1、10-3傳感器及其應(yīng)用一、選擇題1關(guān)于傳感器的下列說法正確的是()A所有傳感器的材料都是由半導(dǎo)體材料做成的B金屬材料也可以制成傳感器C傳感器主要是通過感知電壓的變化來傳遞信號的D以上說法都不正確答案B解析半導(dǎo)體材料可以制成傳感器，其他材料也可以制成傳感器，如金屬氧化物氧化錳就可以制成溫度計，所以A錯，B正確，傳感器不但能感知電壓的變化，還能感受力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，所以C錯。2在一些星級賓館的洗手間經(jīng)常裝有自動干手機，洗手后將濕手靠近，機內(nèi)的傳感器就開通電熱器加熱，有熱空氣從機內(nèi)噴出，將濕手烘干，手靠近干手機能使傳感器工作，是因為()A改變濕度B改變溫度C改變磁場 D改變電容答

2、案D解析根據(jù)自動干手機工作的特征，手靠近電熱器工作，手撤離電熱器停止工作，人是一種導(dǎo)體，可以與其他導(dǎo)體構(gòu)成電容。手靠近時相當(dāng)于連接一個電容，可以確定干手機內(nèi)設(shè)有電容式傳感器，由于手的靠近改變了電容，用濕度和溫度來驅(qū)動電熱器工作，理論上可行，但是假如干手機是由于濕度、溫度的變化而工作就成了室內(nèi)烘干機。3在街旁的路燈，江海里的航標(biāo)都要求在夜晚亮，白天熄，利用半導(dǎo)體的電學(xué)特性制成了自動點亮、熄滅的裝置，實現(xiàn)了自動控制，這是利用半導(dǎo)體的()2 / 17A壓敏性 B光敏性C熱敏性 D三種特性都利用答案B解析街旁的路燈和江海里的航標(biāo)，都是利用了半導(dǎo)體的光敏性，夜晚電阻大，白天電阻小，控制了電路的通斷。4(

3、2012·成都一模)陶瓷氣敏傳感器可以用于分析氣體中酒精蒸氣的含量，常用于檢查酒后駕駛?cè)藛T，如果司機飲酒，血液中的酒精成分會擴散到呼出的氣體中，呼出的氣體噴吹傳感器，傳感器的電阻將隨著酒精蒸氣濃度發(fā)生相應(yīng)變化，從而可以檢測血液中的酒精含量，某種陶瓷氣敏傳感器的電導(dǎo)(電阻的倒數(shù))與氣體中酒精蒸氣濃度c的關(guān)系如圖甲所示。小明同學(xué)針對圖乙所示的檢測電路(電流表內(nèi)阻不計)提出了以下看法，其中正確的有()A此陶瓷氣敏傳感器的電阻與氣體中酒精蒸氣的濃度成正比B氣體中酒精蒸氣的濃度越大，則電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度越大C氣體中酒精蒸氣的濃度越大，則電池的路端電壓越小，電阻R0兩端電壓也越小D電池用的時間

4、長了，電動勢減小、內(nèi)阻增大，導(dǎo)致測得的酒精濃度偏低答案BD解析由圖甲知傳感器的電阻R(k為常數(shù))，即R與氣體中酒精蒸氣的濃度成反比，濃度越大電阻越小，電流越大，A錯，B對；當(dāng)氣體中酒精蒸氣的濃度增大時，傳感器電阻減小，由閉合回路歐姆定律知電路中電流增大，電源內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，R0兩端電壓增大，C錯；電池用久了，電動勢減小，內(nèi)阻增大，在同樣情況下，回路中電流變小，進而測得的酒精濃度偏低，D對。5.如圖所示，R1為定值電阻，R2為負溫度系數(shù)的熱敏電阻(負溫度系數(shù)熱敏電阻是指阻值隨溫度的升高而減小的熱敏電阻)，L為小燈泡，當(dāng)溫度降低時()AR1兩端的電壓增大 B電流表的示數(shù)增大C小燈泡的亮度

5、變強 D小燈泡的亮度變?nèi)醮鸢窩解析溫度降低時R2的阻值增大，干路電流減小，R1兩端電壓、電流表示數(shù)都減小，燈泡兩端電壓變大、亮度變強。只有C項正確。6電容式傳感器是用來將各種非電信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕难b置。由于電容器的電容C取決于極板正對面積S、極板間距離d以及極板間的電介質(zhì)這幾個因素，當(dāng)某一物理量發(fā)生變化時就能引起上述某個因素的變化，從而又可推出另一個物理量的值的變化，如圖所示是四種電容式傳感器的示意圖，關(guān)于這四個傳感器的作用下列說法正確的是()A甲圖的傳感器可以用來測量角度B乙圖的傳感器可以用來測量液面的高度C丙圖的傳感器可以用來測量壓力D丁圖的傳感器可以用來測量速度答案ABC解析甲、乙、丙中

6、的電容器的電容分別與、h、F有關(guān)，均能測量對應(yīng)的物理量，而丁中的電容與s有關(guān)，丁只能測量位移s，故正確答案是ABC。7.為了兒童安全，布絨玩具必須檢測其中是否存在金屬斷針，可以先將玩具放置強磁場中，若其中有斷針，則斷針被磁化，用磁報警裝置可以檢測到斷針的存在，如圖所示是磁報警裝置中的一部分電路示意圖，其中RB是磁敏傳感器，它的電阻隨斷針的出現(xiàn)而減小，a、b接報警器，當(dāng)傳感器RB所在處出現(xiàn)斷針時，電流表的電流I、ab兩端的電壓U將()AI變大，U變大 BI變小，U變小CI變大，U變小 DI變小，U變大答案C解析由題意知RB的電阻隨斷針的出現(xiàn)而減小，即外電路的電阻減小，由閉合電路歐姆定律有I總E/

7、(Rr)可知I總必增大，再由U外EI總r可知，外電壓U減小。而由U1I總R1可知，U1增大，U3必減小，由電流表的電流II總I3可知，電流表的電流必變大，故選項C正確。8(2012·浙江寧波)如圖為理想變壓器，其原、副線圈的匝數(shù)比為2 1，原線圈接有交流電壓u220sin100tV，圖中電壓表和電流表均為理想交流電表，Rt為負溫度系數(shù)的熱敏電阻(即當(dāng)溫度升高時，阻值減小)，R1為定值電阻，C為電容器。下列說法正確的是()A電壓表示數(shù)是110VB交流電的頻率為100HzC通過R1的電流始終為零D當(dāng)Rt處溫度升高時，電壓表示數(shù)不變，電流表示數(shù)變大答案D解析原線圈所加交變電壓的有效值為U1

8、V，由理想變壓器的變壓比公式，可得U2U1×V55V，選項A錯誤；由交變電壓的瞬時值表達式u220sin100tV可知，該交變電流的頻率fHz50Hz，選項B錯誤；由于交變電流能對電容器進行充、放電，所以會有充、放電電流通過電阻R1，選項C錯誤；因變壓器為理想變壓器，線圈電阻不計，因此，電壓表的示數(shù)不變，當(dāng)Rt處的溫度升高時，其電阻阻值變小，所以電流表的示數(shù)變大，選項D正確。二、非選擇題9(2012·寶雞質(zhì)檢)某實驗探究小組為了探究物體的加速度與所受合外力之間的關(guān)系，設(shè)計了如圖a所示的實驗裝置。該實驗小組成員用鉤碼的重力作為小車所受的合力，用傳感器測小車的加速度，通過改變鉤

9、碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量，可得小車運動的加速度a和所受合力F的關(guān)系圖象，他們在軌道水平和傾斜的兩種情況下分別做了實驗，得到了兩條aF圖象，如圖b所示。(1)圖b中的圖象_是在軌道右側(cè)抬高的情況下得到的(填“”或“”)。當(dāng)鉤碼的數(shù)量增大到一定程度時，圖b中的圖象明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是_。(2)小車和傳感器接收器的總質(zhì)量m_kg，小車和軌道間的動摩擦因數(shù)_(g10m/s2)。答案(1)所掛鉤碼的總質(zhì)量太大(2)0.50.2解析(1)由圖象可知，圖象中沒有拉力的時候已經(jīng)有加速度了，因此是在軌道右側(cè)抬高的情況下得到的；鉤碼的數(shù)量增大到一定程度時，圖象明顯偏離直線，是因為所掛鉤碼的總質(zhì)量太大

10、，鉤碼的重力不能看做小車所受的合力了。(2)由題圖b可知圖象斜率為1/m；由圖中數(shù)據(jù)可求得m0.5kg，0.2。10(2012·荊州聯(lián)考)用多用電表研究熱敏電阻的阻值與溫度的關(guān)系。(1)應(yīng)將多用電表的選擇開關(guān)置于_擋(選填“電壓”、“電流”或“歐姆”)；(2)多用電表使用時，將紅表筆插入_接線孔(選填“”或“”)；(3)正確選擇多用電表的擋位后，將一熱敏電阻接在多用電表兩表筆上，把熱敏電阻放入盛有溫度為100攝氏度熱水的杯子中，表針的偏角為；若將杯子中加入冷水，發(fā)現(xiàn)表針的偏角減小，這說明熱敏電阻的阻值隨溫度降低而_(選填“增大”、“減小”或“不變”)；(4)多用電表使用后，應(yīng)將選擇開

11、關(guān)置于_擋(選填“電流”，“直流電壓”、“歐姆”或“交流電壓最高”)。答案(1)歐姆(2)(3)增大(4)交流電壓最高解析用多用電表研究熱敏電阻的阻值與溫度的關(guān)系實質(zhì)是測量不同溫度下熱敏電阻的阻值，所以應(yīng)將多用電表的選擇開關(guān)置于歐姆擋；多用電表使用時，將紅表筆插入“”接線孔，黑表筆插入“”接線孔；由多用電表原理可知。表針的偏角越大，通過電表的電流越大，待測電阻的阻值越小。將杯子中加入冷水，發(fā)現(xiàn)表針的偏角減小，這說明熱敏電阻的阻值增大，熱敏電阻的阻值隨溫度降低而增大；多用電表使用后，應(yīng)將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或OFF擋。11.傳感器是把非電學(xué)量(如速度、溫度、壓力等)的變化轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的變化

12、的一種元件，在自動控制中有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。有一種測量人的體重的電子秤，其測量部分的原理圖如圖中的虛線框所示，它主要由壓力傳感器R(電阻值會隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻)，顯示體重大小的儀表A(實質(zhì)是理想的電流表)組成。壓力傳感器表面能承受的最大壓強為1×107Pa，且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關(guān)系如下表所示。設(shè)踏板和壓桿的質(zhì)量可以忽略不計，接通電源后，壓力傳感器兩端的電壓恒為4.8V ，取g10m/s2。請回答：壓力F/N0250500750100012501500電阻R/300270240210180150120(1)該秤零起點(即踏板空載時)的刻度線應(yīng)標(biāo)在電流表刻度

13、盤_A處。(2)如果某人站在該秤踏板上，電流表刻度盤的示數(shù)為20mA, 這個人的體重是_kg。答案(1)1.6×102(2)50解析本題是傳感器的應(yīng)用問題，考查學(xué)生的實驗與探究能力。(1)由圖表知，踏板空載時，壓力傳感器電阻R300，此時A中電流IA1.6×102A。(2)當(dāng)電流I20mA20×103A時，壓力傳感器的電阻R240，對應(yīng)表格中，這個人的質(zhì)量為50kg。12用如圖所示的裝置可以測量汽車在水平路面上做勻加速直線運動的加速度，該裝置是在矩形箱子的前、后壁上各安裝一個由力敏電阻組合成的壓力傳感器，用兩根相同的輕彈簧夾著一質(zhì)量為2.0kg的滑塊，滑塊可無摩擦

14、滑動，兩彈簧的另一端分別壓在傳感器a、b上，其壓力大小可直接從傳感器的液晶顯示屏上讀出。現(xiàn)將裝置沿運動方向固定在汽車上，傳感器b在前，傳感器a在后。汽車靜止時，傳感器a、b的示數(shù)均為10N。(g取10m/s2)(1)若傳感器a的示數(shù)為14N，b的示數(shù)為6.0N，求此時汽車的加速度大小和方向。(2)當(dāng)汽車以怎樣的加速度運動時，傳感器a的示數(shù)為零。答案(1)4m/s2向右(2)10m/s2向左解析傳感器上所顯示出力的大小，即彈簧對傳感器的壓力，據(jù)牛頓第三定律知，此即為彈簧上的彈力大小，亦即該彈簧對滑塊的彈力大小。(1)如上圖所示，依題意：左側(cè)彈簧對滑塊向右的推力F114N，右側(cè)彈簧對滑塊的向左的推

15、力F26.0N。滑塊所受合力產(chǎn)生加速度a1，根據(jù)牛頓第二定律有F1F2ma1，得a1m/s24m/s2。a1與F1同方向，即向前(向右)。(2)a傳感器的讀數(shù)恰為零，即左側(cè)彈簧的彈力F10，因兩彈簧相同，左彈簧伸長多少，右彈簧就縮短多少，所以右彈簧的彈力變?yōu)镕220N。滑塊所受合力產(chǎn)生加速度，由牛頓第二定律得F合F2ma2，得a210m/s2。負號表示方向向后(向左)。13如圖甲為利用光敏電阻檢測傳送帶上物品分布，從而了解生產(chǎn)線運行是否正常的儀器。其中A是發(fā)光儀器，B是一端留有小孔用絕緣材料封裝的光敏電阻。當(dāng)傳送帶上沒有物品擋住由A射向B的光信號時，光敏電阻阻值為R150，當(dāng)傳送帶上有物品擋住由A射向B的光信號時，光敏電阻阻值為R2150。固定電阻R345。C為平行板電容器，虛線與兩極板距離相等，極板長L18.0×102m，兩極板的間距d1.0×102m。D為屏，與極板垂直，D到極板的距離L20.16m，屏上貼有用特殊材料做成的記錄紙，當(dāng)電子打在記錄紙上時會留下黑點，工作時屏沿圖示方向勻速運動。有一細電子束沿圖中虛線以速度v08.0×106m/s連續(xù)不斷地射入電容C，虛線與屏交點為O。圖乙為一段記錄紙。已知電子電荷量e1.6×1019C，電子質(zhì)量m9&