传感器训练11.docx

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传感器训练11

传感器训练1

1、如图所示为火警报警装置的部分电路，其中ε为电源电动势，r为电源内阻，R2是半导体热敏电阻传感器，它的电阻阻值随温度升高而减小，R1、R3是定值电阻。

a、b两端接报警器。

当传感器R2所在处出现火险险情时，与险情出现前相比，a、b两端电压U___________，电流表中的电流I_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

2、如图甲是某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象，图中R0表示该电阻在0℃时的电阻值，已知图线的斜率为k。

若用该电阻与电池（电动势为E、内阻为r）、理想电流表A、滑动变阻器R′串联起

来，连接成如图乙所示的电路。

用该电阻做测温探头，把电流表A的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。

（1）根据图甲，温度为t（t>0℃）时电阻R的大小为___________________。

（2）在标识“金属电阻温度计”的温度刻度时，需要弄清所测温度和电流的对应关系。

请用E、R0、R′（滑动变阻器接入电路的阻值）、k等物理量表示待测温度t与电流I的关系式

t＝____________________________。

（3）如果某次测量时，指针正好指在在温度刻度的10℃到20℃的正中央，则测量值________15℃（填“大于”、“小于”或“等于”）。

3、大型电子地磅实际是一将压力转化为电流的传感器。

如图所示为大型电子地磅电路图，电源电动势为E，内阻不计．不称物体时，滑片P在A端，滑动变阻器接入电路的有效电阻最大，电流较小；称重物时，在压力作用下使滑片P下滑，滑动变阻器有效电阻变小，电流变大，这样把电流对应的重量值刻在刻度盘上，就可以读出被称物体的重量值．若滑动变阻器上A、B间距离为L，最大阻值等于电阻阻值R0，已知两只弹簧的总弹力与形变量成正比，比例系数为k，所称重物的重量G与电流大小I的关系为

A.        B.

C.         D.

4、如图是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中电源电动势为E，内阻为r，R1、R2是定值电阻，RB是磁敏传感器，它的电阻随磁体的出现而减小，c、d接报警器．电路闭合后，当传感器RB所在处出现磁体时，则电流表的电流I，c、d两端的电压U将:

（    ）

A．I变大，U变小         B．I变小，U变大

C．I变大，U变大         D．I变小，U变小

6、如图是测量汽车质量的地磅示意图，汽车的质量可通过电流表的示数读出，下列说法正确的：

（  ）

A．电流表的示数越大说明被测汽车质量越大

B．电流表的示数越大说明被测汽车质量越小

C．把图中的电流表换成电压表同样能测量汽车的质量

D．地磅的最大量程只由弹簧的劲度系数决定，与电路的有关参数无关

7、（多选）振弦型频率传感器的结构如图所示，它由钢弦和永磁铁两部分组成，钢弦上端用固定夹块夹紧，下端的夹块与一膜片相连接，当弦上的张力越大时，弦的固有频率越大．这种装置可以从线圈输出电压的频率确定膜片处压力的变化．下列说法正确的是：

（   ）

A．当软铁块与磁铁靠近时，a端电势高

B．当软铁块与磁铁靠近时，b端电势高

C．膜上的压力较小时，线圈中感应电动势的频率高

D．膜上的压力较大时，线圈中感应电动势的频率高

8、（多选）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1-a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1-b所示。

若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为0.2m，则下述说法正确的是（    ）

A．传送带运动的速度是0.1m/s       B．传送带运动的速度是0.2m/s

C．该传送带每小时输送3600个工件   D．该传送带每小时输送7200个工件

9、（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3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 ：

（　　）

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

10、在输液时,药液有时会从针口流出体外,为了及时发现,设计了一种报警装置,电路如图所示。

M是贴在针口处的传感器,接触到药液时其电阻RM发生变化,导致S两端电压U增大,装置发出警报，此时　：

（　　）

A、RM变大,且R越大,U增大越明显B、RM变大,且R越小,U增大越明显

C、RM变小,且R越大,U增大越明显D、RM变小,且R越小,U增大越明显

11、严防埃博拉疫情入境，我国对埃博拉病毒影响最为严重的三个西非国家的入境乘客进行体温测试，如图所示为电阻温度计，也是一种测量体温的工具，那么电阻温度计可能使用了下列哪一种传感器：

（）

A．光敏电阻  B．热敏电阻  C．压力传感器  D．声音传感器

12、（多选）如图所示为用热敏电阻R和继电器L等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻

的阻值会随温度的升高而减小．电源甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器（图中未画出）相连接．则：

（    ）

A．当温度降低到某一数值，衔铁P将会被吸下

B．当温度升高到某一数值，衔铁P将会被吸下

C．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在C、D端

D．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A、B端

13、如图所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R3为用半导体热敏材料制成的传感器．值班室的显示器为电路中的电流表，a、b之间接报警器．当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是：

（    ）

A．I变大，U变大    B．I变大，U变小

C．I变小，U变小    D．I变小，U变大

14、夜间，居民楼的楼道里只是偶尔有人经过，“长明灯”会造成浪费．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．若将这两种开关配合使用，就可以使楼道里的灯变的“聪明”．这种“聪明”的电路是图中的：

（　　）

15、一般的电熨斗用合金丝作发热元件，合金丝电阻随温度t变化的关系

如图中实线①所示，由于环境温度以及熨烫的衣物厚度、干湿不同，熨斗的散热功率不同，因而熨斗的温度可能会在较大范围内波动，易损坏衣物．有一种用主要成分为BaTiO3、被称为“PTC”的特殊材料作发热元件的电熨斗．PTC材料的电阻随温度变化的关系如图36－12中实线②所示．根据图线分析可知：

（　　）

A．原处于冷态的PTC电熨斗比普通电熨斗升温快

B．PTC电熨斗能自动控制温度，温度稳定在T0～T6之间

C．PTC电熨斗能自动控制温度，温度稳定在T6～T7之间

D．PTC电熨斗不能自动控制温度

16、在开展研究性学习的过程中，某同学设计了一个利用线圈测量转轮转速的装置，如图所示，在轮子的边缘贴上小磁体，将小线圈靠近轮边放置，接上数据采集器和电脑（即DIS实验器材）．如果小线圈的面积为S，圈数为N匝，小磁体附近的磁感应强度最大值为B，回路的总电阻为R，实验发现，轮子转过θ角，小线圈的磁感应强度由最大值变为零．因此，他说“只要测得此时感应电流的平均值I，就可以测出转轮转速的大小．”请你运用所学的知识，通过计算对该同学的结论作出评价．

17、把蜂鸣器、光敏电阻、干簧管继电器开关、电源按如图36－10甲所示电路连接，制成光电报警装置．当报警器有光照射时，蜂鸣器发声，当没有光照或者光照很弱时，蜂鸣器不发声．①光敏电阻：

光敏电阻受光照后，阻值会变小．②干簧管继电器开关：

由干簧管和绕在干簧管外的线圈组成，如图乙所示．当线圈中有一定的电流时，线圈产生的磁场使密封在干簧管内的两个铁质簧片磁化，两个簧片在磁力作用下由原来的分离状态变成闭合状态．当线圈中没有电流或者电流很微弱时，磁场消失，簧片在弹力的作用下回复到分离状态．试说明光电报警器的工作原理．

18、现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干．如图36－8所示，试设计一个温控电路，要求温度低于某一温度时，电炉丝自动通电供热，超过某一温度时，又可以自动断电，画出电路图并说明工作过程．

19、传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量（如温度、光、声等）转换成便于测量的量（通常是电学量）．例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻随温度变化的图线如图甲所示，图乙所示是由热敏电阻Rt作为传感器制作的简单自动报警器线路图．

（1）为了使温度过高时报警器铃响，c应接在__________处（填“a”或“b”）．

（2）若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P向__________移动（填“左”或“右”）．

（3）如果在调试报警器达最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路不能工作的原因可能是____________________________．

20、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36－6甲所示，电源的电动势E＝9.0V，内阻不计；G为灵敏电流表，内阻Rg保持不变；R为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图36－6乙所示．闭合开关S，当R的温度等于20℃时，电流表示数I1＝2mA；当电流表示数I2＝3.6mA时，热敏电阻的温度是：

（　　）

A．60℃ B．80℃ C．100℃ D．120℃

21、（多选题）某一电学黑箱内可能有电容器、电感线圈、定值电阻等元件，在接线柱间以如图甲所示的“Z”字形连接（两接线柱间只有一个元件）．为了确定各元件种类，小华同学用电流传感器（相当于电流表）与一直流电源、滑动变阻器、开关串联后，分别将AB、BC、CD接入如图36－4乙所示的电路，闭合开关，计算机显示的电流随时间变化的图象分别如图36－5甲、乙、丙所示，则下列判断中正确的是：

（　　）

A．AB间是电容器 B．BC间是电感线圈C．CD间是电容器 D．CD间是定值电阻

22、（多选）图所示是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，对于一个霍尔元件d，k为定值，如果保持电流I恒定，则可以验证UH随B的变化情况．以下说法中正确的是：

（　　）

A．将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，UH将变大

B．在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平

C．在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平

D．改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，UH将发生变化

23、如图所示的实验电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，D为发光二极管（电流越大，发出的光越强），且R与D相距很近，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

24、传感器是一种采集信息的重要器件．如图是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路，当待测压力作用于膜片电极上时，下列说法中正确的是：

（　　）

①若F向下压膜片电极，电路中有从a到b的电流；

②若F向下压膜片电极，电路中有从b到a的电流；

③若F向下压膜片电极，电路中不会有电流产生；

④若电流表有示数，说明压力F发生变化；

⑤若电流表有示数，说明压力F不会发生变化．

A．②④　　　B．①④　　　C．③⑤　　　D．①⑤

25、如图，是话筒的原理图．在弹性膜片后面粘接金属线圈，线圈处于永久磁体的磁场中，声波使膜片振动，将声音信号变为电信号．下列说法正确的是：

（  ）

A．话筒是利用电流的热效应工作的

B．话筒是利用电磁感应原理工作的

C．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变

D．膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电流

26、车床在工作时是不允许将手随便接近飞转的工件的，为了防止万一，设计了下面的光电自动控制安全电路，只要人手不小心靠近了工件，机器就自动停转，请简述其工作原理．图中的A为车床上的电动机；B为随电动机高速转动的工件；C为光，它发出的光照在光敏电阻D上；E为电磁铁；F为衔铁；G为电；H为弹簧．

27、如图甲所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R2为半导体热敏材料制成的传感器，其电阻随温度t变化的图线如图乙所示，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I和报警器两端的电压U的变化情况是：

（　　）

A．I变大，U变大       B．I变大，U变小

C．I变小，U变大       D．I变小，U变小

28、如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，Rt为负温度系数热敏电阻，RG为光敏电阻，闭合开关后，小灯泡L正常发光，由于环境条件改变（光照或温度），发现小灯泡亮度变暗，则引起小灯泡变暗的原因可能是：

（　　）

A．温度不变，光照增强           B．温度升高，光照不变

C．温度不变，光照减弱           D．温度升高，光照减弱

29、如图甲是汽车过桥时对不同类型桥面压力变化的实验．采用DIS方法对模型进行测量，其结果如图乙中电脑屏幕所示．

（1）图甲中的传感器为________传感器；

（2）图甲中①②③分别为三种不同类型的桥面，对于凸形桥①，其相对应的压力图线应是屏幕上的________．（填“a”、“b”或“c”）

（3）如增大小球在斜槽上的高度，在图乙中大致画出小球通过凸形桥①时的压力图线．

30、角速度计是应用传感器来测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度的装置，其结构如图所示．当系统绕轴OO′转动时，元件A发生位移并输出相应的电压信号，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源．已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k、自然长度为l，电源的电动势为E、内阻不计．滑动变阻器总长也为l且电阻分布均匀，系统静止时P在B点，当系统以角速度ω转动时，则：

（　　）

A．电路中电流随角速度的增大而增大

B．电路中电流不随角速度的变化而变化

C．弹簧的伸长量为x＝mωl/（k－mω2）

D．输出电压U与ω的函数式为U＝Emω2/（k－mω2）

31、如图所示，实线是某同学利用力传感器悬挂一砝码在竖直方向运动时，数据采集器记录下的力传感器中拉力的大小变化情况．从图中可知道该砝码的重力约为________N，A、B、C、D四段图线中砝码处于超重状态的为________，处于失重状态的为________．

32、（多选）如图所示的传感器可以测物体的位移大小，当接有交流电源的电路中电流表的示数变大时，说明：

（　　）

A．物体向左运动B．物体向右运动

C．若物体不动，可能电容器的极板距离变窄

D．若物体不动，电容器的极板距离不可能变窄

33、小强用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制．经检查，恒温箱的控制器没有故障．参照右图，下列对故障判断正确的是：

（　　）

A．只可能是热敏电阻出现故障

B．只可能是温度设定装置出现故障

C．热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障

D．可能是加热器出现故障

34、传感器广泛应用在我们的生产生活中，常用的计算机键盘就是一种传感器．如图所示，键盘上每一个键的下面都连一小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一小的固定金属片，这两金属片组成一个小电容器．当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能够检测出哪个键被按下，从而给出相应的信号．这种计算机键盘使用的是：

（　　）

A．温度传感器            B．压力传感器

C．磁传感器              D．光传感器

35、如图所示是一种自动控制水温的装置，加热电路的两个端点P、Q应接在触头________之间（填a、b或c、d），热敏电阻两端M、N应接在触头________之间．

36、传感器是把非电学物理量（如位移、压力、流量、声强等）转换成电学量的一种元件．如图所示为一种电容传感器，电路可将声音信号转化为电信号．电路中a、b构成一个电容器，b是固定不动的金属板，a是能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜．若声源S发出频率恒定的声波使a振动，则a在振动过程中：

（　　）

A．a、b板之间的电场强度不变

B．a、b板所带的电荷量不变

C．电路中始终有方向不变的电流

D．向右位移最大时，电容器的电容量最大

37、美国科学家WillardS.Boyle与GeorgeE.Smith因电荷耦合器件（CCD）的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖．CCD是将光学量转变成电学量的传感器．下列器件可作为传感器的有：

（　　）

①发光二极管　②热敏电阻　③霍尔元件　④干电池

A．①②　　　　　    B．③④C．①④             D．②③

38、如图所示为某一热敏电阻（电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感）的I－U关系曲线．

（1）为了通过测量得到上图所示I－U关系的完整曲线，在甲和乙两个电路中应选择的是图________；简要说明理由：

________________________（电源电动势为9V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为0～100Ω）．

（2）在图丙电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1＝250Ω，由热敏电阻的I－U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为________V；电阻R2的阻值约为________Ω.

（3）举出一个可以应用热敏电阻的例子：

_____________________．

39、（多选）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0.2m，则下述说法正确的是（　　）

A．传送带运动的速度是0.1m/s

B．传送带运动的速度是0.2m/s

C．该传送带每小时输送3600个工件

D．该传送带每小时输送7200个工件

40、如图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作用于可动膜片电极上时，膜片发生形变，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使膜片电极从图中的虚线推到图中实线位置并保持固定的过程中，灵敏电流表指针偏转情况为（电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏）：

（　　）

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

41、如图所示的电路中，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

42、如图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）：

（　　）

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

43、传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量（如温度、光、声等）转换成便于测量的量（通常是电学量），例如热传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻随温度变化的图线如图甲所示，图乙是用热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警器原理图．则：

（1）为了使温度过高时报警器铃响，开关应接在________（填“a”或“b”）

（2）若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器的滑片P向________移动（填“左”或“右”）．

44、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，PTC元件具有发热、保温双重功能．其电阻率ρ随温度t的变化关系如图所示．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．当其发热功率与散热功率相等时，温度保持在t1不变

D．当其发热功率与散热功率相等时，温度保持t2不变

45、如图所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时：

（　　）

A．电压表的示数减小　　　B．R2中电流强度增大

C．小灯泡的功率增大           D．电路的路端电压升高

46、 如图所示为检测某传感器的电路图．传感器上标有“3V，0.9W”的字样（传感器可看作一个纯电阻），滑动变阻器R0上标有“10Ω，1A”的字样，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V．求：

（1）传感器的电阻和额定电流；

（2）为了确保电路各部分的安全，在a、b之间所加的电源电压最大值是多少？

（3）如果传感器的电阻变化超过标准值1Ω，则该传感器就失去作用．实际检测时，将一个恒压电源加在图中a、b之间，闭合开关S，通过调节R0，来改变电路中的电流和R0两端的电压．检测记录如下：

电压表示数U/V

电流表示数I/A

第一次

1.48

0.16

第二次

0.91

0.22

若不计检测电路对传感器电阻的影响，你认为这个传感器是否仍可使用？

此时a、b间所加的电压是多少？

47、在科技活动中某同学利用自制的电子秤来称量物体的质量．如图所示，托盘和弹簧的质量均不计，滑动变阻器的滑动端通过一水平绝缘轻杆与弹簧上端相连，当托盘中没有放物体时，电压表示数刚好为零．设滑动变阻器的总电阻为R，总长度为L，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻的阻值为R0，弹簧的劲度系数为k，不计一切摩擦和其他阻力，电压表为理想

电压表．当托盘上放上某物体时，电压表的示数为U，求此时所称量物体的质量．

48、如图甲所示为半导体材料做成的热敏电阻的阻值随温度变化的曲线，图乙为用此热敏电阻RT和继电器设计的温控电路，设继电器的线圈电阻为Rx＝50Ω，当继电器线圈中的电流IC大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合．左侧电源电动势为6V，内阻可不计，温度满足什么条件时，电路右侧的小灯泡会发光？

49、某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性．现有器材：

恒流电源（在正常工作状态下输出的电流恒定）、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等．

（1）若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性，请你在实物图上连线．

（2）实验的主要步骤：

①正确连接电路，在保温容器中注入适