5.3 大显身手的传感器 同步练习（含答案解析） (1)

5.3
大显身手的传感器
同步练习
一、单项选择题
1．光传感器的工作原理是通过光敏电阻把光信号转换成电信号．下列所述与其工作原理相同的是(　　)
A．走廊照明灯的声控开关
B．火灾报警器
C．自动洗衣机中的压力传感装置
D．电饭煲中控制加热和保温的温控器
2．楼道里，夜间只是偶尔有人经过，电灯总是亮着会浪费电能．科研人员利用光敏材料制成“光控开关”，天黑时自动闭合，天亮时自动断开．利用声敏材料制成“声控开关”，当有人走动发出声音时，自动闭合；无人走动时，自动断开．若将这两个开关配合使用，就可以使楼道灯变得“智能化”，这种“智能”电路正确的是下图的(　　)
　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
3．有些洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置采用的传感器是(　　)
A．温度传感器
B．压力传感器
C．生物传感器
D．红外线传感
二、双项选择题
4．下列器件是应用光传感器的是(　　)
A．鼠标器
B．火灾报警器
C．测温仪
D．电子秤
5．下列说法正确的是(　　)
A．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声信号转换为电信号
B．楼道里的灯只有天黑时出现声音才亮，说明它的控制电路中只有声传感器
C．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
D．电子秤所使用的测力装置是温度传感器
6．传感器是一种采集信息的重要器件，图6－2－6是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路，当待测压力F作用于可动膜片电极上时，以下说法中正确的是(　　)
图6－2－6
A．若F向上压膜片电极，电路中有从a到b的电流
B．若F向上压膜片电极，电路中有从b到a的电流
C．若F向上压膜片电极，电路中不会出现电流
D．若电流表有示数，则说明压力F发生变化
三、非选择题
8．现有两个电阻元件，其中一个是由金属材料制成的，它的电阻随温度的升高而增大，而另一个是由某种半导体材料制成的，其电阻随温度的升高而减小．现对其中一个元件R0进行测试，测得通过其中的电流与加在它两端的电压数据如下表所示：
I/A
0.20
0.45
0.80
1.25
1.80
2.81
3.20
U/V
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.50
1.60
(1)根据表中数据，判断元件R0可能是由上述哪类材料制成的，并简要说明理由；
(2)把元件R0接入如图6－2－7所示的电路中，闭合开关后，电流表读数为1.80
A．已知电路中电源的电动势为3
V，内阻不计．此时定值电阻R的电功率为多大？
图6－2－7
9．大多楼道灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没有反应．
(1)控制电路中接入了哪几种传感器？
(2)这几种传感器应通过哪种方式连接，串联还是并联？
10．电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器，它们一般具有加热和保温功能，其工作原理大致相同．图6－2－8甲为某种电热式电器的简化电路图，主要元件有电阻丝R1、R2和自动开关S.
(1)当自动开关S闭合和断开时，用电器分别处于什么状态；
(2)用电器由照明电路供电(U＝220
V)，设加热时用电器的电功率为400
W，保温时用电器的电功率为40
W，则R1和R2分别为多大；
(3)若将图甲中的自动开关S换成理想的晶体二极管D，如图乙所示，其他条件不变，求该用电器工作1
h消耗的电能.
　　
图6－2－8
11．某仪器内部电路如图6－2－9所示，其中M是一个质量较大的金属块，左右两端分别与金属丝制作的弹簧相连，并套在光滑水平细杆上，a、b、c三块金属片的间隙很小(b固定在金属块上)．当金属块处于平衡时两根弹簧均处于原长状态．若将该仪器固定在一辆汽车上，则下列说法正确的是(　　)
图6－2－9
A．当汽车加速前进时，甲灯亮
B．当汽车加速前进时，乙灯亮
C．当汽车刹车时，乙灯亮
D．当汽车刹车时，甲、乙灯均不亮
12．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小．某实验小组在升降机水平地面上利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置．其工作原理图如图6－2－10甲所示，将压敏电阻、定值电阻R、电流显示器、电源E连成电路，在压敏电阻上放置一个绝缘重物.0～t1时间内升降机停在某一楼层处，t1时刻升降机开始运动，从电流显示器中得到电路中电流i随时间t的变化情况如图乙所示．则下列判断正确的是(　　)
图6－2－10
A．t1～t2时间内绝缘重物处于超重状态
B．t1～t2时间内绝缘重物处于失重状态
C．升降机开始可能停在10楼，从t1时刻开始，经向下加速、匀速、减速，最后停在1楼
D．升降机开始可能停在l楼，从t1时刻开始，经向上加速、匀速、减速，最后停在10楼
13．温度报警器的电路如图5－3－11所示，请说明其工作原理．要使题中的热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应怎样调节R1的阻值？并说明原理．
图5－3－11
答案
1．B
2．D　解析：需要满足题意的两个条件，则必须把光控开关和声控开关串联．
3．B　4.AB　5.AC
6．BD　解析：F向上压膜片电极，使电容器的正对距离变小，电容变大，所以容纳电荷的能力更强，这样电源就继续对电容器充电，电表也就有示数了，直到再次充满．
7．BC　解析：如果道路旁的一排排路灯是串联的，则一个要是坏了，其他的也无法工作了．
8．解：(1)该元件R0是由半导体材料制成的．对数据计算分析后发现，随着电流增大，即元件R0的发热功率越大，对应电压与电流的比值越小，即电阻值越小．
(2)由表中数据可知，当电流为1.8
A时，U0＝1.2
V．定值电阻两端的电压UR＝U－U0＝1.8
V，定值电阻消耗的功率P＝URI＝3.24
W.
9．解析：(1)接入了两种传感器：光传感器(通常用的是光敏电阻)；声传感器(通常用的是微型驻极体话筒)．
(2)因为点亮楼道灯需要同时具备两个条件，即足够暗的光照和足够大的声音，所以要使用串联电路．
10．解：(1)S闭合，处于加热状态；S断开，处于保温状态．
(2)由功率公式得P1＝，P2＝，联立以上两式得R1＝121
Ω，R2＝1
089
Ω.
(3)W＝P1＋P2＝0.22
kW·h(或7.92×105
J)．
能力提升
11．B　解析：当汽车加速前进时，金属块由于惯性相对汽车向后运动，从而使金属片b与金属片a接通，乙灯亮；同理，汽车刹车时，金属块向前运动，金属片b与金属片c接通，甲灯亮．故选项B正确．
12．C
13．解析：常温下，调整R1的阻值使斯密特触发器的输入端A处于低电平，则输出端Y处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻RT阻值减小，斯密特触发器的输入端A电势升高，当达到某一值(高电平)，其输出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声，R1的阻值不同，则报警温度不同．要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应减小R1的阻值，R1阻值越小，要使斯密特触发器的输入端A达到高电平，则热敏电阻阻值要求越小，即温度越高．