第三章 第三节
1．下列关于传感器的说法中正确的是( )
A．霍尔元件能够把电学量转换为磁学量
B．干簧管是一种能够感知电场的传感器
C．电子秤应用的是光传感器
D．电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制
【答案】D
【解析】霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量，A错误；干簧管是一种能够感知磁场的传感器，能起到开关作用，B错误；电子秤应用的是力传感器，C错误；D正确．
2．(2019·聊城期末)现代生活中，人们越来越离不开手机，为通信而创造的智能手机，越来越智能化，手机上装有多种传感器．当人们接通电话，将手机放在耳边时，原本亮着的屏幕会熄灭，这是由于屏幕上方安装了( )
A．温度传感器 B．加速度传感器
C．压力传感器 D．距离传感器
【答案】D
【解析】当人们接通电话，将手机放在耳边时，距离传感器发出的超声波遇到物体后反射回传感器，传感器收到信号后自动计算出物体与传感器的距离，当小于系统设置的临界点时，原本亮着的屏幕会熄灭，D正确，A、B、C错误．
3．(2019·成都名校月考)利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况，如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光传感器B能接收到发光元件A发出的光，每当工件挡住A发出的光时，光传感器就输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙所示．若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为0.2 m，则下述说法正确的是( )
甲 乙
A．传送带运动的速度是0.1 m/s
B．传送带运动的速度是0.2 m/s
C．该传送带每小时输送1 800个工件
D．该传送带每小时输送7 200个工件
【答案】B
【解析】根据题意结合图象知，相邻工件的时间为t0＝1 s，相邻位移为0.2 m，由v＝＝ m/s＝0.2 m/s，故A错误，B正确；传送带每小时输送工件个数n＝＝＝3 600(个)，故C、D错误．
4．(多选)压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小．一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如图甲所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体m，升降机静止时电流表示数为I0.某过程中电流表的示数如图乙所示，则在此过程中( )
甲 乙
A．物体处于失重状态
B．物体处于超重状态
C．升降机一定向上做匀加速运动
D．升降机可能向下做匀减速运动
【答案】BD
【解析】由乙图知电流强度变为原来的二倍，而加在压敏电阻两端的电压不变，说明压敏电阻的阻值减小，即物体对压敏电阻的压力增大，物体所受支持力大于重力，升降机匀加速上升或匀减速下降，处于超重状态，故选BD．
5．如图为烟雾散射式火灾报警器，它主要由带孔的外罩，发光二极管LED、光电三极管及不透明的挡板组成，请简述它的工作原理．
【答案】见解析
【解析】报警器工作时发光二极管处于发光状态，由于挡板遮挡，平时光电三极管收不到LED发出的光，呈现高电阻状态，烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到三极管上，其电阻变小，与传感器连接的电路检测出这种变化，就会报警．
第三章 第三节
基础达标
一、选择题(在每小题给出的四个选项中，第1～4题只有一项符合题目要求，第5～6题有多项符合题目要求)
1．与人的行为相比，传感器相当于人类的( )
A．大脑 B．肌体
C．五官 D．以上都可能
【答案】C
2．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的．如图甲所示，电源的电动势E＝9.0 V，内阻不计；G为灵敏电流表，内阻RG保持不变；R为热敏电阻，其电阻阻值与温度的变化关系如图乙所示．闭合开关S，当温度等于20 ℃时，电流表示数I1＝2 mA；当电流表的示数I2＝3.6 mA时，热敏电阻的温度是( )
甲 乙
A．60 ℃ B．80 ℃
C．100 ℃ D．120 ℃
【答案】D
3．随着生活质量的提高，自动干手机已经进入家庭，洗手后，将湿手靠近自动干手机，机内的传感器便驱动电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近自动干手机能使传感器工作，是因为( )
A．改变了湿度 B．改变了温度
C．改变了磁场 D．改变了电容
【答案】D
4．如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．平时光电三极管接收不到LED发出的光呈现高电阻状态．发生火灾时，下列说法正确的是( )
A．进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报
B．发生火灾时，光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报
C．发生火灾时，进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报
D．以上说法均不正确
【答案】C
【解析】光电三极管电阻只对光敏感．在有灾情时，烟雾进入罩内，对LED发出的光进行散射，使得光线到达光电三极管，阻值变低，发出警告．
5．关于电饭锅的说法正确的是( )
A．电饭锅中的温度传感器其主要元件是氧化铁
B．铁氧体在常温下具有铁磁性，温度很高时失去铁磁性
C．用电饭锅烧水，水开时能自动断电
D．用电饭锅煮饭时，若温控开关自动断电后，它不能自动复位
【答案】BD
6．如图是电饭锅的结构图，如果感温磁体的“居里温度”为103 ℃时，下列说法中正确的是( )
A．常温下感温磁体的磁性较弱
B．当温度超过103 ℃时，感温磁体的磁性较强
C．饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会超过103 ℃，这时开关按钮会跳起
D．常压下只要锅内有水，锅内的温度就不可能达到103 ℃，开关按钮就不会自动跳起
【答案】CD
二、非选择题
7．如图甲所示，为在温度为10 ℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R1＝20 kΩ，R2＝10 kΩ，R3＝40 kΩ，RT为热敏电阻(负温度系数)，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示．当a、b端电压Uab＜0时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当Uab＞0时，电压鉴别器会令开关S断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在________℃．
甲
乙
【答案】30 ℃
【解析】本题考查了自动恒温箱的原理，抓住Uab＝0的临界状态进行研究．设电路路端电压为U，当Uab＝0时，有R1＝R3，解得RT＝20 kΩ．
由题图可知，当RT＝20 kΩ时，t＝30 ℃．
8．如图所示是一种自动控制水温的装置，加热电路的两端P、Q应接在触头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？
【解析】P、Q应该分别接到触头a、b之间，同时，M、N应该分别接e、f.其工作原理是：当水温升高时，热敏电阻阻值减小，电磁铁中电流增大，吸引力增大，使衔铁被吸下，a、b断开，使加热装置停止加热，当水温降低时，热敏电阻阻值增大，衔铁弹回接通PQ，使加热装置重新开始加热．
能力提升
9．(多选)在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是PTC元件，PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率ρ随温度t的变化关系如图所示，由于这种特性，PTC元件具有发热、保温双重功能．对此，以下判断正确的是( )
A．通电后，其电功率先增大后减小
B．通电后，其电功率先减小后增大
C．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1不变
D．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1和t2之间的某一值不变
【答案】AD
【解析】显然PTC元件阻值随温度先变小后变大，达到极值，所以功率与温度变化相反，先变大后变小，A对，B错；当温度达到t1～t2区间时，散热和发热平衡，保持某一温度不变，C错，D对．
10．(多选)如图所示是家用电冰箱的压缩启动装置的电路，其中的运行绕组是电冰箱在工作时电动机定子，由于家用交流电是单相的，启动时必须依靠启动绕组的帮助才能产生旋转磁场，在启动绕组的支路中串联有一个PTC元件，这是一种以酞酸钡为主要材料的热敏电阻器，电流流过PTC元件，元件发热，它的电阻率随温度先减小后增大发生显著变化，当电动机转动正常以后，PTC元件温度较高．电阻很大，启动绕组电流很小，以下判断正确的是( )
A．电冰箱的电动机启动时比正常工作时耗电少
B．电冰箱的电动机正常工作时比启动时耗电少
C．电冰箱启动后，启动绕组功率不变，运行绕组功率是变化的
D．电冰箱启动后，启动绕组功率是变化的，运行绕组功率不变
【答案】BD
11．(多选)电容式话筒的保真度比动圈式话筒好，其工作原理如图所示．Q是绝缘支架，薄金属膜M和固定电极N形成一个电容器，被直流电流充电．当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流．当膜片向右运动的过程中，有( )
A．电容变大 B．电容变小
C．导线AB中有向左的电流 D．导线AB中有向右的电流
【答案】AC
12．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ABO、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(其实质是电流表)．其中AO∶BO＝5∶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/Ω
300
270
240
210
180
150
120
…
设踏板和杠杆组件的质量可忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.68 V，则：
(1)该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表刻度盘多少毫安处？
(2)利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式．
(3)如果某人站在踏板上，电流表刻度盘示数为20 mA，则此时压力传感器上所受压力为多大？
【答案】(1)15.6 mA (2)R＝300－0.6F (3)110 N
【解析】(1)依题意可知，电子秤空载时压力传感器受到的压力为0，由表可知：此时压力传感器的电阻R1＝300 Ω，
电路中的电流为I1＝＝ A＝15.6 mA，
所以该秤零刻度线应标在电流表刻度盘的15.6 mA处．
(2)由表中数据可归纳得出：R＝300－0.6F．
(3)当电流表刻度盘示数为I2＝20 mA时，
压力传感器的电阻R2＝＝ Ω＝234 Ω，
再由R＝300－0.6F，求得F2＝110 N
