
6．D
【解析】
【详解】
K闭合稳定后传感器上示数为，说明此时上极板带正电，即上极板电势高于下极板电势，极板间的场强方向向下，大小满足
Eq＋＝mg
即
E＝
又
U＝Ed
所以两极板间的电压
U＝
线圈部分相当于电源，则感应电流的方向是从下往上，据此结合楞次定律可判断穿过线圈的磁通量正在减少，线圈中产生的感应电动势的大小为，根据
可得
故选D。
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．汽车停在感应线上时，汽车对压电薄膜的压力不变，电压恒定，电路中没有电流，A错误；
BC．车轮经过感应线时，电容器先充电后放电，电流不会一直增大， BC错误；
D．汽车前轮两次经过感应线，产生两个脉冲电流，所以会被电子眼拍照，D正确。
故选D。
8．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．日光充足时，电磁继电器把衔铁吸下，根据闭合电路欧姆定律，控制电路中电阻变小，电流变大，衔铁被吸下，则当日光充足时光敏电阻减小，故A错误；
B．电动势增大，电阻不变情况下，电流增大，电磁继电器把衔铁吸下，减少了路灯照明时间，故B错误；
C．增大保护电阻，减小了电流，增大了照明时间，故C正确；
D．LED灯的盏数不影响控制电路，考虑蓄电池容量一定，可能减少照明时间，故D错误。
故选C。
9．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态，电路接通而电饭锅加热，故A错误；
B．常压下煮饭时水沸腾后锅内还有一定水分的时间内，水在沸腾后温度一直为100℃，锅的温度不会持续升高，除非水烧干，故B错误；
C．饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点”103℃时，感温磁体失去磁性，在弹簧作用下，切断电源，故C正确；
D．如果在1标准大气压下用电饭锅烧水，水沸腾后不会自动断电，当水烧干后，温度升高达到103℃时，感温铁氧体便失去了铁磁性会自动断电，故D错误；
故选C。
10．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．甲图是某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式充电的原理图，无线充电时，发射线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”， 无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电磁感应”所以A错误；
B．在乙图中，开关由闭合变为断开，则断开瞬间触头C不会马上离开触点，因为B线圈中有感应电流产生，则触头慢慢离开触点，所以B错误；
C．在丙图中，钳形电流表是利用电磁感应原理制成的电流互感器，它的优点是不需要切断导线，就可以方便地测出通过导线中交变电流的大小，所以C正确；
D．丁是电容式话筒的电路原理图，声波的振动会在电路中产生周期性变化的电流，所以D错误；
故选C。
11．B
【解析】
【详解】
A．电路中允许的最大电流为
由闭合电路欧姆定律可得
可得
代入函数式可得
故A错误；
B．当体重为1300N时，代入函数式可得
由闭合电路欧姆定律可得
故B正确；
CD．同理当体重为零时，代入函数式可得
由闭合电路欧姆定律可得
故C、D错误；
故选B。
12．B
【解析】
【详解】
A．光照增强，则热敏电阻阻值减小，总阻值减小，回路中总电流增大，R1两端电压增大，根据闭合电路欧姆定律可知，路端电压减小，因此电磁铁和R3两端电压减小，电流减小，磁性减弱，故A错误；
B．光照增强，总电流增大，流过R3的电流减小，因此流过R2的电流增大，故白天流过的电流大于晚上流过的电流，故B正确；
C．光照增强，磁性减弱，因此灯泡电路断开，白天不亮，故C错误；
D．光照增强，回路中总电流增大，根据
可知功率增大，因此白天功率较大，故D错误。
故选B。
13． 减小 减小
【解析】
【详解】
［1］［2］由电路图可知，监控器与R2并联后与R1串联；当光线受到遮挡时，由题意可知，R1中的电阻增大；则电路中总电阻增大；总电流减小；由于并联部分电阻不变；故其电压电流都减小。
14． 0.35 27.5：35
【解析】
【详解】
[1]．如图所示，A光的波长为625nm，在图上对应的强度jA＝0.35；
[2]．同理在图中找出B1的强度为=0.60，B2的强度为 =0.07，由A、B两束光经传感器的输出强度正好相同得：
得：
15． 半导体热敏电阻 小电铃 绿灯泡
【解析】
【分析】
掌握电磁继电器的组成及工作原理，其主要组成部分为电磁铁，电磁继电器就是利用电磁铁来控制电路的，当控制电路电流较小时，电磁铁磁性较弱，不能将衔铁吸下；当控制电路电流增大时，电磁铁磁性增大，将衔铁吸下．
【详解】
[1][2][3]．根据要求，在常温下热敏电阻甲阻值较大，电磁铁磁性较弱，不能将衔铁吸下，此时绿灯所在电路接通，绿灯亮，所以丙是绿灯；温度升高，热敏电阻阻值较小，控制电路电流增大时，电磁铁磁性增大，将衔铁吸下，丙电路断开，乙电路接通电铃响，所以乙为小电铃；由以上的分析可知，甲是半导体热敏电阻．
【点睛】
此题考查了电磁继电器的构造及工作原理，并考查了并联电路电压的关系；电磁继电器是利用电磁铁来工作的自动开关．
16．35
【解析】
【详解】
设电路路端电压为U，当Uab=0时，有
R1=R3
解得
Rt=20kΩ
由图可知，当Rt＝20kΩ时
t=35
17． 光电效应 光 电
【解析】
【详解】
[1][2][3]光电管是根据光电效应原理制成的，它可用于把光信号转变为电信号的装置。
18．见详解
【解析】
【详解】
根据左手定则知，自由电子向d电极偏转，所以d电极这一侧聚集负电荷，另一端聚集正电荷，所以d点的电势低于c点的电势，cd两点间形成电势差，方向在半导体外部由c指向d。
19．(1)A、B；(2)；(3)增大
【解析】
【详解】
(1)当温度较低的时候，热敏电阻的电阻较大，电路中的电流较小，此时继电器的衔铁与A、B部分连接，此时是需要加热的，恒温箱内的加热器要工作，所以该把恒温箱内的加热器接在A、B端；
(2)由图甲可知，热敏电阻在时的电阻为，继电器电阻，继电器电路中的电流在时有
，
代入数据得。
(3)由图甲可知当温度升高时热敏电阻阻值减小，故由(2)的分析可知为使恒温箱内的温度保持在60℃的数值可变电阻的值应增大。
20．见解析
【解析】
【详解】
当物体距探头越远，即d越大时，入射光锥和接收光锥的重合面积B′越大，因此进入接收光纤的光越多，所以光纤探头的光照随物体距离的增大而增大。
21．见解析
【解析】
【分析】
【详解】
当开关P在弹簧拉力作用下拉到上面与a接触时，电热丝工作；随着温度升高，热敏电阻阻值减小，通过电磁铁的电流增大，电磁铁磁性增强到一定程度时把P吸到b，电热丝停止工作，指示灯亮。
22．不能；变成低温报警器了．
【解析】
【详解】
RT和R1两个电阻的比值大小决定了A端电平的高低,决定了触发器是否触发，也就决定了报瞽器是否报警.若RT和R1的位置互换，报警器就变成了低温报警器.
答案第1页，共2页
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