2025人教版物理重難點-選擇性必修二專題5.1認識傳感器-（人教版2019選擇性必修第二冊）（含答案）專題5.1認識傳感器【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【題型1干簧管】 【題型2紅外線傳感器】 【題型3電化學傳感器】 【題型4聲傳感器】 【題型5各種傳感器的區分】 【題型6涉及彈簧的傳感器】 【題型7溫度傳感器】 【題型8電容式傳感器】 【題型1干簧管】【例1】(1)如圖甲所示為某賓館的房卡，只有把房卡插入槽中，房間內的燈和插座才會有電．房卡的作用相當于一個________(填電路元件名稱)接在干路上．(2)如圖乙所示，當房客進門時，只要將帶有磁鐵的卡P插入盒子Q中，這時由于磁鐵吸引簧片，開關B就接通，通過繼電器J使整個房間的電器的總開關接通，房客便能使用室內各種用電器．當繼電器工作時，c、d相吸，a、b便接通．請你將各接線端1、2、3、4、5、6、7、8、9、10適當地連接起來，構成正常的電門卡電路．【變式1-1】（多選）如圖所示,干簧管放在磁場中時兩個舌簧能被磁化。關于干簧管,下列說法正確的是()A.干簧管接入電路中相當于電阻的作用B.干簧管是根據熱脹冷縮的原理制成的C.干簧管接入電路中相當于開關的作用D.干簧管是作為電控元件以實現自動控制的【變式1-2】圖甲為一種家用門磁防盜報警器，由磁條和主機組成，門窗均可使用。乙圖為其簡化示意圖，安裝時，將磁條固定在門框上，主機安裝在與其等高的門板邊緣，門關上時，兩者剛好靠在一起。當主機開關閉合時，若門被打開，磁條與主機分離，主機內的觸發器就會工作，帶動報警器發出報警聲。下列有關說法正確的是（）A．觸發器內是一個開關，當主機與磁條靠近時，開關是斷開的B．觸發器可以由銅制成C．磁條的兩極對調后，該報警器不能正常工作D．本裝置是利用電流的磁效應工作的【變式1-3】把光敏電阻（光照越強，阻值越小）接入如圖所示電路，制成光電報警裝置。閉合開關，當光照達到一定強度時，報警器的蜂鳴器發聲，下列說法正確的是（）A．干簧管應用了電磁感應原理B．增大電阻箱R的阻值，報警器在光照更強時才會報警C．增加電源B的電動勢，報警器在光照更強時才會報警D．增加電源A的電動勢，報警器在光照更強時才會報警【題型2紅外線傳感器】【例2】為了做好新冠疫情防控工作，小區物業利用紅外測溫儀對出入人員進行體溫檢測。紅外測溫儀是一種利用紅外線來測量體溫的設備，被測人員輻射出的紅外線可被測溫儀捕捉，并轉變成電信號。下列與紅外測溫儀屬于同類傳感器的是（）A．飲水機中自動控制加熱和保溫的溫控器B．走廊照明燈的聲控開關C．火災紅外報警器D．電子體重計的壓力傳感裝置【變式2-1】下列有關傳感器敘述，正確的是（）A．交警使用的酒精測試儀是一種物理傳感器，是靠吹氣的壓力來工作B．紅外線傳感器是靠接收發熱物體發出的紅外線來工作C．紅外線傳感器就是溫度傳感器D．傳感器是將電學量轉換成非電學量的一種元件【變式2-2】（多選）隨著生活質量的提高，自動干手機已進入家庭，洗手后，將濕手靠近自動干手機，機內的傳感器便驅動電熱器加熱，使熱空氣從機內吹出，將濕手烘干。某型號干手機的說明書中有如下一段文字：功能與特點：◆采用紅外線感應原理，即感應即動作，衛生、方便；◆超高溫保護，即過熱、過電流雙重保護；◆采用內熱式的再循環原理，低噪音、高轉速、烘干能力強；◆高強度塑鋼外殼，牢固可靠，美觀大方。據此可判斷（）A．該自動干手機內裝有由溫度傳感器組成的保護電路B．該自動干手機靠位移傳感器來感知使用者手的靠近C．該自動干手機消耗的電能轉化為空氣的內能及動能D．該自動干手機靠紅外線傳感器來感知使用者手的靠近【變式2-3】以下物品是傳感器在日常生活中的一些應用。下列說法正確的是（）A．測溫槍是應用紅外線傳感器測量體溫B．電子秤是應用光敏傳感器稱量物品質量C．指紋識別器是應用壓力傳感器來識別指紋D．煙霧散射火災報警器是應用聲傳感器實現火災報警【題型3電化學傳感器】【例3】我國規定駕駛員的血液酒精含量達到20mg/m3(含20mg/m3)屬于酒駕,達到80mg/m3(含80mg/m3)屬于醉駕。半導體型呼氣酒精測試儀采用氧化錫半導體作為傳感器。圖甲是該測試儀的原理圖,圖中電源電動勢為4.8V,內阻可忽略不計;電壓表V量程為5V,內阻很大;定值電阻R1的阻值為60Ω;實驗測得酒精氣體傳感器R2的電阻值隨酒精氣體濃度變化的關系曲線如圖乙所示。甲乙(1)醉駕時R2的阻值小于等于Ω。

(2)按圖甲所示電路圖把電壓表改裝成酒精濃度表,則酒精氣體濃度為0的刻度線應刻在電壓刻度線為V處;剛好醉駕時應刻在電壓刻度線為V處。(計算結果取三位有效數字)

【變式3-1】交通警察用來檢測駕駛員酒精含量的檢測器使用的傳感器是（）A．聲音傳感器 B．電化學傳感器C．壓力傳感器 D．溫度傳感器【變式3-2】酒精測試儀用于機動車駕駛人員是否酗酒及其他嚴禁酒后作業人員的現場檢測。它利用的是一種二氧化錫半導體型酒精氣體傳感器，酒精氣體傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的變化而變化。在如圖所示的電路中，酒精氣體的不同濃度對應著傳感器的不同電阻。這樣，電壓表的指針就與酒精氣體濃度有了對應關系。如果二氧化錫半導體型酒精氣體傳感器電阻的倒數與酒精氣體的濃度成正比，那么，電壓表示數U與酒精氣體濃度C之間的對應關系正確的是（）A．U越大，表示C越大，C與U成正比 B．U越大，表示C越小，但是C與U不成正比C．U越大，表示C越小，C與U成反比 D．U越大，表示C越大，但是C與U不成反比【變式3-3】氧化錫傳感器主要用于汽車尾氣中一氧化碳濃度的檢測，它的電阻隨一氧化碳濃度的變化而變化．在如圖甲所示的電路中，不同的一氧化碳濃度對應著傳感器的不同電阻，這樣，電壓表的指針位置就與一氧化碳濃度有了對應關系，觀察電壓表指針就能判斷一氧化碳濃度是否超標．有一種氧化錫傳感器，其技術資料中給出的是電導（即電阻的倒數）—CO濃度曲線，如圖乙所示．在下列表示一氧化碳濃度c與電壓表示數U0之間關系的圖象中正確的是（）A．B．C． D．【題型4聲傳感器】【例4】唱卡拉OK用的話筒，內有傳感器，其中有一種是動圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場中，當聲波使膜片前后振動時，就將聲音信號轉變為電信號，下列說法正確的是（）A．該傳感器是根據電流的磁效應工作的B．該傳感器是根據電磁感應原理工作的C．該傳感器的敏感元件是線圈D．該傳感器的轉換元件是永磁體【變式4-1】一種新型保險柜安裝有聲紋鎖，只有主人說出事先設定的暗語才能打開，別人即使說出暗語也打不開鎖。這種聲紋鎖辨別主人聲音的依據是（）A．音調 B．音色 C．響度 D．聲速【變式4-2】如圖所示，是電容式話筒的示意圖，它是利用電容制成的傳感器，話筒的振動膜前面有薄薄的金屬層，膜后距膜幾十微米處有一金屬板，振動膜上的金屬層和這個金屬板構成電容器的兩極．在兩極間加一電壓U，人對著話筒說話時，振動膜前后振動，使電容發生變化，從而使聲音信號被話筒轉化為電信號，其中導致電容變化的原因是電容器兩板間的()A．距離變化 B．正對面積變化C．電介質變化 D．電壓變化【變式4-3】如圖所示的電路可將聲音信號轉換為電信號，該電路中右側固定不動的金屬板b與能在聲波驅動下沿水平方向振動的鍍有金屬層的振動膜a構成一個電容器，a、b通過導線與恒定電源兩極相接。若振動膜a周期性振動，則（）A．a振動過程中，a、b板間的電場強度不變B．a振動過程中，a、b板所帶電荷量不變C．a振動過程中，靈敏電流計中始終有方向不變的電流D．a向右的位移最大時，a、b板所構成的電容器的電容最大【題型5各種傳感器的區分】【例5】有些洗衣機設有多段式水位自動感應裝置,該裝置采用的傳感器是()A.溫度傳感器 B.壓力傳感器C.生物傳感器 D.紅外線傳感器【變式5-1】如圖,有一種火災報警器是應用煙霧對光的散射來工作的。該報警器利用的傳感器是()A.力傳感器B.聲傳感器C.位移傳感器D.光傳感器【變式5-2】有一種在光照或溫度升高時都能啟動排氣扇的自動控制裝置,下列說法正確的是()A.兩個傳感器都是光電傳感器B.兩個傳感器分別是光電傳感器和溫度傳感器C.兩個傳感器可能分別是溫度傳感器、電容式傳感器D.只有光照和溫度都適合時排氣扇才能工作【變式5-3】傳感器的功能與人的視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等功能相似。不只在科研領域，在人們的日常生活中，也會用到傳感器以實現某種功能。關于圖中應用傳感器的實際情景，下列說法錯誤的是（）A．甲圖傳感器用來測量位移的微小變化，是位移傳感器B．乙圖光電計數器用到了光敏電阻這個傳感元件，是光傳感器C．丙圖利用霍爾元件可以測量微小位移，是位移傳感器D．傳感器感受力、溫度、光、聲等信號，把電學信號轉換成非電學信號【題型6涉及彈簧的傳感器】【例6】角速度計可測得航天器自轉的角速度ω,其結構如圖所示。當系統繞OO'軸轉動時,元件A在光滑桿上發生滑動,并輸出電信號成為航天器的制導信號源。已知A質量為m,彈簧的勁度系數為k,原長為l0,電源電動勢為E,內阻不計,滑動變阻器總長為l,電阻分布均勻,系統靜止時滑動變阻器滑片P在中點,與固定接頭Q正對。當系統以角速度ω轉動時,求:(1)彈簧形變量x與ω的關系式;(2)電壓表的示數U與角速度ω的函數關系。【變式6-1】下圖為大型電子地磅電路圖,電源電動勢為E,內阻不計。不稱物體時,滑片P在A端,滑動變阻器接入電路的有效電阻最大,電流較小;稱物體時,在壓力作用下滑片P下滑,使滑動變阻器的有效電阻變小,電流變大。這樣把電流對應的重力值刻在刻度盤上,就可以讀出被稱物體的重力值。若滑動變阻器上A、B間距離為l,最大阻值等于定值電阻的阻值R0,已知兩彈簧的總彈力與形變量成正比,比例系數為k,則所稱重物的重力G與電流I的關系為()A.G=2-EIR0klC.G=EIR0+1kl【變式6-2】（多選）在一些學校教室為了保證照明條件，采用智能照明系統，在自然光不足時接通電源啟動日光燈，而在自然光充足時，自動關閉日光燈，其原理圖如圖所示。R為一光敏電阻，L為一帶鐵芯的螺線管，在螺線管上方有一用細彈簧系著的輕質銜鐵，一端用鉸鏈固定在墻上可以自由轉動，另一端用一絕緣棒鏈接兩動觸頭。有關這套智能照明系統工作原理描述正確的是（）A．光照越強，光敏電阻阻值越大，銜鐵被吸引下來B．在光線不足時，光敏電阻阻值變大，電流小，銜鐵被彈簧拉上去，日光燈接通C．上面兩接線柱應該和日光燈電路連接D．下面兩接線柱應該和日光燈電路連接【變式6-3】某加速度計工作原理如圖所示，滑塊可以在光滑的框架中平移，滑塊兩側用兩勁度系數相同的輕彈簧與框架連接，R為滑動變阻器，其滑動片與滑塊固定連接；兩個電池的電動勢均恒為E，內阻不計。按圖連接電路后，電壓表指針的零點位于表盤中央，此時兩彈簧均為原長，滑動片恰好在變阻器的中間位置。已知滑動片與滑動變阻器任一端之間的電阻值都與其到這端的距離成正比，當a端的電勢高于b端時電壓表的指針向零點右側偏轉。若將電壓表的表盤換成直接表示加速度大小及方向的刻度盤，并將此加速度計按圖示方式固定在一輛運動的汽車上，汽車沿彈簧方向向前行駛，發現指針向零點左側偏轉。下列說法正確的是（）A．加速度表盤的刻度非均勻分布，指針向零點左側偏轉說明汽車在加速B．加速度表盤的刻度非均勻分布，指針向零點左側偏轉說明汽車在減速C．加速度表盤的刻度均勻分布，指針向零點左側偏轉說明汽車在加速D．加速度表盤的刻度均勻分布，指針向零點左側偏轉說明汽車在減速【題型7溫度傳感器】【例7】傳感器在日常生活中的應用越來越廣泛,溫度傳感器(實質是自動開關)是其中的一種。某一食品消毒柜就是利用溫度傳感器來自動控制電路的。常溫下,該溫度傳感器是閉合的;當溫度達到某一設定值時,傳感器自動斷開,從而切斷整個電路。下列關于該消毒柜的幾種電路圖中(圖中S為電源開關)連接正確的是()【變式7-1】溫度傳感器廣泛應用于室內空調、電冰箱和微波爐等家用電器中，它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化而變化的特性工作的．在圖甲中，電源的電動勢E＝9.0V，電源內電阻可忽略不計；G為小量程的電流表，電流表內阻RG保持不變；R為熱敏電阻，其電阻值隨溫度的變化關系如圖乙的R－t圖線所示．閉合開關S.(1)當R的溫度等于40℃時，電流表示數I1＝2.25mA，求電流表內阻RG；(2)當電流表的示數I2＝4.5mA時，求熱敏電阻R的溫度．【變式7-2】（多選）如圖所示，在電路中接一段鎢絲，閉合開關，燈泡正常發光，當用打火機給鎢絲加熱時燈泡亮度明顯變暗，根據鎢絲的上述特性，可用鎢絲來制作一個溫度傳感器。下面說法中正確的是（）A．該傳感器利用了鎢絲的化學性質B．該傳感器利用了鎢絲電阻隨溫度變化而變化的特性C．該傳感器能夠把熱學量（溫度）轉換為電學量（電阻）D．該傳感器能夠把電學量（電阻）轉換為熱學量（溫度）【變式7-3】（多選）如圖為某一型號電熨斗工作示意圖，其中溫度敏感元件是雙金屬片，在溫度上升時上層金屬的膨脹大于下層金屬，可造成雙金屬片的形變。現需要用該電熨斗對衣物加熱至溫度為120℃，關于該裝置工作原理，下列說法正確的是（）A．常溫下，該裝置觸點是接觸狀態B．常溫下，該裝置觸點是分離狀態C．若被加熱衣物溫度無法達到120℃，則需要將調溫旋鈕向下旋轉D．若被加熱衣物溫度無法達到120℃，則需要將調溫旋鈕向上旋轉【題型8電容式傳感器】【例8】目前許多國產手機都有指紋解鎖功能,用的指紋識別傳感器是電容式傳感器。指紋的凸起部分叫“嵴”,凹下部分叫“峪”。傳感器上有大量面積相同的小極板,當手指貼在傳感器上時,這些小極板和正對的皮膚表面部分形成大量的小電容器,這樣在嵴處和峪處形成的電容器的電容大小不同,此時傳感器給所有的電容器充電后達到某一電壓值,然后,電容器放電,電容小的電容器放電較快,根據放電快慢的不同,就可以探測到嵴和峪的位置,從而形成指紋圖像數據。根據文中信息,下列說法正確的是()A.用指紋的照片蒙在傳感器上,也可以實現手機解鎖功能B.手指輕按和重按均可以解鎖,說明形成的電容大小是相同的C.潮濕的手指頭不能形成指紋識別,是因為嵴和峪沒有電容差別了D.在峪處形成的電容器放電較慢【變式8-1】（多選）如圖電容式觸摸屏的構造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜導體層，再在導體層外加上一塊保護玻璃，電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長的電極，在導體層內形成一個低電壓交流電場，在觸摸屏幕時，由于人體是導體，手指與內部導體層間會形成一個特殊電容(耦合電容)，四邊電極發出的電流會流向觸點，而電流強弱與手指到電極的距離成正比，位于觸摸屏后的控制器便會計算電流的比例及強弱，準確算出觸摸點的位置。由以上信息可知，下列說法中正確的是()A．電容式觸摸屏的兩極板分別是導體層和手指B．當用手觸摸屏幕時，手指與屏的接觸面積越大，電容越大C．當用手觸摸屏幕時，手指與屏的接觸面積越大，電容越小D．當用手觸摸屏幕時，手指和屏的接觸面積的大小影響電容的大小【變式8-2】利用電容傳感器可檢測礦井滲水，及時發出安全警報，從而避免事故的發生。如圖所示是一種通過測量電容器電容的變化來檢測礦井中液面高低的儀器原理圖，A為位置固定的導體芯，B為導體芯外面的一層絕緣物質，C為導電液體（礦井中含有雜質的水），A、B、C構成電容器。若礦井滲水（導電液體深度增大），則電流（）A．從b向a，A、B、C構成的電容器放電 B．從a向b，A、B、C構成的電容器放電C．從b向a，A、B、C構成的電容器充電 D．從a向b，A、B、C構成的電容器充電【變式8-3】隨著生活水平的提高，電子秤已經成為日常生活中不可或缺的一部分，電子秤的種類也有很多，如圖所示是用平行板電容器制成的廚房用電子秤及其電路簡圖。稱重時，把物體放到電子秤面板上，壓力作用會導致平行板上層膜片電極下移。則（）A．電容器儲存的電能減少B．電容器的電容減小，帶電荷量減小C．膜片下移過程中，電流表有a到b的電流D．電子秤是一個壓力傳感器，穩定后電容器兩板間電壓等于電源電動勢

參考答案【題型1干簧管】【例1】(1)如圖甲所示為某賓館的房卡，只有把房卡插入槽中，房間內的燈和插座才會有電．房卡的作用相當于一個________(填電路元件名稱)接在干路上．(2)如圖乙所示，當房客進門時，只要將帶有磁鐵的卡P插入盒子Q中，這時由于磁鐵吸引簧片，開關B就接通，通過繼電器J使整個房間的電器的總開關接通，房客便能使用室內各種用電器．當繼電器工作時，c、d相吸，a、b便接通．請你將各接線端1、2、3、4、5、6、7、8、9、10適當地連接起來，構成正常的電門卡電路．答案(1)開關(2)見解析圖解析(1)房卡可以控制房間內的燈和插座，不插入槽中，房間內所有的燈和插座都不工作，所以房卡相當于干路上的開關．(2)將開關B與電源E、線圈連成一個回路；將三個燈泡所在電路與交流電源接成回路，即按8—7,4—5,6—9,1—3,2—10連接起來，構成正常的電門卡電路如圖所示．【變式1-1】（多選）如圖所示,干簧管放在磁場中時兩個舌簧能被磁化。關于干簧管,下列說法正確的是()A.干簧管接入電路中相當于電阻的作用B.干簧管是根據熱脹冷縮的原理制成的C.干簧管接入電路中相當于開關的作用D.干簧管是作為電控元件以實現自動控制的答案:CD解析:干簧管能感知磁場,因為兩個舌簧由軟磁性材料制成,當周圍存在磁場時,兩個舌簧被磁化,就會相互吸引,所以是作開關來使用,作為控制元件以實現自動控制的,選項C、D正確。【變式1-2】圖甲為一種家用門磁防盜報警器，由磁條和主機組成，門窗均可使用。乙圖為其簡化示意圖，安裝時，將磁條固定在門框上，主機安裝在與其等高的門板邊緣，門關上時，兩者剛好靠在一起。當主機開關閉合時，若門被打開，磁條與主機分離，主機內的觸發器就會工作，帶動報警器發出報警聲。下列有關說法正確的是（）A．觸發器內是一個開關，當主機與磁條靠近時，開關是斷開的B．觸發器可以由銅制成C．磁條的兩極對調后，該報警器不能正常工作D．本裝置是利用電流的磁效應工作的【答案】A【解析】關上時，磁條與主機剛好靠在一起，此時報警器不工作，說明電路是斷開的；當主機開關閉合時，若門被打開，磁條與主機分離，主機內的觸發器就會工作，帶動報警器發出報警聲，說明此時觸發器內開關是閉合的，選項A正確；觸發器與磁條之間存在磁力的作用，所以觸發器不可能是銅制成的，因為銅沒有磁性，選項B錯誤；無論磁條哪個磁極靠近觸發器，都存在磁力作用，所以兩極對調后，該報警器仍能正常工作，選項C錯誤；本裝置是利用磁體能夠吸引磁性物體的特點工作的，選項D錯誤。【變式1-3】把光敏電阻（光照越強，阻值越小）接入如圖所示電路，制成光電報警裝置。閉合開關，當光照達到一定強度時，報警器的蜂鳴器發聲，下列說法正確的是（）A．干簧管應用了電磁感應原理B．增大電阻箱R的阻值，報警器在光照更強時才會報警C．增加電源B的電動勢，報警器在光照更強時才會報警D．增加電源A的電動勢，報警器在光照更強時才會報警【答案】B【解析】干簧管上的線圈通電形成的磁場使簧片磁化時，簧片的觸點部分就會被磁力吸引，當吸引力大于簧片的彈力時，常開接點就會吸合；當磁力減小到一定程度時，接點被簧片的彈力打開。則干簧管是利用磁極間的相互作用來控制電路的通斷，故A錯誤；線圈中電流不變，總電阻不變，增大電阻箱R的阻值，光敏電阻變小，報警器在光照更強時才會報警，故B正確；線圈中電流不變，增加電源B的電動勢，電路中總電阻變大，光敏電阻變大，報警器在光照更弱時才會報警，故C錯誤；增加電源A的電動勢，不影響線圈中電流，報警器在原光照強度時會報警，故D錯誤。【題型2紅外線傳感器】【例2】為了做好新冠疫情防控工作，小區物業利用紅外測溫儀對出入人員進行體溫檢測。紅外測溫儀是一種利用紅外線來測量體溫的設備，被測人員輻射出的紅外線可被測溫儀捕捉，并轉變成電信號。下列與紅外測溫儀屬于同類傳感器的是（）A．飲水機中自動控制加熱和保溫的溫控器B．走廊照明燈的聲控開關C．火災紅外報警器D．電子體重計的壓力傳感裝置解析：選C,溫度測溫儀使用的是紅外線傳感器，實際上就是傳感器把光信號轉變為電信號的過程，飲水機中自動控制加熱和保溫的溫控器使用的是溫度傳感器，走廊照明燈的聲控開關使用的是聲音傳感器，電子計重計的壓力傳感器裝置使用的是壓力傳感器，火災紅外報警器使用的是紅外線傳感器。故選C。【變式2-1】下列有關傳感器敘述，正確的是（）A．交警使用的酒精測試儀是一種物理傳感器，是靠吹氣的壓力來工作B．紅外線傳感器是靠接收發熱物體發出的紅外線來工作C．紅外線傳感器就是溫度傳感器D．傳感器是將電學量轉換成非電學量的一種元件【答案】B【解析】交警使用的酒精測試儀主要目的是測量酒精度，它是酒精氣體傳感器，它的阻值隨酒精濃度的變化而變化，不是利用壓力工作的，故A錯誤；紅外線傳感器是靠接收發熱物體發出的紅外線來工作，故B正確；紅外線傳感器是靠接收發熱物體發出的紅外線來工作，不是溫度傳感器，故C錯誤；傳感器是將非電學量轉換成電學量的一種元件，故D錯誤。故選B。【變式2-2】（多選）隨著生活質量的提高，自動干手機已進入家庭，洗手后，將濕手靠近自動干手機，機內的傳感器便驅動電熱器加熱，使熱空氣從機內吹出，將濕手烘干。某型號干手機的說明書中有如下一段文字：功能與特點：◆采用紅外線感應原理，即感應即動作，衛生、方便；◆超高溫保護，即過熱、過電流雙重保護；◆采用內熱式的再循環原理，低噪音、高轉速、烘干能力強；◆高強度塑鋼外殼，牢固可靠，美觀大方。據此可判斷（）A．該自動干手機內裝有由溫度傳感器組成的保護電路B．該自動干手機靠位移傳感器來感知使用者手的靠近C．該自動干手機消耗的電能轉化為空氣的內能及動能D．該自動干手機靠紅外線傳感器來感知使用者手的靠近【答案】ACD【解析】由說明書中“功能與特點”的第二項可知，該自動干手機具有過熱保護功能，其中必然用溫度傳感器來感知溫度，溫度過高時自動控制電路斷開，選項A正確；由說明書中“功能與特點”的第一項可知，B錯誤，選項D正確；由能量守恒定律知，選項C正確。故選ACD。【變式2-3】以下物品是傳感器在日常生活中的一些應用。下列說法正確的是（）A．測溫槍是應用紅外線傳感器測量體溫B．電子秤是應用光敏傳感器稱量物品質量C．指紋識別器是應用壓力傳感器來識別指紋D．煙霧散射火災報警器是應用聲傳感器實現火災報警【答案】A【解析】因為一切物體均能發出紅外線，因此使用紅外線進行檢測體溫，故A正確；電子秤是應用壓敏傳感器稱量物品質量，故B錯誤；指紋識別器是應用電容或光學傳感器來識別指紋，故C錯誤；煙霧散射火災報警器是應用光傳感器實現火災報警，故D錯誤。【題型3電化學傳感器】【例3】我國規定駕駛員的血液酒精含量達到20mg/m3(含20mg/m3)屬于酒駕,達到80mg/m3(含80mg/m3)屬于醉駕。半導體型呼氣酒精測試儀采用氧化錫半導體作為傳感器。圖甲是該測試儀的原理圖,圖中電源電動勢為4.8V,內阻可忽略不計;電壓表V量程為5V,內阻很大;定值電阻R1的阻值為60Ω;實驗測得酒精氣體傳感器R2的電阻值隨酒精氣體濃度變化的關系曲線如圖乙所示。甲乙(1)醉駕時R2的阻值小于等于Ω。

(2)按圖甲所示電路圖把電壓表改裝成酒精濃度表,則酒精氣體濃度為0的刻度線應刻在電壓刻度線為V處;剛好醉駕時應刻在電壓刻度線為V處。(計算結果取三位有效數字)

答案:(1)30(2)2.403.20解析:(1)醉駕時血液酒精含量達到80mg/m3,由題圖乙可知,R2的阻值小于等于30Ω。(2)按題圖甲所示電路圖把電壓表改裝成酒精濃度表,則酒精氣體濃度為0時,電阻R2阻值最大,為60Ω,此時UR1=ER1R則刻度線應刻在電壓刻度線為2.40V處。剛好醉駕時R2'=30Ω,此時UR1'=ER1R則應刻在電壓刻度線為3.20V處。【變式3-1】交通警察用來檢測駕駛員酒精含量的檢測器使用的傳感器是（）A．聲音傳感器 B．電化學傳感器C．壓力傳感器 D．溫度傳感器【答案】B【解析】檢測駕駛員酒精含量，與聲音、壓力、溫度無關，因此選用的是化學傳感器，故B正確。故選B。【變式3-2】酒精測試儀用于機動車駕駛人員是否酗酒及其他嚴禁酒后作業人員的現場檢測。它利用的是一種二氧化錫半導體型酒精氣體傳感器，酒精氣體傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的變化而變化。在如圖所示的電路中，酒精氣體的不同濃度對應著傳感器的不同電阻。這樣，電壓表的指針就與酒精氣體濃度有了對應關系。如果二氧化錫半導體型酒精氣體傳感器電阻的倒數與酒精氣體的濃度成正比，那么，電壓表示數U與酒精氣體濃度C之間的對應關系正確的是（）A．U越大，表示C越大，C與U成正比 B．U越大，表示C越小，但是C與U不成正比C．U越大，表示C越小，C與U成反比 D．U越大，表示C越大，但是C與U不成反比解析：選D,設酒精氣體傳感器電阻為r′，酒精氣體傳感器和定值電阻串聯在電路中，電壓表測R0兩端的電壓。根據酒精氣體傳感器的電阻的倒數與酒精氣體的濃度成正比，得根據歐姆定律得整理得由數學知識知，U越大，C越大，但兩者不成正比，也不成反比。故D正確。故選D。【變式3-3】氧化錫傳感器主要用于汽車尾氣中一氧化碳濃度的檢測，它的電阻隨一氧化碳濃度的變化而變化．在如圖甲所示的電路中，不同的一氧化碳濃度對應著傳感器的不同電阻，這樣，電壓表的指針位置就與一氧化碳濃度有了對應關系，觀察電壓表指針就能判斷一氧化碳濃度是否超標．有一種氧化錫傳感器，其技術資料中給出的是電導（即電阻的倒數）—CO濃度曲線，如圖乙所示．在下列表示一氧化碳濃度c與電壓表示數U0之間關系的圖象中正確的是（）A．B．C． D．【答案】D【解析】由資料中給出的是電導（即電阻的倒數）—CO濃度曲線可知電導與CO濃度成正比，CO濃度越大，傳感器電阻越小，電路中電流越大，電壓表示數越大，但是電壓表示數與CO濃度不是成正比關系。【題型4聲傳感器】【例4】唱卡拉OK用的話筒，內有傳感器，其中有一種是動圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場中，當聲波使膜片前后振動時，就將聲音信號轉變為電信號，下列說法正確的是（）A．該傳感器是根據電流的磁效應工作的B．該傳感器是根據電磁感應原理工作的C．該傳感器的敏感元件是線圈D．該傳感器的轉換元件是永磁體答案：B【變式4-1】一種新型保險柜安裝有聲紋鎖，只有主人說出事先設定的暗語才能打開，別人即使說出暗語也打不開鎖。這種聲紋鎖辨別主人聲音的依據是（）A．音調 B．音色 C．響度 D．聲速【答案】B【解析】因為每個人的發聲音色不同，而聲紋鎖是依據音色來進行判斷的，只能按照設定的音色打開，所以主人說出事先設定的暗語就能打開，故B正確，ACD錯誤。故選B。【變式4-2】如圖所示，是電容式話筒的示意圖，它是利用電容制成的傳感器，話筒的振動膜前面有薄薄的金屬層，膜后距膜幾十微米處有一金屬板，振動膜上的金屬層和這個金屬板構成電容器的兩極．在兩極間加一電壓U，人對著話筒說話時，振動膜前后振動，使電容發生變化，從而使聲音信號被話筒轉化為電信號，其中導致電容變化的原因是電容器兩板間的()A．距離變化 B．正對面積變化C．電介質變化 D．電壓變化解析：選A振動膜前后振動，使振動膜上的金屬層與金屬板間的距離發生變化，從而將聲音信號轉化為電信號，故A正確．【變式4-3】如圖所示的電路可將聲音信號轉換為電信號，該電路中右側固定不動的金屬板b與能在聲波驅動下沿水平方向振動的鍍有金屬層的振動膜a構成一個電容器，a、b通過導線與恒定電源兩極相接。若振動膜a周期性振動，則（）A．a振動過程中，a、b板間的電場強度不變B．a振動過程中，a、b板所帶電荷量不變C．a振動過程中，靈敏電流計中始終有方向不變的電流D．a向右的位移最大時，a、b板所構成的電容器的電容最大答案：D解析：由于平行板電容器兩極板與電池兩極相連接，兩極板間的電壓U保持不變，根據場強E=可知電場強度隨著d變化而變化；a向右的位移最大時，兩板間的距離d最小，由C=可知電容最大，故A錯誤，D正確；由Q=CU可知，a、b板所帶電荷量隨著C的變化而變化，B錯誤；由于Q變化，使電容器出現充電、放電現象，電流計中電流方向不斷變化，C錯誤；故選D。【題型5各種傳感器的區分】【例5】有些洗衣機設有多段式水位自動感應裝置,該裝置采用的傳感器是()A.溫度傳感器 B.壓力傳感器C.生物傳感器 D.紅外線傳感器答案:B解析:水位不同,洗衣機桶壁所受壓力不同,所以應該采用壓力傳感器,選項B正確。【變式5-1】如圖,有一種火災報警器是應用煙霧對光的散射來工作的。該報警器利用的傳感器是()A.力傳感器B.聲傳感器C.位移傳感器D.光傳感器答案:D解析:當有火災時,會有煙產生,煙進入火災報警器時,由于光的散射,從而觸發開關報警,選項D正確。【變式5-2】有一種在光照或溫度升高時都能啟動排氣扇的自動控制裝置,下列說法正確的是()A.兩個傳感器都是光電傳感器B.兩個傳感器分別是光電傳感器和溫度傳感器C.兩個傳感器可能分別是溫度傳感器、電容式傳感器D.只有光照和溫度都適合時排氣扇才能工作答案:B解析:題中提到有光照或溫度升高時排氣扇都能自動啟動,由此可見兩個傳感器一個是光電傳感器,一個是溫度傳感器,而且排氣扇自動啟動只需光照和溫度其中一個滿足條件即可,A、C、D錯誤,B正確。【變式5-3】傳感器的功能與人的視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等功能相似。不只在科研領域，在人們的日常生活中，也會用到傳感器以實現某種功能。關于圖中應用傳感器的實際情景，下列說法錯誤的是（）A．甲圖傳感器用來測量位移的微小變化，是位移傳感器B．乙圖光電計數器用到了光敏電阻這個傳感元件，是光傳感器C．丙圖利用霍爾元件可以測量微小位移，是位移傳感器D．傳感器感受力、溫度、光、聲等信號，把電學信號轉換成非電學信號【答案】D【解析】甲圖中，當被測物體在左、右方向發生位移時，電介質板隨之在電容器兩極板之間移動。如果測出了電容的變化，就能知道物體位置的變化，所以甲圖傳感器是位移傳感器，故A正確；乙圖中，A是發光儀器，B時接收光信號的儀器，B中的主要元件是由光敏電阻組成的光電傳感器。當傳送帶上沒有物品擋住由A射向B的光信號時，光敏電阻的阻值較小，供給信號處理系統的電壓變低；當傳送帶上有物品擋住由A射向B的光信號時，光敏電阻的阻值變大，供給信號處理系統的電壓變高。這種高低交替變化的信號經過處理，就會轉化為相應的數字，實現自動計數的功能，故B正確；丙圖中，在兩塊磁感應強度相同、同極相對的放置的磁體縫隙中放入霍爾元件，當霍爾元件處于中間位置時，磁感應強度B為0，霍爾電壓為0，可將該點作為位移的零點。當霍爾元件沿著z軸正、負方向移動時，則有霍爾電壓輸出，且電壓大小與位移大小成正比，從而能夠實現微小位移的測量，故C正確；傳感器感受力、溫度、光、聲等信號，把非電學信號轉換成電學信號，故D錯誤。本題選錯誤的，故選D。【題型6涉及彈簧的傳感器】【例6】角速度計可測得航天器自轉的角速度ω,其結構如圖所示。當系統繞OO'軸轉動時,元件A在光滑桿上發生滑動,并輸出電信號成為航天器的制導信號源。已知A質量為m,彈簧的勁度系數為k,原長為l0,電源電動勢為E,內阻不計,滑動變阻器總長為l,電阻分布均勻,系統靜止時滑動變阻器滑片P在中點,與固定接頭Q正對。當系統以角速度ω轉動時,求:(1)彈簧形變量x與ω的關系式;(2)電壓表的示數U與角速度ω的函數關系。答案:(1)x=mω2l0解析:當系統繞OO'軸轉動時,A在光滑桿上發生滑動,使彈簧發生形變,滑片P也隨之移動。(1)由牛頓第二定律有kx=mω2R,R=l0+x即kx=mω2(l0+x),x=mω(2)電壓表的示數U=xlE=m【變式6-1】下圖為大型電子地磅電路圖,電源電動勢為E,內阻不計。不稱物體時,滑片P在A端,滑動變阻器接入電路的有效電阻最大,電流較小;稱物體時,在壓力作用下滑片P下滑,使滑動變阻器的有效電阻變小,電流變大。這樣把電流對應的重力值刻在刻度盤上,就可以讀出被稱物體的重力值。若滑動變阻器上A、B間距離為l,最大阻值等于定值電阻的阻值R0,已知兩彈簧的總彈力與形變量成正比,比例系數為k,則所稱重物的重力G與電流I的關系為()A.G=2-EIR0klC.G=EIR0+1kl答案:A解析:物體在地磅上,所以G=kΔx;在回路中,因為l-ΔxRx=lR0,所以Rx=R0l【變式6-2】（多選）在一些學校教室為了保證照明條件，采用智能照明系統，在自然光不足時接通電源啟動日光燈，而在自然光充足時，自動關閉日光燈，其原理圖如圖所示。R為一光敏電阻，L為一帶鐵芯的螺線管，在螺線管上方有一用細彈簧系著的輕質銜鐵，一端用鉸鏈固定在墻上可以自由轉動，另一端用一絕緣棒鏈接兩動觸頭。有關這套智能照明系統工作原理描述正確的是（）A．光照越強，光敏電阻阻值越大，銜鐵被吸引下來B．在光線不足時，光敏電阻阻值變大，電流小，銜鐵被彈簧拉上去，日光燈接通C．上面兩接線柱應該和日光燈電路連接D．下面兩接線柱應該和日光燈電路連接答案：BC【變式6-3】某加速度計工作原理如圖所示，滑塊可以在光滑的框架中平移，滑塊兩側用兩勁度系數相同的輕彈簧與框架連接，R為滑動變阻器，其滑動片與滑塊固定連接；兩個電池的電動勢均恒為E，內阻不計。按圖連接電路后，電壓表指針的零點位于表盤中央，此時兩彈簧均為原長，滑動片恰好在變阻器的中間位置。已知滑動片與滑動變阻器任一端之間的電阻值都與其到這端的距離成正比，當a端的電勢高于b端時電壓表的指針向零點右側偏轉。若將電壓表的表盤換成直接表示加速度大小及方向的刻度盤，并將此加速度計按圖示方式固定在一輛運動的汽車上，汽車沿彈簧方向向前行駛，發現指針向零點左側偏轉。下列說法正確的是（）A．加速度表盤的刻度非均勻分布，指針向零點左側偏轉說明汽車在加速B．加速度表盤的刻度非均勻分布，指針向零點左側偏轉說明汽車在減速C．加速度表盤的刻度均勻分布，指針向零點左側偏轉說明汽車在加速D．加速度表盤的刻度均勻分布，指針向零點左側偏轉說明汽車在減速【答案】C【解析】當a端的電勢高于b端時，說明滑動片由中間位置向右移動了，此時電壓表的指針向零點右側偏轉。若發現指針向零點左側偏轉，則說明滑動片由中間位置向左移動了距離L，此時滑塊向左移動了L，左側彈簧壓縮L，右側彈簧拉伸L，滑塊受到的合力向右，由牛頓第二定律有解得加速度方向向右，說明汽車在加速。又由題知電壓表的示數是滑動片從中間向兩側移動的距離的電阻的電壓，由歐姆定律知，滑動片向左移動L長度的電阻的電壓為故有所以加速度表盤的刻度均勻分布，故ABD錯誤，C正確。【題型7溫度傳感器】【例7】傳感器在日常生活中的應用越來越廣泛,溫度傳感器(實質是自動開關)是其中的一種。某一食品消毒柜就是利用溫度傳感器來自動控制電路的。常溫下,該溫度傳感器是閉合的;當溫度達到某一設定值時,傳感器自動斷開,從而切斷整個電路。下列關于該消毒柜的幾種電路圖中(圖中S為電源開關)連接正確的是()答案:A解析:題圖A中溫度傳感器和消毒柜串聯,電源開關閉合后,傳感器閉合時,消毒柜工作,傳感器斷開時,消毒柜停止工作,符合題意,故選項A正確。題圖B、C、D中溫度傳感器和消毒柜并聯,消毒柜的工作情況與傳感器閉合、斷開無關,不符合題意,故選項B、C、D錯誤。【變式7-1】溫度傳感器廣泛應用于室內空調、電冰箱和微波爐等家用電器中，它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化而變化的特性工作的．在圖甲中，電源的電動勢E＝9.0V，電源內電阻可忽略不計；G為小量程的電流表，電流表內阻RG保持不變；R為熱敏電阻，其電阻值隨溫度的變化關系如圖乙的R－t圖線所示．閉合開關S.(1)當R的溫度等于40℃時，電流表示數I1＝2.25mA，求電流表內阻RG；(2)當電流表的示數I2＝4.5mA時，求熱敏電阻R的溫度．答案(1)500Ω(2)140℃解析(1)由R－t圖像得，當t＝40℃時，R1＝3500Ω，再由I1＝eq\f(E,R1＋RG)，得RG＝500Ω(2)I2＝eq\f(E,R2＋RG)，代入數據得：R2＝1500Ω由R－t圖像可知，此時的溫度是140℃.【變式7-2】（多選）如圖所示，在電路中接一段鎢絲，閉合開關，燈泡正常發光，當用打火機給鎢絲加熱時燈泡亮度明顯變暗，根據鎢絲的上述特性，可用鎢絲來制作一個溫度傳感器。下面說法中正確的是（）A．該傳感器利用了鎢絲的化學性質B．該傳感器利用了鎢絲電阻隨溫度變化而變化的特性C．該傳感器能夠把熱學量（溫度）轉換為電學量（電阻）D．該傳感器能夠把電學量（電阻）轉換為熱學量（溫度）【答案】BC【解析】由題目中的現象可知鎢絲的電阻隨溫度的升高而增大，隨溫度的降低而減小，利用該特性可以制成溫度傳感器，該傳感器能夠把溫度這個熱學量轉換為電阻這個電學量【變式7-3】（多選）如圖為某一型號電熨斗工作示意圖，其中溫度敏感元件是雙金屬片，在溫度上升時上層金屬的膨脹大于下層金屬，可造成雙金屬片的形變。現需要用該電熨斗對衣物加熱至溫度為120℃，關于該裝置工作原理，下列說法正確的是（）A．常溫下，該裝置觸點是接觸狀態B．常溫下，該裝置觸點是分離狀態C．若被加熱衣物溫度無法達到120℃，則需要將調溫旋鈕向下旋轉D．若被加熱衣物溫度無法達到120℃，則需要將調溫旋鈕向上旋轉【答案】AC【解析】常溫下，電熨斗的上下觸點接觸，電熱絲工作，故A正確，B錯誤；溫度過高時，上層金屬的膨脹大于下層金屬，可造成雙金屬片的形變，雙金屬片左側向下彎曲，觸點分離、電路斷開，所以為了達到到120℃，則需要將調溫旋鈕向下旋轉，接通電路，故C正確，D錯誤。【題型8電容式傳感器】【例8】目前許多國產手機都有指紋解鎖功能,用的指紋識別傳感器是電容式傳感器。指紋的凸起部分叫“嵴”,凹下部分叫“峪”。傳感器上有大量面積相同的小極板,當手指貼在傳感器上時,這些小極板和正對的皮膚表面部分形成大量的小電容器,這樣在嵴處和峪處形成的電容器的電容大小不同,此時傳感器給所有的電容器充電后達到某一電壓值,然后,電容器放電,電容小的電容器放電較快,根據放電快慢的不同,就可以探測到嵴和峪的位置,從而形成指紋圖像數據。根據文中信息,下列說法正確的是()A.用指紋的照片蒙在傳感器上,也可以實現手機解鎖功能B.手指輕按和重按均可以解鎖,說明形成的電容大小是相同的C.潮濕的手指頭不能形成指紋識別,是因為嵴和峪沒有電容差別了D.在峪處形成的電容器放電較慢答案:C解析:用指紋的照片蒙在傳感器上,由于沒有指紋上凸起部分“嵴”和凹下部分“峪”,因此不可以實現手機解鎖功能,選項A錯誤。手指輕壓和重壓,手指和小極板之間的距離不同,形成的電容大小是不同的,選項B錯誤。潮濕的手指頭因為指紋之間被水填充,嵴和峪就不能形成電容差別了,所以不能形成指紋識別,選項C正確。電容較小的電容器放電較快,在峪處形成的電容器電容較小,所以在峪處形成的電容放電較快,選項D錯誤。【變式8-1】（多選）如圖電容式觸摸屏的構造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜導體層，再在導體層外加上一塊保護玻璃，電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長的電極，在導體層內形成一個低電壓交流電場，在觸摸屏幕時，由于人體是導體，手指與內部導體層間會形成一個特殊電容(耦合電容)，四邊電極發出的電流會流向觸點，而電流強弱與手指到電極的距離成正比，位于觸摸屏后的控制器便會計算電流的比例及強弱，準確算出觸摸點的位置。由以上信息可知，下列說法中正確的是()A．電容式觸摸屏的兩極板分別是導體層和手指B．當用手觸摸屏幕時，手指與屏的接觸面積越大，電容越大C．當用手觸摸屏幕時，手指與屏的接觸面積越大，電容越小D．當用手觸摸屏幕時，手指和屏的接觸面積的大小影響電容的大小答案：ABD解析：電容式觸摸屏在原理上把人的手指當作一個電容器元件的一個極板，把導體層當作另一極板，故選項A正確；手指和屏的接觸面積大小會影響到電容大小，接觸面積越大，即兩極板的正對面積越大，電容越大，故選項B、D正確，C錯誤。【變式8-2】利用電容傳感器可檢測礦井滲水，及時發出安全警報，從而避免事故的發生。如圖所示是一種通過測量電容器電容的變化來檢測礦井中液面高低的儀器原理圖，A為位置固定的導體芯，B為導體芯外面的一層絕緣物質，C為導電液體（礦井中含有雜質的水），A、B、C構成電容器。若礦井滲水（導電液體深度增大），則電流（）A．從b向a，A、B、C構成的電容器放電 B．從a向b，A、B、C構成的電容器放電C．從b向a，A、B、C構成的電容器充電 D．從a向b，A、B、C構成的電容器充電答案：D解析：由題圖可知，導電液體和導體芯構成了電容器，可近似為平行板電容器，由可知，當液面升高時，電容器極板正對面積S增大，故電容增大，A、C間電勢差不變，再由知，電容器電荷量增大，因此電容器處于充電狀態，電流從a向b，故選D。【變式8-3】隨著生活水平的提高，電子秤已經成為日常生活中不可或缺的一部分，電子秤的種類也有很多，如圖所示是用平行板電容器制成的廚房用電子秤及其電路簡圖。稱重時，把物體放到電子秤面板上，壓力作用會導致平行板上層膜片電極下移。則（）A．電容器儲存的電能減少B．電容器的電容減小，帶電荷量減小C．膜片下移過程中，電流表有a到b的電流D．電子秤是一個壓力傳感器，穩定后電容器兩板間電壓等于電源電動勢答案：D解析：根據電容器表達式當兩個極板的距離減小時，電容器的電容增大；再根據電容器定義式由于電容器一直和電源相連，電壓不變，當電容增大時，帶電荷量增大，則電容器儲存的電能增加，所以AB錯誤；膜片下移過程中，電容器充電，則電流表有b到a的電流，選項C錯誤；電子秤是一個壓力傳感器，當壓力穩定后，電容器停止充電，電路中的電流為零，即電流表示數為零，兩極板的電勢差不變，等于電源的電動勢，所以D正確。故選D。專題5.1認識傳感器【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【題型1干簧管】 【題型2紅外線傳感器】 【題型3電化學傳感器】 【題型4聲傳感器】 【題型5各種傳感器的區分】 【題型6涉及彈簧的傳感器】 【題型7溫度傳感器】 【題型8電容式傳感器】 【題型1干簧管】【例1】(1)如圖甲所示為某賓館的房卡，只有把房卡插入槽中，房間內的燈和插座才會有電．房卡的作用相當于一個________(填電路元件名稱)接在干路上．(2)如圖乙所示，當房客進門時，只要將帶有磁鐵的卡P插入盒子Q中，這時由于磁鐵吸引簧片，開關B就接通，通過繼電器J使整個房間的電器的總開關接通，房客便能使用室內各種用電器．當繼電器工作時，c、d相吸，a、b便接通．請你將各接線端1、2、3、4、5、6、7、8、9、10適當地連接起來，構成正常的電門卡電路．答案(1)開關(2)見解析圖解析(1)房卡可以控制房間內的燈和插座，不插入槽中，房間內所有的燈和插座都不工作，所以房卡相當于干路上的開關．(2)將開關B與電源E、線圈連成一個回路；將三個燈泡所在電路與交流電源接成回路，即按8—7,4—5,6—9,1—3,2—10連接起來，構成正常的電門卡電路如圖所示．【變式1-1】（多選）如圖所示,干簧管放在磁場中時兩個舌簧能被磁化。關于干簧管,下列說法正確的是()A.干簧管接入電路中相當于電阻的作用B.干簧管是根據熱脹冷縮的原理制成的C.干簧管接入電路中相當于開關的作用D.干簧管是作為電控元件以實現自動控制的答案:CD解析:干簧管能感知磁場,因為兩個舌簧由軟磁性材料制成,當周圍存在磁場時,兩個舌簧被磁化,就會相互吸引,所以是作開關來使用,作為控制元件以實現自動控制的,選項C、D正確。【變式1-2】圖甲為一種家用門磁防盜報警器，由磁條和主機組成，門窗均可使用。乙圖為其簡化示意圖，安裝時，將磁條固定在門框上，主機安裝在與其等高的門板邊緣，門關上時，兩者剛好靠在一起。當主機開關閉合時，若門被打開，磁條與主機分離，主機內的觸發器就會工作，帶動報警器發出報警聲。下列有關說法正確的是（）A．觸發器內是一個開關，當主機與磁條靠近時，開關是斷開的B．觸發器可以由銅制成C．磁條的兩極對調后，該報警器不能正常工作D．本裝置是利用電流的磁效應工作的【答案】A【解析】關上時，磁條與主機剛好靠在一起，此時報警器不工作，說明電路是斷開的；當主機開關閉合時，若門被打開，磁條與主機分離，主機內的觸發器就會工作，帶動報警器發出報警聲，說明此時觸發器內開關是閉合的，選項A正確；觸發器與磁條之間存在磁力的作用，所以觸發器不可能是銅制成的，因為銅沒有磁性，選項B錯誤；無論磁條哪個磁極靠近觸發器，都存在磁力作用，所以兩極對調后，該報警器仍能正常工作，選項C錯誤；本裝置是利用磁體能夠吸引磁性物體的特點工作的，選項D錯誤。【變式1-3】把光敏電阻（光照越強，阻值越小）接入如圖所示電路，制成光電報警裝置。閉合開關，當光照達到一定強度時，報警器的蜂鳴器發聲，下列說法正確的是（）A．干簧管應用了電磁感應原理B．增大電阻箱R的阻值，報警器在光照更強時才會報警C．增加電源B的電動勢，報警器在光照更強時才會報警D．增加電源A的電動勢，報警器在光照更強時才會報警【答案】B【解析】干簧管上的線圈通電形成的磁場使簧片磁化時，簧片的觸點部分就會被磁力吸引，當吸引力大于簧片的彈力時，常開接點就會吸合；當磁力減小到一定程度時，接點被簧片的彈力打開。則干簧管是利用磁極間的相互作用來控制電路的通斷，故A錯誤；線圈中電流不變，總電阻不變，增大電阻箱R的阻值，光敏電阻變小，報警器在光照更強時才會報警，故B正確；線圈中電流不變，增加電源B的電動勢，電路中總電阻變大，光敏電阻變大，報警器在光照更弱時才會報警，故C錯誤；增加電源A的電動勢，不影響線圈中電流，報警器在原光照強度時會報警，故D錯誤。【題型2紅外線傳感器】【例2】為了做好新冠疫情防控工作，小區物業利用紅外測溫儀對出入人員進行體溫檢測。紅外測溫儀是一種利用紅外線來測量體溫的設備，被測人員輻射出的紅外線可被測溫儀捕捉，并轉變成電信號。下列與紅外測溫儀屬于同類傳感器的是（）A．飲水機中自動控制加熱和保溫的溫控器B．走廊照明燈的聲控開關C．火災紅外報警器D．電子體重計的壓力傳感裝置解析：選C,溫度測溫儀使用的是紅外線傳感器，實際上就是傳感器把光信號轉變為電信號的過程，飲水機中自動控制加熱和保溫的溫控器使用的是溫度傳感器，走廊照明燈的聲控開關使用的是聲音傳感器，電子計重計的壓力傳感器裝置使用的是壓力傳感器，火災紅外報警器使用的是紅外線傳感器。故選C。【變式2-1】下列有關傳感器敘述，正確的是（）A．交警使用的酒精測試儀是一種物理傳感器，是靠吹氣的壓力來工作B．紅外線傳感器是靠接收發熱物體發出的紅外線來工作C．紅外線傳感器就是溫度傳感器D．傳感器是將電學量轉換成非電學量的一種元件【答案】B【解析】交警使用的酒精測試儀主要目的是測量酒精度，它是酒精氣體傳感器，它的阻值隨酒精濃度的變化而變化，不是利用壓力工作的，故A錯誤；紅外線傳感器是靠接收發熱物體發出的紅外線來工作，故B正確；紅外線傳感器是靠接收發熱物體發出的紅外線來工作，不是溫度傳感器，故C錯誤；傳感器是將非電學量轉換成電學量的一種元件，故D錯誤。故選B。【變式2-2】（多選）隨著生活質量的提高，自動干手機已進入家庭，洗手后，將濕手靠近自動干手機，機內的傳感器便驅動電熱器加熱，使熱空氣從機內吹出，將濕手烘干。某型號干手機的說明書中有如下一段文字：功能與特點：◆采用紅外線感應原理，即感應即動作，衛生、方便；◆超高溫保護，即過熱、過電流雙重保護；◆采用內熱式的再循環原理，低噪音、高轉速、烘干能力強；◆高強度塑鋼外殼，牢固可靠，美觀大方。據此可判斷（）A．該自動干手機內裝有由溫度傳感器組成的保護電路B．該自動干手機靠位移傳感器來感知使用者手的靠近C．該自動干手機消耗的電能轉化為空氣的內能及動能D．該自動干手機靠紅外線傳感器來感知使用者手的靠近【答案】ACD【解析】由說明書中“功能與特點”的第二項可知，該自動干手機具有過熱保護功能，其中必然用溫度傳感器來感知溫度，溫度過高時自動控制電路斷開，選項A正確；由說明書中“功能與特點”的第一項可知，B錯誤，選項D正確；由能量守恒定律知，選項C正確。故選ACD。【變式2-3】以下物品是傳感器在日常生活中的一些應用。下列說法正確的是（）A．測溫槍是應用紅外線傳感器測量體溫B．電子秤是應用光敏傳感器稱量物品質量C．指紋識別器是應用壓力傳感器來識別指紋D．煙霧散射火災報警器是應用聲傳感器實現火災報警【答案】A【解析】因為一切物體均能發出紅外線，因此使用紅外線進行檢測體溫，故A正確；電子秤是應用壓敏傳感器稱量物品質量，故B錯誤；指紋識別器是應用電容或光學傳感器來識別指紋，故C錯誤；煙霧散射火災報警器是應用光傳感器實現火災報警，故D錯誤。【題型3電化學傳感器】【例3】我國規定駕駛員的血液酒精含量達到20mg/m3(含20mg/m3)屬于酒駕,達到80mg/m3(含80mg/m3)屬于醉駕。半導體型呼氣酒精測試儀采用氧化錫半導體作為傳感器。圖甲是該測試儀的原理圖,圖中電源電動勢為4.8V,內阻可忽略不計;電壓表V量程為5V,內阻很大;定值電阻R1的阻值為60Ω;實驗測得酒精氣體傳感器R2的電阻值隨酒精氣體濃度變化的關系曲線如圖乙所示。甲乙(1)醉駕時R2的阻值小于等于Ω。

(2)按圖甲所示電路圖把電壓表改裝成酒精濃度表,則酒精氣體濃度為0的刻度線應刻在電壓刻度線為V處;剛好醉駕時應刻在電壓刻度線為V處。(計算結果取三位有效數字)

答案:(1)30(2)2.403.20解析:(1)醉駕時血液酒精含量達到80mg/m3,由題圖乙可知,R2的阻值小于等于30Ω。(2)按題圖甲所示電路圖把電壓表改裝成酒精濃度表,則酒精氣體濃度為0時,電阻R2阻值最大,為60Ω,此時UR1=ER1R則刻度線應刻在電壓刻度線為2.40V處。剛好醉駕時R2'=30Ω,此時UR1'=ER1R則應刻在電壓刻度線為3.20V處。【變式3-1】交通警察用來檢測駕駛員酒精含量的檢測器使用的傳感器是（）A．聲音傳感器 B．電化學傳感器C．壓力傳感器 D．溫度傳感器【答案】B【解析】檢測駕駛員酒精含量，與聲音、壓力、溫度無關，因此選用的是化學傳感器，故B正確。故選B。【變式3-2】酒精測試儀用于機動車駕駛人員是否酗酒及其他嚴禁酒后作業人員的現場檢測。它利用的是一種二氧化錫半導體型酒精氣體傳感器，酒精氣體傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的變化而變化。在如圖所示的電路中，酒精氣體的不同濃度對應著傳感器的不同電阻。這樣，電壓表的指針就與酒精氣體濃度有了對應關系。如果二氧化錫半導體型酒精氣體傳感器電阻的倒數與酒精氣體的濃度成正比，那么，電壓表示數U與酒精氣體濃度C之間的對應關系正確的是（）A．U越大，表示C越大，C與U成正比 B．U越大，表示C越小，但是C與U不成正比C．U越大，表示C越小，C與U成反比 D．U越大，表示C越大，但是C與U不成反比解析：選D,設酒精氣體傳感器電阻為r′，酒精氣體傳感器和定值電阻串聯在電路中，電壓表測R0兩端的電壓。根據酒精氣體傳感器的電阻的倒數與酒精氣體的濃度成正比，得根據歐姆定律得整理得由數學知識知，U越大，C越大，但兩者不成正比，也不成反比。故D正確。故選D。【變式3-3】氧化錫傳感器主要用于汽車尾氣中一氧化碳濃度的檢測，它的電阻隨一氧化碳濃度的變化而變化．在如圖甲所示的電路中，不同的一氧化碳濃度對應著傳感器的不同電阻，這樣，電壓表的指針位置就與一氧化碳濃度有了對應關系，觀察電壓表指針就能判斷一氧化碳濃度是否超標．有一種氧化錫傳感器，其技術資料中給出的是電導（即電阻的倒數）—CO濃度曲線，如圖乙所示．在下列表示一氧化碳濃度c與電壓表示數U0之間關系的圖象中正確的是（）A．B．C． D．【答案】D【解析】由資料中給出的是電導（即電阻的倒數）—CO濃度曲線可知電導與CO濃度成正比，CO濃度越大，傳感器電阻越小，電路中電流越大，電壓表示數越大，但是電壓表示數與CO濃度不是成正比關系。【題型4聲傳感器】【例4】唱卡拉OK用的話筒，內有傳感器，其中有一種是動圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場中，當聲波使膜片前后振動時，就將聲音信號轉變為電信號，下列說法正確的是（）A．該傳感器是根據電流的磁效應工作的B．該傳感器是根據電磁感應原理工作的C．該傳感器的敏感元件是線圈D．該傳感器的轉換元件是永磁體答案：B【變式4-1】一種新型保險柜安裝有聲紋鎖，只有主人說出事先設定的暗語才能打開，別人即使說出暗語也打不開鎖。這種聲紋鎖辨別主人聲音的依據是（）A．音調 B．音色 C．響度 D．聲速【答案】B【解析】因為每個人的發聲音色不同，而聲紋鎖是依據音色來進行判斷的，只能按照設定的音色打開，所以主人說出事先設定的暗語就能打開，故B正確，ACD錯誤。故選B。【變式4-2】如圖所示，是電容式話筒的示意圖，它是利用電容制成的傳感器，話筒的振動膜前面有薄薄的金屬層，膜后距膜幾十微米處有一金屬板，振動膜上的金屬層和這個金屬板構成電容器的兩極．在兩極間加一電壓U，人對著話筒說話時，振動膜前后振動，使電容發生變化，從而使聲音信號被話筒轉化為電信號，其中導致電容變化的原因是電容器兩板間的()A．距離變化 B．正對面積變化C．電介質變化 D．電壓變化解析：選A振動膜前后振動，使振動膜上的金屬層與金屬板間的距離發生變化，從而將聲音信號轉化為電信號，故A正確．【變式4-3】如圖所示的電路可將聲音信號轉換為電信號，該電路中右側固定不動的金屬板b與能在聲波驅動下沿水平方向振動的鍍有金屬層的振動膜a構成一個電容器，a、b通過導線與恒定電源兩極相接。若振動膜a周期性振動，則（）A．a振動過程中，a、b板間的電場強度不變B．a振動過程中，a、b板所帶電荷量不變C．a振動過程中，靈敏電流計中始終有方向不變的電流D．a向右的位移最大時，a、b板所構成的電容器的電容最大答案：D解析：由于平行板電容器兩極板與電池兩極相連接，兩極板間的電壓U保持不變，根據場強E=可知電場強度隨著d變化而變化；a向右的位移最大時，兩板間的距離d最小，由C=可知電容最大，故A錯誤，D正確；由Q=CU可知，a、b板所帶電荷量隨著C的變化而變化，B錯誤；由于Q變化，使電容器出現充電、放電現象，電流計中電流方向不斷變化，C錯誤；故選D。【題型5各種傳感器的區分】【例5】有些洗衣機設有多段式水位自動感應裝置,該裝置采用的傳感器是()A.溫度傳感器 B.壓力傳感器C.生物傳感器 D.紅外線傳感器答案:B解析:水位不同,洗衣機桶壁所受壓力不同,所以應該采用壓力傳感器,選項B正確。【變式5-1】如圖,有一種火災報警器是應用煙霧對光的散射來工作的。該報警器利用的傳感器是()A.力傳感器B.聲傳感器C.位移傳感器D.光傳感器答案:D解析:當有火災時,會有煙產生,煙進入火災報警器時,由于光的散射,從而觸發開關報警,選項D正確。【變式5-2】有一種在光照或溫度升高時都能啟動排氣扇的自動控制裝置,下列說法正確的是()A.兩個傳感器都是光電傳感器B.兩個傳感器分別是光電傳感器和溫度傳感器C.兩個傳感器可能分別是溫度傳感器、電容式傳感器D.只有光照和溫度都適合時排氣扇才能工作答案:B解析:題中提到有光照或溫度升高時排氣扇都能自動啟動,由此可見兩個傳感器一個是光電傳感器,一個是溫度傳感器,而且排氣扇自動啟動只需光照和溫度其中一個滿足條件即可,A、C、D錯誤,B正確。【變式5-3】傳感器的功能與人的視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等功能相似。不只在科研領域，在人們的日常生活中，也會用到傳感器以實現某種功能。關于圖中應用傳感器的實際情景，下列說法錯誤的是（）A．甲圖傳感器用來測量位移的微小變化，是位移傳感器B．乙圖光電計數器用到了光敏電阻這個傳感元件，是光傳感器C．丙圖利用霍爾元件可以測量微小位移，是位移傳感器D．傳感器感受力、溫度、光、聲等信號，把電學信號轉換成非電學信號【答案】D【解析】甲圖中，當被測物體在左、右方向發生位移時，電介質板隨之在電容器兩極板之間移動。如果測出了電容的變化，就能知道物體位置的變化，所以甲圖傳感器是位移傳感器，故A正確；乙圖中，A是發光儀器，B時接收光信號的儀器，B中的主要元件是由光敏電阻組成的光電傳感器。當傳送帶上沒有物品擋住由A射向B的光信號時，光敏電阻的阻值較小，供給信號處理系統的電壓變低；當傳送帶上有物品擋住由A射向B的光信號時，光敏電阻的阻值變大，供給信號處理系統的電壓變高。這種高低交替變化的信號經過處理，就會轉化為相應的數字，實現自動計數的功能，故B正確；丙圖中，在兩塊磁感應強度相同、同極相對的放置的磁體縫隙中放入霍爾元件，當霍爾元件處于中間位置時，磁感應強度B為0，霍爾電壓為0，可將該點作為位移的零點。當霍爾元件沿著z軸正、負方向移動時，則有霍爾電壓輸出，且電壓大小與位移大小成正比，從而能夠實現微小位移的測量，故C正確；傳感器感受力、溫度、光、聲等信號，把非電學信號轉換成電學信號，故D錯誤。本題選錯誤的，故選D。【題型6涉及彈簧的傳感器】【例6】角速度計可測得航天器自轉的角速度ω,其結構如圖所示。當系統繞OO'軸轉動時,元件A在光滑桿上發生滑動,并輸出電信號成為航天器的制導信號源。已知A質量為m,彈簧的勁度系數為k,原長為l0,電源電動勢為E,內阻不計,滑動變阻器總長為l,電阻分布均勻,系統靜止時滑動變阻器滑片P在中點,與固定接頭Q正對。當系統以角速度ω轉動時,求:(1)彈簧形變量x與ω的關系式;(2)電壓表的示數U與角速度ω的函數關系。答案:(1)x=mω2l0解析:當系統繞OO'軸轉動時,A在光滑桿上發生滑動,使彈簧發生形變,滑片P也隨之移動。(1)由牛頓第二定律有kx=mω2R,R=l0+x即kx=mω2(l0+x),x=mω(2)電壓表的示數U=xlE=m【變式6-1】下圖為大型電子地磅電路圖,電源電動勢為E,內阻不計。不稱物體時,滑片P在A端,滑動變阻器接入電路的有效電阻最大,電流較小;稱物體時,在壓力作用下滑片P下滑,使滑動變阻器的有效電阻變小,電流變大。這樣把電流對應的重力值刻在刻度盤上,就可以讀出被稱物體的重力值。若滑動變阻器上A、B間距離為l,最大阻值等于定值電阻的阻值R0,已知兩彈簧的總彈力與形變量成正比,比例系數為k,則所稱重物的重力G與電流I的關系為()A.G=2-EIR0klC.G=EIR0+1kl答案:A解析:物體在地磅上,所以G=kΔx;在回路中,因為l-ΔxRx=lR0,所以Rx=R0l【變式6-2】（多選）在一些學校教室為了保證照明條件，采用智能照明系統，在自然光不足時接通電源啟動日光燈，而在自然光充足時，自動關閉日光燈，其原理圖如圖所示。R為一光敏電阻，L為一帶鐵芯的螺線管，在螺線管上方有一用細彈簧系著的輕質銜鐵，一端用鉸鏈固定在墻上可以自由轉動，另一端用一絕緣棒鏈接兩動觸頭。有關這套智能照明系統工作原理描述正確的是（）A．光照越強，光敏電阻阻值越大，銜鐵被吸引下來B．在光線不足時，光敏電阻阻值變大，電流小，銜鐵被彈簧拉上去，日光燈接通C．上面兩接線柱應該和日光燈電路連接D．下面兩接線柱應該和日光燈電路連接答案：BC【變式6-3】某加速度計工作原理如圖所示，滑塊可以在光滑的框架中平移，滑塊兩側用兩勁度系數相同的輕彈簧與框架連接，R為滑動變阻器，其滑動片與滑塊固定連接；兩個電池的電動勢均恒為E，內阻不計。按圖連接電路后，電壓表指針的零點位于表盤中央，此時兩彈簧均為原長，滑動片恰好在變阻器的中間位置。已知滑動片與滑動變阻器任一端之間的電阻值都與其到這端的距離成正比，當a端的電勢高于b端時電壓表的指針向零點右側偏轉。若將電壓表的表盤換成直接表示加速度大小及方向的刻度盤，并將此加速度計按圖示方式固定在一輛運動的汽車上，汽車沿彈簧方向向前行駛，發現指針向零點左側偏轉。下列說法正確的是（）A．加速度表盤的刻度非均勻分布，指針向零點左側偏轉說明汽車在加速B．加速度表盤的刻度非均勻分布，指針向零點左側偏轉說明汽車在減速C．加速度表盤的刻度均勻分布，指針向零點左側偏轉說明汽車在加速D．加速度表盤的刻度均勻分布，指針向零點左側偏轉說明汽車在減速【答案】C【解析】當a端的電勢高于b端時，說明滑動片由中間位置向右移動了，此時電壓表的指針向零點右側偏轉。若發現指針向零點左側偏轉，則說明滑動片由中間位置向左移動了距離L，此時滑塊向左移動了L，左側彈簧壓縮L，右側彈簧拉伸L，滑塊受到的合力向右，由牛頓第二定律有解得加速度方向向右，說明汽車在加速。又由題知電壓表的示數是滑動片從中間向兩側移動的距離的電阻的電壓，由歐姆定律知，滑動片向左移動L長度的電阻的電壓為故有所以加速度表盤的刻度均勻分布，故ABD錯誤，C正確。【題型7溫度傳感器】【例7】傳感器在日常生活中的應用越來越廣泛,溫度傳感器(實質是自動開關)是其中的一種。某一食品消毒柜就是利用溫度傳感器來自動控制電路的。常溫下,該溫度傳感器是閉合的;當溫度達到某一設定值時,傳感器自動斷開,從而切斷整個電路。下列關于該消毒柜的幾種電路圖中(圖中