3.1传感器
达标作业(解析版)
1.下列说法中不正确的是( )
A.传感器担负着信息采集的任务,是力、温度、光、声、化学成分转化为电信号的主要工具
B.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
C.干簧管是一种磁敏感元件
D.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,这种传感器的作用是控制电路的通断
2.关于传感器工作的一般流程,下列说法中正确的是
A.非电信息→敏感元件→处理电路→电信息
B.电信息→处理电路→敏感元件→非电信息
C.非电信息→敏感元件→电信息→处理电路
D.非电信息→处理电路→敏感元件→电信息
3.传感器的应用改变了我们的生活,没有传感器,就不可能有现代化的自动控制技术,下列有关传感器的判断正确的是( )
A.传感器是将电学量(如电压、电流等)转化成非电学量(如压力温度、位移等)的装置
B.热敏电阻的电压随温度变化而变化
C.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的
D.光敏电阻在有光照射时,电阻会变小
4.如图所示是一火警报警器的一部分电路示意图,其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器(温度越高其阻值越小),电流表为值班室的显示器,a、b之间接报警器。当传感器R2所在处出现火情时,显示器的电流I2、报警器两端的电压U的变化情况是()
A.I2变大,U变大 B.I2变小,U变小
C.I2变小.U变大 D.I2变大,U变小
5.如图所示,截面积为矩形的金属导体,放在磁场中,当导体中通有电流时,导体上下表面的电势UM和UN的关系是( )
A.UM>UN B.UM=UN C.UM<UN D.无法判断
6.商场里常用电子秤,电子秤中使用的是( )
A.温度传感器 B.压力传感器 C.超声波传感器 D.红外线传感器
7.如图所示为小型电磁继电器的构造示意图,其中L为含铁芯的线圈,P为可绕O点转动的铁片,K为弹簧,S为一对触头,A、B、C、D为四个接线柱,断电器与传感器配合,可完成自动控制的要求,对其工作方式有下列判断:
①A、B间接控制电路,C、D间接被控电路
②A、B间接被控电路,C、D间接控制电路
③流过L的电流减小时,C、D间电路断开
④流过L的电流增大时, C、D间电路断开
以下组合的两项都正确的是
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
8.交通警察用来检测驾驶员酒精含量的检测器使用的传感器是( )
A.温度传感器 B.压力传感器
C.湿度传感器 D.气体传感器
9.据统计交通事故逐年增加,造成交通事故的一个主要原因就是酒后驾驶,“严查酒驾”成为全国交通部门的一项重要任务.酒精测试仪是用于现场检测机动车驾驶人员是否酗酒的一种仪器,它的主要元件是由二氧化锡半导体制成的酒精气体传感器,该传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化.在如图所示的电路中,不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻,这样,显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系.如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻r′的倒数与酒精气体的浓度c成正比,则以下说法正确的是( )
A.U越大,表示c越小
B.U越大,表示c越大
C.检测到驾驶员喝了酒时,U的示数变小
D.U越大,表示检测到驾驶员喝酒越多
10.[河南南阳一中2018月考](多选)电熨斗已经走进千家万户,特别是服装店更离不开它,现在的电熨斗具有自动控制温度功能,可以通过双金属片来控制电路的通断.如图为电熨斗的结构示意图,下列关于电熨斗控制电路的说法正确的是( )
A.常温下,电熨斗的上、下触点应该是分离的
B.图中双金属片上层金属片的膨胀系数大于下层金属片的膨胀系数
C.熨烫棉麻衣物时,应旋转调温旋钮,使升降螺钉上升
D.熨烫丝绸衣物时,应旋转调温旋钮,使升降螺钉上升
11.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、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 0~3A,电源电动势为 E=15V,内阻为 r=1Ω,电阻R随踏板变化的函数为R=29-0.02F (F和R的单位分别是 N 和Ω)。
(1)求该秤零刻度线 ( 即踏板空载时的刻度线)对应的流强度大小;
(2)求该秤能测量的最大体重;
(3)该秤的刻度(体重刻度)是否均匀?
12.角速度计可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度,其结构如图所示,当系统绕OO′轴转动时,元件A发生位移并输出电压信号,成为飞机、卫星等的制导系统的信息源,已知A的质量为m,弹簧劲度系数为k、自然长度为l,电源电动势为E、内阻不计,滑动变阻器总长度为l,电阻分布均匀,系统静止时P在a点,当系统以角速度ω转动时,推导输出电压U和ω的函数关系式.
13.如图所示为电容式位移传感器的示意图,物体沿左右方向运动时,电容将发生变化。如果实验测量出电容器的电容变大,那么被测物体向______运动(填写“左”或“右”);如果把图中的电介质板换成介电常数更大的材料,当物体沿左右方向运动时,传感器的灵敏度___________。(填写“变大” “不变”或“变小”,灵敏度定义为电容器电容变化量的大小与物体位置坐标化量大小之比。)
14.图是一种自动控制水温的装置,加热电路的两个端点P、Q应棒在触头间a、b之间还是c、d之间 __________.热敏电阻两端M、N应接在哪两个触头之间_______.
参考答案
1.B
【解析】
【分析】
传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成.然后结合各种传感器的特点与用途解答即可。
【详解】
传感器担负着信息采集的任务,是力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的主要工具。故A说法正确;干簧管是一种磁敏感元件,能够将此信号转化为电信号,故C说法正确;话筒是一种常用的声传感器,其作用是将声音信号转换为电信号,故B说法错误;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D说法正确。所以选B。
【点睛】
传感器能满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求,它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
2.A
【解析】
【详解】
传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的,工作处理的一般流程是:先由非电学量,比如:光信号、压力信号等,通过敏感元件后,由电路处理,变为电信号,从而得以工作,A正确BCD错误。
3.D
【解析】
【详解】
A. 传感器是把非电学物理量(如位移、速度、压力角度等转换成电学物理量(如电压、电流、电量等)的一种元件,故A不符合题意;
B. 热敏电阻的电阻随温度变化而变化将热量转化为电流这个电学量故B不符合题意;
C. 干簧管是将一对磁性材料制成的弹性舌簧片密封于玻璃管中,舌簧端面互叠,但留有空隙,当干簧管处在磁场中,舌簧由于磁化而吸引,利用磁化及磁极间的相互作用,故C不符合题意。
D. 光敏电阻在有光照射时,电阻会变小故D符合题意。
4.D
【解析】
【详解】
AB. 当传感器R2所在处出现火情时,热敏电阻R2的阻值减小,则外电路总电阻减小,由闭合电路欧姆定律可知,电路中总电流将增大,由U=E-Ir可知,路端电压减小,则图中报警器两端的电压U将减小,因总电流I总增大,则R1两端的电压增大。并联部分的电压减小,则可知流过R3的电流IR3减小流过R2的电流IR2=I总-IR3变大。故AB不符合题意。
CD. 当传感器R2所在处出现火情时,热敏电阻R2的阻值减小,则外电路总电阻减小,由闭合电路欧姆定律可知,电路中总电流将增大,由U=E-Ir可知,路端电压减小,则图中报警器两端的电压U将减小,因总电流I总增大,则R1两端的电压增大。并联部分的电压减小,则可知流过R3的电流IR3减小流过R2的电流IR2=I总-IR3变大。故C不符合题意,D符合题意。
5.A
【解析】
【详解】
电流向右,电子向左运动,根据左手定则可得到,电子受到的洛伦兹力的方向是向下的,所以N板上聚集了电子,M板就出现正电荷,所以M点的电势高于N点的电势,故A正确,BCD错误.故选A.
6.B
【解析】
【详解】
根据电子秤的工作原理,可知当电子秤受到压力的作用时,会显示相应的大小,故使用的是压力传感器,故B正确,ACD错误。故选B。
7.A
【解析】
试题分析:当较小的电流经过接线柱AB流入线圈时,电磁铁把衔铁吸下,使CD两个接线柱所连的触点接通,较大的电流就可以通过CD带动机器工作了.故①正确,②错误;流过L的电流减小时,线圈L产生的磁场减弱,对衔铁P的吸引力减弱,使CD两个接线柱所连的触点断开,故③正确④错误,故A正确;
考点:考查了电磁继电器工作原理
【名师点睛】电磁继电器就是一个自动控制电路通断的开关,根据电磁继电器的工作原理来分析解答.
8.D
【解析】
【详解】
交通警察用来检测驾驶员酒精含量的检测器使用的是酒精气体传感器.
A. 温度传感器,与结论不相符,选项A错误;
B. 压力传感器,与结论不相符,选项B错误;
C. 湿度传感器,与结论不相符,选项C错误;
D. 气体传感器,与结论相符,选项D正确;
9.BD
【解析】
【详解】
AB.图中酒精传感器与R、R0串联,电压表测R0两端的电压,U越大,说明电路中电流越大,酒精传感器的电阻减小,由题:酒精气体传感器电阻r′的倒数与酒精气体的浓度c成正比,可知,c越大,故A错误,B正确;
C.检测到驾驶员喝了酒时,c增大,r′减小,电路中总电阻减小,电路中电流增大,则U的示数增大,故C错误;
D.由上分析可知,U越大,c越大,表示检测到驾驶员喝酒越多,故D正确.
故选:BD
10.BD
【解析】
常温下,上下触点接触;温度过高时,双金属片发生弯曲使上下触点分开,起到调温作用,故A错误;当温度升高时,金属片向膨胀系数小的发生弯曲,触点断开,故双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属片,故B正确;熨烫棉麻衣物时,需要较高温度熨烫,要调节调温旋钮,使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移,当温度升到较高,金属片发生弯曲较厉害触点才断开,故C错误;由上分析知,熨烫丝绸衣物时,应旋转调温旋钮,使升降螺钉上升,故D正确;故选BD。
11.(1)0.5A;(2)1250N;(3)刻度不均匀
【解析】
【分析】
由零刻度线(即踏板空载时的刻度线)对应的压力F=0,根据闭合电路欧姆定律可求得对应电流和最大体重,由电流与F的关系可判断刻度是否均匀。
【详解】
(1)由题意,零刻度线(即踏板空载时的刻度线)对应的压力F=0,由电阻R随踏板变化的函数关系R=29-0.02F,此时R=29Ω,由闭合电路欧姆定律I=,代入E=15V,内阻为r=1Ω得:该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)对应的流强度大小I=0.5A
(2)由题意可知, F越大,R越小,由闭合电路欧姆定律知电流强度I越大,所以当电流表达到满量程I=3A时F最大。
根据I=,把R=29-0.02F,E=15V,r=1Ω,I=3A代入得:
该秤能测量的最大体重F=1250N
(3)由I=知,电流I与F不成正比,刻度不均匀。
12.
【解析】
【详解】
设系统在水平面内以角速度转动时,弹簧伸长的长度为x,则对元件A,根据牛顿第二定律得①,又输出电压②,由①②得.
13. 左 变大
【解析】根据电容的决定式,若电容器的电容变大,一定是插入的电介质多了,所以被测物体向左移动.如果把图中的电介质板换成介电常数更大的材料,当物体沿左右方向运动时,移动相同距离时,电容器的变化量变大,即传感器的灵敏度变大.
点睛:此题关键是判断电容减小是由于什么因素引起的;关于电容的动态分析问题,电容的决定式和定义式的联合应用通常是解决此类题目的常用方法.
14.a,b之间; e,f之间;
【解析】
【详解】
P、Q应该分别接在触头a、b 之间,同时,M、N 应该分别读在触头e、f之间,其工作原理是:加热装置开始加热,当水温升髙时,热敏电阻的阻值减小,电磁铁中的电流增大,吸引力增大,衔铁被吸下,a、b 之间断开,使加热装置停止加热;当水温降低到一定程度时,热敏电阻的阻值增大,电磁铁中的电流减小,吸引力减小,衔铁被弹簧拉上去,a、b 之间连接,加热装置开始加热,从而实现对水温的控制.
【点睛】
理解热敏电阻的特性,并利用电路结构判断电流及电压的变化。