2017年高二物理教科版选修3-2章末检测：第三章传感器

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【金版优课】高中物理教科版选修3-2课件：第三章传感器本章小结

[变式训练2－1]
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。热敏电阻阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由热敏电阻RT作为传感器制作的简单自动报警器的线路图。则下列说法正确的是 ( )
(2)回答下列问题： ①如果励磁线圈的电阻为200 Ω，励磁线圈允许加的最大电压为________V，保护电阻R2的阻值范围为________Ω。 ②在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱3、4之间从断开变为接通。为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合本题中电磁开关内部结构图说明。
解析：由热敏电阻随温度变化的图线可知，温度越高电阻越小，电流增大，电磁铁的引力增加，吸引弹簧片向a运动，所以A正确，B错误；若使启动报警的温度提高些，即热敏电阻阻值再小些，则滑动变阻器的阻值应再大些，滑片P向左移动，C 错误；造成工作电路不能正常工作的原因可能是题图乙中左边电源电压太低，或者线圈的匝数太少，或者弹簧的劲度系数太大等，所以D正确。
接线柱分别与弹簧片和触点连接。当励磁线圈中电流大于 50 mA 时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4 断开；电流小于 50 mA 时， 3、 4 接通。励磁线圈中允许通过的最大电流为 100 mA。
(1)利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图。光敏电阻R1，符号灯泡L，额定功率40 W，额定电压36 V，符号保护电阻R2，符号电磁开关，符号蓄电池E，电压36 V，内阻很小；开关S，导线若干。
[答案] C
本题考查传感器的应用和电路的动态分析，意在考查考生对传感器的特点及电路动态分析的掌握情况。

教科版高中物理选修3-2学案：第三章传感器1传感器温度传感器和光传感器

学案1 传感器温度传感器和光传感器[学习目标定位] 1.知道传感器的定义，理解其工作原理.2.了解热敏电阻、敏感元件的特性.3.了解几种温度传感器及光传感器的原理．1．用多用电表测电阻时，首先选择欧姆挡，然后进行欧姆调零，指针指在表盘的中值附近测得的阻值较准确．2．电阻率ρ是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越小，导电性能越好，定义式为ρ＝RS l. 3．平行板电容器的电容C ＝εr S 4πkd .一、传感器1．定义：把被测的非电信息按一定规律转换成与之对应的电信息的器件或装置．2．结构：由敏感元件和处理电路组成．二、敏感元件的原理敏感元件就其感知外界信息的原理而言，可分为如下几类：1．物理类：基于力、热、光、电磁和声等物理效应．2．化学类：基于化学反应的原理．3．生物类：基于酶、抗体和激素等分子识别功能．三、温度传感器1．热双金属片温度传感器：针对热双金属片对温度的感知表现为形变的特性，常常用在温度控制装置中．2．热电阻传感器：电阻与温度关系为R ＝R 0(1＋θt )．3．热敏电阻传感器：(1)NTC热敏电阻：温度升高，电阻减小．(2)PTC热敏电阻：温度升高，电阻增大．四、光传感器1．原理：有些金属或半导体材料在电路中受到光照时，产生电流或电压，实现光信号向电信号的转化．2．应用：光电式烟尘浓度计、光电式转速表.一、传感器[问题设计]在现代生活中，我们时刻能感受到自动控制带给我们的便利，如马路上的路灯夜晚发光白天自动熄灭；当你走近自动门时它会自动打开，当你离开时它会自动关闭；电冰箱启动后，会自动控制压缩机工作，使冰箱内保持所设定的低温……，这其中的“机关”是什么？答案在这些电路中分别安装了不同的传感器．[要点提炼]1．各种传感器的作用都是把非电学量转换成电学量．2．传感器的结构电信息――→→处理电路――→3．敏感元件能直接感受非电信息，并把其变换成易于测量的物理量，形成电信号．常见的敏感元件有力敏元件、光敏元件、热敏元件、磁敏元件、气敏元件等．4．处理电路能把微小的信号进行放大，并除去干扰信号，使敏感元件输出的电信号转变成便于显示、记录、处理和控制的电学量．二、敏感元件的原理[问题设计]1．如图1所示，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将多用电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻R t的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中央．若在R t上擦一些酒精，表针将如何摆动？若用吹风机将热风吹向电阻，表针将如何摆动？图1答案由于酒精蒸发，热敏电阻R t温度降低，电阻值增大，指针应向左偏；用吹风机将热风吹向电阻，电阻R t温度升高，电阻值减小，指针将向右偏．2．如图2所示连接电路．把磁铁靠近或远离干簧管，观察电路中所发生的现象．你认为干簧管起了什么作用？图2答案把磁铁靠近干簧管时，簧片在磁场的作用下会磁化为异名磁极相对的磁铁．当磁力大于簧片的弹力时，两者紧密地接触，电路连通，灯亮．因此，干簧管串联在电路中就成为一个由磁场控制的开关．[要点提炼]1．热敏电阻是用半导体材料制成的，它具有电阻随温度灵敏变化的特性，可以实现对温度的测量．2．干簧管是一种能感知磁场的敏感元件，在电路中的作用就是个由磁场控制的开关．三、温度传感器[问题设计]如图3所示为电熨斗的构造，其中双金属片上层金属的热膨胀系数大于下层金属．图3(1)常温下，电熨斗的上、下触点应当是接触的还是分离的？当温度过高时双金属片将怎样起作用？(2)熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度，熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度，这是如何利用调温旋钮来实现的？答案(1)常温时，电熨斗的上、下触点接触，这样电熨斗接通电源后能进行加热．当温度过高时双金属片膨胀，因上层的热膨胀系数较大，故上层膨胀的厉害，双金属片向下弯曲，弯曲到一定程度后，两触点分离，电路断开，电热丝停止加热；当温度降低后，双金属片恢复原状，重新接通电路加热．(2)熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度，也就是要求双金属片弯曲程度较大时，两触点分离，所以应使调温旋钮下旋．反之熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度，应使调温旋钮上旋．[要点提炼]1．热双金属片温度传感器是由两种膨胀系数相差较大的不同金属片焊接或轧制成一体后组成．它对温度的感知表现为热双金属片的形变，可以用它控制电路的通断．2．热敏电阻：用半导体材料制成．按热敏电阻阻值随温度变化的规律，热敏电阻可分为正。

高中物理选修3-2第三章传感器

合作探究
惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，这个系统的重要元件之一是
学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图3-11甲所示，将压敏电
小车向右做直线运动过程中，电
的关系，如图乙所示，下列判断正确的是（）
鼠标器
热敏电阻是把热量这个热学量转为电阻这个电学量
肇庆一中物理科组
3在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属
，假设电压表是理想的，则
所示是一种测定压力的电容式传感器引起电容的变化,将电容器、灵敏
、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
这只元件一
这只元件一定
欧姆表示数变化较大，这
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
当照射光强度增大时（
肇庆二模）如下图（甲）所示，打开电流和电压传感器，将磁铁置于螺线管正上
肇庆一中物理科组
5。

高二物理选修3-2传感器及其应用(课件

等领域。
03 传感器的应用
工业自动化控制
01
02
03
生产线上物体检测
通过传感器对生产线上的物体进行检测，实现自动化控制和调节。
温度、压力监控
传感器可以实时监测工业生产过程中的温度、压力等参数，确保生产安全和稳定。
流量、液位测量
传感器用于测量流体流量、液位高度等参数
总结词
通过电容量变化来检测物理量的变化，如压力、位移等。
详细描述
电容式传感器利用电容量变化来检测物理量的变化，如压力、位移等。其工作原理是将待测物理量通过外部作用转换成电容量变化，再通过电路将电信号输出。电容式传感器具有灵敏度高、响应速度快、耐高温等特点，广泛应用于压力、位移、振动等领域的测量和控制系统。
无线化
无线传感器网络的发展使得传感器能够摆脱线缆的束缚，更加灵活地部署在各种环境中，方便了数据的获取和传输。同时，无线传感器网络在环境监测、智能家居等领域的应用前景广阔。
05 实验与探究
实验一：传感器的特性研究
总结词
了解传感器的特性是研究传感器的基础，通过实验一，学生可以深入了解传感器的电阻、电容、电感等基本特性。
实验三：压力传感器的应用
总结词
压力传感器在工业生产和日常生活中有广泛应用，通过实验三，学生将学习如何使用压力传感器测量压力，并了解其在气瓶压力监测等领域的应用。
详细描述
实验三将介绍不同类型的压力传感器，如应变片、压电陶瓷等，并指导学生使用这些传感器测量气瓶压力，同时了解压力传感器在汽车胎压监测系统等实际应用中的重要性。
高二物理选修3-2传感器及其应用(课件
目录
CONTENTS
• 传感器简介 • 常见传感器介绍 • 传感器的应用 • 传感器的发展趋势与未来展望 • 实验与探究

高二物理3-2传感器测试

高二物理（选修3-2）单元检测卷（三）测试范围：传感器，必修1，必修2(110分钟，100分)一、选择题（每小题4分，共48分.每小题有一个或多个选项正确。

）1、传感器担负着信息采集的任务，它常常是( )A．将力学量(如形变量)转变成电学量 B．将热学量转变成电学量C．将光学量转变成电学量 D．将电学量转变成力学量2、下列技术涉及传感器的应用的是( )A．宾馆的自动门 B．工厂、电站的静电除尘C．家用电饭煲的跳闸和保温 D．声控开关3、美国科学家Willard S.Boyle与GeorgeE.Snith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 ( )A.发光二极管B.热敏电阻C.霍尔元件D.干电池4、当前传感器被广泛应用于各种电器、电子产品之中,下述关于常用的几种家用电子器件所采用传感器说法中,正确的是( )A.电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了光电传感器B.电子体温计中主要是采用了温度传感器C.电脑所用的光电鼠标主要是采用声波传感器D.电子秤中主要是采用了力电传感器5、有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件,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6、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7、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8、电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置．由于电容器的电容取决于极板正对面积、极板间距离以及极板间的电介质这几个因素，当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化，从而又可推出另一个物理量的值．如图所示是四种电容式传感器的示意图，关于这四个传感器的作用，下列说法不正确的是( )A ．甲图的传感器可以用来测量角度B ．乙图的传感器可以用来测量液面的高度C．丙图的传感器可以用来测量压力D．丁图的传感器可以用来测量速度9、如图所示是电熨斗的结构图，下列说法正确的是( )A．双金属片上层金属的膨胀系数小于下层金属B．常温下，上、下触点接触；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．双金属片温度传感器的作用是控制电路的通断10、在探究超重和失重规律时，某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作．传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图象如图K46－2所示，其中可能正确的是( )11、如图K46－3所示是一个火警报警器电路的示意图．其中R3为用半导体热敏材料制成的传感器，这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而增大．值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器．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变小 B．I变小，U变大C．I变小，U变小 D．I变大，U变大12、如图K46－4所示的电路中，当半导体材料做成的热敏电阻浸泡到热水中时，电流表示数增大，则说明( )A．在温度越高时，热敏电阻阻值越大B．在温度越高时，热敏电阻阻值越小C．半导体材料温度升高时，导电性能变差D．半导体材料温度升高时，导电性能变好二、填空题（每空2分，共12分）13、(6分) 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中。

2017粤教版高中物理选修第三章《传感器》章末测试

章末检测（时间：90分钟满分：100分）一、单项选择题（本题共5小题，每小题6分.共30分）1。

下列关于晶体管和逻辑电路的说法中错误的是（）•A.晶体二极管具有单向导电性B。

晶体三极管具有放大作用Co或门只要有一个输入为T”，则输出一定是“0”Do斯密特触发器是具有特殊功能的非门答案C2•利用半导体不能制成（）•Ao标准电阻Bo热墩电阻Co光敬电阻D。

晶体管解析标准电阻几乎不受温度的影响.答案A3.有一电学元件，温度升高时电阻却大幅度减小，则这种元件可能是（）.A.金属导体B.绝缘体Co半导体Do超导体解析金属导体的电阻随温度的升高而增大，超导体的电阻几乎为零、半导体（如热敏电阻）的阻值随遍度的升高而大幅度地减小或增大（与温度系数的正、负有关）.答案C4.如图1—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发出的光，呈现高电阻状态。

发生火灾时，下列说法正确的是（）•..…•打卜罩Ao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Bo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Co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.以上说法均不正确解析由火灾报警器的原理可知，发生火灾时烟雲进入罩内，使光发生散射•部分光线照在光电三极管上使其电阻变小，与传感器相连的电路检测出这种变化，发出警报,C对.答案C5.（2010•广州毕业综合测试）如图2-所示是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图。

门打开时,红外光敏电阻心受到红外线照射，电阻减小；门关闭会遮蔽红外线源（红外线源没有画出）.经实际试验，灯的亮灭能反映门的开、关状态。

门打开时两灯的发光情况以及心两端电压52与门关闭时相比（）。

图2—A.红灯亮,久2变大B.绿灯亮，UR2变大Co绿灯亮0R2变小D.红灯亮，口?2变小解析门打开心减小.导致R总减小和I总增加，"和U R\变大,U R2=E-（U R\+ “）减小，屁二/总-错误!增加，电磁继电器磁性增强把衔铁拉下•红灯亮•绿灯灭.A、B、C均错误.D正确.答案D二、双项选择题（本题共5小题,每小题8分，共40分）6•下列关于光传感器应用的说法中正确的是（）•A.火灾报警器是利用烟雾对光的阻挡来工作的B.火灾报警器中的光电三极管平时收不到LED发出的光，呈现高电阻状态Co机械式鼠标器的传感器是红外发射管D.当鼠标器在桌面上移动时，红外接收管收到的是断续的红外线脉冲解析火灾报警器是利用烟雲对光的漫反射工作的.故A不正确，光电三极管收不到LED发出的光处于断路状态（呈高阻状态），B正确；机械式鼠标器的传感器是红外接收器.C错；鼠标器移动时，码盘转动•红外线接收器收到的是不连续的脉冲信号.故D正确。

高中物理选修32第三章传感器

高中物理导学案高二备课组课题传感器主备人唐琦学习目标知道非电学量转换成电学量的意义，了解常见传感器的原理及应用重难点知道几种常见传感器的应用自主学习一、传感器的概念和分类：1.传感器是将被测的___________转换为便于测量的________的一类元件，其工作过程是按一定规律使某一元件对某一物理量敏感，将这一物理量转换成便于利用的信号，如光电传感器利用__________将光信号转化为电信号，电信号便于与其他仪器连接，进行监测或自动化控制.传感器一般由___________、___________、___________三部分组成。

（非电学量，电信号，光敏电阻，敏感元件，转换元件，转换电路）2、传感器的分类：（1）按被测量进行划分为：加速度传感器、速度传感器、位移传感器、压力传感器、温度传感器、负荷传感器、扭矩传感器（2）按工作原理划分为：电阻应变式传感器、压电式传感器、电容式传感器、涡流式传感器、动圈式传感器、磁电式传感器、差动变压式传感器二、传感器的原理：传感器感受的通常是非电学量，如压力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等，而它输出的通常是电学量，如电压值、电流值、电荷量等，这些输出信号是非常微弱的，通常要经过放大后，再送给控制系统产生各种控制动作.传感器原理如图：合作探究一、传感器中各元件的作用：1、敏感元件是传感器的核心部分，它是利用材料的某种敏感效应（如热敏、光敏、压敏、力敏、湿敏等）制成的.2、转换元件是传感器中能将敏感元件输出的、与被测物理量成一定关系的非电信号转换成电信号的电子元件.3、转换电路的作用是将此电信号转换成易于传输或测量的电学量输出.二、传感器常用敏感元件及应用：1、常用的敏感元件：热敏电阻——温度传感器；光敏电阻——光传感器2、应用实例：洗衣机水位控制装置（压力传感器），自动门（红外线传感器），指纹识别器（电容式传感器），机器人（多种传感器）精讲点评一、热敏电阻特性的应用：1、例题讲解：如图是一火警报警装置的一部分电路示意图，其中R2是半导体热敏传感器，它的电阻随温度升高而减小，a、b接报警器.当传感器R2所在处出现火情时，电流表的电流I和a、b两端电压U与出现火情前相比（）A.I变大，U变大B.I变小，U变小C.I变小，U变大D.I变大，U变小答案：D2、变式训练：如图是观察电阻值随温度变化情况示意图.现在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（）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（用半导体材料制作），读数变化非常明显D.如果R为热敏电阻（用半导体材料制作），读数变化不明显答案：C二、力、加速度传感器的应用：1、例题讲解：惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，这个系统的重要元件之一是加速度计.加速度计的构造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s,则这段时间内导弹的加速度（）A.方向向左,大小为ks/mB.方向向右,大小为ks/mC.方向向左,大小为2ks/mD.方向向右,大小为2ks/m答案：D2、变式训练：压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图3-11甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球.小车向右做直线运动过程中，电流表示数变化与时间t的关系，如图乙所示，下列判断正确的是（）A.从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动B.从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动C.从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动D.从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动答案：D当堂验收1. 下面元件属于温度传感器应用的是（）A.电熨斗B.话筒C.测温仪D.鼠标器答案：AC2. 下列说法正确的是（）A.热敏电阻是把热量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,灵敏度高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学量磁感应强度转换为电压的传感元件答案：CD3. 下列说法不正确的是（）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温度传感器.这种传感器的作用是控制电路的通断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答案：A4.如图所示，将多用电表的选择开关置于“欧姆”挡，将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻R t的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间.若往R t上擦一些酒精，表针将向_______（填“左”或“右”）偏转；若用吹风机将热风吹向电阻，表针将向_______（填“左”或“右”）偏转.答案：左，右拓展与提升1、演示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滑动，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小s，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，电压表没有示数答案：B.2.传感器是一种采集信息的重要器件.如图3-1-14所示是一种测定压力的电容式传感器.当待测压力F作用于可动膜片电极时,可使膜片产生形变,引起电容的变化,将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路，那么（）A.当F向上压膜片电极时，电容将减小B.当F向上压膜片电极时，电容将增大C.若电流计有示数，则压力F发生变化D.若电流计有示数，则压力F不发生变化BC3、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AC课后巩固:1、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B.R2中电流增大C.小灯泡的功率增大D.电路的路端电压增大A2、用遥控器调换电视机频道的过程，实际上是电视机中的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.走廊照明灯的声控装置C.自动洗衣机中的压力传感装置D.电饭锅中控制加热和保温的温控器A3、当前传感器被广泛应用于各种电器、电子产品之中，下述关于常用的几种家用电子器件所采用传感器说法中不正确的是（）A.电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了光电传感器B.电子体温计中主要是采用了温度传感器C.电脑所用的光电鼠标主要是采用光传感器D.电子秤中主要是采用了力电传感器A4、洗衣机中的水位控制装置使用的是（）A.光传感器B.压力传感器C.湿度传感器D.温度传感器B5、指纹识别器在下列哪些方面可以得到广泛应用（）A.乘坐客车购票时B.过公路收费处时C.放学出校门口时D.开银行保险柜时D6、机器人技术发展迅速,以下哪方面是现有的机器人不能很好地完成的（）A.汽车工业中自动焊接领域B.深水探险C.艺术体操和与人对话D.机械加工C7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BD8、（2015肇庆二模）如下图（甲）所示，打开电流和电压传感器，将磁铁置于螺线管正上方距海绵垫高为h处静止释放，磁铁穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止。

高中物理(教科版,选修32)(课件+word文档+课时作业与单元测试+模块要点回眸)第三章传感器

综合检测卷(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分)1．目前金属探测器已经广泛应用于各种安检、高考及一些重要场所，关于金属探测器的下列有关论述正确的是()A．金属探测器可用于月饼生产中，用来防止细小的金属颗粒混入月饼馅中B．金属探测器能帮助医生探测儿童吞食或扎到手脚中的金属物，是因为探测器的线圈中能产生涡流C．使用金属探测器的时候，应该让探测器静止不动，探测效果会更好D．能利用金属探测器检测考生是否携带手机等物品，是因为探测器的线圈中通有直流电答案 A解析金属探测器是通过其通有交流电的探测线圈，在隐藏金属中激起涡流，反射回探测线圈，从而改变原交流电的大小和相位，从而起到探测作用．当探测器对于被测金属发生相对移动时，探测线圈中的交流电产生的磁场相对变化较快，在被测金属中产生的涡流会更强，检测效果更好，正确选项为A.2．如图1所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置．小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块()图1A．在P和Q中都做自由落体运动B．在两个下落过程中的机械能都守恒C．在P中的下落时间比在Q中的长D．落至底部时在P中的速度比在Q中的大答案 C解析小磁块下落过程中，在铜管P中产生感应电流，小磁块受到向上的磁场力作用，不做自由落体运动，而在塑料管Q中只受到重力，在Q中做自由落体运动，故选项A错误；根据功能关系知，在P 中下落时，小磁块机械能减少，在Q 中下落时，小磁块机械能守恒，故选项B 错误；小磁场在P 中加速度较小，在P 中下落时间较长，选项C 正确；由于小磁场在P 中下落时要克服磁场力做功，机械能有损失，故知，落至底部时在P 中的速度比在Q 中的小，选项D 错误．3. 如图2所示，电感L 的电感很大，电源内阻不可忽略，A 、B 是完全相同的两只灯泡，当开关S 闭合时，下列判断正确的是 ( )图2A ．灯A 比灯B 先亮，然后灯A 熄灭 B ．灯B 比灯A 先亮，然后灯B 逐渐变暗C ．灯A 与灯B 一起亮，而后灯A 熄灭D ．灯A 与灯B 一起亮，而后灯B 熄灭答案 B解析开关S 闭合时，灯B 立即亮，灯A 由于电感L 的自感作用，将逐渐变亮，由于总电流逐渐变大，路端电压变小，灯B 逐渐变暗，选项B 符合要求．4．如图3所示是一交变电流的i －t 图像，则该交变电流的有效值为 ( )图3A ．4 AB ．2 2 A C.83 A D.2303 A 答案 D解析设该交变电流的有效值为I ，由有效值的定义得(I m 2)2Rt 1＋I 2m Rt 2＝I 2RT .而t 1＝T 3，t 2＝2T 3，代入数据解得I ＝2303A ，故D 正确．5．一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动．在转动过程中，线框中的最大磁通量为Φm，最大感应电动势为E m.下列说法中正确的是() A．当磁通量为零时，感应电动势为零B．当磁通量减小时，感应电动势在减小C．当磁通量等于0.5Φm时，感应电动势等于0.5E mD．角速度ω等于E mΦm答案 D解析根据正弦交变电流的产生及其变化规律(设从中性面开始)，e＝E m sin ωt＝BSωsin ωt ＝Φmωsin ωt可知D项正确．6．如图4乙所示，水平桌面上一个面积为S的圆形金属框置于匀强磁场中，金属框平面与磁场垂直，磁感应强度B1随时间t的变化关系如图甲所示，磁场方向垂直线框平面向下．圆形金属框与一个水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒，导体棒的长为L，电阻为R，且与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场中，其磁感应强度恒为B2，方向垂直导轨平面向下．若导体棒始终保持静止，则其所受的静摩擦力f随时间变化的图像是(设向右为静摩擦力的正方向) ()图4答案 A解析根据楞次定律、左手定则和平衡条件可知A项正确．二、多项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分．每题至少有两个选项正确，选对得5分，漏选得2分，错选得0分)7．一矩形线圈在匀强磁场中转动，产生交变电流的电动势为e＝2202sin (100πt) V，对于这个交变电流的说法错误．．的是()A．此交变电流的频率为100 Hz，周期为0.01 sB．此交变电流电动势的有效值为220 VC．耐压为220 V的电容器能够在该交变电路中使用D．t＝0时，线圈平面与中性面垂直，此时磁通量为零答案ACD解析由电动势瞬时值表达式可知，此交变电流的频率为50 Hz，周期为0.02 s，电动势的有效值为220 V，最大值为220 2 V，故A、C选项错误，B选项正确．当t＝0时，电动势的瞬时值为零，说明t＝0时线圈处于中性面位置，通过线圈的磁通量最大，故D选项错误．8．如图5甲是录音机的录音电路原理图，乙是研究自感现象的实验电路图，丙是光电传感的火灾报警器的部分电路图，丁是电容式话筒的电路原理图，下列说法正确的是()图5A．甲图中录音机录音时，由于话筒的声电转换，线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场B．乙图电路开关断开瞬间，灯泡会突然闪亮一下，并在开关处产生电火花C．丙图电路中，当有烟雾进入罩内时，光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射，表现出电阻的变化D．丁图电路中，根据电磁感应原理，声波的振动会在电路中产生恒定的电流答案AC解析乙图电路开关断开瞬间，线圈中产生很高的自感电动势，但由于电路不能构成回路，所以不会产生感应电流，灯泡不会突然闪亮一下，选项B错误；丁图电路中，声波的振动会改变M、N间的距离，从而改变了电容的大小，在电路中产生变化的充、放电电流，选项D错误．9．如图6甲所示是某燃气炉点火装置的原理图．转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，为交流电压表．当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体．以下判断正确的是( )图6A ．电压表的示数等于5 VB ．电压表的示数等于52 VC ．实现点火的条件是n 2n 1>1 000D ．实现点火的条件是n 2n 1<1 000答案 BC解析由u －t 图像知，交流电压的最大值U m ＝5 V ，所以电压表的示数U ＝U m 2＝52V ，故选项A 错误，B 正确；根据U 1U 2＝n 1n 2推出公式n 2n 1＝U 2U 1，已知变压器副线圈电压的最大值U 2m ＝5 000 V 时，有效值U 2＝U 2m 2＝2 500 2 V ，所以点火的条件n 2n 1>2 500 2 V52 V ＝1 000，故选项C 正确，D 错误．10. 如图7所示，边长为l 的正方形闭合导线框置于磁感应强度为B 的匀强磁场中，线框平面与磁感线的方向垂直．用力将线框分别以速度v 1和v 2匀速拉出磁场，比较这两个过程，以下判断正确的是 ( )图7A ．若v 1＞v 2，通过线框导线的电荷量q 1＞q 2B ．若v 1＞v 2，拉力F 1＞F 2C ．若v 1＝2v 2，拉力的功率P 1＝2P 2D ．若v 1＝2v 2，拉力所做的功W 1＝2W 2 答案 BD解析由于E ＝ΔΦΔt ，I ＝E R ，q ＝I Δt ，所以q ＝ΔΦR由于ΔΦ及R 一定，故q 1＝q 2，所以A 错误．由于拉力F ＝F 安，而F 安＝BIl ，I ＝ER，E ＝Bl v ，所以F ＝F 安＝B 2l 2vR .由此可看出，若v 1＞v 2，则F 1＞F 2，故B 正确．由P ＝F v ，F ＝F 安＝B 2l 2vR，所以P ＝B 2l 2v 2R ，由于v 1＝2v 2，则P 1＝4P 2，故C 错误．由拉力做功W ＝Fl ＝F 安l ＝B 2l 2v R ·l ＝B 2l 3vR ，又因v 1＝2v 2，故W 1＝2W 2，故D 正确．三、填空题(本题共2小题，共11分)11．(4分) 如图8所示，单匝矩形闭合导线框abcd 全部处于磁感应强度为B 的水平匀强磁场中，线框面积为S ，电阻为R .线框绕与cd 边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，线框中感应电流的有效值I ＝________.线框从中性面开始转过π2的过程中，通过导线横截面的电荷量q ＝________.图8答案2BS ω2R BSR解析电动势最大值E m ＝BSω，有效值E ＝E m 2＝22BSω，由闭合电路欧姆定律可得，线框中感应电流的有效值I ＝E R ＝2BSω2R .线框从中性面开始转过π2的过程中，产生的平均感应电动势E ＝ΔΦΔt ＝BS Δt ，通过导线截面的电荷量q ＝I ·Δt ＝E R ·Δt ＝ΔΦR ＝BSR.12．(7分)在研究电磁感应现象实验中．(1)为了能明显地观察到实验现象，请在如图9所示的实验器材中选择必要的器材，在图中用实线连接成相应的实物电路图．图9(2)将原线圈插入副线圈中，闭合开关，副线圈中的感应电流方向与原线圈中电流的绕行方向________(填“相同”或“相反”)．(3)将原线圈拔出时，副线圈中的感应电流方向与原线圈中电流的绕行方向________(填“相同”或“相反”)．答案 (1)见解析图 (2)相反 (3)相同解析 (1)实物电路图如图所示．(2)因闭合开关时，穿过副线圈的磁通量增大，由楞次定律知，感应电流的磁场与原磁场方向相反，故副线圈中的感应电流方向与原线圈中电流的绕行方向相反．(3)将原线圈拔出时，穿过副线圈的磁通量减小，由楞次定律知，感应电流的磁场与原磁场方向相同，故副线圈中的感应电流方向与原线圈中电流的绕行方向相同．四、计算题(本题共4小题，共45分)13．(9分)轻质细线吊着一质量为m ＝0.32 kg 、边长为L ＝0.8 m 、匝数n ＝10的正方形线圈，总电阻为r ＝1 Ω.边长为L2的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图10甲所示，磁场方向垂直纸面向里，大小随时间变化关系如图乙所示，从t ＝0开始经t 0时间细线开始松驰，取g ＝10 m/s 2.求：图10(1)在前t 0时间内线圈中产生的电动势； (2)在前t 0时间内线圈的电功率； (3)t 0的值．答案 (1)0.4 V (2)0.16 W (3)2 s解析 (1)由法拉第电磁感应定律得E ＝n ΔΦΔt ＝n ×12×(L 2)2ΔB Δt ＝10×12×(0.82)2×0.5 V ＝0.4 V.(2)设t 0时刻磁感应强度为B 0，I ＝Er ＝0.4 A ，则前t 0时间内线圈的电功率P ＝I 2r ＝0.16 W.(3)分析线圈受力可知，当细线松弛时有：F 安＝nB 0I L 2＝mg ，I ＝ErB 0＝2mgr nEL ＝2 T由图像知：B 0＝1＋0.5t 0(T)，解得t 0＝2 s.14. (12分)如图11所示为交流发电机示意图，匝数为n ＝100匝的矩形线圈，边长分别为10 cm 和20 cm ，内阻为5 Ω，在磁感应强度B ＝0.5 T 的匀强磁场中绕OO ′轴以50 2 rad/s 的角速度匀速转动，线圈外部和20 Ω的电阻R 相连接．求：图11(1)S 断开时，电压表示数；(2)开关S 闭合时，电压表和电流表示数；(3)通过电阻R 的电流最大值是多少？电阻R 上所消耗的电功率是多少？答案 (1)50 V (2)40 V 2 A (3)2 2 A 80 W 解析 (1)感应电动势的最大值E m ＝nBSω＝100×0.5×0.1×0.2×50 2 V ＝50 2 VS 断开时，电压表示数为电源电动势的有效值E ＝E m2＝50 V.(2)当开关S 闭合时，由闭合电路欧姆定律得I ＝E R ＋r ＝5020＋5 A ＝2 A U ＝IR ＝2×20 V ＝40 V(3)通过R 的电流最大值I m ＝2I ＝2 2 A. 电阻R 上所消耗的电功率P ＝UI ＝40×2 W ＝80 W.15．(12分)如图12所示，某小型水电站发电机的输出功率为10 kW ，输出电压为400 V ，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2 kV 高压输电，最后用户得到220 V 、9.5 kW 的电力，求：图12(1)升压变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2； (2)输电线路导线的总电阻R ；(3)降压变压器原、副线圈的匝数比n 3∶n 4. 答案 (1)1∶5 (2)20 Ω (3)95∶11解析 (1)n 1n 2＝U 1U 2＝15(2)P 损＝I 22R ＝P 1－P 4＝0.5 kW 又P 1＝P 2＝U 2I 2 所以I 2＝5 A ，R ＝20 Ω (3)U 3＝U 2－I 2R n 3n 4＝U 3U 4解得n 3n 4＝951116．(12分)如图13甲所示，光滑且足够长的金属导轨MN 、PQ 平行地固定在同一水平面上，两导轨间距L ＝0.20 m ，电阻R ＝0.40 Ω，导轨上停放一质量m ＝0.10 kg 的金属杆ab ，位于两导轨之间的部分金属杆的电阻r ＝0.10 Ω，导轨的电阻可忽略不计．整个装置处于磁感应强度B ＝0.50 T 的匀强磁场中，磁场方向竖直向下．现用一水平外力F 水平向右拉金属杆，使之由静止开始运动，在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好，若理想电压表的示数U 随时间t 变化的关系如图乙所示．从金属杆开始运动经t ＝5.0 s 时，求：图13(1)通过金属杆的感应电流的大小和方向； (2)金属杆的速度大小； (3)外力F 的瞬时功率．答案 (1)1.0 A b →a (2)5.0 m/s (3)1.0 W 解析 (1)由题图乙可知，t ＝5.0 s 时U ＝0.40 V此时电路中的电流(即通过金属杆的电流)I ＝UR ＝1.0 A用右手定则判断出，此时电流的方向为由b →a . (2)金属杆产生的感应电动势E ＝I (R ＋r )＝0.50 V 因E ＝BL v ，所以t ＝5.0 s 时金属杆的速度大小v ＝EBL ＝5.0 m/s (3)金属杆速度为v 时，电压表的示数应为U ＝RR ＋rBL v由题图乙可知，U 与t 成正比，由于R 、r 、B 及L 均为不变量，所以v 与t 成正比，即金属杆应沿水平方向向右做初速度为零的匀加速直线运动．金属杆运动的加速度a ＝vt ＝1.0 m/s 2根据牛顿第二定律，在t ＝5.0 s 时对金属杆有 F －BIL ＝ma ，解得F ＝0.20 N 此时外力F 的瞬时功率P ＝F v ＝1.0 W.。

高二物理教科版选修3-2课件：第3章 1.传感器 2.温度传感器和光传感器

1.传感器 2.温度传感器和光传感器
学习目标 1.了解传感器的概念、结构及各部分的作用．(难点) 2. 通过实验感知半导体热敏电阻的特性．(重点) 3.了解干簧管的构造及作用．(重点) 4.知道温度与光传感器常用的敏感元件及其在生活、生产中的应用．(重点)
知识脉络
传感器
[先填空] 非电信息，按一定规定义：传感器通常是把被测的__________ 律转换成与之对应的________ 电信息的器件或装置敏感元件和_________ 处理电路组成组成：传感器一般由_________ 1．传感器结构框图：非电信息电信息 ______ 敏感元件 → 处理电路 ―――→ _________ 电学量功能：将被测的非电学量转换成为________
【解析】
传感器是指能够感受诸如力、温度、光、声、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控制电路的通断的一类元件；故只有 C 项正确．
【答案】 C
电学量的优点电学量具有便于控制、放大、衰减、波形整理、显示、可储存、远距离传输等技术方面的优点，尤其是将电学量与计算机技术结合，可以方便地实现信息的采集、处理、输出的自动化和智能化，所以现代信息技术与自动控制中常将非电学量转化成电学量进行信息收集．
控制开关，从而实现方便的显示、记录、处理和控制．为电路的__________
(3)应用实例：半导体热敏电阻：具有电阻随温度_________ 灵敏变化的特性，可以实现对温度的测量．常用于温度传感器．干簧管：感知_______ 磁场的敏感元件，常用于_____ 磁场控制开关．
[再判断] (1)干簧管是一种磁传感器．(√ ) (2)传感器担负着采集信息的任务．(√ ) (3)传感器是力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的主要工具．(√ )

高二物理选修3-2传感器的应用达标检测试题(含答案和解释)

高二物理选修3-2传感器的应用达标检测试题(含答案和解释)本资料为woRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址www.5ykj.com 2 传感器的应用知识点一热传感器的应用.如图6-2-16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．图6-2-16A．环境温度变高B．环境温度变低c．环境温度不变D．都有可能解析灯泡L的亮度变暗，说明Rt的阻值增大，即周围环境的温度变低．答案 B2.图6-2-17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．当传感器R2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．图6-2-17A．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变小解析R2处出现火情，温度升高，R2减小端电压减小，U减小，导致R2两端电压减小，通过R3的电流减小，I减小．答案 D3．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．答案Bc知识点二力传感器、光传感器的应用4.惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，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6-2-18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．图6-2-18A．方向向左，大小为kxmB．方向向右，大小为kxmc．方向向左，大小为2kxmD．方向向右，大小为2kxm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，滑块加速度大小为a＝2kxm，故选D.答案 D5.如图6-2-19所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、电键k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．k 断开时传感器上有示数，k闭合时传感器上恰好无示数．则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是．图6-2-19A．正在增加，ΔΦΔt＝mgdqB．正在减弱，ΔΦΔt＝mgdnqc．正在减弱，ΔΦΔt＝mgdqD．正在增加，ΔΦΔt＝mgdnq解析k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E＝nΔΦΔt＝U，又q•Ud＝mg得ΔΦΔt＝mgdnq，故D正确．答案 D6．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6-2-20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6-2-20乙所示．根据图线所提供的信息，以下判断正确的是．图6-2-20A．t2时刻小球所处位置是运动中最高点B．t1～t2期间小球速度先增大后减小c．t3时刻小球动能最小D．t2与t5时刻小球速度大小不同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，0～t1小球在oB间下落，t1～t2小球在BD间下落，t2～t3小球由D回到B 处，t3～t4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t1～t2之间，A错，B对，小球动能最小出现在t2时刻或t3～t4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.答案 B7．在防治“非典”期间，在机场、车站等交通出入口，使用了红外线热像仪，红外线热像仪通过红外线遥感，可检测出经过它时的发热病人，从而可以有效控制疫情的传播．关于红外线热像仪，下列说法正确的是．A．选择红外线进行检测，主要是因为红外线光子能量小，可以节约能量B．红外线热像仪通过发射红外线照射人体来检测c．红外线热像仪同时还具有杀菌作用D．一切物体都能发射红外线，而且物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同解析红外线热像仪是根据物体发射的红外线的频率和强度不同而工作的，故D正确．答案 D8．为锻炼身体，小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计，如图6－2－21所示是原理图．轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起，弹簧劲度系数为100N/cm.定值电阻R0＝5Ω，ab是一根长为5cm的均匀电阻丝，阻值R1＝25Ω，电源输出电压恒为U＝3V，理想电流表的量程为0～0.6A．当拉环不受力时，滑片P处于a端．下列关于这个电路的说法正确的是．图6－2－21A．小明在电路中连入R0的目的是保护电路B．当拉环不受力时，闭合开关后电流表的读数为0.1A c．拉力为400N时，电流表指针指在0.3A处D．当拉力为400N时，电流表指针指在0.5A处解析若电路无电阻R0，且金属滑片P在b端时，回路短路损坏电源，R0的存在使电路不出现短路，因此A正确．当拉环不受力时，滑片P在a端，由欧姆定律得，I＝UR0＋R1＝0.1A，故B正确．拉力为400N时，由F＝kΔx，则Δx＝4cm，对应的电阻为RaP＝20Ω，R1接入电路的电阻RPb＝5Ω，由闭合电路欧姆定律得，I＝UR0＋RPb＝0.3A，故D错，c正确．答案ABc9.如图6-2-22所示是家用电冰箱的压缩启动装置的电路．其中的运行绕组是电冰箱在工作时的电动机定子，由于家用交流电是单相的，启动时必须依靠启动绕组的帮助才能产生旋转磁场．在启动绕组的支路中串联有一个PTc元件，这是一种以钛酸钡为主要材料的热敏电阻器．电流流过PTc 元件，元件发热，它的电阻率随温度升高而发生显著变化，当电动机转动起来正常以后，PTc元件温度较高，电阻很大，启动绕组电流很小．则以下判断正确的是．图6-2-22①电冰箱的电动机启动时比正常工作时耗电少②电冰箱的电动机正常工作时比启动时耗电少③电冰箱启动后，启动绕组功率不变，运行绕组功率是变化的④电冰箱启动后，启动绕组功率是变化的，运行绕组功率不变A．①③B．②④c．①④D．②③解析启动时，由于PTc元件温度低电阻小，故耗电多，②正确；启动后，随PTc元件温度升高，PTc元件电阻增大，通过启动绕组的电流减小，故启动绕组功率是变化的，而运行绕组电压不变，故功率不变，则④正确．答案 B0．XX年诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效应”．基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术，被认为是纳米技术的第一次真正应用．下列有关其他电阻应用的说法中，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c．电阻丝可应用于电热设备中D．电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用解析热敏电阻的原理是通过已知某电阻的电阻值与温度值的函数关系，测得该热敏电阻的值即可获取温度值，从而应用于温度测控装置中，A说法正确；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；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；电阻对直流和交流均起到阻碍的作用，D说法错误，故正确答案为D.答案 D1．如图6-2-23甲所示为在温度为10℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R1＝20kΩ，R2＝10kΩ，R3＝40kΩ，Rt为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图6-2-23乙所示．当a、b端电压Uab＜0时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当Uab＞0时，电压鉴别器会令开关S断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在________℃.图6-2-23解析本题考查了自动恒温箱的原理，抓住Uab＝0的临界状态进行研究．设电路路端电压为U，当Uab＝0时，有UR1＋R2R1＝UR3＋Rt•R3，解得Rt＝20kΩ.由题图可知，当Rt＝20kΩ时，t＝32℃.答案32℃www.5ykj.com。

2017教科版高中物理选修(3-2)第3章第1、2节《传感器温度传感器和光传感器》word学案

学案1 传感器温度传感器和光传感器[目标定位] 1.知道传感器的定义，理解其工作原理.2.了解热敏电阻、敏感元件的特性.3.了解几种温度传感器及光传感器的原理．一、传感器[问题设计]在现代生活中，我们时刻能感受到自动控制带给我们的便利．如马路上的路灯夜晚发光，白天自动熄灭；当你走近自动门时它会自动打开，当你离开时它会自动关闭；电冰箱启动后，会自动控制压缩机工作，使冰箱内保持所设定的低温……，这其中的“机关”是什么？答案在这些电路中分别安装了不同的传感器．[要点提炼]1．定义：把被测的非电信息，按一定规律转换成与之对应的电信息的器件或装置．电信息2．传感器的结构――→敏感元件→处理电路――→3．敏感元件能直接感受非电信息，并把其变换成易于测量的物理量，形成电信号．常见的敏感元件有力敏元件、光敏元件、热敏元件、磁敏元件、气敏元件等．4．处理电路能把微小的信号进行放大，并除去干扰信号，使敏感元件输出的电信号转变成便于显示、记录、处理和控制的电学量．二、敏感元件的原理[问题设计]1. 如图1所示，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将多用电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻R t的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中央．若在R t上擦一些酒精，表针将如何摆动？若用吹风机将热风吹向电阻，表针将如何摆动？图1答案由于酒精蒸发，热敏电阻R t温度降低，电阻值增大，指针应向左偏；用吹风机将热风吹向电阻R t，电阻R t温度升高，电阻值减小，指针将向右偏．2．如图2所示连接电路，把磁铁靠近或远离干簧管，观察电路中所发生的现象．你认为干簧管起了什么作用？图2答案把磁铁靠近干簧管时，簧片在磁场的作用下会磁化为异名磁极相对的磁铁．当磁力大于簧片的弹力时，两者紧密地接触，电路连通，灯亮．因此，干簧管串联在电路中就成为一个由磁场控制的开关．[要点提炼]1．热敏电阻是用半导体材料制成的，它具有电阻随温度灵敏变化的特性，可以实现对温度的测量．2．干簧管是一种能感知磁场的敏感元件，在电路中的作用就是一个由磁场控制的开关．三、温度传感器[问题设计]如图3所示为电熨斗的构造，其中双金属片上层金属的热膨胀系数大于下层金属．图3(1)常温下，电熨斗的上、下触点应当是接触的还是分离的？当温度过高时双金属片将怎样起作用？(2)熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度，熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度，这是如何利用调温旋钮来实现的？答案(1)常温时，电熨斗的上、下触点接触，这样电熨斗接通电源后能进行加热．当温度过高时双金属片膨胀，因上层的热膨胀系数较大，故上层膨胀的厉害，双金属片向下弯曲，弯曲到一定程度后，两触点分离，电路断开，电热丝停止加热；当温度降低后，双金属片恢复原状，重新接通电路加热．(2)熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度，也就是要求双金属片弯曲程度较大时，两触点分离，所以应使调温旋钮下旋．反之，熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度，应使调温旋钮上旋．[要点提炼]1．热双金属片温度传感器是由两种膨胀系数相差较大的不同金属片焊接或轧制成一体后组成．它对温度的感知表现为热双金属片的形变，可以用它控制电路的通断．2．热敏电阻：用半导体材料制成．按热敏电阻阻值随温度变化的规律，热敏电阻可分为正温度系数的热敏电阻和负温度系数的热敏电阻．(1)正温度系数的热敏电阻随温度升高电阻增大．(2)负温度系数的热敏电阻(如氧化锰热敏电阻)随温度升高电阻减小．3．金属热电阻：金属的电阻率随温度升高而增大，利用这一特性，金属丝也可以制作成温度传感器，称为热电阻．4．热敏电阻和金属热电阻都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量．金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大，但灵敏度较差．四、光传感器1．原理：有些金属或半导体材料在电路中受到光照时，产生电流或电压，实现光信号向电信号的转化．2．应用：(1)自动门和公共场所的非触摸式自动水龙头利用了红外光传感器．(2)在环境监测、火灾报警等装置中通常利用光电式烟尘浓度计工作．(3)在工农业生产、交通运输等行业中较多地采用光电式转速表进行转数的测量．一、对传感器的认识例1如图4是一种测定油箱油量多少或变化多少的装置．图4其中电源电压保持不变，R是滑动变阻器，它的金属滑片是金属杆的一端．(1)若把一只电压表接在c、d之间，当油箱中油量减少时，电压表的示数将________(选填“增大”或“减小”)．(2)将电压表接在b、c之间，当油量减少时，电压表的示数将________(选填“增大”或“减小”)．解析(1)由题图可知当油箱内液面高度变化时，R的金属滑片将会移动，从而引起R两端电压的变化．当油量减少时，R的数值会增大，电路中的电流会减小，c、d间的电压会减小．当把电压表接在c、d两点间，电压表示数减小时，表示油量在减少．(2)把电压表接在b、c之间，油量增加时，R减小，电压表的示数减小；油量减少时，R增大，电压表的示数增大．答案(1)减小(2)增大二、对热敏电阻的认识及应用例2一热敏电阻在温度为80 ℃时阻值很大，当温度达到100 ℃时阻值就很小，今用一电阻丝给水加热，并配以热敏电阻以保持水温在80 ℃到100 ℃之间，可将电阻丝与热敏电阻并联，一并放入水中，如图5所示，图中R1为热敏电阻，R2为电阻丝，请简述其工作原理．图5解析开始水温较低时，R1阻值较大，电阻丝R2对水进行加热；当水温达到100 ℃左右时，R1阻值变得很小，R2被短路，将停止加热；当温度降低到80 ℃时，R1阻值又变得很大，R2又开始加热，这样就可达到保温的效果．答案见解析三、对光传感器的认识及应用例3如图6所示为光电式烟尘浓度计的原理图，试说明其工作原理．图6解析光源1发出的光线经半透半反镜3，分成两束强度相等的光线．一束光线直接到达光电转换电路7上，产生作为被测烟尘浓度的参比信号．另一束光线经反射镜4穿过被测烟尘5到达光电转换电路6上，其中一部分光线被烟尘吸收或因散射而衰减，烟尘浓度越高，光线的衰减量越大，到达光电转换电路6的光就越弱．两路光线分别转换成电压信号U1、U2，如果U1＝U2，说明被测的光路上没有烟尘；相反，如果U1、U2相差较大，说明烟尘浓度较大，因此可用两者之比，算出被测烟尘的浓度．答案见解析例4如图7所示，R 1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当入射光强度增大时( )图7A．电压表的示数增大B．R2中电流减小C．小灯泡的功率增大D．电路的路端电压增大解析当入射光强度增大时，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，即电压表的示数增大，同时内电压增大，故电路的路端电压减小，A项正确，D 项错误．由路端电压减小，而R1两端电压增大知，R2两端电压必减小，则R2中电流减小，故B 项正确．结合干路电流增大知，流过小灯泡的电流必增大，故小灯泡的功率增大，C项正确．答案ABC1．(对传感器的认识)关于传感器，下列说法正确的是( )A．所有传感器都是由半导体材料制成的B．金属材料也可以制成传感器C．传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的D．水银温度计是一种传感器答案 B解析大多数传感器是由半导体材料制成的，某些金属也可以制成传感器，如金属热电阻，故A 错，B对；传感器将非电学量转换为电学量，因此传感器感知的应该是“非电信号”，故C错；水银温度计能感受热学量，但不能把热学量转化为电学量，因此不是传感器，故D错．2．(对电容式传感器的认识)电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置，由于电容器的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素，当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化，从而又可推出另一物理量的值．如图8所示是四种电容式传感器的示意图，关于这四种传感器的作用，下列说法不正确．．．的是( )图8A．甲图的传感器可以用来测量角度B．乙图的传感器可以用来测量液面高度C．丙图的传感器可以用来测量压力D．丁图的传感器可以用来测量速度答案 D解析甲图角度变化能导致极板正对面积变化；乙图液面高度变化能导致极板正对面积变化；丙图压力F变化能导致极板间距变化；丁图中位置变化导致电介质变化．所以，甲、乙、丙、丁分别是测角度、液面高度、压力、位移的传感器，故选D.3. (对光敏电阻、热敏电阻的认识及电路分析)如图9所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，R t为负温度系数热敏电阻，R g为光敏电阻，闭合开关后，小灯泡L正常发光，由于环境改变(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( )图9A．温度不变，光照增强B．温度升高，光照不变C．温度降低，光照增强D．温度升高，光照减弱答案AC4．(对光传感器的认识)烟雾散射火灾报警器使用的是( )A．光传感器 B．温度传感器C．红外传感器 D．超场波传感器答案 A解析烟雾散射火灾报警器是烟雾进入报警器后，光被散射，照到报警器中的光传感器上，使电路接通，报警器工作，发出警报，A对，B、C、D错．题组一对传感器的认识1．传感器担负着信息采集的任务，它可以( )A．将力学量(如形变量)转变成电学量B．将热学量转变成电学量C．将光学量转变成电学量D．将电学量转变成力学量答案ABC解析传感器是将所感受到的不便于测量的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量的物理量(一般是电学量)的一类元件，故选项A、B、C对，选项D错．2．关于干簧管，下列说法正确的是 ( )A．干簧管接入电路中相当于电阻的作用B．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的C．干簧管接入电路中相当于开关的作用D．干簧管是作为电控元件以实现自动控制的答案CD解析干簧管能感知磁场，是因为当两个簧片所处位置的磁场方向相同时，两个簧片被磁化而接通，所以是做开关来使用的，当磁场靠近或远离的时候，就会实现闭合或断开．3. 如图1所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制成的传感器，话筒的振动膜前面有薄薄的金属涂层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属涂层和这个金属板构成电容器的两极．在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，从而使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因是电容器两板间的 ( )图1A．距离变化 B．正对面积变化C．电介质变化 D．电压变化答案 A解析振动膜前后振动，使振动膜上的金属涂层与金属板间的距离发生变化，从而将声音信号转化为电信号．题组二对热敏电阻、金属热电阻的认识及电路分析4. 如图2所示是观察电阻R的阻值随温度变化情况的示意图，现在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( )图2A．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(用半导体材料制作)，读数变化非常明显D．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化不明显答案 C解析如果R为金属热电阻，则读数变大，但不会非常明显，故A、B均错；如果R为热敏电阻，读数变化非常明显，故C对，D错．5. 如图3所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻，L为小灯泡，当温度降低时( )图3A．R1两端的电压增大B．电流表的示数增大C．小灯泡的亮度变强D．小灯泡的亮度变弱答案 C解析R2与灯泡L并联后再与R1串联，与电源构成闭合电路，当温度降低时，热敏电阻R2的阻值增大，外电路电阻增大，电流表读数减小，R1两端的电压减小，灯泡L两端的电压增大，灯泡的亮度变强，故只有C正确．6. 如图4所示，R t为负温度系数的热敏电阻，R为定值电阻，若往R t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( )图4A．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答案 D解析往R t上擦酒精后，酒精蒸发吸热，热敏电阻R t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，R t的温度逐渐升高到环境温度后不变，所以热敏电阻R t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．题组三对光传感器的认识及电路分析7．遥控器能调换电视机频道，利用的是光传感器．下列属于应用这类传感器的是( ) A．红外报警装置B．金属电阻温度计C．电子电路中使用的“干簧管”D．霍尔元件答案 A解析红外报警装置是利用的光敏电阻制成的光传感器，A正确；金属电阻温度计是利用的热敏电阻制成的传感器，B错误；干簧管利用的磁敏电阻，C错误；霍尔元件利用的是霍尔效应，D 错误．8．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．三种特性都利用答案 B解析灯要求夜晚亮、白天熄，白天有光，夜晚没有光，则是由光导致电路的电流变化，所以电路中光传感器导致电阻变化，实现自动控制，因此是利用半导体的光敏性，故选B.9．如图5所示，用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器，下列说法中正确的是( )图5A．严重污染时，LDR是高电阻B．轻度污染时，LDR是高电阻C．无论污染程度如何，LDR的电阻不变，阻值大小由材料本身因素决定D．该仪器的使用会因为白天和晚上受到影响答案AD解析严重污染时，透过污水照到LDR上的光线较少，LDR电阻较大，A对，B错；LDR由半导体材料制成，受光照影响电阻会发生变化，C错；白天和晚上自然光强弱不同，或多或少会影响LDR 的电阻，D对．10．如图6所示是利用硫化镉制成的光敏电阻自动计数的示意图，其中A是发光仪器，B是光敏电阻(光照增强时电阻变小)，下列说法中正确的是 ( )图6A．当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变小，电压表读数变小B．当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电压表读数变大C．当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变小，电压表读数变小D．当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电压表读数变大答案AD解析光敏电阻的阻值与光照强度有关，光照强度越大，光敏电阻阻值越小．当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻阻值变小，电路中电流变大，电源内阻上的电压变大，路端电压变小，所以电压表读数变小，选项A正确；相反，当传送带上有物品挡住由A射向B 的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电路中电流变小，电源内阻上的电压变小，路端电压变大，所以电压表读数变大，选项D正确．11. 如图7所示，R3是光敏电阻(光照时电阻变小)，当开关S闭合后，在没有光照射时，a、b 两点等电势．当用光照射电阻R3时，则( )图7A．a点电势高于b点电势B．a点电势低于b点电势C．a点电势等于b点电势D．a点电势和b点电势的大小无法比较答案 A解析R3是光敏电阻，当有光照射时电阻变小，R3两端电压减小，故a点电势升高，因其他电阻的阻值不变，所以a点电势高于b点电势．。

2016-2017学年物理高二教科版选修3-2课后训练：第3章2

课后训练1．有一些星级宾馆的洗手间装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就开通电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近干手机能使传感器工作，是因为()．A．改变湿度B．改变温度C．改变磁场D．改变电容2．如下图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，R t为负温度系数热敏电阻，R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．温度降低，光照增强D．温度升高，光照减弱3．如下图所示是一火警报警器的一部分电路示意图，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．当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I2、报警器两端的电压U的变化情况是()A．I2变大，U变大B．I2变小，U变小C．I2变小，U变大D．I2变大，U变小4．许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启；而在白天，即使有声音它也没有反应，它的控制电路中可能接入的传感器是()．①温度传感器②光传感器③声音传感器④热传感器A．①②B．②③C．③④D．②④5．如下图所示是利用硫化镉制成的光敏电阻自动计数的示意图，其中A是发光仪器，B 是光敏电阻，R是普通定值电阻，下列说法中正确的是()．A．当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变小，电压表读数变小B．当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电压表读数变大C．当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变小，电压表读数变小D．当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电压表读数变大6．在信息技术高速发展、电子计算机广泛应用的今天，担负着信息采集任务的传感器在自动控制、信息处理技术中发挥着越来越重要的作用，其中热电传感器是利用热敏电阻将热信号转换成电信号的元件．某学习小组的同学在用多用电表研究热敏特性实验中，安装好如下图所示装置．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答案与解析1.答案：D解析：根据自动干手机工作的特征，手靠近干手机电热器工作，手撒离后电热器停止工作，人是一种导体，可以与其他导体构成电容器．手靠近时相当于连接一个电容器，可以确定干手机内设有电容式传感器，由于手的靠近改变了电容大小，故D正确；用湿度和温度来驱动电热器工作，理论上可行，但是假如干手机是由于温度、湿度的变化工作就成了室内烘干机．2.答案：AC解析：由题图可知，当光敏电阻阻值减小或热敏电阻阻值增大时，小灯泡L都会变暗，结合光敏电阻特性可知，A正确，B错误；若光敏电阻阻值减小的同时，热敏电阻的阻值增大，小灯泡L变暗，C正确；若热敏电阻减小，光敏电阻增大，则小灯泡变亮，D错误．3.答案：D解析：抓住半导体热敏特性即电阻随温度升高而减小，再用电路动态变化的分析思路，按局部→整体→局部进行．当传感器R2处出现火情时，温度升高，电阻减小，电路的总电阻减小，总电流I增大，路端电压U ab＝U＝E－Ir减小，I(r＋R1)增大，U并＝E－I(r＋R1)减小，通过R3的电流I3减小，通过R2的电流I2＝I－I3增大，D对．4.答案：B解析：能感知声音和光照情况，说明电路中接入了光传感器和声音传感器，故B正确．5.答案：AD解析：B是光敏电阻，其阻值随光照强度的增强而减小．当没有物品挡住光时，光射向B，B的阻值减小，其电流变大，由U＝E－Ir知电压表读数变小，A正确，B错误；有物品时，光被挡住，B的阻值增大，电流减小，电压表读数变大，C错误，D正确．6.答案：D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，A、B均错；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，C错误，D正确．。

教科版高中物理选修3-2学案：第三章传感器3章末总结

教科版高中物理选修3-2学案：第三章传感器3章末总结传感器⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧ 定义：是把被测的非电信息，按一定规律转换成与之对应的电信息的器件或装置结构框图：――→非电信息敏感元件―→处理电路――→电信息敏感元件⎩⎪⎨⎪⎧ 力敏元件光敏元件热敏元件磁敏元件气敏元件应用⎩⎪⎨⎪⎧ 温度传感器光传感器洗衣机、电冰箱等电器中的传感器一、常见敏感元件的特点及应用1．光敏电阻：光敏电阻的阻值与所受光照的强度有关，光照增强阻值减小，光照减弱阻值增大．2．金属热电阻：金属热电阻的电阻率随温度升高而增大．3．热敏电阻：热敏电阻有正温度系数和负温度系数两种．正温度系数的热敏电阻的阻值随温度升高而增大，负温度系数的热敏电阻的阻值随温度升高而减小．4．霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量．例1 如图1所示是一火警报警器的部分电路示意图．其中R2为用半导体负温度系数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．当传感器R2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 ( )图1B．I变大，U变小A．I变大，U变大D．I变小，U变小C．I变小，U变大解析R2所在处出现火情时，温度升高，则R2的阻值减小．R2↓→R 总↓→I干↑→U1↑→U3↓→I↓，故显示器的电流I变小，由U＝E－I干r，I干变大，知U变小，故选项D正确．答案D 针对训练如图2所示是某居民小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻，R2为定值电阻，A、B接监控装置．则( )图2①当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压升高②当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压降低③当仅增大R2的阻值时，可增大A、B之间的电压④当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压C．②③D．②④A．①③B．①④答案C 解析R1是光敏电阻，有光照射时，阻值变小，当有人通过而遮蔽光线时，R1的阻值变大，回路中的电流I减小，A、B间的电压U＝IR2减小，故①错误，②正确；由闭合电路欧姆定律得：U＝E－I(R1＋r)，当仅增大R2的阻值时，电路中的电流减小，A、B间的电压U增大，故③正确；当仅减小R2的阻值时，电路中的电流增大，A、B间的电压U减小，故④错误，故应选C.二、传感器的应用1．传感器的应用传感器的应用过程包括三个环节：感、传、用．(1)“感”是指传感器的敏感元件感应信息，并转化为电学量．(2)“传”是指通过电路等将传感器敏感元件获取并转化的电学信息传给执行机构．(3)“用”是指执行机构利用传感器传来的信息进行某种显示或某种动作．2．传感器电路问题的设计思路处理与传感器有关的电路设计问题时，可将整个电路分解为：(1)传感器所在的信息采集部分；(2)转化传输部分(这部分电路往往与直流电路的动态分析有关)；(3)执行电路．例 2 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，某热敏电阻RT阻值随温度变化的图线如图3甲所示，图乙是由该热敏电阻RT作为传感器制作的简单自动报警器线路图．问：图3(1)为了使温度过高时报警器铃响，c应接在________(填“a”或“b”)处．(2)若要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”)．(3)如果在调试报警器达到最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器的滑片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，则造成工作电路实际不能工作的原因可能是______________________________________________________________．解析热敏电阻RT在温度升高时阻值变小，电路中电流变大，电磁铁磁性增强，把右侧衔铁吸引过来，与a接触，故c应接在a处；为使启动报警的温度提高，则应使电路中电阻更大，这样使报警温度提高，滑片应左移．答案(1)a (2)左(3)电源提供电压太小，以至于电磁铁磁性太弱或弹簧劲度系数太大例3 一热敏电阻阻值随温度变化的图像如图4甲所示．请应用这一热敏电阻自行设计一控制电路．当温度高于某一值后红色指示灯亮，则温度低于这一值时绿色指示灯亮．图4给你的器材有：如图乙所示的继电器一个(a、b为常闭触点．c、d为常开触点)、热敏电阻一只、滑动变阻器一只、红绿色指示灯各一个、两个独立的电池组、开关两个、导线若干等．解析由题图中甲可以看出热敏电阻的阻值随温度升高而减小，是负温度系数的热敏电阻．当温度低于这一值时，热敏电阻的阻值较大，流过电磁铁的电流较小，a、b为常闭触点，连接上绿灯，绿色指示灯亮．当温度高于这一值时，热敏电阻的阻值较小，流过电磁铁的电流较大，c、d被闭合，连接上红灯，红色指示灯亮，滑动变阻器作限流式连接，通过调节满足热敏电阻对某一温度的控制．答案设计的控制电路如图所示．1．(常见敏感元件的特点及应用)如图5所示，RT为正温度系数热敏电阻，R1为光敏电阻，R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，为理想电压表，现发现电压表示数增大，可能的原因是( )图5①热敏电阻温度升高，其他条件不变②热敏电阻温度降低，其他条件不变③光照增强，其他条件不变④光照减弱，其他条件不变D．②④C．②③B．①④A．①③答案D 解析电压表示数变大，而R3为定值电阻，说明流经R3的电流增大，由电路结构可知，这可能是由于RT阻值减小或R1阻值增大，由热敏电阻和光敏电阻特性知，可能是由于温度降低或光照减弱，故②、④正确，①、③错误．2．(传感器的应用)如图6所示是一种水位自动报警器的原理示意图，当杯中的水的水位到达金属块B时，出现的情况是 ( )图6B．L2灯亮A．L1灯亮D．L1、L2两灯都不亮C．L1、L2两灯同时亮答案B 解析由电路结构可以看出，当杯中的水的水位到达B时，左端电路被接通，这样螺线管就产生磁场，相当于一个磁铁，对与弹簧相连的衔铁产生吸引作用，使之向下移动，这样L2电路被接通．3．(传感器的应用)如图7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；称物体时，在压力作用下滑片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 ，最大阻值等于定值电阻的阻值R0，已知两弹簧的总弹力与形变量成正比，比例系数为k ，则所称物体的重量G 与电流大小I 的关系为( )图7A ．G ＝2kL －B ．G ＝kL ＋EkL IR0C ．G ＝＋kLD ．G ＝kL 答案 A解析设放上物体后，滑片P 向下滑动x ，处于平衡．由受力平衡得：G ＝kx① 由闭合电路欧姆定律得：(R0＋R0)I ＝E② 由①②得：G ＝2kL －.4．(传感器的应用)用如图8所示的电磁继电器设计一个高温报警器，要求是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警．可供选择的器材如下：热敏电阻、绿灯泡、小电铃、学生用电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线．图8答案如下图所示．解析将热敏电阻、学生用电源、滑动变阻器、开关串联接入继电器的a 、b 端；将学生用电源与电铃、绿灯泡分别接入c 、d 、e 之间．正常情况时热敏电阻阻值大，ab 间电流小，电磁铁磁性弱，c 、e 接通，绿灯亮，温度升高时，热敏电阻阻值变小，a 、b 间电流变大，电磁铁磁性变强，吸住衔铁，c 、d 接通，c 、e 断开，绿灯灭，电铃响．。

高中物理选修3-2章末检测3：传感器

章末检测卷(第六章)(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．有一些星级宾馆的洗手间装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就开通电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近干手机能使传感器工作，是因为() A．改变湿度B．改变温度C．改变磁场D．改变电容2．有一种在光照或温度升高时排气扇都能启动的自动控制装置，下列说法正确的是() A．两个传感器都是光电传感器B．两个传感器分别是光电传感器和温度传感器C．两个传感器可能分别是温度传感器、电容式传感器D．只有光照和温度都适合时排气扇才能工作3．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4．如图1所示是某种汽车上的一种自动测定油箱内油面高度的装置．R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度，当滑动变阻器的金属滑片向下移动时，则()图1A．电路中的电流减小，油箱油面降低B．电路中的电流减小，油箱油面升高C．电路中的电流增大，油箱油面降低D．电路中的电流增大，油箱油面升高5．某仪器内部电路如图2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，a、b、c三块金属片的间隙很小(b固定在金属块上)．当金属块处于平衡时两根弹簧均处于原长状态．若将该仪器固定在一辆汽车上，则下列说法正确的是()图2A．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，乙灯亮D．当汽车刹车时，甲、乙灯均不亮6．氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测，它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化．在如图3甲所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻，这样，电压表的指针位置就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察电压表指针就能判断一氧化碳浓度是否超标．有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出的是电导(即电阻的倒数)——CO浓度曲线，如图乙所示．在下列表示一氧化碳浓度c与电压表示数U0之间关系的图象中正确的是()图3二、多项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分，每小题至少有两个选项正确，选对得5分，漏选得3分，错选得0分)7．下列说法正确的是()A．热敏电阻是把热量这个热学量转换为电阻这个电学量的元件B．金属热电阻的化学稳定性好，但灵敏度差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8．电容式话筒的保真度比动圈式话筒好，其工作原理如图4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()图4A．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9.如图5所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，R T为负温度系数热敏电阻，R G为光敏电阻，闭合开关后，小灯泡L正常发光，由于环境改变(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()图5A．温度不变，光照增强B．温度升高，光照不变C．温度降低，光照增强D．温度升高，光照减弱10.如图6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I恒定，则可以验证U H随B的变化情况．以下说法中正确的是(工作面是指较大的平面)()图6A．将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面，U H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，U H将发生变化三、非选择题(本题共5小题，共56分．)11．(8分)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，其电阻率ρ随温度t的变化关系如图7所示，由于这种特性，PTC 元件具有发热、保温双重功能．对此，以下判断正确的是________(填序号)．图7①通电后，其电功率先增大后减小②通电后，其电功率先减小后增大③当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1不变④当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1和t2之间的某一值不变12．(10分)(1)用如图8所示的传感器可以测运动物体的位移，说明它的工作原理是什么？图8(2)电子电路中常用到一种称为“干簧管”的元件，它的结构是玻璃管内封入的两个软磁性材料制成的簧片，如图9所示，它是传感器吗？图913．(12分)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R G在不同照度下的阻值如表所示：(1)根据表中的数据，请在图10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；图10(2)如图11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)图11提供的器材如下：光敏电阻R G(符号，阻值见表)；直流电源E(电动势3 V，内阻不计)；定值电阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ，R3＝40 kΩ(限选其中之一并在图中标出)；开关S及导线若干．14．(14分)某种电饭锅的工作原理图如图12所示，煮饭时开关S是闭合的，红色指示灯亮；饭熟后(温度大约为103 ℃)保护开关S自动断开，黄灯亮．图12(1)电阻R1的作用是保护红色指示灯不致因电流过大而烧毁，与电饭锅发热板的等效电阻相比，二者大小应有什么关系？为什么？(2)通常情况下用这种电饭锅烧水时，它的自动断电功能是否起作用？为什么？15．(12分)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13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．图13[[答案]]精析1．D [根据自动干手机工作的特征，手靠近干手机时电热器工作，手撤离后电热器停止工作，人是一种导体，可以与其他导体构成电容器．手靠近时相当于连接一个电容器，可以确定干手机内设有电容式传感器，由于手的靠近改变了电容大小，故D 正确．]2．B [题中提到有光照或温度升高时排气扇都能自动控制，由此可见两个传感器一个是光电传感器，一个是温度传感器，而且排气扇自动工作只需光照或温度一个条件满足即可，A 、C 、D 错，B 对．]3．A4．D [当油箱油面升高时，由于浮力作用使金属滑片向下移动，回路电阻减小，电流增大，故D 项正确．]5．B [向右加速时，M 向左移动，b 与a 接触，乙灯亮；当刹车时，M 向右移动，b 与c 接触，甲灯亮．故选项B 正确．]6．A [U 0＝IR 0＝ER 0R 0＋R ＋R 传＋r，一氧化碳浓度c 增大，电导增大，电阻R 传减小，U 0增大，但不是正比关系．选项A 正确，B 、C 、D 错误．]7．BCD [热敏电阻是把温度这个热学量转换为电阻这个电学量的元件，A 错误．]8．AC 9.AC10．ABD [将永磁体的磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，B 增大，I 恒定，由公式U H ＝kIB d知U H 将变大，选项A 正确；地球两极的磁场方向在竖直方向上，所以霍尔元件的工作面应保持水平，使B 与工作面垂直，选项B 正确；地球赤道上的磁场沿水平方向，只有霍尔元件的工作面在竖直方向且垂直于南北时，B 才与工作面垂直，选项C 错误；改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，B 在垂直工作面方向上的大小发生变化，U H 将发生变化，选项D 正确．]11．①④[[解析]] 当温度由零升到t 1的过程中，PTC 的电阻率ρ随温度升高而减小，其电阻R 随之减小，由于加在灭蚊器上的电压U 保持不变，灭蚊器的热功率P 随之增大，当t ＝t 1时，P ＝P 1达到最大．当温度继续升高，ρ增大，R 增大，P 减小；而温度越高，其与外界环境的温度差也就越大，电热灭蚊器的散热功率P ′也就越大，因此在t 1和t 2之间的某一温度t 3会有P ＝P 3＝P ′，即电热功率P 减小到等于散热功率时，即达到保温．当t 1<t ＜t 3时，P ＞P ′，温度自动升高到t 3；当t 3<t <t 2时，P ＜P ′，温度自动降到t 3，实现自动保温，故①、④正确．12．见[[解析]][[解析]] (1)它可以将位移变化转化为电容信号，当物体向左运动时，电容增大；当物体向右运动时，电容减小．(2)它是传感器，可以感知磁场．玻璃管内封入两个软磁性材料制成的簧片，当存在磁场时，如条形磁铁靠近，两个簧片被磁化而相互吸引接触，灯泡就发光，因此能感知磁场的存在．13．(1)如图甲所示光敏电阻的阻值随光照度的增大而非线性减小 (2)如图乙所示[[解析]] (2)原理：利用串联电路的分压规律设计电路．当照度降低至1.0lx 时，光敏电阻为R G ＝20kΩ，由题中信息可知U 12＝2V ，E ＝3V ，U 12R G ＝E －U 12R，所以R ＝10kΩ，定值电阻应选R 1.14．见[[解析]][[解析]] (1)R 1应该远大于发热板的等效电阻．因为R 1红色指示灯只起指示作用，R 1和红色指示灯消耗的电功率应远小于发热板的功率，两者又是并联接入电路的，电压相同，所以流过R 1和红色指示灯的电流应远小于流过发热板的电流，因此R 1应该远大于发热板的等效电阻．(2)水沸腾时的温度为100 ℃，烧开时水温不会达到103 ℃，所以自动断电功能不起作用．15．电路图如图所示工作过程见[[解析]][[解析]]工作过程：闭合S，当温度低于设定值时，热敏电阻阻值大，通过电磁继电器的电流不能吸下衔铁P，K接通，电炉丝加热．当温度达到设定值时，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，吸下衔铁P，使触点K断开，电炉丝断电，停止供热．当温度低于设定值时，又重复前述过程．。

教科版高中物理选修3-2练习：第三章传感器第3(1)

[推荐]教科版高中物理选修3-2练习：第三章传感器第3第4节实验探究：简单的光控和温控电路1．在家用电器中使用最多的是______传感器，其次是______、______、____、磁、压力、烟雾、声敏等传感器．2．模糊洗衣机中的传感器有：______传感器、________传感器、________传感器、______传感器、________传感器、脏污程度传感器、脱水传感器等．3．集成电路又称IC，是在______上集合各种电子器件，实现某种特定功能的电路模块，它是__________中最重要的部分．4．传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用的传感器是( )A．生物传感器 B．红外传感器C．温度传感器 D．压力传感器5．下列器件是应用力传感器的是( )A．鼠标器 B．火灾报警器C．测温仪 D．电子秤6．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上是电视机中的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．电饭锅中控制加热和保温的温控器【概念规律练】知识点一生活中的传感器1．如图1所示为某种电冰箱内温度控制器的结构．铜制的测温泡1、细管2和弹性金属膜盒3连通成密封的系统，里面充有氯甲烷和它的蒸气，构成了一个温度传感器．膜盒3为扁圆形(图中显示它的切面)，右表面固定，左表面通过小柱体与弹簧片4连接．盒中气体的压强增大时，盒体就会膨胀．测温泡1安装在冰箱的冷藏室中.5、6分别是电路的动触点和静触点，控制制冷压缩机的工作．拉簧7的两端分别连接到弹簧片4和连杆9上．连杆9的下端是装在机箱上的轴．凸轮8是由设定温度的旋钮(图中未画出)控制的，逆时针旋转时凸轮连杆上端右移，从而加大对弹簧7的拉力．(1)为什么当冰箱内温度较高时压缩机能够自动开始工作，而在达到设定的低温后又自动停止工作？(2)为什么用凸轮可以改变设定的温度？图12．温度传感器是应用最广泛的传感器之一，一般由半导体材料的热敏电阻制成，它可以把热信号转换为电信号，进行自动控制，电饭锅、电饭煲的自动加热和保温就是借助于温度传感器来完成的．电饭锅中应用了温度传感器，它的主要元件是感温铁氧体．感温铁氧体是用氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成的，它的特点是：常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是温度上升到约103℃时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引了．这个温度在物理学中称为该材料的“居里温度”或“居里点”．电饭锅的结构如图2所示，试回答以下问题：(1)开始煮饭时为什么要压下开关按钮？手松开后这个按钮是否会恢复到图示的状态？为什么？(2)煮饭时水沸腾后锅内是否会大致保持一定的温度？为什么？(3)饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会有什么变化？这时电饭锅会自动地发生哪些动作？(4)如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电？图2知识点二简单的光控电路和温控电路3．路灯晚上为我们照亮道路，天亮之后熄灭，它是通过光线来实现自动控制的，使电路在天亮时自动切断，天黑则自动导通，图3可以模拟光控自动照明电路，其中各元件的参数如下，其中发光二极管相当于路灯．图3如何调试来实现天暗时自动发光，天亮时自动熄灭？4．使用电熨斗时，必须控制电加热过程，以免过热损坏衣服．这就要求，电熨斗的温度低于指定值时电加热器供电加热，温度高于指定值时要将电源关闭，请仿照上题中的光控电路设计一个温控电路．【方法技巧练】传感器问题的分析技巧5．电熨斗在达到设定的温度后就不再升温，当温度降低时又会继续加热，使它总与设定的温度相差不多．在熨烫不同的织物时，设定的温度可以不同，进行这样的控制，靠的是温度传感器．电熨斗中装有双金属片温度传感器，这种双金属片的作用是控制电路的通断，如图4所示为电熨斗的结构图，图中双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属的膨胀系数，请结合所学知识回答以下问题：图4(1)常温下，上、下触点应当是接触的还是分离的？当温度过高时双金属片将起怎样的作用？(2)熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度，这是如何利用调温旋钮来实现的？6．如图5所示为某种电子秤的原理示意图，AB为一均匀的滑线电阻，阻值为R，长度为L，两边分别有P1、P2两个滑动头，P1可在竖直绝缘光滑的固定杆MN上保持水平状态而上下自由滑动，弹簧处于原长时，P1刚好指着A端，P1与托盘固定相连，若P1、P2间出现电压，该电压经过放大，通过信号转换后在显示屏上将显示物体重力的大小．已知弹簧的劲度系数为k，托盘自身质量为m0，电源电动势为E，内阻不计，当地的重力加速度为g.求：图5(1)托盘上未放物体时，在托盘自身重力作用下，P1离A的距离x1；(2)托盘上放有质量为m的物体时，P1离A的距离x2；(3)在托盘上未放物体时通常先校准零点，其方法是：调节P2，使P2离A的距离也为x1，从而使P1、P2间的电压为零．校准零点后，将物体m放在托盘上，试推导出物体质量m与P1、P2间的电压U之间的函数关系式．1．如图6所示，将一光敏电阻连入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，用光照射光敏电阻时表针的偏角为θ，现用手掌挡住部分光线，表针的偏角变为θ′，则可判断( )A．θ′＝θ B．θ′<θC．θ′>θ D．不能确定θ和θ′的关系2．在电梯门口放置一障碍物，会发现电梯门不停地开关，这是由于在电梯门上装有的传感器是( )A．光传感器 B．温度传感器C．声传感器 D．压力传感器3. 惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，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7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( )图7A．方向向左，大小为kx/mB．方向向右，大小为kx/mC．方向向左，大小为2kx/mD．方向向右，大小为2kx/m 4．某小型电磁继电器，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如图8所示．其工作方式是( )A ．A 与B 接信号电压，C 与D 跟被控电路串联B ．A 与B 接信号电压，C 与D 跟被控电路并联C ．C 与D 接信号电压，A 与B 跟被控电路串联D ．C 与D 接信号电压，A 与B 跟被控电路并联5．下列器件不是应用温度传感器的是( )A ．电熨斗B ．话筒C ．电饭锅D ．测温仪6．某市为了节约能源，合理适时地使用路灯，要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的某种特性制成自动点亮、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 ．三种特性都利用了7．如图9所示为一种自动跳闸的闸刀开关，O 是转动轴，A 是绝缘手柄，C 是闸刀卡口，M 、N 接电源线，闸刀处于垂直纸面向里、B ＝1 T 的匀强磁场中，CO 间距离为10 cm ，当磁场力为0.2 N 时，闸刀开关会自动跳开．则要使闸刀开关能跳开，CO 中通过的电流的大小和方向为( )图9A ．电流方向C→O B．电流方向．电流大小为．电流大小为8．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10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( )图10A．t2时刻小球所处位置是运动中最高点B．t1～t2期间小球速度先增大后减小C．t3时刻小球动能最小D．t2与t5时刻小球速度大小不同9．如图11所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、电键K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．K断开时传感器上有示数，K闭合时传感器上恰好无示数．则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是( )图11A．正在增加，＝ B．正在减弱，＝mgdnqC．正在减弱，＝ D．正在增加，＝mgdnq10．一般的电熨斗用合金丝做发热元件，合金丝电阻随温度t变化的关系如图12中实线①所示．由于环境温度以及熨烫的衣服厚度、干湿等情况不同，熨斗的散热功率不同，因而熨斗的温度可能会在较大的范围内波动，易损坏衣物．有一种用主要成分为BaTiO3，被称为“PTC”的特殊材料做发热元件的电熨斗，具有升温快、能自动控制温度的特点．PTC材料的电阻随温度变化的关系如图12中实线②所示．图12根据图线分析：(1)为什么处于冷态的PTC熨斗刚通电时比普遍电熨斗升温快？(2)通电一段时间后电熨斗温度t自动地稳定在______＜t＜______范围之内．11．青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电，为路灯提供电能．用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制．光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为，照射光较强(如白天)时电阻几乎为0：照射光较弱(如黑天)时电阻接近于无穷大．利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打开．电磁开关的内部结构如图13所示.1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接．当励磁线圈中电流大于50 mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于50 mA时，3、4接通．励磁线圈中允许通过的最大电流为100 mA.图13(1)利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图．光敏电阻R1，符号灯泡L，额定功率40 W，额定电压36 V ，符号保护电阻R2，符号电磁开关，符号蓄电池E，电压36 V，内阻很小；开关S，导线若干．(2)回答下列问题：①如果励磁线圈的电阻为200 Ω，励磁线圈允许加的最大电压为__________V，保护电阻R2的阻值范围为________Ω.②在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱3、4之间从断开变为接通．为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合本题中电磁开关内部结构图说明．答：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.③任意举出一个其它的电磁铁应用的例子．答：________________________________________________________________________.第3节生活中的传感器第4节实验探究：简单的光控和温控电路答案课前预习练1．温度湿度气体光2．水位负载量水温布质洗涤粉3．硅板电子设备4．C [空调机根据温度调节工作状态，所以内部使用了温度传感器，故C正确．] 5．D [鼠标器中的传感器是红外线接收管，属于光传感器；火灾报警器中传感器是光电三极管，属于光传感器；测温仪用的是温度传感器；电子秤的敏感元件是应变片，是力传感器，D正确．] 6．A [遥控器发出红外线，电视中的传感器感知红外线，是红外线传感器，所以A选项正确．]课堂探究练1．见解析解析(1)冰箱内温度较高时，密封系统中的压强增大，盒体膨胀，膜盒 3通过小柱体带动弹簧片4，使动触点5与静触点6接触，控制压缩机自动开始工作，而在达到设定的温度时弹簧带动弹簧片4将触点5、6断开，使压缩机停止工作．(2)凸轮逆时针转动会加大连杆9对弹簧7的拉力，该拉力与弹性金属膜盒3共同控制弹簧片4的运动，而弹簧7上弹力的变化会改变设定的温度．2．见解析解析(1)开始煮饭时用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸触点接通，电热板通电加热；手松开后，由于永磁体与感温磁体的吸引，按钮不会恢复到图示状态．(2)煮饭时，水沸腾后锅内保持100℃不变，因为水的沸点为100℃，只要有水温度就不变．(3)水分被大米吸收后，锅底温度升高，当温度升至“居里点103℃”时，感温磁体失去磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源，从而停止加热．(4)如果用电饭锅烧水，水沸腾后，锅内保持100℃不变，温度低于“居里点103℃”电饭锅不能自动断电，只有水烧干后，温度升高到103℃才能自动断电．3．见解析解析将光敏电阻用黑纸包住使它不被光照亮，如果发光二极管不亮，则调节电位器R1，直到发光二极管发光为止．然后将包裹光敏电阻的黑纸打开，看它是否熄灭，如果此时发光二极管不熄灭，则再调节电位器．反复使光敏电阻遮光或见光，直到可以实现发光二极管在光敏电阻有光照时熄灭，无光照时发光为止．4．见解析解析只需将上题光控电路中的光敏电阻RG换成热敏电阻RT即可，用讯响器发声代表电加热器通电，电路如下图所示调试时：调试R1使RT的温度低于某一指定值时M741后面的电路接通，使RT的温度高于某一指定值时M741后面的电路断开．5．(1)常温下，上、下触点应是接触的，但温度过高时，由于双金属片上、下表面受热膨胀系数不同，上部金属膨胀大，下部金属膨胀小．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，双金属片恢复原状，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．(2)熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度，此时可通过调温旋钮调节升降螺丝，升降螺丝带动弹性铜片升降，从而改变触点接触的位置，达到控制不同温度的目的．6．(1) (2)m＋m0g,k) (3)m＝U解析托盘的移动带动P1移动，使P1、P2间出现电势差，电势差的大小反映了托盘向下移动距离的大小，由于R为均匀的滑线电阻，则其阻值与长度成正比．(1)由力的平衡知识知m0g＝kx1，解得x1＝m0gk(2)放上重物重新平衡后m0g＋mg＝kx2解得x2＝m＋m0g,k)(3)由闭合电路欧姆定律知E＝IR，由部分电路欧姆定律知U＝IR串，由＝，其中x为P1、P2间的距离，则x＝x2－x1＝mgk联立解得m＝U方法总结分析传感器问题要注意四点(1)感受量分析要明确传感器所感受的物理量，如力、热、光、磁、声等．(2)输出信号分析明确传感器的敏感元件，分析它的输入信号及输出信号，以及输入信号与输出信号间的变化规律．(3)电路结构分析认真分析传感器所在的电路结构，在熟悉常用电子元件工作特点的基础上，分析电路输出信号与输入信号间的规律．(4)执行机构工作分析传感器的应用，不仅包含非电学量如何向电学量转化的过程，还包含根据所获得的信息控制执行机构进行工作的过程．课后巩固练1．B [光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小，开始时有光照射，光敏电阻的阻值较小，当手掌挡住部分光线时，光敏电阻的阻值增大，因为欧姆表的零刻度在表盘的右侧，所以欧姆表测电阻时，阻值越大，指针张角越小，所以选项B正确．] 2．D [当电梯门碰到人或其他障碍物时立即停止关门以防挤伤人，故为压力传感器．] 3．D [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，滑块加速度大小为：a＝2kx/m，故选D.] 4．A [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.]5．B 6．B [题目中半导体应能感知光照强度变化，并输出电信号，控制电路通断，所以利用了半导体的光敏性，故B正确．]C，由B＝得I＝＝2 A．→C，由B＝得I＝＝2 A．]8．B [小球下落的轨迹如右图所示，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F－t图中，0～t1小球在OB间下落，t1～t2小球在BD间下落，t2～t3小球由D回到B 处，t3～t4小球在BO间上升，而后下落至B点．由F－t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t1～t2之间，A错，B对．小球动能最小出现在t2时刻或t3～t4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．] 9．D [K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E＝n＝U，又q＝mg得＝，故D正确．]10．(1)见解析(2)T6 T7解析(1)由于冷态时PTC材料电阻很小，故由P＝知，其发热功率很大，所以升温很快．(2)在T6～T7之间，电熨斗放出的热量和产生的热量才有可能相等，达到热平衡状态，所以电熨斗温度t自动地稳定在T6＜t＜T7范围之内．11．(1)见解析(2)①20160～320②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸合铁片时，3、4之间接通；不吸合时，3、4之间断开③电磁起重机解析(1)要使光敏电阻能够对电路进行控制，且有光照时路灯熄灭，光敏电阻应与1、2串联，3、4与路灯串联，则电路图如右图所示．(2)①由U＝IR得励磁线圈允许加的最大电压Um＝ImR＝0.1×200V＝20 V；依据允许通过励磁线圈的电流最大值和最小值计算得R2min ＝＝Ω＝160 Ω，R2max＝＝Ω＝320 Ω，因此保护电阻R2的阻值范围为160～320 Ω；②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸合铁片时，3、4之间接通；不吸合时，3、4之间断开．③电磁起重机．。

高二物理选修3-2传感器及其工作原理达标检测试题(带答案和解释)

高二物理选修3-2传感器及其工作原理达标检测试题（带答案和解释）传感器及其工作原理知识点一传感器的概念．关于传感器，下列说法正确的是．A．光敏电阻和热敏电阻都是由半导体材料制成的B．金属材料也可以制成传感器c．传感器主要是通过感知电阻的变化来传递信号的D．以上说法都不正确解析光敏和热敏电阻分别应用了半导体的不同特性制成，A正确．由于金属材料的电阻随温度而变化，可制成将温度信号转换为电信号的传感器，B正确．传感器可感知电阻、电压、电流等各种变化来传递信号，c错误．答案AB．电容式传感器是用来将非电信号转变为电信号的装置．由于电容器的电容c取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素，当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化，从而引起电容的变化，如图6－1－17所示是四个电容式传感器的示意图，关于这四个传感器的作用，下列说法正确的是．图6－1－17A．甲图的传感器可以用来测量角度B．乙图的传感器可以用来测量液面的高度c．丙图的传感器可以用来测量压力D．丁图的传感器只能用来测量速度答案ABc．为解决楼道的照明，在楼道内安装一个传感器与电灯的控制电路相接．当楼道内有走动而发出声响时，电灯即与电源接通而发光，这种传感器为________传感器，它输入的是________信号，经传感器转换后，输出的是________信号．答案声控声音电知识点二光敏、热敏、金属热电阻的应用．如图6-1-18所示，将一光敏电阻接入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，用光照射光敏电阻时，表针的偏角为θ；现用手掌挡住部分光线，表针的偏角为θ′，则可判断．图6-1-18A．θ′＝θ`B．θ′＜θc．θ′＞θD．不能确定解析光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小，用手掌挡住部分光线，阻值变大，指针自左向右偏转角度变小．答案 B在信息技术高速发展、电子计算机广泛应用的今天，担负着信息采集任务的传感器在自动控制、信息处理技术中发挥着越来越重要的作用，其中热电传感器是利用热敏电阻将热信号转换成电信号的元件．某学习小组的同学在用多用电表研究热敏特性实验中，安装好如图6-1-19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．图6-1-19A．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，A、B均错，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，c错误，D正确．答案 D．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．三种特性都利用答案 B知识点三含传感器的电路分析与判断如图6-1-20所示，R3是光敏电阻，当开关S闭合后，在没有光照射时，a、b两点等电势，当用光照射电阻R3时，则．图6-1-20A．R3的电阻变小，a点电势高于b点电势B．R3的电阻变小，a点电势低于b点电势c．R3的电阻变大，a点电势高于b点电势D．R3的电阻变大，a点电势低于b点电势解析R3是光敏电阻，当有光照射时电阻变小，R3两端电压降减小，故a点电势将升高，因其它阻值不变，所以a点电势将高于b点电势．答案 A如图6-1-21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．图6-1-21A．电压表的示数增大B．R2中电流减小c．小灯泡的功率增大D．电路的路端电压增大解析当光强度增大时，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，故电路路端电压减小，而电压表的示数增大，A项正确，D项错误；由路端电压减小，而R1两端电压增大知，R2两端电压必减小，则R2中电流减小，故B项正确；结合干路电流增大知流过小灯泡的电流必增大，则小灯泡的功率增大，c项正确．答案ABc传感器是把非电学物理量转换成电学量的一种元件．如图6-1-22所示为一种电容式传感器，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．图6-1-22A．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解析a、b始终跟电源相连，电势差U不变，由于a、b间距离变化，由E＝Ud知场强变化，A错误；由c＝εrS4πd知d变化时c变化，a向右位移最大时，电容最大，D正确；由Q＝cU知a、b所带电荷量变化，电路中电流方向改变，B、c错误．答案 D0．有一些星级宾馆的洗手间装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就开通电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近干手机能使传感器工作，是因为．A．改变湿度B．改变温度c．改变磁场D．改变电容解析根据自动干手机工作的特征，手靠近干手机电热器工作，手撤离后电热器停止工作，人是一种导体，可以与其他导体构成电容器．手靠近时相当于连接一个电容器，可以确定干手机内设有电容式传感器，由于手的靠近改变了电容大小，故D正确；用湿度和温度来驱动电热器工作，理论上可行，但是假如干手机是由于温度、湿度的变化工作就成了室内烘干机．答案 D1．如图6－1－23所示为某一热敏电阻的I－U关系曲线图．．图6－1－23为了通过测量得到如图所示I－U关系的完整曲线，在图6－1－24甲和乙两个电路中应选择的是图________；简要说明理由：________________.图6－1－24在如图6－1－25所示电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70A，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的阻值为________Ω.图6－1－25举出一个应用热敏电阻的例子．解析应选择图甲．因为图甲电路电压可从0V调到所需电压，电压调节范围大．由题图知R2与热敏电阻串联后与R1并联接在9V电源上，总电流I＝70A，R1＝250Ω.设通过热敏电阻的电流为I2，通过R1的电流为I1，则I＝I1＋I2，故I2＝I－I1＝70－9250×103A＝34A.由图象查得34A对应的电压为5.0V，R2两端电压U2＝9V－5.0V＝4.0V，所以R2＝4.0V34×10－3A ＝117.6Ω.答案甲因为甲电路电压可从0V调到所需电压，电压调节范围大0 117.6恒温箱、自动孵化器、热敏温度计等．一种半导体材料称为“霍尔材料”，用它制成的元件称为“霍尔元件”，这种材料有可定向移动的电荷，称为“载流子”，每个载流子的电荷量大小为1个元电荷量，即q＝1.6×10－19c，霍尔元件在自动检测、控制领域得到广泛应用，如录像机中用来测量录像磁鼓的转速、电梯中用来检测电梯门是否关闭以及自动控制升降电动机的电源的通断等．图6-1-26在一次实验中，一块霍尔材料制成的薄片宽ab＝1.0×10－2、长bc＝4.0×10－2、厚h＝1×10－3，水平放置在竖直方向上的磁感应强度B＝1.5T的匀强磁场中，bc方向通有I＝3.0A的电流，如图6-1-26所示，沿宽度产生1.0×10－5V的横向电压．假定载流子是电子，a、b两端中哪端电势较高？薄板中形成电流I的载流子定向运动的速率多大？解析根据左手定则可确定a端电势高．当导体内由于载流子有沿电流方向所在的直线定向运动时，受洛伦兹力作用而产生横向分运动，产生横向电场，横向电场的电场力与洛伦兹力平衡时，导体横向电压稳定．设载流子沿电流方向所在直线定向移动的速度为v，横向电压为Uab，横向电场强度为E，电场力为Fe＝e•E＝e•Uabab，磁场力FB＝evB，平衡时Uabab•e＝evB，得v＝UababB ＝6.7×10－4/s.答案 a 6.7×10－4/s。

高中物理第三章传感器阶段验收评估教科版选修3-2-教科版高二选修3-2物理试题

第三章传感器(时间：50分钟总分为：100分)一、选择题(此题共8小题，每一小题6分，共48分，第1～5小题中只有一个选项符合题意，第6～8小题中有多个选项符合题意，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．以下家用电器中不是利用温度传感器的是( )A．空调机B．自动门C．电冰箱 D．电饭煲解析：选B 空调机利用了温度传感器来确保恒温工作，故应用了温度传感器，故A正确；而自动门是利用红外线，没有应用温度传感器，故B错误；电冰箱利用了温度传感器，故C正确；电饭煲，如此是由电流做功产生热量，当达到103 ℃时，磁钢失去磁性，导致开关关闭，所以属于温度传感器，故D正确。

2．街道旁的路灯、江海里的航标灯都要求夜晚亮、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．霍尔效应解析：选B 压敏性指的是对压力的敏感性，通过对压力的变化改变电阻阻值的原理，路灯和航标灯没有涉与压力的问题，所以A项错误；在光照下电阻发生变化，导致电流发生变化，实现自动控制，光敏电阻可以起到开关的作用，在需要对光照有灵敏反响的自动控制设备中有广泛应用，所以B项正确；温度变化时，电阻变得非常迅速，它能将温度变化转化为电信号，可以知道温度变化的情况，所以C项错误；霍尔效应是电磁效应的一种，当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这一现象就是霍尔效应，与此题不相关，所以D项错误。

3.在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制。

如图1所示，R1为电阻箱，R2为半导体热敏电阻，C为电容器。

热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，如此有( )图1A．假设R1固定，当环境温度降低时电压表的示数减小B ．假设R 1固定，当环境温度降低时R 1消耗的功率增大C ．假设环境温度不变，当电阻箱R 1的阻值增大时，电容器C 的电荷量减少D ．假设R 1固定，环境温度不变，当电容器C 两极板间的距离增大时极板之间的电场强度增大解析：选C 当环境温度降低时R 2↑，R 总↑，根据闭合电路欧姆定律知I ↓，路端电压U ＝(E －Ir )↑，电压表的读数↑，故A 错误；R 1消耗的功率P ＝I 2R 1↓，故B 错误；假设环境温度不变，当电阻箱R 1的阻值增大时，R 总↑，如此I ↓，电容器的电压U 2＝IR 2↓，电容器C 的带电量Q ＝U 2C ↓，故C 正确；假设R 1固定，环境温度不变，电容器C 两板间的电压不变，当电容器C 两极板间的距离增大时，E ＝U 2d↓，故D 错误。

2017-2018学年人教版高二物理(选修3-2)同步练习：传感器及其工作原理

传感器及其工作原理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【答案】C【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。

学#科网2．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【答案】ABD3．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【答案】A4．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A．R1两端的电压增大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5．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【答案】AD6．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【答案】B7．如图所示，R t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【答案】B8．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。