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 | 1.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-15 11:21:19 | ||
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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．如图是测量汽车质量的地磅示意图，汽车的质量可通过电流表的示数读出，下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数越大说明被测汽车质量越大
B．电流表的示数越大说明被测汽车质量越小
C．把图中的电流表换成电压表同样能测量汽车的质量
D．地磅的最大量程只由弹簧的劲度系数决定，与电路的有关参数无关
2．传感器是一种采集信息的重要器件。如图所示是一种测定压力的电容式传感器。当待测压力F作用于可动膜片电极时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路，那么（ ）
①当F向上压膜片电极时，电容将减小
②当F向上压膜片电极时，电容将增大
③若电流计有示数，则压力F发生变化
④若电流计有示数，则压力F不发生变化。
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
3．某同学准备用一种热敏电阻制作一只电阻温度计。他先通过实验描绘出一段该热敏电阻的I一U曲线，如图甲所示，再将该热敏电阻Rt，与某一定值电阻串联接在电路中，用理想电压表与定值电阻并联，并在电压表的表盘上标注温度值，制成电阻温度计，如图乙所示。下列说法中正确的是（ ）
A．从图甲可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高而增大
B．图乙中电压表的指针偏转角越大，温度越高
C．温度越高，整个电路消耗的功率越小
D．若热敏电阻的阻值随温度均匀变化，则表盘上标注温度刻度也一定是均匀的
4．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
5．如图甲所示为恒压电源给光敏电阻R供电时，流过此电阻的电流和其所受光照强度的关系图像。某同学利用此光敏电阻设计了一个台灯的自动控制电路，如图乙所示，T为一自耦式变压器，下列说法正确的是（ ）
A．仅光照变强，R的阻值变大
B．仅光照变强，R中的电流变小
C．仅滑片P下滑，L中的电流频率变小
D．仅滑片P下滑，T的输入功率变小
6．某学校创建绿色校园，如图甲所示为新装的一批节能路灯，该路灯通过光控开关实现自动控制：路灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。如图乙所示为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。现增加光照强度，则下列判断错误的是（ ）
A．灯都变暗 B．电源的输出功率变小
C．电源的效率变小 D．上电流的变化量大于上电流的变化量
7．现代生活离不开智能手机，手机中有很多特殊功能需要传感器来实现。例如当人将手机靠近耳朵附近接听电话时，手机会自动关闭屏幕从而达到省电的目的，实现这一功能可能用到的传感器为（ ）
A．光传感器和位移传感器
B．磁传感器和温度传感器
C．磁传感器和声传感器
D．压力传感器和加速度传感器
8．有一热敏电阻的电阻值在t1~t4的温度变化范围内，R t图像如图所示。现将该热敏电阻接在欧姆表的两表笔上，做成一个电阻温度计。为了便于读数，再把欧姆表上的电阻值转换成温度值。现在要使该温度计对温度的变化反应较为灵敏，那么该温度计测量哪段范围内的温度较为适宜（设在t1~t4温度范围内，欧姆表的倍率不变）（ ）
A．t1~t2 B．t2~t3 C．t3~t4 D．都可以
9．如图所示，额温枪因其具有快速、无接触测温的特点，广泛应用在各类新型冠状病毒防控场所．额温枪核心部件的传感器是（ ）
A．位移传感器 B．声音传感器 C．力传感器 D．红外温度传感器
10．下图中关于传感器的应用，说法正确的是（ ）
A．干簧管是利用电磁感应的原理控制电路的通断的
B．机器人“眼睛”利用了光传感器
C．红外测温枪向人体发射红外线，从而测量人体温度
D．火灾报警器是通过感知温度触发报警的
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．下列说法正确的是（ ）
A．穿过闭合电路的磁通量发生变化时，这个闭合电路中就有感应电流产生
B．只要导体相对磁场运动，导体中一定会产生感应电流
C．话筒是一种能够将电信号转换为声音信号的传感器
D．热敏电阻能把热量这个热学量转换为电阻这个电学量
二、填空题
13．传感器是一种采集信息的重要器件。如图所示是一种测定压力的电容式传感器，A为固定电极，B为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器。可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容。现将此电容式传感器与零刻度在中央的灵敏电流表和电源串联成闭合电路，已知电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏转。当待测压力减小时，电容器的电容将__________（填“增大”或“减小”），电容器的电荷量将_______（填“增大”或“减小”），灵敏电流表的指针向____（填“左偏”或“右偏”）。
14．将金属热敏电阻、数字电流表、电源按图连接成电路．将烧杯装入2/3的水，并用铁架台固定在加热器上．闭合开关S，当热敏电阻未放入热水中时，电流表示数为I1；将热敏电阻放入温水中，电流表示数为I2；将热敏电阻放入热水中，电流表示数为I3．则I1、I2、I3的大小关系为___________．
15．DIS数字化信息系统主要包括________、处理和显示三个部分。如图所示传感器的名称为________传感器。
16．如图所示，图甲为热敏电阻的R t图像，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150Ω。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的电动势E＝6V，内阻可以不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。
（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100℃，可变电阻R′的值应调节为________Ω。
（3）为使恒温箱内的温度保持在更高的数值，可变电阻R′的值应________（选填“增大”或“减小”）。
17．金属热电阻和热敏电阻
（1）金属热电阻：金属的电阻率随温度的_____而增大，利用这一特性，金属丝可以制作_____传感器，称为热电阻。
（2）热敏电阻：用_____材料制成，氧化锰制成的热敏电阻的阻值随温度的升高而_____。
三、解答题
18．下雨、天黑指示灯的模块电路设计。设计目标：请为一指示灯做设计，当同时满足下雨及天黑时指示灯亮。
19．物理实验中经常用光电门测量物体的速度，光电门传感器为门式结构，如图所示。A管发射红外线，B管接收红外线。A、B之间无挡光物体时，电路断开；有物体经过A、B之间时B管被挡光，电路接通。请简述怎么计算出物体的速度。
20．有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆AOB、压力传感器R（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（其实质是电流表）．其中AO:BO=4:1．已知压力传感器的电阻与其所受压力的关系如下表所示：
压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 ……
电阻R/ 300 270 240 210 180 150 120 ……
设踏板和杠杆组件的质量不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.5V，则：
（1）利用表中数据归纳出电阻R随压力F变化的函数关系式；
（2）该电子秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘多少毫安处？
（3）如果某人站在踏板上，电流表刻度盘示数为20mA，这个人的体重是多少？
21．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℃？
22．请用热敏电阻设计制作一个温度计。为此你需要做哪些工作？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
AB．汽车质量越大，弹簧受到的压力就越大，P点越向下，连入电路的电阻就越小，所以电流表的示数就越大，A正确，B错误；
C．如果换成电压表，因为电压表的内阻较大，所以滑动变阻器的阻值发生变化时，电压表的示数变化范围较小，故不能准确地测量，C错误；
D．因为通过滑动变阻器的阻值变化，将力信号转换成了电信号，故与电源电动势、电表量程等参数有关，D错误。
故选A。
2．C
【详解】
①②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①错误、②正确；
③④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③正确，④错误。
故选C。
3．B
【详解】
A．I U图象上的点与原点连线的斜率的倒数表示电阻，由甲图可知，I越大，电阻越小，而温度越高，则热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，选项A错误；
B．温度越高，Rt阻值越小，热敏电阻Rt与定值电阻R串联接在电路中，电路中电流越大，R的电压越大，电压表的指针偏转角越大，因此电压表的指针偏转角越大，温度值越大，选项B正确；
C．温度越高，电路中电流越大，由P=IU可知，整个电路消耗的功率越大，选项C错误；
D．若热敏电阻的阻值随温度线性变化，由闭合电路欧姆定律
可知电路中电流I随温度是非线性变化的，由电压表的示数U=IR可知，U随温度是非线性变化的，因此表盘标注温度刻度一定是不均匀的，选项D错误。
故选B。
4．B
【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。
5．D
【详解】
AB．光敏电阻两端电压恒定，光越强，电流越大，根据欧姆定律，电阻越小。AB错误；
C．仅滑片P下滑，变压器不改变频率，所以L中的电流频率不变。C错误；
D．仅滑片P下滑，输出电压减小，根据
可知，T的输入功率变小。D正确。
故选D。
6．B
【详解】
A．光照强度增加，光敏电阻的阻值减小，电路的总电阻减小，故电路的总电流增大，电源内电压增大，路端电压减小，A灯变暗，流过的电流增大，两端的电压增大，两端电压减小，B灯两端的电压减小，B灯变暗，A正确，不符合题意；
B．由电路的输出功率和外电路电阻的关系图
因不知内阻和外阻之间的关系，因此无法判断输出功率的变化，B错误，符合题意；
C．电源的效率为，路端电压减小，电源的效率变小，C正确，不符合题意；
D．通过的电流等于通过光敏电阻的电流与通过B灯的电流之和，根据前面的分析，通过B灯的电流减小，而通过的电流增大，故上电流的变化量大于上电流的变化量，D正确，不符合题意。
故选B。
7．A
【详解】
A．当人将手机靠近耳朵附近接听电话时，改变了位移，并且耳朵可能挡住了光线，所以可能用到的传感器为光传感器和位移传感器，则A正确；
BCD．当人将手机靠近耳朵附近接听电话时，没有磁场的变化，也没有产生特别的压力，所以BCD错误；
故选A。
8．B
【详解】
在t2~t3温度范围内，随温度的变化电阻值变化得较快，即电阻值对温度的变化较为灵敏，B正确。
故选B。
9．D
【详解】
额温枪核心部件的传感器是红外温度传感器。
故选D。
10．B
【详解】
A．干簧管是利用磁极间的相互作用来控制电路的通断，故A错误；
B．机器人“眼睛”利用了光传感器，故B正确；
C．红外测温枪是接受人体向外发射红外线的强弱，从而测量人体温度，故C错误；
D．火灾报警器是利用烟雾对光的反射工作的，故D错误。
故选B。
11．B
【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．A
【详解】
A．穿过闭合电路的磁通量发生变化时，这个闭合电路中就有感应电流产生，选项A正确；
B．只有当闭合电路的部分导体切割磁感线运动时，导体中才会产生感应电流，选项B错误；
C．话筒是一种能够将声音信号转换为电信号的传感器，选项C错误；
D．热敏电阻是由半导体制成的，电阻随温度的升高而减小；从而把温度这个热学量转换为电阻这个电学量；故D错误；
故选A。
13． 减小 减小 左偏
【详解】
[1][2][3]当待测压力减小时，两板间距d变大，根据 可知，电容器的电容将减小，根据Q=CU可知，电容器的电荷量将减小，电容器放电，电流从正极流出电流计，则灵敏电流表的指针向左偏。
14．
【详解】
试题分析：根据闭合电路欧姆定律得：，热敏电阻的阻值随着温度的升高而降低，则热敏电阻未放入水中时电阻最大，热敏电阻放在热水中的电阻最小，所以．
考点：闭合电路的欧姆定律
【名师点睛】
本题主要考查了闭合电路欧姆定律的直接应用，知道热敏电阻的阻值随着温度的升高而降低，难度不大，属于基础题．
15． 数字处理 力
【详解】
[1][2]DIS数字化信息系统主要包括数字处理、处理和显示三个部分；该传感器的名称是力的传感器。
16． A、B端 100 增大
【详解】
（1）[1]当温度较低时，热敏电阻的阻值较大，电路中的电流较小，此时继电器的衔铁脱离电磁铁，A、B部分接入电路，此时是需要加热的，恒温箱内的加热器要工作，所以应把恒温箱内的加热器接在A、B端。
（2）[2]当温度达到100℃时，加热电路要断开，此时继电器的衔铁要被吸合，即控制电路的电流要达到I＝20mA，设继电器线圈的电阻为R0，根据闭合电路欧姆定律可得，
I＝
代入数据解得
R′＝100Ω
（3）[3]由以上分析可知，若使恒温箱内的温度保持在更高的数值，则I＝20mA时R变小，R0不变，故可变电阻R′的值应增大，从而实现目标。
17． 升高 温度 半导体 减小
【详解】
(1)[1][2] 金属的电阻率随温度的升高而增大，利用这一特性，金属丝可以制作温度传感器，称为热电阻。
(2)[3][4]热敏电阻用半导体材料制成，氧化锰制成的热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。
18．见解析
【详解】
（1）传感器：x光敏电阻，y：湿度传感器。
控制器：与门。
执行器；灯。
（2）模块电路设计图，如图所示。
（3）真值表。
输入 输出
A B Z
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
（4）原理：天黑时，光敏电阻阻值大，A点为高电势1；下雨时，湿度传感器导通，B点为高电势1。
注意分压知识在逻辑电路中应用。在该实例中的A输入端，光强大时，光敏电阻小，分压相对较少，大量电压分到可变电阻上，A点电势为低电势0。因此只有在晚上光弱时，A点电势才为高电势1。
19．当光电门传感器A、B之间无挡光物体时，电路断开，当A、B之间有挡光物体时，电路接通，与光电门相连的计算机记录下挡光时间，再测量出挡光物体的宽度，结合运动学公式即可算出物体运动的平均速度，当很小时，计算出的平均速度可认为是瞬时速度。
【详解】
当光电门传感器A、B之间无挡光物体时，电路断开，当A、B之间有挡光物体时，电路接通，与光电门相连的计算机记录下挡光时间，再测量出挡光物体的宽度，结合运动学公式即可算出物体运动的平均速度，当很小时，计算出的平均速度可认为是瞬时速度。
20．（1）()（2）15mA（3）
【详解】
（1）由表格得到：；
（2）根据部分电路欧姆定律得
该电子秤零刻度线应标在电流表刻度盘15mA处；
（3）根据欧姆定律，当I=20mA时，R=225Ω，代入（1）中式子得F=125N，根据力矩平衡
得
21．(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℃。
22．见解析
【详解】
将热敏电阻与多用电表串联，将热敏电阻用薄膜包裹，将其侵入不同温度的水中，将温度及电阻读数依次记录，将表盘的电阻刻度换成相应的温度值即可。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．如图是测量汽车质量的地磅示意图，汽车的质量可通过电流表的示数读出，下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数越大说明被测汽车质量越大
B．电流表的示数越大说明被测汽车质量越小
C．把图中的电流表换成电压表同样能测量汽车的质量
D．地磅的最大量程只由弹簧的劲度系数决定，与电路的有关参数无关
2．传感器是一种采集信息的重要器件。如图所示是一种测定压力的电容式传感器。当待测压力F作用于可动膜片电极时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路，那么（ ）
①当F向上压膜片电极时，电容将减小
②当F向上压膜片电极时，电容将增大
③若电流计有示数，则压力F发生变化
④若电流计有示数，则压力F不发生变化。
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
3．某同学准备用一种热敏电阻制作一只电阻温度计。他先通过实验描绘出一段该热敏电阻的I一U曲线，如图甲所示，再将该热敏电阻Rt，与某一定值电阻串联接在电路中，用理想电压表与定值电阻并联，并在电压表的表盘上标注温度值，制成电阻温度计，如图乙所示。下列说法中正确的是（ ）
A．从图甲可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高而增大
B．图乙中电压表的指针偏转角越大，温度越高
C．温度越高，整个电路消耗的功率越小
D．若热敏电阻的阻值随温度均匀变化，则表盘上标注温度刻度也一定是均匀的
4．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
5．如图甲所示为恒压电源给光敏电阻R供电时，流过此电阻的电流和其所受光照强度的关系图像。某同学利用此光敏电阻设计了一个台灯的自动控制电路，如图乙所示，T为一自耦式变压器，下列说法正确的是（ ）
A．仅光照变强，R的阻值变大
B．仅光照变强，R中的电流变小
C．仅滑片P下滑，L中的电流频率变小
D．仅滑片P下滑，T的输入功率变小
6．某学校创建绿色校园，如图甲所示为新装的一批节能路灯，该路灯通过光控开关实现自动控制：路灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。如图乙所示为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。现增加光照强度，则下列判断错误的是（ ）
A．灯都变暗 B．电源的输出功率变小
C．电源的效率变小 D．上电流的变化量大于上电流的变化量
7．现代生活离不开智能手机，手机中有很多特殊功能需要传感器来实现。例如当人将手机靠近耳朵附近接听电话时，手机会自动关闭屏幕从而达到省电的目的，实现这一功能可能用到的传感器为（ ）
A．光传感器和位移传感器
B．磁传感器和温度传感器
C．磁传感器和声传感器
D．压力传感器和加速度传感器
8．有一热敏电阻的电阻值在t1~t4的温度变化范围内，R t图像如图所示。现将该热敏电阻接在欧姆表的两表笔上，做成一个电阻温度计。为了便于读数，再把欧姆表上的电阻值转换成温度值。现在要使该温度计对温度的变化反应较为灵敏，那么该温度计测量哪段范围内的温度较为适宜（设在t1~t4温度范围内，欧姆表的倍率不变）（ ）
A．t1~t2 B．t2~t3 C．t3~t4 D．都可以
9．如图所示，额温枪因其具有快速、无接触测温的特点，广泛应用在各类新型冠状病毒防控场所．额温枪核心部件的传感器是（ ）
A．位移传感器 B．声音传感器 C．力传感器 D．红外温度传感器
10．下图中关于传感器的应用，说法正确的是（ ）
A．干簧管是利用电磁感应的原理控制电路的通断的
B．机器人“眼睛”利用了光传感器
C．红外测温枪向人体发射红外线，从而测量人体温度
D．火灾报警器是通过感知温度触发报警的
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．下列说法正确的是（ ）
A．穿过闭合电路的磁通量发生变化时，这个闭合电路中就有感应电流产生
B．只要导体相对磁场运动，导体中一定会产生感应电流
C．话筒是一种能够将电信号转换为声音信号的传感器
D．热敏电阻能把热量这个热学量转换为电阻这个电学量
二、填空题
13．传感器是一种采集信息的重要器件。如图所示是一种测定压力的电容式传感器，A为固定电极，B为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器。可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容。现将此电容式传感器与零刻度在中央的灵敏电流表和电源串联成闭合电路，已知电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏转。当待测压力减小时，电容器的电容将__________（填“增大”或“减小”），电容器的电荷量将_______（填“增大”或“减小”），灵敏电流表的指针向____（填“左偏”或“右偏”）。
14．将金属热敏电阻、数字电流表、电源按图连接成电路．将烧杯装入2/3的水，并用铁架台固定在加热器上．闭合开关S，当热敏电阻未放入热水中时，电流表示数为I1；将热敏电阻放入温水中，电流表示数为I2；将热敏电阻放入热水中，电流表示数为I3．则I1、I2、I3的大小关系为___________．
15．DIS数字化信息系统主要包括________、处理和显示三个部分。如图所示传感器的名称为________传感器。
16．如图所示，图甲为热敏电阻的R t图像，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150Ω。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的电动势E＝6V，内阻可以不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。
（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100℃，可变电阻R′的值应调节为________Ω。
（3）为使恒温箱内的温度保持在更高的数值，可变电阻R′的值应________（选填“增大”或“减小”）。
17．金属热电阻和热敏电阻
（1）金属热电阻：金属的电阻率随温度的_____而增大，利用这一特性，金属丝可以制作_____传感器，称为热电阻。
（2）热敏电阻：用_____材料制成，氧化锰制成的热敏电阻的阻值随温度的升高而_____。
三、解答题
18．下雨、天黑指示灯的模块电路设计。设计目标：请为一指示灯做设计，当同时满足下雨及天黑时指示灯亮。
19．物理实验中经常用光电门测量物体的速度，光电门传感器为门式结构，如图所示。A管发射红外线，B管接收红外线。A、B之间无挡光物体时，电路断开；有物体经过A、B之间时B管被挡光，电路接通。请简述怎么计算出物体的速度。
20．有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆AOB、压力传感器R（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（其实质是电流表）．其中AO:BO=4:1．已知压力传感器的电阻与其所受压力的关系如下表所示：
压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 ……
电阻R/ 300 270 240 210 180 150 120 ……
设踏板和杠杆组件的质量不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.5V，则：
（1）利用表中数据归纳出电阻R随压力F变化的函数关系式；
（2）该电子秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘多少毫安处？
（3）如果某人站在踏板上，电流表刻度盘示数为20mA，这个人的体重是多少？
21．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℃？
22．请用热敏电阻设计制作一个温度计。为此你需要做哪些工作？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
AB．汽车质量越大，弹簧受到的压力就越大，P点越向下，连入电路的电阻就越小，所以电流表的示数就越大，A正确，B错误；
C．如果换成电压表，因为电压表的内阻较大，所以滑动变阻器的阻值发生变化时，电压表的示数变化范围较小，故不能准确地测量，C错误；
D．因为通过滑动变阻器的阻值变化，将力信号转换成了电信号，故与电源电动势、电表量程等参数有关，D错误。
故选A。
2．C
【详解】
①②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①错误、②正确；
③④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③正确，④错误。
故选C。
3．B
【详解】
A．I U图象上的点与原点连线的斜率的倒数表示电阻，由甲图可知，I越大，电阻越小，而温度越高，则热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，选项A错误；
B．温度越高，Rt阻值越小，热敏电阻Rt与定值电阻R串联接在电路中，电路中电流越大，R的电压越大，电压表的指针偏转角越大，因此电压表的指针偏转角越大，温度值越大，选项B正确；
C．温度越高，电路中电流越大，由P=IU可知，整个电路消耗的功率越大，选项C错误；
D．若热敏电阻的阻值随温度线性变化，由闭合电路欧姆定律
可知电路中电流I随温度是非线性变化的，由电压表的示数U=IR可知，U随温度是非线性变化的，因此表盘标注温度刻度一定是不均匀的，选项D错误。
故选B。
4．B
【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。
5．D
【详解】
AB．光敏电阻两端电压恒定，光越强，电流越大，根据欧姆定律，电阻越小。AB错误；
C．仅滑片P下滑，变压器不改变频率，所以L中的电流频率不变。C错误；
D．仅滑片P下滑，输出电压减小，根据
可知，T的输入功率变小。D正确。
故选D。
6．B
【详解】
A．光照强度增加，光敏电阻的阻值减小，电路的总电阻减小，故电路的总电流增大，电源内电压增大，路端电压减小，A灯变暗，流过的电流增大，两端的电压增大，两端电压减小，B灯两端的电压减小，B灯变暗，A正确，不符合题意；
B．由电路的输出功率和外电路电阻的关系图
因不知内阻和外阻之间的关系，因此无法判断输出功率的变化，B错误，符合题意；
C．电源的效率为，路端电压减小，电源的效率变小，C正确，不符合题意；
D．通过的电流等于通过光敏电阻的电流与通过B灯的电流之和，根据前面的分析，通过B灯的电流减小，而通过的电流增大，故上电流的变化量大于上电流的变化量，D正确，不符合题意。
故选B。
7．A
【详解】
A．当人将手机靠近耳朵附近接听电话时，改变了位移，并且耳朵可能挡住了光线，所以可能用到的传感器为光传感器和位移传感器，则A正确；
BCD．当人将手机靠近耳朵附近接听电话时，没有磁场的变化，也没有产生特别的压力，所以BCD错误；
故选A。
8．B
【详解】
在t2~t3温度范围内，随温度的变化电阻值变化得较快，即电阻值对温度的变化较为灵敏，B正确。
故选B。
9．D
【详解】
额温枪核心部件的传感器是红外温度传感器。
故选D。
10．B
【详解】
A．干簧管是利用磁极间的相互作用来控制电路的通断，故A错误；
B．机器人“眼睛”利用了光传感器，故B正确；
C．红外测温枪是接受人体向外发射红外线的强弱，从而测量人体温度，故C错误；
D．火灾报警器是利用烟雾对光的反射工作的，故D错误。
故选B。
11．B
【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．A
【详解】
A．穿过闭合电路的磁通量发生变化时，这个闭合电路中就有感应电流产生，选项A正确；
B．只有当闭合电路的部分导体切割磁感线运动时，导体中才会产生感应电流，选项B错误；
C．话筒是一种能够将声音信号转换为电信号的传感器，选项C错误；
D．热敏电阻是由半导体制成的，电阻随温度的升高而减小；从而把温度这个热学量转换为电阻这个电学量；故D错误；
故选A。
13． 减小 减小 左偏
【详解】
[1][2][3]当待测压力减小时，两板间距d变大，根据 可知，电容器的电容将减小，根据Q=CU可知，电容器的电荷量将减小，电容器放电，电流从正极流出电流计，则灵敏电流表的指针向左偏。
14．
【详解】
试题分析：根据闭合电路欧姆定律得：，热敏电阻的阻值随着温度的升高而降低，则热敏电阻未放入水中时电阻最大，热敏电阻放在热水中的电阻最小，所以．
考点：闭合电路的欧姆定律
【名师点睛】
本题主要考查了闭合电路欧姆定律的直接应用，知道热敏电阻的阻值随着温度的升高而降低，难度不大，属于基础题．
15． 数字处理 力
【详解】
[1][2]DIS数字化信息系统主要包括数字处理、处理和显示三个部分；该传感器的名称是力的传感器。
16． A、B端 100 增大
【详解】
（1）[1]当温度较低时，热敏电阻的阻值较大，电路中的电流较小，此时继电器的衔铁脱离电磁铁，A、B部分接入电路，此时是需要加热的，恒温箱内的加热器要工作，所以应把恒温箱内的加热器接在A、B端。
（2）[2]当温度达到100℃时，加热电路要断开，此时继电器的衔铁要被吸合，即控制电路的电流要达到I＝20mA，设继电器线圈的电阻为R0，根据闭合电路欧姆定律可得，
I＝
代入数据解得
R′＝100Ω
（3）[3]由以上分析可知，若使恒温箱内的温度保持在更高的数值，则I＝20mA时R变小，R0不变，故可变电阻R′的值应增大，从而实现目标。
17． 升高 温度 半导体 减小
【详解】
(1)[1][2] 金属的电阻率随温度的升高而增大，利用这一特性，金属丝可以制作温度传感器，称为热电阻。
(2)[3][4]热敏电阻用半导体材料制成，氧化锰制成的热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。
18．见解析
【详解】
（1）传感器：x光敏电阻，y：湿度传感器。
控制器：与门。
执行器；灯。
（2）模块电路设计图，如图所示。
（3）真值表。
输入 输出
A B Z
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
（4）原理：天黑时，光敏电阻阻值大，A点为高电势1；下雨时，湿度传感器导通，B点为高电势1。
注意分压知识在逻辑电路中应用。在该实例中的A输入端，光强大时，光敏电阻小，分压相对较少，大量电压分到可变电阻上，A点电势为低电势0。因此只有在晚上光弱时，A点电势才为高电势1。
19．当光电门传感器A、B之间无挡光物体时，电路断开，当A、B之间有挡光物体时，电路接通，与光电门相连的计算机记录下挡光时间，再测量出挡光物体的宽度，结合运动学公式即可算出物体运动的平均速度，当很小时，计算出的平均速度可认为是瞬时速度。
【详解】
当光电门传感器A、B之间无挡光物体时，电路断开，当A、B之间有挡光物体时，电路接通，与光电门相连的计算机记录下挡光时间，再测量出挡光物体的宽度，结合运动学公式即可算出物体运动的平均速度，当很小时，计算出的平均速度可认为是瞬时速度。
20．（1）()（2）15mA（3）
【详解】
（1）由表格得到：；
（2）根据部分电路欧姆定律得
该电子秤零刻度线应标在电流表刻度盘15mA处；
（3）根据欧姆定律，当I=20mA时，R=225Ω，代入（1）中式子得F=125N，根据力矩平衡
得
21．(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℃。
22．见解析
【详解】
将热敏电阻与多用电表串联，将热敏电阻用薄膜包裹，将其侵入不同温度的水中，将温度及电阻读数依次记录，将表盘的电阻刻度换成相应的温度值即可。
答案第1页，共2页
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