3.1传感器
课时作业（含解析)
1．唱卡拉OK用的动圈式话筒，它的工作原理是在弹性膜片后面黏接一个轻小的闭合金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动是，就将声音信号转变为电信号．下列说法正确的是（
）
A．该话筒是根据电流的磁效应工作的
B．该话筒是根据电磁感应原理工作的
C．膜片振动时，穿过线圈的磁通量不变
D．膜片振动时，金属线圈中产生感应电流
2．（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，被直流电源充电．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
3．下列关于传感器说法中正确的是（ ）
A．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
B．电子秤所使用的测力装置是力传感器，它是把力信号转化为电压信号
C．电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片，这种双金属片的作用是控制电路的通断
D．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
4．下列说法不正确的是(
?
)
A．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生
B．在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变,内能也保持不变
C．电熨斗中的双金属片是温度传感器
D．霍尔元件是能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压的传感元件
5．许多牛奶制品中被检测出化学原料三聚氰胺．在多种检测三聚氰胺的方法中有一种“酶标法检测”，这种检测方法使用的传感器，应为传感器中的哪一类( )
A．物理传感器
B．化学传感器
C．生物传感器
D．温度传感器
6．如图甲所示为某装置中的传感器工作原理图，已知电源的电动势E=9.0V，内阻不计；G为灵敏电流表，其内阻Rg保持不变；R为热敏电阻，其阻值随温度的变化关系如图乙所示，闭合开关S，当R的温度等于20℃时，电流表示数I1=2mA；当电流表的示数I2=3.6mA时，热敏电阻的温度是(
)
A．60℃
B．80℃
C．100℃
D．120℃
7．小萌同学家楼道灯的控制电路中接入了光传感器。在天黑时，灯就亮；在天亮时，灯就熄灭。这样天黑时，不管是否有人经过楼道，灯都是亮着的，白白浪费了宝贵的电能。学了门电路和传感器后，小萌同学就试着改进楼道灯，以节约能源。她设想在楼道灯控制电路中接入另一个传感器，在天黑时，出现声音灯才开启，这样便可节约大量电能。你认为小萌应接入的传感器和两个传感器间采用的门电路分别是(
)
A．温度传感器与门
B．声传感器与门
C．声传感器或门
D．力传感器或门
8．在下列有关一些电阻应用的说法中，错误的是( )
A．热敏电阻可应用于温度测控装置中
B．光敏电阻是一种光电传感器a
C．电阻丝可应用于电热设备中
D．电阻在电路中主要起通过直流、阻碍交流的作用
9．关于传感器，下列说法正确的是（ ）
A．传感器能将电学量按一定规律转换成非电学量
B．干簧管是能够感知电场的传感器
C．半导体热敏电阻的阻值一定随温度的升高而减小
D．金属热电阻一般选用线性好，温度系数较大的材料制成
10．关于传感器及其作用，下列说法正确的是( )
A．传感器一定是把非电学量转换为电学量
B．传感器一定是把非电学量转换为电路的通断
C．传感器把非电学量转换为电学量是为了方便地进行测量、传输、处理和控制
D．电磁感应是把磁学的量转换为电学的量，所以电磁感应也是传感器
11．夜晚，楼梯上漆黑一片，但随着我们的脚步声响，楼梯灯亮了；我们登上一层楼，灯光照亮一层楼，而身后的灯则依次熄灭，这种楼梯灯好像能“听到”我们的到来，能“看见”我们的离去，之所以能如此，是因为电路中安装了光声控延时开关，探究这种开关有什么转换器件．
12．你用过触摸屏吗?触摸屏由于坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等诸多优点得到大众的认同,在手机、电脑等消费电子产品中日益普及.目前技术比较成熟的触摸屏分为电阻式、电容式、红外式和声波控制触摸屏等,如图所示,电容式触摸屏的基本原理是什么呢?
13．要完成以下工作，你认为要用什么传感器？
(1)电子秤称量物体的重力；
(2)恒温孵化器要保持禽蛋的温度在一定范围内；
(3)楼道自动开关的功能是：晚上有人经过楼道，开关自动接通；白天不管是否有人经过楼道，开关都是断开的．
参考答案
1．BD
【解析】
当声波使膜片前后振动时，线圈切割磁感线产生感应电流，将声音信号变化电信号，是根据电磁感应原理工作的，A错误B正确；膜片随着声波而周期性振动，穿过金属线圈的磁通量是周期性变化的，C错误；膜片振动时，金属线圈切割磁感线，会产生感应电动势，但其大小会变化的，D错误．
2．AC
【解析】
由电容公式可知当膜片向右运动的过程中，d减小，电容C增大，A对；B错；电容器开始充电，充电电流向左经过导线AB，C对；D错；
3．BCD
【解析】
话筒是一种常用的声波传感器，其作用是声信号转换为电信号．故A错误；电子秤所使用的测力装置是力传感器，利用通过应力片的电流一定，压力越大，电阻越大，应力片两端的电压差越大，将力信号变成电信号．故B正确．电熨斗是利用双金属片温度传感器，控制电路的通断．故C正确．光敏电阻是由半导体材料制成的，其电阻随光照强度的增大而减小，故它能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量，选项D正确；故选BCD.
4．B
【解析】
扩散现象是由物质分子无规则热运动产生的分子迁移现象，可以在固体、液体、气体中产生，故A正确；在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能增加，选项B错误；电熨斗中的双金属片是温度传感器，选项C正确；霍尔元件是能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压的传感元件，选项D正确；此题选择不正确的选项，故选B.
5．C
【解析】
检测三聚氰胺的方法为酶标法，所以其原理应该是利用了生物酶，故应为生物传感器；
A．物理传感器，与结论不相符，选项A错误；
B．化学传感器，与结论不相符，选项B错误；
C．生物传感器，与结论相符，选项C正确；
D．温度传感器，与结论不相符，选项D错误；
故选C.
6．D
【解析】
当R的温度等于20℃时，结合图像知电阻R1=4kΩ，此时电流表示数I1=2mA，由闭合电路欧姆定律知
解得：；当电流表的示数I2=3.6mA时，由闭合电路欧姆定律知
解得，结合图像知此时温度对于的是。
故选D。
7．B
【解析】
了解延时开关的使用原理，利用了光传感器、声音传感器，天黑、声音同时出现它就开启，灯亮．根据题意，灯亮这件事要想发生，必须同时满足，天黑，出现声音的条件，该逻辑关系属于与逻辑关系，对应的门电路为与门电路．
【详解】
根据题意，天黑时，出现声音它就开启；而白天，即使有声音它也没有反应，故电路中有光传感器，即使天黑，没声音灯也不亮，故用到了声音传感器。即控制电路中接入了光传感器、声音传感器。根据题意，灯亮必须同时具备天黑，出现声音的条件，可得该逻辑关系属于与逻辑关系，对应的门电路为与门电路，故设计的门电路为与门电路。故选B。
8．D
【解析】
根据热敏电阻、光敏电阻的特性分析各传感器，电阻通过电流时能发热，电阻对任何电流都有阻碍作用．
【详解】
A、热敏电阻的原理是通过已知某电阻的电阻值与温度的函数关系，测得该热敏电阻的值即可获取温度，从而应用于温度测控装置中，A说法正确；
B、光敏电阻是将光信号与电信号进行转换的传感器，B说法正确；
C、电阻丝通过电流会产生热效应，可应用于电热设备中，C说法正确；
D、电阻对直流和交流均起到阻碍的作用，D说法错误．
本题选错误的，故选D．
9．C
【解析】
传感器作为一种将其它形式的信号与电信号之间的转换装置，在我们的日常生活中得到了广泛应用，不同传感器所转换的信号对象不同，我们应就它的具体原理进行分析．
【详解】
传感器作为一种将其它形式的信号与电信号之间的转换装置，能将非电学量按一定规律转换成电学量．故A错误；干簧管是一种能够感知磁场的传感器．故B错误；热敏电阻在温度升高时，电阻会变小，热敏电阻能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量．故C正确；金属热电阻是将温度转化为电阻，金属导体热电阻随温度的升高而增大；金属热电阻一般选用线性好，温度系数较小的材料制成．故D错误．故选C．
【点睛】
该题考查几种常见的传感器的特点，传感器能够将其他信号转化为电信号，它们在生产生活中应用非常广泛，在学习中要注意体会．
10．C
【解析】
传感器是指一种元件或装置，它能感受力、温度、光、声、磁、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断；其作用和目的是更方便地测量、传输、处理、控制非电学量，找出非电学量和电学量之间的对应关系；选项C正确，AB错误；电磁感应是原理，不是元件和装置，不能称为传感器，选项D错误；故选C.
点睛：传感器作为一种将其它形式的信号与电信号之间的转换装置，在我们的日常生活中得到了广泛应用，不同传感器所转换的信号对象不同，我们应就它的具体原理进行分析．
11．光敏感元件
【解析】根据光声控开关的内部构造．光声控延时开关中安装有光敏感元件，用于感知外界光线的强弱．还安装有声敏感元件用于感知外界声响．当白天外界光线较强时，光声控制延时开关总处于断开状态，灯不亮；当夜晚光线较弱且有声响时光声控延时开关处于导通状态，灯亮，延时一段时间后，开关断开，灯熄灭．
12．见解析；
【解析】电容式触摸屏在原理上把人体当作一个电容器元件的一个电极使用，它是利用人体的电流进行工作的；当手指触摸在金属层上时，由于人体电场，用户和触摸屏表面形成一个电容，对于高频电流来说，电容是直接导体，于是手指从接触点吸走一个很小的电流，这个电流分别从触摸屏的四角上的电极中流出，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例的精确计算,得出触摸点的位置.
13．（1）压力传感器；（2）温度传感器；（3）光敏声控传感器
【解析】(1)电子秤称量物体的重力所用的传感器是压力传感器．
(2)恒温孵化器要保持禽蛋的温度在一定范围内，所用的传感器是双金属温度传感器．
(3)楼道自动开关所用的传感器是光敏声控传感器．3.1传感器
课时作业（含解析)
1．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.电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求.其工作方式是（）
A．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路串联
B．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路并联
C．C与D接信号电压，A与B可跟被控电路串联
D．C与D接信号电压，A与B可跟被控电路并联
2．传感器可作为人类感官的补充，随着家电的普及，传感器开始进入千家万户。电冰箱中用于控制温度的是（
）
A．压力传感器
B．红外线传感器
C．光传感器
D．温度传感器
3．许多自动控制的电路中都安装有电磁铁．有关电磁铁，下列说法中正确的是（
）
A．电磁铁的铁芯，可以用铜棒代替
B．电磁继电器中的磁体，可以使用永磁铁
C．电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关
D．电磁铁是根据电流的磁效应制成的
4．关于安全用电，下列说法中正确的是
A．用湿抹布擦正在发光的灯泡
B．发现有人触电时立即用手把触电者拉离电源
C．洗衣机的金属外壳必须接地
D．家庭电路中，控制灯泡的开关可以随意安装
5．下列说法正确的是( )
A．传感器将感受到的非电学量转换为电学量，或转换为电路的通断
B．传感器将感受到的电学量转换为非电学量
C．传感器只能将感受到的非电学量转换为电路的通断
D．以上说法都不对
6．如图所示，RT为负温度系数的热敏电阻，R为定值电阻，若往RT上擦些酒精，在环境温度不变的情况下，关于电压表示数的变化情况，下列说法中正确的是( )
A．变大
B．变小
C．先变大后变小再不变
D．先变小后变大再不变
7．下列说法中不正确的是( )
A．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
B．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片
C．电子秤所使用的测力装置是力传感器
D．热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量
8．目前有些居民区内楼道灯的控制使用的是一种
延时开关.该延时开关的简化原理图如图所示.图中D是红色发光二极管（只要有很小的电流通过就能使其发出红色亮光），R为限流电阻，K为按钮开关，虚线框内S表示延时开关电路.当按下K接通电路瞬间，延时开关触发，相当于S闭合.释放K后，延时开关S约在1min后断开，电灯熄灭.根据上述信息和原理图，我们可推断（）
A．按钮开关K按下前，发光二极管是熄灭的
B．按钮开关K按下前，发光二极管是发光的
C．按钮开关K按下再释放后，电灯L发光持续时间约1min
D．限流电阻的阻值R和灯丝电阻相比，应满足
9．某传感器内部的电路如图所示，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，当金属块处于平衡时两根弹簧均处于原长状态．若将仪器固定在一辆汽车上，则下列说法中正确的是（
）
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，甲灯亮
D．当汽车刹车时，乙灯亮
10．关于发光二极管，下列说法正确的是( )
A．发光二极管能发光，不具有单向导电性
B．发光二极管能直接把电能转化为光能
C．发光二极管只要在两端加有正向电压，就可以发光
D．发光二极管只有加正向电压时，才有可能发光
11．霍尔元件能够把______这个非电学量转换成______这个电学量．
12．在空调机、电饭锅、电冰箱、日光灯等家用电器中没有利用温度传感器的是____
13．用测电笔辨别火线和零线时,应用手接触_____,笔尖接触电线,______表明接触的是零线.
14．如图所示，小铅球P系在细金属丝下，悬挂在O点，开始时小铅球P沿竖直方向处于静止状态，当将小铅球P放入水平流动的水中时，球向左摆起一定的角度θ，水流速度越大，θ越大．为了测定水流对小球作用力的大小，在水平方向固定一根电阻丝BC，它与金属丝接触良好，不计摩擦(C端在O点正下方处)．图中还有电动势为E的电源(内阻不计)和一只电压表．
(1)请你连接电路，使得当水速增大时，电压表示数增大．
(2)如果OC间距离为h，水流对小球作用力的大小为F，BC的长度为L，小球质量为m(不计水对小球的浮力)，当小球平衡时，电压表示数为U.请写出F与m、U、E、L、h的关系式．
参考答案
1．A
【解析】
A、B接电磁继电器线圈，所以A、B应接信号电压，线圈随信号电压变化使电磁继电器相吸或释放，从而使C、D接通或断开，进而起到控制作用．故正确答案为A.
思路分析：当AB间的信号电压输入接通时，L中产生磁场，P被吸下来，CD接通即被控电路接通
试题点评：本题考查了电磁继电器的工作原理，
2．D
【解析】
试题分析：温度传感器则是通过温度的变化转变成电学量，因此电冰箱的温度控制是使用温度感器，故ABC错误，D正确．故选D．
【点睛】本题考查了温度传感器在家用电器中的应用，传感器能够将其他信号转化为电信号，它们在生产生活中应用非常广泛，在学习中要注意体会.
3．D
【解析】
电磁铁是利用电流的磁效应制成的，电流的通断可以控制磁性的有无。电磁铁有电流有磁性，无电流时无磁性。铁芯需用软磁性材料制成，因为软磁性材料的磁性不能保留下来，
影响电磁铁磁性强弱的因素：电流的大小和线圈的匝数。电流越大、线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。
【详解】
A项：电磁铁的铁芯需用软磁性材料制成，铜不是磁性材料，故不可以用铜棒代替，故A错误；
B项：电磁铁不是永久磁铁，它的磁性的有无跟电流的通断有关，所以电磁继电器中的磁体，不能使用永磁铁，故B错误；
C项：电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，故C错误；
D项：电磁铁是利用电流的磁效应制成的，故D正确。
故应选D。
【点睛】
了解电磁铁的构造与应用，同时知道电流的通断可以控制磁性的有无，电流的大小和线圈的匝数可控制电磁铁磁性的大小。
4．C
【解析】
A项：生活中的水属导体，用湿抹布擦正在发光的灯泡容易引发触电，故A错误；
B项：发现有人触电，应先切断电源，再进行施救，若立即用手去拉，容易使施救者也触电，故B错误；
C项：洗衣机的金属外壳使用时必须接地，这样可防止用电器因漏电而触电，故C正确；
D项：家庭电路中，电灯的开关应接在火线和灯泡之间，这样断开开关时，灯泡处才不会有电，故D错误。
故应选C。
【点睛】
本题主要考查了家庭电路中的一些用电常识，注意安全用电的基本原则是：不接触低压带电体，不靠近高压带电体。
5．A
【解析】
传感器作为一种将其它形式的信号与电信号之间的转换装置，能将非电学量按一定规律转换成电学量或者是电路的通断，故选项A正确，BCD错误；故选A.
6．D
【解析】
往RT上擦酒精后，酒精蒸发吸热，热敏电阻RT温度降低，电阻值增大，根据串联电路的分压特点，电压表示数变小．当酒精蒸发完毕后，RT的温度逐渐升高到环境温度后不变，所以热敏电阻的阻值逐渐变小，最后不变．故电压表的示数将逐渐变大，最后不变．所以选项D正确，故选D.
【点睛】
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是条件“热敏电阻阻值随温度的降低而增大”和蒸发吸热的应用.
7．A
【解析】
话筒是声传感器，能得声音信号转换成电信号，故选项A错误；电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片，选项B正确；电子秤所使用的测力装置是力传感器，选项C正确；
热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，选项D正确；此题选择不正确的选项，故选A.
8．BCD
【解析】
按钮开关K按下前，延时开关S为断开的，有电流经过发光二极管，故发光二极管是发光的，选项A错误，选项B正确.当按下按钮开关K后，延时开关S闭合,二极管和电阻R被短路，二极管不发光，由于延时开关S约1
min后断开，故电灯L能持续发光1
min,
选项C正确.由于R为限流电阻，二极管只要有很小的电流通过就能发光，且为了保证K按下前电灯不发光，故应满足R》R1，选项D正确.
故选BCD
9．BC
【解析】
当汽车加速前进时，金属块M向后偏离原位置，乙灯所在电路被接通，所以乙灯亮，选项A错误，选项B正确；当汽车刹车时，金属块M向前偏离原位置，甲灯所在电路被接通，所以甲灯亮，选项C正确，选项D错误.
故选BC
10．BD
【解析】
发光二极管的主要材料是半导体，具有单向导电性，即只有加正向电压时，才有可能发光，接把电能转化为光能，但是正向电压必须到达一定的值，则选项BD正确，AC错误；故选BD.
11．磁感应强度
电压
【解析】
[1][2]霍尔元件是能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量．
【点睛】
传感器是把非电学物理量（如位移、速度、压力、角度、磁感应强度等）转换成电学物理量（如电压、电流、电量等）或者电路的通断的一种元件．
12．日光灯
【解析】在空调机、电饭锅、电冰箱、日光灯等家用电器中没有利用温度传感器的是日光灯.
13．
笔尾金属体
氖管不发光
【解析】用测电笔辨别火线和零线时,应用手接触笔尾金属体,笔尖接触电线,
氖管不发光表明接触的是零线.
14．(1)
；(2)
【解析】
电路中BD与DC串联，水流作用力增大时，θ增大，BD的电压减小，DC的电压增大，要使电压表读数增大，电压表必须测量DC部分的电压．根据三角形相似法求出水流对小球作用力F的大小．若小球平衡时，电压表读数为u，根据欧姆定律和电阻定律得到x与L、u、U的关系式，再由F与x的关系式联立得出m、u、U、h和L表示的F的表达式．
【详解】
(1)
电路中BD与DC串联，水流作用力增大时，增大，BD的电压减小，DC的电压增大，要使电压表读数增大，电压表必须测量DC部分的电压，电路图如图所示
(2)设CD=x，P球平衡时，由平衡条件可得：①
根据闭合电路欧姆定律和部分电路的欧姆定律可得②
根据电阻定律可得：③，④；
由①②③④式可得；
【点睛】
本题力电综合题，寻找力与电联系的桥梁是关键．本题力与电的纽带是DC的长度．中等难度，一个好题．
