2019-2020年高中物理 第06章 传感器试题（含解析）新人教版选修3-2.doc

2019-2020年高中物理 第06章 传感器试题（含解析）新人教版选修3-2一、干簧管和传感器1如图所示（1）干簧管和电路图介绍：（2）现象：有磁铁时电路_，无磁铁时电路_。2传感器（1）定义：传感器是这样一种元件，它能够感受诸如力、温度、光声、化学成份等_量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等_量，或转换为电路的_。（2）作用：把非电学量转换为电学量或转换为电路的通断。（3）目的：方便地进行测量、_、_和_。（4）工作原理：（5）常见的传感器有：_、_、力传感器、气敏传感器、超声波传感器、磁敏传感器等。二、常见传感器元件1光敏电阻（1）材料：一般为半导体。如：硫化镉。光敏电阻的特性：光照越_，电阻越_；光照越弱，电阻越_；（2）导电原理：无光照时，载流子（自由电子和空穴）少，导电性能_随着光照的的增强，载流子增多，导电性变_。（3）作用：把_这个光学量转换为_这个电学量；（4）应用：照相机、验钞机、光控开关、光电计数器、报警器。2金属热电阻和热敏电阻（1）一般为半导体不同温度的水凉水温水开水电阻值情况热敏电阻随温度的升高电阻变_。（2）异同点金属热电阻化学稳定性好、测量范围_，但是灵敏度差；热敏电阻化学稳定性差、测量范围_，但是灵敏度高。（3）作用：把_这个热学量转换成为_这个电学量。（4）应用：冰箱启动器、电饭锅、电阻温度计、报警器等。3霍尔元件（1）构造：很小的矩形半导体薄片上制作四个电极E、F、M、N。（2）霍尔电压：如图，EF间通入恒定电流I同时外加与薄片垂直的磁场B，则M、N间出现霍尔电压UH，它们之间的关系为：_，D为薄片厚度，k为霍尔系数 （与薄片的材料有关）。接通 断开 物理 电学 通断 传输 处理 控制 温度传感器 光电传感器强 小 大 不好 好 光照强弱 电阻 小 大 小 温度 电阻 热敏电阻和金属热电阻的比较比较内容热敏电阻金属热电阻特点电阻随温度升高而减小电阻率随温度升高而增大制作材料氧化锰铂优点灵敏度好化学稳定性好，测温范围大作用将温度这个热学量转换为电阻这个电学量【例题】如图所示，图中1、2分别是两种材料的电阻R随温度T变化的图线，下列说法中正确的是A图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的B图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的C图线1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高D图线2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高参考答案：BD试题解析：由图线可知，1为金属热电阻，其化学稳定性好、测量范围大，灵敏度差；图线2为热敏电阻，其化学稳定性差、测量范围小，灵敏度高，由此可判断BD正确。1关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是A非电学量敏感元件转换电路电学量转换元件B电学量敏感元件转换电路转换元件非电学量C非电学量敏感元件转换元件转换电路电学量D非电学量转换电路转换元件敏感元件电学量2有关传感器，下列说法正确的是A光敏电阻能把温度这个热学量转为电阻这个电学量B金属热电阻的化学稳定性好，但灵敏度差C热敏电阻能把光照强弱这个电学量转为电阻这个电学量D霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量3关于光敏电阻，下列说法正确的是A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B硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子极少，导电性能不好C硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子较少，导电性能良好D半导体材料的硫化镉，随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好4关于霍尔元件，下列说法正确的是A把温度这个热学量转化为电阻这个电学量B把磁感应强度这个磁学量转化为电压这个电学量C把力这个力学量转化为电压这个电学量D把光照这个光学量转化为电阻这个电学量5用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。下列属于这类传感器的是A红外报警装置B走廊照明灯的声控开关C自动洗衣机中的压力传感装置D电饭煲中控制加热和保温的温控器6如图所示，某半导体热敏电阻的I-U图线可能是7如图所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻，当温度降低时，电阻变大，L为小灯泡，当温度降低时AR1两端的电压增大B电流表的示数增大C小灯泡的亮度变强D小灯泡的亮度变弱8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电压表的示数增大BR2中电流减小C小灯泡的功率增大D电路的路端电压增大9如图是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图。金属棒与导电液体构成一个电容器，将金属棒和导电液体分别与直流电源的两极相连接，从电容C和导电液与金属棒间的电压U的变化就能反映液面的升降情况，则以下判断正确的是A电源接通后，电容C减小，反映h减小B电源接通后，电容C减小，反映h增大C电源接通再断开后，电压U减小，反映h减小D电源接通再断开后，电压U减小，反映h增大10位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P，通过电压表显示的数据，来反映物体M位移的大小x。假设电压表是理想的，则下列说法正确的是A物体M运动时，电源内的电流会发生变化B物体M运动时，电压表的示数会发生变化C物体M不动时，电路中没有电流D物体M不动时，电压表没有示数11街旁的路灯、江海里的航标都要求在夜晚亮，白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的A压敏性B光敏性C热敏性 D三种特性都利用12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 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R的温度等于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A60 B80 C100 D120 13如图所示，Rt为半导体热敏电阻，其他电阻都是普通的电阻，当灯泡L的亮度变暗时，说明A环境温度变高B环境温度变低C环境温度不变D都有可能14如图所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，LED为发光二极管（电流越大，发出的光越强），且R与LED距离不变，下列说法中正确的是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无论怎样移动滑动触头P，L消耗的功率都不变15某学习小组的同学在用多用电表研究热敏电阻特性的实验中，安装好如图所示装置。向杯内加入冷水，温度计的示数为20 ，多用电表选择适当的倍率，读出热敏电阻的阻值R1。然后向杯内加入热水，温度计的示数为60 ，发现多用电表的指针偏转角度较大，则下列说法正确的是A应选用电流挡，温度升高换用大量程测量B应选用电流挡，温度升高换用小量程测量C应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率大的挡D应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率小的挡16如图所示的电路可将声音信号转换为电信号，该电路中右侧固定不动的金属板b与能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜a构成一个电容器，a、b通过导线与恒定电源两极相接。若声源S周期性振动，则Aa振动过程中，a、b板间的电场强度不变Ba振动过程中，a、b板所带电荷量不变Ca振动过程中，灵敏电流计中始终有方向不变的电流Da向右的位移最大时，a、b板所构成的电容器的电容最大17如图所示，Rt为金属热电阻，R1为光敏电阻，R2和均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，V为理想电压表，现发现电压表示数增大，可能的原因是A金属热电阻温度升高，其他条件不变B金属热电阻温度降低，光照减弱，其他条件不变C光照增强，其他条件不变D光照增强，金属热电阻温度升高，其他条件不变18如图1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IU关系曲线图。（1）为了通过测量得到如图1所示IU关系的完整曲线，在图2所示的a和b两个电路中应选择的是图_；（2）在图c所示的电路中，电源电压恒为9 V，当给热敏电阻加热后，电流表读数将_（填“增大”“减小”或“不变”）19单位时间内通过管道截面的液体的体积称为流量，用Q表示，其单位为m3/s。如图为电磁流量计的示意图，在非磁性材料制成的圆柱形管道外加一匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，当管中导电液（含有正、负离子）流过此区域时，可测得管壁上a、b两点间的电势差为U，根据计算可以求出流量Q。（1）电磁流量计为一个传感器，它可以将流速信号转化为电信号，试判断a、b两点电势的高低。（2）设管道的直径为D，试用学过的知识推导流量Q的表达式。20（xx北京卷）热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。如图所示为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t化的示意图。由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力_（选填“增强”或“减弱”）；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的影响更_（选填“敏感”或“不敏感”）。21（xx上海卷）监控系统控制电路如图所示，电键S闭合时，系统白天和晚上都工作，电键S断开时，系统仅晚上工作。在电路中虚框处分别接入光敏电阻（受光照时阻值减小）和定值电阻，则电路中AC是“与门”，A是光敏电阻BC是“与门”，B是光敏电阻CC是“或门”，A是光敏电阻DC是“或门”，B是光敏电阻1C【解析】传感器工作的一般流程为：非电学量被敏感元件感知，然后通过转换元件转换成电信号，再通过转换电路将此信号转换成易于传输或测量的电学量，因此A、B、D错，C对。2BD【解析】光敏电阻能把光强这个光学量转为电阻这个电学量，选项A错误；金属热电阻的化学稳定性好，但灵敏度差，选项B正确；热敏电阻能把温度这个热学量转为电阻这个电学量，选项C错误；根据霍尔效应可知，霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量，选项D正确；故选BD。【名师点睛】此题是对传感器的考查；要知道传感器是把其他物理量转化为电学量的装置；生活中常用的传感器由光学传感器、声音传感器、温度传感器等；要能联系生活实际，结合所学知识来解释生活中的有关问题。3ABD【解析】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，选项A正确；硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子极少，导电性能不好，且随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好故选项BD正确，C错误。4B【解析】霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转化为电压这个电学量，故B正确。5A【解析】用遥控器调换电视机的频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。红外线报警装置是感应红外线转换成电学量，从而引起报警，而遥控器调换电视机的频道的过程，也发出红外线，故A正确；走廊照明灯的声控开关，实际是将声波转化成电信号的过程，故B不正确；自动洗衣机中的压力传感装置，是将压力转化成电信号的过程，故C不正确；电饭煲中控制加热和保温的温控器，是将温度转化成电信号的过程，故D不正确。6B【解析】热敏电阻的IU图线是非线性的，并且随电流增大及温度升高，电阻减小，故A、C、D错，B正确。7C 【解析】R2与灯L并联后与R1串联，与电源构成闭合电路，当温度降低时，电阻R2增大，外电路电阻增大，电流表读数减小，灯L电压增大，灯泡亮度变强，R1两端电压减小，故C正确。8ABC【解析】照射光强度增大时，R3阻值减小，外电路电阻随R3的减小而减小，R1两端电压因干路电流增大而增大，同时内电压增大，故路端电压减小，而电压表的示数增大，A正确，D错误；由路端电压减小，而R1两端电压增大可知，R2两端电压必减小，则R2中电流减小，故B正确；结合干路电流增大可知流过小灯泡的电流必增大，则小灯泡的功率增大。故正确答案为ABC。9AD【解析】电源接通时，电容器的电压一定，若电容C减小时，金属棒与导电液的正对面积减小，h减小，故A正确B错误；电源接通再断开，电容器的电量不变，电压减小，由公式分析可知，C增大，金属棒与导电液的正对面积增大，h增大，故C错误D正确。10B【解析】电压表为理想电表，则电压表不分流，故触头移动时不会改变电路的电阻，也就不会改变电路中的电流，故A错误；电压表测的是触头P左侧电阻分得的电压，故示数随物体M的移动即触头的运动而变化，故B正确，C、D错误。11B【解析】街旁的路灯、江海里的航标在夜晚亮，白天熄，利用半导体的是半导体材料的光敏性。故选项B正确。12D【解析】由图象知，当R的温度等于20时，热敏电阻的阻值R=4 000 ，由串联电路特点及闭合电路欧姆定律得：，解得：。当电流时，由串联电路特点及欧姆定律得：解得：。 由图象知，此时热敏电阻的温度t=120 ，所以选项D正确。13B【解析】灯泡L的亮度变暗，说明流过灯泡所在支路的电流减小，此支路的电阻增大，即Rt的阻值增大，故周围环境的温度变低，选项B正确。14A【解析】滑动触头P向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，流过此支路的电流增大，即流过发光二极管的电流增大，从而发光增强，使光敏电阻R阻值减小，通过灯泡的电流增大效果，使L消耗的功率增大，选项A正确。15D【解析】多用电表与热敏电阻构成的回路中未接入电源，故不能用电流表，AB错误；当温度升高时，多用电表指针偏转角度较大，说明热敏电阻的阻值变小了，应该换用倍率小的挡位，C错误，D正确。16AD【解析】由于平行板电容器两极板与电池两极相连接，两极板间的电压U保持不变，根据场强，可判断A错误，D正确；再由Q=CU可知，B错误；由于Q变化，使电容器出现充电、放电现象，显然电流计中电流方向不断变化，C错误。17B【解析】金属热电阻温度升高，则电路电阻增大，总电流减小，路端电压增大，即光敏电阻两端的电压增大，所以通过光敏电阻的电流增大，而总电流是减小的，所以通过的电流减小，故两端的电压减小，A错误；金属热电阻温度降低，光照强度减弱，如果外电路电阻减小，则干路电流增大，内电压增大，路端电压减小，所以光敏电阻两端的端电压减小，即通过的电流减小，而总电流增大，所以通过的电流增大，即电压表的示数增大，B正确；光照强度增大，则光敏电阻减小，总电阻减小，路端电压减小，即和热电阻两端的电压减小，通过的电流减小，电压减小，即电压表示数减小，C错误；光照增强，金属热电阻温度升高，一个电阻减小，一个电阻增大，若总电阻减小，则总电流增大，路端电压减小，而两端的电压增大，所以并联电路电压减小，所在支路的电阻增大，所以支路电流减小，电压表示数减小；一个电阻减小，一个电阻增大，若总电阻增大，则路端电压增大，总电流减小，而两端的电压减小，所以并联电路电压增大，所以光敏电阻两端的电压增大，通过光敏电阻的电流增大，而总电流是减小的，所以所在支路的的电流减小，电压表示数减小，故D错误；【名师点睛】在分析电路动态变化时，一般是根据局部电路变化（滑动变阻器，传感器电阻）推导整体电路总电阻、总电流的变化，然后根据闭合回路欧姆定律推导所需电阻的电压和电流的变化（或者电流表，电压表示数变化），也就是从局部整体局部18【答案】（1）a（2）增大【解析】（1）图中要求测量多组数据，所测电压调节范围较大，且从零开始变化，所以应选用滑动变阻器的分压式接法，故应选图a；热敏电阻温度升高时，其电阻值减小，故干路中的电流增大。19【答案】（1）b点电势高于a点电势，即Uba0 （2）【解析】（1）当正负离子向左流经管道时，由于磁场对运动电荷有力的作用，根据左手定则，正离子将向下迁移，负离子将向上迁移，这样在a、b间形成感应电场，b点电势高于a点电势，。（2）当电场力与磁场力平衡时，a、b间形成稳定的电势差，离子将不再上下迁移，则qE=qvB，故有 U=ED=BvD， 所以Q=Sv=。20【答案】增强 敏感【解析】温度越高，热敏电阻的阻值越小，即对电流的阻碍作用越小，故导电能力增强；根据图象可知，热敏电阻在相同的温度范围内变化时，阻值变化越大，故其对温度敏感。21D【解析】 开关S闭合后，C门的一个输入端就是1，系统不管白天和晚上都工作，说明与另一个输入端的逻辑值无关，这说明C门是“或”门。开关S断开时，C门的一个输入端就是0，要让系统工作，另一个输入端必须是1，也就是高电压，所以B是光敏电阻，故D正确。一、力传感器的应用电子秤1组成常用的力传感器是由_和_组成的，应变片是一种敏感元件，现多用半导体制成。2工作原理（1）电子秤用的测力装置是_，由金属梁和应变片组成；（2）应变片能够把_这个力学量转换为_这个电学量。常温下两触点_，温度升高，两种金属膨胀性能不同，双金属片形状发生变化，使触点_。二、力传感器的应用电熨斗1电熨斗的结构2电熨斗的自动控温原理电熨斗内部装有双金属片温度传感器，常温下，上、下触点应是_，但温度过高时，由于双金属片受热膨胀系数不同，上部金属膨胀_，下部金属膨胀_，则双金属片向下弯曲，使触点分离，从而切断电源，停止加热。温度降低后，双金属片_，重新接通电路加热。这样循环进行，起到自动控制温度的作用。三、温度传感器的应用电饭锅1磁性限温元件感温铁氧体（1）材料结构：是用氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成的，是一种特殊的_，在电饭锅中与一块_组合构成磁钢限温器，实现限温控制。（2）特点：常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是温度上升到约_时，就失去铁磁性，不能被磁体吸引。这个温度在物理学中称为该材料的_或“居里点”。感温铁氧体具有限温准确，动作迅速等优点。2电饭锅工作原理电饭锅具有自动断电和保温功能，是因为它内部装有磁钢限温器和双金属片恒温器两个自动装置。 如图所示。（1）限温原理（自动断电） 煮饭时，用手按下开关按钮，通过传动杠杆推动永磁体向上与感温磁体（铁氧体）相互吸合，其吸力大于限温器中弹簧的弹力和永磁体的自身重力，所以永磁体不会落下，杠杆支架释放弹性金属片，使触点_，电路接通，电热板开始发热工作。在饭煮熟前，锅内有水，所以电饭锅的内胆温度不会超过100，感温磁体仍然具有磁性。继续加热，直到饭熟后，水份被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至_时感温磁体失去磁性，永磁体在自身重力及弹簧的弹力作用下被弹开，通过传动杆使触点分离，切断电源，从而停止加热。这样就起到限温作用。（2）保温原理当电饭锅的温度升高时，双金属片受热，使它向_的一面弯曲。弯曲时，它把两个触点_，于是电饭锅断电，温度下降。而当温度下降到一定程度时，双金属片逐渐冷却_，两个触点重新闭合通电，如此反复，使电饭锅达到_效果，温度能够自动维持在705的范围。四、光传感器的应用火灾报警器1结构：烟雾式火灾报警器的实物如图甲所示，烟雾做上升运动，到达天花板底下，烟感报警器通过烟雾发现火灾，所以烟雾式火灾报警器安装在_上。如图乙所示，带孔的罩子内装有_、光电三极管和不透明的_。2原理：灾报警器是利用烟雾对光的_来工作的，平时，光电三极管收不到LED发出的光，呈现_状态，烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光照射到光电三极管上，其电阻_，与传感器连接的电路检测出这种变化后，就会发出警报。自动冲水机、路灯的控制、鼠标器、光电计数器、烟雾报警器等都是利用了光电传感器的原理。五、传感器的应用金属梁 应变片 力传感器 物体形变 电压 分离 接触接触的 大 小 恢复原状软磁性材料 永久磁铁 103 “居里温度” 闭合 “居里点103 0C” 膨胀系数小 回复原状 闭合 保温天花板 发光二极管LED 挡板 散射 高电阻 变小传感器问题的三个分析1感受量分析明确传感器的敏感元件，分析输入信号及输出信号，以及输入、输出信号之间的关系。2电路结构分析分析传感器的电路结构，熟悉常见电子元件的工作特点，分析输入输出信号之间的关系。3执行机构工作分析传感器的应用包含非电学量向电学量转化的过程，还包含根据信息控制执行机构的过程。【例题】如图所示是一火警报警器的部分电路示意图。其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。传感器R2所在处出现火情时，通过显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是AI变大，U变大BI变大，U变小CI变小，U变大 DI变小，U变小参考答案：D试题解析：R2处出现火情，温度升高，R2减小，路端电压减小，U减小，导致R2两端电压减小，通过R3的电流减小，I减小。1下列有关电熨斗的说法正确的是A电熨斗能自动控制温度主要利用了双金属片，两片金属的膨胀系数相同B常温下，上、下触点是接触的；温度过高时，双金属片发生弯曲使上、下触点分离C需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移D电熨斗中的双金属片是一种半导体材料2下列说法正确的是A话筒是一种常见的红外线传感器B霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电阻这个电学量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高低转换为电阻大小3随着生活质量的提高，自动干手机已进入家庭，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，使热空气从机内喷出，将湿手烘干。手靠近干手机能使传感器工作，这是因为此过程 A 改变了湿度 B 改变了温度 C 改变了磁场 D 改变了电容4有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后，用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是A置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻B置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻C用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻D用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻5某同学设计的散热排风控制电路如图所示，M为排风扇，R是可变电阻，R0是半导体热敏电阻，其阻值随温度升高而减小。控制开关电路具有下列特性：当A点电势A0时，控制开关处于断路状态；当A0时，控制开关接通电路，M开始运转。下列说法中正确的是A环境温度升高时，A点电势升高B可变电阻R阻值调大时，A点电势降低C可变电阻R阻值调大时，排风扇开始工作的临界温度升高D若用金属热电阻代替半导体热敏电阻，电路仍能正常工作6为了保证行车安全和乘客身体健康，动车上装有烟雾报警装置，其原理如图所示。M为烟雾传感器，其阻值RM随着烟雾浓度的改变而变化，电阻R为可变电阻。车厢内有人抽烟时，烟雾浓度增大，导致S两端的电压增大，装置发出警报。下列说法正确的是ARM随烟雾浓度的增大而增大BRM随烟雾浓度的增大而减小C若要提高报警灵敏度可增大RD若要提高报警灵敏度可减小R7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发生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发生火灾时，进入罩内的烟雾对光有折射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报8压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，某位同学利用压敏电阻设计了判断电梯运动状态的装置，其装置示意图如图甲所示，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体m，电梯静止时电流表示数为I0，电梯在运动过程中，电流表的示数如图乙所示，下列判断中正确的是A乙图表示电梯做匀速直线运动B乙图表示电梯做匀加速运动C乙图表示电梯做变加速运动D乙图表示电梯做匀减速运动9电熨斗能自动控制温度，在熨烫不同的织物时，设定的温度可以不同，下图为电熨斗的结构图，电熨斗内部装有双金属片，双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属，若把熨烫的棉麻衣物换成丝绸衣物，则应如何调节调温旋钮 织物材料尼龙合成纤维丝绸羊毛麻熨烫温度低高A向下 B向上C保持原状 D不能确定10惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹中，这个系统的重要元件之一是加速度计。加速度计构造和原理的示意图如图所示：沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m的滑块，滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连；两弹簧的另一端与固定壁相连。滑块原来静止，弹簧处于自然长度，滑块上有指针，可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导。设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O点的距离为x，则这段时间内导弹的加速度A方向向左，大小为 B方向向右，大小为C方向向左，大小为D方向向右，大小为11利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小。实验时，把图甲中的小球举高到绳子的悬点O处，然后让小球自由下落。用这种方法获得的弹性绳的拉力随时间的变化图线如图乙所示。根据图线所提供的信息，以下判断正确的是At2时刻小球所处位置是运动中的最高点Bt1t2期间小球速度先增大后减小Ct3时刻小球动能最小Dt2与t5时刻小球速度大小不同12如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、开关S与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中。两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电荷量为+q的小球。S断开时传感器上有示数，S闭合时传感器上恰好无示数。线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是A正在增加，=B正在减弱，=C正在减弱，=D正在增加，=13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，球向左摆动一定的角度，水流速度越大，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，其长为L，它与金属丝接触良好，不计摩擦和金属丝的电阻，C端在O点正下方处，且OC=h。图中还有电动势为E的电源（内阻不计）和一只电压表。请你连接一个电路，使得当水速增大时，电压表示数增大。14 如图所示是某一电饭煲的电路图。S1是一个手动限温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点103 C时，开关会自动断开。S2是一个自动保温开关，当温度低于70 C时，会自动闭合；温度高于80 C时会自动断开，红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯，分流电阻R1=R2=500 ，加热电阻R3=50 ，两灯电阻不计。（1）分析电饭煲的工作原理；（2）计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比；（3）简要回答，如果不闭合开关S1，能将饭煮熟吗？15为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx）。某光敏电阻ROS在不同照度下的阻值如下表所示：照度（lx）0.20.40.60.81.01.2电阻（k）754028232018（1）根据表中数据，请在图中给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点。（2）如图所示，当1、2两端所加电压上升至2 V时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗、照度降低至1.0 lx时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图。（不考虑控制开关对所设计电路的影响）提供的器材如下：光敏电阻ROS（符号，阻值见上表）直流电源E（电动势3 V，内阻不计）；定值电阻：R110 k，R220 k ，R340 k （限选其中之一并在图中标出）开关S及导线若干。1BC【解析】常温下，上下触点是接触的；温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分离；需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移；双金属片由膨胀系数不同的金属材料制成，上面的膨胀系数大。2CD【解析】常见的话筒是电容传感器，不是红外线传感器，选项A错误；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而不是电阻，选项B错误；电子秤所使用的测力装置是压力传感器，选项C正确；热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小，故能够把温度变化转换为电阻变化，选项D正确。3D【解析】手靠近干手机能使机内的传感器工作，是因为改变了传感器的电容，发送启动信号给控制芯片，控制芯片再启动电机工作和加热装置工作，故选D。4AC【解析】热敏电阻的阻值随温度变化而变化，定值电阻和光敏电阻的阻值不随温度变化；光敏电阻的阻值随光照变化而变化，定值电阻和热敏电阻的阻值不随光照变化。故正确答案为AC。5A【解析】当环境温度升高时，半导体热敏电阻R0，其阻值随温度升高而减小。则电路中的电流增大， A点的电势升高，故A正确；可变电阻R阻值调大时，导致电路的电流减小，则A点电势升高，故B错误；可变电阻R阻值调大时，导致电路的电流减小，则A点电势升高，由于当A点电势A0时，控制开关处于断路状态；当A0时，控制开关接通电路，M开始运转。工作临界温度没变，而是提前被接通，故C错误；若用金属热电阻代替半导体热敏电阻，当温度升高时，其阻值增大，导致A点电势降低，则开关会处于断开状态，所以起不到散热排风的作用，故D错误；故选A。6BC【解析】S两端电压U增大，故传感器两端电压一定减小；当有烟雾，使传感器电阻变化，即RM变小，则有RM随着烟雾浓度的增大而减小，故A错误，B正确；R越大，M与R并联的电阻R并越接近RM，U增大越明显，导致“S”上电压变化最明显，故C正确，D错误。故选：BC。【名师点睛】此题如果利用传统的思维，即利用闭合电路欧姆定律，由电源电动势E、内阻r、电阻R及RM得出S上的电压表达式，再进行讨论，得到的式子是一个非常复杂的代数式，要讨论还得将式子进行一系列变形才能进行，显然非常麻烦，方法不可取；此题如果利用“等效思维”与“极限思维”便可一步到位，轻松突破。7C【解析】由报警器的原理可知，发生火灾时烟雾进入罩内，使光发生散射，部分光线照在三极管上电阻变小，与传感器相连的电路检测出这种变化，发出警报，C正确。8C【解析】从题图乙可以看出电流增大，由欧姆定律知道压敏电阻阻值应该减小，结合压敏电阻特点可以判断，压力增大，而且电流逐渐变大，压力应该也是逐渐增大，所以电梯做变加速运动，A、B、D错误，C正确。9B【解析】常温下，上下触点是接触的，这样插上电源时电熨斗开始加温，当温度升高时，双金属片上层形变大，双金属片向下弯曲，触点分离，停止加热。现把棉麻衣物换成丝绸衣物，熨烫温度变低，要使温度低时就断开，应把调温旋钮向上旋转，这样在金属形变较小时就能断开电路。10D【解析】滑块随导弹一起做加速运动，向左偏离O点的距离为x，使左侧弹簧被压缩，右侧弹簧被拉长，则滑块所受合力为2kx，方向向右，故加速度方向向右。由牛顿第二定律得2kx=ma，滑块加速度大小a=，故选D。11B【解析】小球下落的轨迹展开图如图所示，B处为绳子原长处，C处为小球重力与绳上拉力相等处，D处为小球下落的最低点，在Ft图中，0t1小球在OB间下落，t1t2小球在BD间下落，t2t3小球由D回到B处，t3t4小球在BO间上升，而后下落至B点。由Ft图知，小球在t2时刻下落到最大距离，然后最大距离在逐渐减小，由以上分析知，小球的最大速度出现在C点，对应于t1t2之间，A错误，B正确；小球动能最小出现在t2时刻或t3t4间某时刻，C错误；t2和t5分别对应小球先后两次下落过程中经过最低点的时刻，速度大小为零，D错误，正确选项为B。12D【解析】S闭合时传感器上恰好无示数，说明小球受竖直向上的电场力，且电场力的大小等于重力，由楞次定律可判断磁场B正在增强，根据法拉第电磁感应定律，又得，故D正确。13【答案】如图所示。【解析】电路图如图所示。设CD=x，P球平衡时，由平衡条件可得根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律可得根据电阻定律可得由式可得因为水流速度越大，越大，所以U越大。14【答案】（1）见解析 （2）12:1 （3）见解析【解析】 （1）电饭煲装上食物后，接上电源，双金属片保温开关S2自动闭合，同时手动闭合S1，这时R1与黄灯被短路，红灯亮，电饭煲处于加热状态，加热到80 C时，S2自动断开，S1仍闭合；水烧开后，温度升高到103 C时，开关S1自动跳起断开，这时饭已经煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态。由于散热，待温度降至70 C时，S2又自动闭合，电饭煲重新加热，温度达到80 C时，S2又自动断开，再次处于保温状态。（2）加热时电饭煲消耗的电功率P1=，保温时电饭煲消耗的功率P2=，两式中R并= ，从而有。（3）如果不闭合开关S1，开始S2总是闭合的，R1与黄灯被短路，功率为P1，当温度上升到80 C时，S2自动断开，功率降为P2，温度降到70 C，S2又自动闭合温度只能在7080 C之间变化，不能把水烧开，故不能将饭煮熟。【名师点睛】分析电饭煲的工作原理，关键在于理解两个开关的工作原理。一是手动温控开关S1，即感温铁氧体限温元件，超过居里点会自动断开，二是自动温控开关S2，即双金属片保温元件，低于70 C时会自动闭合，高于80 C时会自动断开。掌握了两个开关的特点，也就会分析电饭煲的工作原理了。15【答案】见解析【解析】（1）根据表中的数据，在坐标系中描点连线，得到如图所示的变化曲线。由图可知阻值随照度变化的特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小。（2）因天色渐暗、照度降低至1.0 lx时启动照明系统，此时光敏电阻阻值为20 k，两端电压为2 V，电源电动势为3 V，故应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10 k，即选用R1。此电路的原理图如图所示。一、传感器的应用1斯密特触发器斯密特触发器是一种特殊的_电路，如图所示。当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平，而当输入端A的电压下降到另一个值的时候，Y会从低电平跳到高电平。斯密特触发器可以将_的模拟信号转换为_的数字信号。2光控开关如图所示的光控开关电路中的LED是_，RG是_，当有较强的光照射RG时，斯密特触发器Y端输出_电平。3温度报警器如图所示的温度报警器电路中RT是_，当环境温度较高时，蜂鸣器将_。二、温度传感器的应用测温仪1测温仪：应用温度传感器把_转换成电信号，再由指针式仪表或数字式仪表显示出来，从而构成_或数字式温度计。测温元件可以是热敏电阻、金属热电阻、热电偶等，还可以是红外线敏感元件等。2特点：由于电信号可以由测温地点传输到其他地点，所以应用温度传感器可以_读取温度的数值，这是把非电学量转变为电学量的一大优点。3非接触式红外测温仪利用红外线敏感元件可以实现_。由于物体的_不同，发射红外线的情况也不同，非接触式红外测温仪通过接收人体的红外辐射实现体温测试，可在距离人体50300 cm处快速、有效地筛查出公共场所中的高温人员，再由医护人员对其进行确诊。一般的非接触式红外测温仪测温速度小于0.5 s，分辨力达到0.l。与传统的接触式医用温度计相比有两大优点：（1）非接触式红外测温仪在测温时_与被测物体表面接触，不像口含式温度计或红外测温仪那样近距离读取测量值；（2）可_显示温度值，而口含式温度计要30 s后才能显示最终温度值。三、光传感器的应用鼠标器1结构：机械式鼠标器的内部结构如图甲所示。其主要部件为一个滚球、两套滚轴、有许多等间距小齿的码盘、_、两个红外线接收管。两个红外接收管就是两个_。如下图。2原理：当鼠标插入计算机插孔后，两个红外线发光二极管就开始发光。鼠标器移动时，滚球运动通过轴带动两个码盘转动，红外线接受管就收到断续的红外线脉冲，输出相应的脉冲信号，计算机分别统计x、y两个方向的脉冲信号，处理后就使屏幕上的光标产生相应的_。“非”门 连续变化 突变 发光二极管 光敏电阻 高 热敏电阻 发出鸣叫声温度 指针式温度计 远距离 无接触测温 温度 不必 立即发光二极管 光传感器 位移电磁继电器的工作原理 当线圈 A中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔铁B向下运动，从而带动触点D向下与E接触，将工作电路接通，当线圈A中电流为零时，电磁铁失去磁性，衔铁B在弹簧作用下拉起，带动触点D与E分离，自动切断工作电路。【例题】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，画出电路图说明工作过程。参考答案：见解析试题解析：（1）电路图如图所示：热敏电阻R1与滑动变阻器及电磁继电器构成低压控制电路；（2）工作过程：闭合开关S当温度低于设计值时，热敏电阻阻值大，通过电磁继电器的电流不能使它工作，K接通电炉丝加热。当温度达到设计值时，热敏电阻减小到某值，通过电磁继电器的电流达到工作电流，K断开，电炉丝断电，停止供热。当温度低于设计值，又重复前述过程。1由非门电路构成的一简单控制电路如图所示，其中R为光敏电阻（光照时电阻变小），R为变阻器，L为小灯泡。当若R受到光照时AB点变为高电平，小灯发光BA点变为高电平，小灯发光CA点变为高电平，小灯不发光D减小R的阻值可提高控制灵敏度2如图所示为斯密特触发器，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值（1.6 V）时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平（0.25 V），而当输入端A的电压下降到另一个值的时候（0.8 V），Y会从低电平跳到高电平（3.4 V）。图乙为一光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻关于斯密特触发器和光控电路的下列说法中错误的是A斯密特触发器的作用是将数字信号转换为模拟信号B斯密特触发器是具有特殊功能的非门C要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些D当输出端Y突然从高电平跳到低电平时，二极管发光3如图所示是一种延时开关，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通，当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放，则A由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用B由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用C如果断开B线圈的电键S2，无延时作用D如果断开B线圈的电键S2，延时将变长4在图示由基本门电路组成的电路中，能使小灯泡发光的是5图是温度报警器电路示意图，下列对此电路的分析正确的是A当RT的温度升高时，RT减小，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声B当RT的温度升高时，RT减小，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声C当增大R1时，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声D当增大R1时，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声6如图所示，实线是某同学利用力传感器悬挂一钩码在竖直方向从t1时刻由静止开始运动时，数据采集器记录下的力传感器中拉力的大小变化情况。从图中可以知道该钩码的重力约为_N。A、B、C、D四段图线中，钩码处于超重状态的为_，处于失重状态的为_。7气体传感器利用物质的化学反应将某种气体的浓度转换成电信号输出，如图所示，B为将可燃气体或有毒气体浓度（CO，CH4瓦斯煤气）转换为电信号的传感器，简称电子鼻，根据如下材料，U=220 V的电源、M为排风扇、G为继电器、A为控制电源、S为控制开关。请设计一个家用自动排烟电路，在图中完成连线图。8如图所示，一条形磁铁置于水平转台上随转台一起做匀变速转动，一磁传感器位于转台边缘。从而可以获得传感器所在位置的磁感应强度随时间的变化曲线如图。图中横坐标为时间轴，读数为3秒/每格，纵坐标为磁感应强度。求：（1）请类比平均速度的定义方法，定义平均角速度，并求出转台在测量期间的平均角速度；（2）请类比加速度的定义方法，定义角加速度，并求出转台的角加速度。9如图甲所示，x轴沿水平方向，有一用钕铁硼材料制成的圆柱形强磁体M，其圆形端面分别为N极和S极，磁体的对称中心置于x轴的原点O。现有一圆柱形线圈C从原点O左侧较远处开始沿x轴正方向做匀速直线运动，圆形线圈的中心轴始终与x轴重合，且其圆面始终与x轴垂直，在线圈两端接一阻值R=500 的定值电阻。现用两个传感器，一个测得通过圆环的磁通量随圆环位置的变化图象，如图乙所示，另一个测得R两端的电压随时间变化的图象，如图丙所示。已知在乙图像的图线上x=6 mm的点的切线斜率最大，丙图中6 ms时刻到10 ms时刻之间的图线是直线。则圆形线圈做匀速直线运动的速度大小是_m/s，6 ms至8 ms期间流过电阻R的电荷量是_C。10如图所示是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由光源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成。其中光电管是一种光照射后会从阴极发射出电子的元件。（1）示意图中，a端应是电源的_极；（2）光控继电器的原理是：当光照射光电管时，_。11图甲为某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R1=20 k，R2=10 k，R3=40 k，Rt为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示。当a、b端电压Uab0时，电压鉴别器使开关S断开，停止加热，则恒温箱内的温度恒定在多少C？12热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，现用伏安法研究电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的阻值约45 。将热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其他备用的仪表和器具有：盛有热水的热水瓶（图中未画出）、电源（3 V、内阻可忽略）、直流电流表（内阻约1 ）、直流电压表（内阻约5 k）、滑动变阻器（020 ）、开关、导线若干。（1）在图（a）中画出实验电路图。（2）根据电路图，在图（b）所示的实物图上连线。（3）简要写出完成接线后的主要实验步骤。13如图所示，一热敏电阻RT放在控温容器M内；A为毫安表，量程6 mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3 V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值为999.9 ，S为开关。已知RT在95 时的阻值为150 ，在20 时的阻值约为550 。现要求在降温过程中测量在2095 之间的多个温度下RT的阻值。（1）在图中画出连线，完成实验原理电路图。（2）完成下列实验步骤中的填空：a依照实验原理电路图连线；b调节控温容器M内的温度，使得RT的温度为95 ；c将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全；d闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录_；e将RT的温度降为T1（20 T195 ）；调节电阻箱，使得电流表的读数_，记录_；f温度为T1时热敏电阻的电阻值RT_；g逐步降低T1的数值，直到20 为止；在每一温度下重复步骤e、f。14一台臭氧发生器P的电阻为10 k，当供电电压等于24 V时能正常工作，否则不产生臭氧。现要用这种臭氧发生器制成自动消毒装置，要求它在有光照时能产生臭氧，在黑暗时不产生臭氧，拟用一个光敏电阻R1对它进行控制，R1的阻值在有光照时为100 ，黑暗时为1 000 ，允许通过的最大电流为3 mA；电源E的电压为36 V，内阻不计；另有一个滑动变阻器R2，阻值为0100 ，允许通过的最大电流为0.4 A；一个开关S和导线若干。臭氧发生器P和光敏电阻R1的符号如图所示。设计一个满足上述要求的电路图，图中各元件要标上字母代号，其中滑动变阻器两固定接线柱端分别标上字母A、B。（电路图