5.1揭开传感器的“面纱”同步练习（含答案解析） (2)

5.1揭开传感器的“面纱”同步练习
一、选择题
1．关于物理传感器、化学传感器和生物传感器的下列说法中，正确的是(　　)
A．物理传感器利用材料的某种物理性质工作，因而只能用于机械加工行业不能用于化工领域
B．化学传感器是利用某种化学反应来工作的，因而只能输出某种化学物质而不能输出电学量
C．生物传感器的适用范围广，可在任意温度条件下工作
D．生物传感器由于含有生命物质，因而对使用传感器的环境条件有一定要求
解析：选D.不论哪种传感器都可以将非电学量转换成电学量输出，故B错．物理传感器在化工领域也可以使用，如温度传感器等，故A错．生物传感器能够使用的前提是感受器中的生命物质保持生物活性，故C错D对．
2．关于传感器的下列说法正确的是(　　)
A．所有传感器都是由半导体材料做成的
B．金属材料也可以制成传感器
C．传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的
D．以上说法都不正确
解析：选B.半导体材料可以制成传感器，其他材料也可以制成传感器，所以A错，B正确；传感器不但能感知电压的变化，还能感受力、温度、光、声、化学成分等非电学量，所以C错．
3．传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用的传感器是(　　)
A．生物传感器　B．红外传感器
C．温度传感器
D．压力传感器
解析：选C.空调机是根据温度调节工作状态的，所以其内部使用了温度传感器，故选项C正确．
4．如图5－1－14所示是电阻R随温度T变化的图象，下列说法中正确的是(　　)
图5－1－14
A．图线1是热敏电阻的图象，它是用金属材料制成的
B．图线2是热敏电阻的图象，它可以用半导体材料制成的
C．图线1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高
D．图线2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度低
解析：选B.图线1是金属热电阻的图象，金属热电阻的化学稳定性好，测量范围大，但是灵敏度较低，故选项A、C错误．图线2是热敏电阻的图象，热敏电阻可以用半导体材料制成，热敏电阻的化学稳定性差，测量范围小，但灵敏度高，故选项B正确，D错误．
5．如图5－1－15所示，R3是光敏电阻，当开关S闭合后在没有光照射时，a、b两点等电势，当用光照射电阻R3时，则(　　)
图5－1－15
A．R3的电阻变小，a点电势高于b点电势
B．R3的电阻变小，a点电势低于b点电势
C．R3的电阻变大，a点电势高于b点电势
D．R3的电阻变大，a点电势低于b点电势
解析：选A.当光照射R3时，R3阻值变小，R4分压变大，则a点电势将会升高，所以a点电势高于b点电势．
图5－1－16
6．如图5－1－16所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，RP为光敏电阻，LED为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且RP与LED间距离不变，下列说法正确的是(　　)
A．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大
B．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小
C．当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率可能不变
D．无论怎样移动触头P，L消耗的功率都不变
解析：选A.触头P左移，使滑动变阻器连入电路电阻减小，流过二极管的电流增大，从而发光增强，使光敏电阻RP减小，最终达到增大流过灯泡的电流的效果．
7.
如图5－1－17所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图．现把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是(设水对电阻阻值的影响不计)(　　)
图5－1－17
A．如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显
B．如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显
C．如果R为热敏电阻(用半导体材料制成)，读数变化非常明显
D．如果R为热敏电阻(用半导体材料制成)，读数变化不明显
解析：选C.金属热电阻的阻值随温度的升高而增大，但灵敏度较差．而热敏电阻(用半导体材料制成)灵敏度高，所以选C.
8．如图5－1－18所示为测定压力的电容式传感器，将平行板电容器、灵敏电流表(零刻度在中间)和电源串联成闭合回路．当压力F作用于可动电极的膜片上时，膜片产生形变，引起电容的变化，导致灵敏电流表指针偏转，在对膜片开始施加压力从图中的虚线推到图中实线位置并保持固定的过程中，灵敏电流表指针的偏转情况为(电流从灵敏电流表的正接线柱流入时指针向右偏)(　　)
图5－1－18
A．向右偏到某一刻度后回到零刻度
B．向左偏到某一刻度后回到零刻度
C．向右偏到某一刻度后不动
D．向左偏到某一刻度后不动
解析：选A.当电容传感器受到压力时，两极板间距离减小，电容器的电容增大，此时出现充电电流，电流从灵敏电流表的正接线柱流入，指针向右偏；当膜片固定后，电容不变，既不充电也不放电，灵敏电流表的指针又回到零刻度，故A项正确．
二、非选择题
1.除温度外，还有哪些因素会影响半导体的性能？
答案：除温度外，光照和半导体内的杂质都能使它的导电性能变强.
2.通过什么途径可以利用半导体对温度和光照的敏感性进行自动控制？
答案：有的半导体在温度升高时，电阻减小得非常迅速，利用这种材料可以制成体积很小的热敏电阻，它能将温度变化转化为电信号，测量这种电信号，就可以知道温度变化的情况.这种测量方法反应快、精度高.有的半导体，在光照下电阻大大减小，利用这种半导体材料，可以做成体积很小的光敏电阻.光敏电阻可以起到开关的作用，在需要时对光照有灵敏反应的自动控制设备中有广泛应用.
3.一般光敏电阻的阻值随入射光强度的增加而__________.由于它对光照较敏感所以可以作__________传感器.
答案：减小
光
4.如图所示，将多用电表的选择开关置于“欧姆”挡，再把电表的两只表笔与负温系数的热敏电阻Rt的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的中间，若往Rt上擦一些酒精，表针将向____________（填“左”或“右”）转动；若用吹风机向Rt吹热风，表针将向____________（填“左”或“右”）转动.
解析：热敏电阻是半导体材料做成的.温度升高时，其电阻减小，与金属热电阻特性相反，所以称为负温度系数.第一次擦上酒精，随着酒精的蒸发温度降低，其电阻增大，欧姆表指针向左偏；第二次是吹热风，温度升高，电阻减小，欧姆表指针向右偏.
答案：左
右
5.为了解决楼道照明，还能起到节电作用，又方便又实用，在楼道内安装一个传感器与电灯控制电路相接，当楼道内有人走动而发出声音时，电灯即被连通电源而发光，这种传感器为___________传感器，它输入的是___________信号，经过传感器转换后，输出的是___________信号.这种传感器又与光传感器相连.光传感器在这里起什么作用______________________.
答案：声音
声音
电
有光时，有声音输入，电路不被接通，无光时，声音传感器才起作用
6电话的话筒可以把声音变化转换为电流变化.炭精话筒的结构如图所示，炭精盘和振动膜之间充满了接触不紧密的炭粒.声音使振动膜振动，改变炭粒接触的紧密程度，使炭粒的电阻发生变化，从而改变电路电流的大小.如果炭粒的电阻能在45—55
Ω的范围内变化，当加在它两端的电压为3
V时，求电路中电流变化的范围.
解析：根据欧姆定律I=，将数据代入计算得：
I1=A=0.067
A，I2=A=0.055
A.
答案：0.055—0.067
A
7.如图所示，甲、乙是两类热敏电阻的Rt特征图线，如果想用热敏电阻作传感器，并与继电器相连，构成一个简单的自动报警线路，当温度过高时，由继电器接通电路报警.采用图_____________类热敏电阻较好.
解析：因为甲种电阻有一段突变，当温度升高时，电阻值突然减小到很小，使电路中的电流变化较大，起到较好的效果.
答案：甲
8.如图所示是继电器的原理图，A为常闭触点，B为常开触点，当在接线柱2、3间通入一定的电流时，电磁铁便使衔铁P脱离A而与B接触，从而达到控制电路的目的，接线柱__________与有电源的热敏电阻串联，接线柱__________与外电路串联，即可在温度过高时切断外电路，实现对外电路的自动控制.若要求切断此电路的同时接通另一个外电路，则需要接通的电路应连在__________两个接线柱上.
答案：2、3
1、5
1、4
9.全自动洗衣机中，排水电磁阀是由程序控制器控制其动作的.当洗衣机进行排水和脱水程序时，电磁铁的线圈通电，使电磁铁的铁芯2动作，牵引排水阀的活塞打开，排除污水.牵引电磁铁的结构如图所示.
当程序控制器的控制电流通过线圈时，线圈和铁芯1产生一个强的磁场，使铁芯2磁化，由于磁体相互作用，将铁芯2吸入线圈，此时铁芯2将拉动阀门使阀门打开排水.同样，控制器不输出控制电流时，电磁铁将失去磁性，弹簧（图中未画）将铁芯
2拉回原位，从而关闭阀门.想一想：
（1）某时刻输入控制电流时，a为正，b为负，则铁芯2中A端和B端分别为什么磁极？
（2）a、b处输入的是正、负交变电流，铁芯2是否仍然吸入线圈？与恒定电流相比会有什么不同？
答案：（1）利用安培定则判断，A端为S极，B端为N极.
（2）仍能吸入线圈，因为铁芯仍能被磁化，且磁化后的磁性总是与线圈要发生相吸的作用.但与恒定电流产生的磁场相比，交变磁场强弱有变化，当磁性减弱的时刻弹簧会将铁芯2拉离线圈，因而会有振动而产生噪声.
14.家中煮水时，在煮沸之后常常会忘记关掉火源，造成浪费和危险，希望有一个水煮沸后的提醒装置.给你提供日光灯用启动器一只，门铃一个，导线若干.现建议你制作一个沸水报警器.
解析：做法，A是一个日光灯的启动器，小心地将其氖泡敲破取出其双金属片和电极就能作为一个自动温控开关.经适当调整将它置于水壶口，当沸腾的水蒸气喷出时，使双金属片膨胀，与电极接触（等于使开关合上）.B是一个电门铃，将插头P插在电源上，c、d两引出端短接时，门铃便会发出声音（有的门铃用干电池，便没有插头P），利用这些器材可以组装成一个报警器.