(新课标)2020版高中物理第六章传感器章末测试卷(含解析)选修3_2

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【优选整合】人教版高中选修3-2《第6章传感器》章末总结(测)含答案解析

【优选整合】人教版高中选修3-2《第6章传感器》章末总结（测）学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．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的说法中，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了声波传感器D．电子秤中主要是采用了力电传感器2．电子打火机的点火原理是压电效应．压电片在受到压力时会在两侧形成电压且电压大小与压力近似成正比，现有一利用压电效应制造的电梯加速度传感器，如图所示．压电片安装在电梯地板下，电压表与压电片构成闭合电路用来测量压电片两侧形成的电压，若发现电压表示数增大，下列说法正确的是()A．电梯一定加速上升B．电梯一定减速下降C．电梯加速度一定向上D．电梯加速度一定向下3．如图所示，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住了光线，使光线三极管电阻更大,检测电路检测出变化发出警报B．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C．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D．以上说法均不正确4．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．金属材料不可以制成传感器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5．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6．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C．半导体D．超导体二、多选题7．如图所示，R t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，V为理想电压表，现发现电压表示数增大，可能的原因是()A．热敏电阻温度升高，其他条件不变B．热敏电阻温度降低，其他条件不变C．光照增强，其他条件不变D．光照减弱，其他条件不变8．电吉他之所以能以其独特的魅力吸引众多的音乐爱好者，是因为它的每一根琴弦下面都安装了一种叫作“拾音器”的装置，能将琴弦的振动转化为电信号，电信号经扩音器放大，再经过扬声器就能播出优美的音乐．如下图是“拾音器”的结构示意图，多匝绕制的线圈置于永久磁铁与钢质的琴弦之间，当琴弦沿着线圈振动时，线圈中就会产生感应电流，关于感应电流以下说法正确的是()A．琴弦振动时，线圈中产生的感应电流是变化的B．琴弦振动时，线圈中产生的感应电流大小变化，方向不变C．琴弦振动时，线圈中产生的感应电流大小和方向都会发生变化D．琴弦振动时，线圈中产生的感应电流大小不变，方向变化三、实验题9．影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减小．某课题研究小组在研究用某种材料制作的用电器件Z的导电规律时，利用如图(a)所示的分压电路测得其电压与电流的关系如下表所示：图(a)图(b)(1)根据表中数据，判断用电器件Z可能属于________材料．(2)把用电器件Z接入如图(b)所示的电路中，闭合开关电流表的读数为1.8 A，电池的电动势为3 V，内阻不计，则电阻R的电功率为________．四、解答题10．角速度计可测得航天器自转的角速度ω，其结构如图所示，当系统绕OO′轴转动时，元件A在光滑杆上发生滑动，并输出电信号成为航天器的制导信号源．已知A质量为m，弹簧的劲度系数为k，原长为L0，电源电动势为E，内阻不计，滑动变阻器总长为L，电阻分布均匀，系统静止时滑动变阻器滑动触头P在中点，与固定接头Q正对，当系统以角速度ω转动时，求：(1)弹簧形变量x与ω的关系式．(2)电压表的示数U与角速度ω的函数关系．参考答案1．C【解析】电视机对无线遥控信号的接收采用了红外线传感器，选项A错误；电子体温计主要是采用了温度传感器，选项B正确；电脑所用的光电鼠标主要采用了光传感器，所以C项错误．电子秤主要是采用了力电传感器，选项D正确；故选BD.2．C【解析】【详解】电压表示数增大说明人对地板的压力变大，对人受力分析知地板对人的支持力大于人所受重力，即人的加速度一定向上，所以电梯可能向上加速，也可能向下减速，故C正确，ABD 错误。

2020_2021学年高中物理第六章传感器单元质量检测三含解析新人教版选修3_2

单元质量检测(三)(第六章)(90分钟100分)第Ⅰ卷(选择题共56分)一、选择题(本题共14小题，每小题4分，共56分.1～11为单选，12～14为多选)1．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值后，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2．下列器件应用力传感器的是( )A．鼠标器B．火灾报警器C．测温仪D．电子秤3．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4．关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是( )A．应变片是由导体材料制成的B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之变小C．传感器输出的是应变片电压D．外力越大，输出的电压差值越小5．每当地震发生后，各路救援人员及时深入灾区，与死神抢时间，争分夺秒抢救被埋人员，有些救援队借助“生命探测仪”可以发现深埋在废墟中的伤员，根据所学知识，你认为“生命探测仪”可能用到了( )A．红外线传感器B．压力传感器C．振动传感器D．电容传感器6．关于传感器的下列说法正确的是( )A．所有传感器的材料都是由半导体材料做成的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．以上说法都不正确7．如图所示，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( )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8．小强在用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制．经检查，恒温箱的控制器没有故障．参照示意图如图所示，下列对故障判断正确的是( )A．只可能是热敏电阻出现故障B．只可能是温度设定装置出现故障C．热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障D．可能是加热器出现故障9．传感器是把非电学量转换成电学量的一种元件．如图所示，乙、丙是两种常见的电容式传感器，现将乙、丙两种传感器分别接到图甲的电路中进行实验(电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏)，下列实验现象中正确的是( )A．当乙传感器接入电路实验时，若F变小，则电流表指针向右偏转B．当乙传感器接入电路实验时，若F变大，则电流表指针向左偏转C．当丙传感器接入电路实验时，若液体深度h变大，则电流表指针向左偏D．当丙传感器接入电路实验时，若液体深度h变小，则电流表指针向左偏10．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．未发生火灾时，光电三极管接收不到LED 发出的光，处于高电阻状态．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，使光电三极管的电阻更大，检测电路检测出变化，发出警报B．光电三极管的温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化，发出警报C．进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照射到光电三极管上，使其电阻变小，发出警报D．以上说法均不正确11．如图所示为用热敏电阻R和继电器L等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小。

人教版高中物理选修3-2第6章《传感器》测试题(含答案)

第6章《传感器》测试题一、单选题（每小题只有一个正确答案）1．下列关于传感器的说法正确的是（）A．话筒是一种常用的传感器，其作用是将电信号转换为声音信号B．在天黑楼道里出现声音时，楼道里的灯才亮，说明它的控制电路中只有声音传感器C．光敏电阻能够把光照强弱变化转换为电阻大小变化D．电子秤中所使用的测力装置是温度传感器2．火灾报警器使用的是( )A．光传感器 B．温度传感器 C．湿度传感器 D．气体传感器3．如图1是一种应用传感器监测轨道车运行的实验装置．在轨道某处设置监测点，当车头到达传感器瞬间和车尾离开传感器瞬间，信号发生器各发出一个脉冲信号，由记录仪记录．完成下题．假如轨道车长度为22cm，记录仪记录的信号如图2所示，则轨道车经过该监测点的速度为（）A．0.20cm/s B．2.0cm/s C．22cm/s D．220cm/s4．对于常见的可燃气体浓度的检测，现在一般用催化燃烧检测器．它的原理如下：传感器的核心为一惠斯通电桥，其中一桥臂上有催化剂，当与可燃气体接触时，可燃气体在有催化剂的电桥上燃烧，该桥臂的电阻发生明显变化，其余桥臂的电阻不变化，从而引起整个电路的输出发生变化，而该变化与可燃气体的浓度成比例，从而实现对可燃气体的检测．由此可推断有催化剂的桥臂上的电阻材料为( )A．铜 B．合金 C．半导体 D．绝缘体5．在地震救援中，救援队员用多种生命探测仪搜寻废墟下幸存者的具有生命迹象的信息．有一种生命探测仪与自动门、电视机遥控器应用的是同一种类型的传感器，这种生命探测仪应用的传感器是（）A．温度传感器 B．声音传感器 C．红外线传感器 D．压力传感器6．如图所示，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( )A．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7．下列说法中不正确的是（）A．摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置B．电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置C．电视机接收的画面是连续的D．摄像机在1s内要送出25张画面8．图甲是在温度为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="20" kΩ,R2 ="10" kΩ,R3="40" kΩ,R t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U ab ≤ 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a、b端电压U ab>0时，电压鉴别器会令开关S断开，停止加热，则恒温箱内的温度可保持在（）A．10℃ B．20℃ C．35℃ D．45℃9．半导体指纹传感器是在一块半导体基板上阵列了10万个金属颗粒，传感器阵列的每一点是一个金属电极，充当电容器的一极，其外面是绝缘的表面，手指贴在其上与其构成了电容器的另一极。

人教版高中物理选修3-2第六章《传感器》检测题(包含答案)

人教版高中物理选修3-2第六章《传感器》检测题（包含答案）1 / 11《传感器》检测题一、单选题1．如图是安装在潜水器上深度表的电路简图，显示器由电流表改装而成，压力传感器的电阻随压力的增大而减小，电源电压不变，R 0是定值电阻，在潜水器下潜过程中，电路中有关物理量的变化情况是（）A ．通过显示器的电流减小B ．R 0两端的电压增大C ．传感器两端的电压增大D ．电路的总功率减小2．某种酒精测试仪是利用二氧化锡半导体型酒精气体传感器．酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数U 与酒精气体浓度c 之间的对应关系正确的是（）A ．U 越小，表示c 越大，c 与U 成反比B ．U 越小，表示c 越大，c 与U 不成反比C ．U 越小，表示c 越小，c 与U 成正比D ．U 越大，表示c 越大，c 与U 不成正比3．宾馆房间的天花板上会安装一个报警器，当房间失火时，它能通过电路发出警报，这个报警器使用的传感器是A ．烟雾传感器B ．声音传感器C ．生物传感器D ．压力传感器4．下列情况中，应用了温度传感器的是（）A ．商场里的自动玻璃门B ．夜间自动打开的路灯C ．夜间有声音时就亮的楼梯灯D ．自动恒温冰箱5．对于常见的可燃气体浓度的检测，现在一般用催化燃烧检测器。

它的原理如下：传感器的核心为一惠斯通电桥，其中一桥臂上有催化剂。

当与可燃气体接触时，可燃气体在有催化剂的电桥上燃烧，该桥臂的电阻发生明显变化，其余桥臂的电阻不变化，从而引起整个电路的输出发生变化，而该变化与可燃气体的浓度成比例。

从而实现对可燃气体的检测。

由此可推断有催化剂的桥臂上的电阻材料为A．电解液B．半导体C．镍铜合金D．橡胶6．如图甲所示为一种电容式位移传感器的原理图，当被测物体在左右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动。

2019-2020年人教版高中物理选修3-2第六章《传感器》测试卷

第六章《传感器》测试卷一、单选题(共12小题)1.2007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2.街旁的路灯和江海里的航标都要求在夜晚亮、白天熄，今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，这是利用了半导体的()A．压敏性B．光敏性C．热敏性D．三种特性都利用3.传感器可将非电学量转换为电学量，起自动控制作用．如计算机鼠标中有位移传感器，电熨斗、电饭煲中有温度传感器，电视机、录像机、影碟机中有光传感器……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，通过电压表显示的数据来反映物体位移的大小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4.2007年度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”，基于巨磁电阻效应的开发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．在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5.为了保证汽车刹车时车轮不被抱死，使车轮仍有一定的滚动而不是纯滑动，这样既可以提高刹车效果，又不使车轮失去控制，为此需要一种测定车轮是否还在转动的装置，这种检测装置称为电磁脉冲传感器，如果该装置检测出车轮不再转动，它就会自动放松刹车机构，让车轮仍保持转动状态，这就是ABS防抱死系统．如图是电磁脉冲传感器示意图，B是一根永久磁体，外面绕有线圈，它们的左端靠近一个铁质齿轮A，齿轮与转动的车轮是同步的，则以下说法正确的是()A．车轮转动时，由于齿轮在永久磁体的磁场中切割磁感线，产生感应电流B．车轮转动时，由于齿轮被磁化使线圈中的磁场发生变化，产生感应电流C．车轮转速减慢时，输出电流的周期变小，电流强度也变小D．车轮转速减慢时，输出电流的周期变大，电流强度也变大6.如图所示，R T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()①热敏电阻温度升高，其他条件不变；①热敏电阻温度降低，其他条件不变；①光照增强，其他条件不变；①光照减弱，其他条件不变A． ①①B． ①①C． ①①D． ①①7.下列物理量中可以用气敏传感器来测量的是()A．位移量B．湿度C．烟雾浓度D．温度8.如图所示电路，当光照强度增加时()A． L1、L2都变亮B． L1、L2都变暗C． L1变暗、L2变亮D． L1变亮、L2变暗9.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()A．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10.下述仪器或装置没有使用到传感器的有()A．自动报警器B．弹簧测力计C．电视遥控器D．红外线探测仪11.如图所示是一个测定液面高度的传感器，在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放在导电液体中，导线芯和导电液体构成电容器的两极，把这两极接入外电路，当电容值增大引起外电路的电流变化时，说明导电液体的深度h()A．增大B．减小C．不变D．无法确定12.如图甲所示是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，板极上所带电量Q将随待测物体的上下运动而变化，若Q随时间t 的变化关系为Q＝(a、b为大于零的常数)，其图象如图乙所示，那么图丙、图丁中反映极板间场强大小E和待测物体速度v随t变化的图线可能是()A． ①和①B． ①和①C． ①和①D． ①和①二、填空题(共3小题)13.如图甲所示，为热敏电阻的R－t图像，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器的电阻为100 Ω.当线圈的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈供电的电池的电动势E＝9.0 V，内阻可以不计．图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．则：(1)应该把恒温箱内的加热器接在________(填“A，B端”或“C、D端”)．(2)如果要使恒温箱内的温度保持50 ①，可变电阻R′的阻值应调节为________ Ω.14.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．15.电动机的自动控制电路如图所示，其中R T为热敏电阻，R C为光敏电阻．当温度升高时，R T的阻值远小于R1；当光照射R C时，其阻值远小于R2，为使电动机在温度升高或受到光照时都能自动启动，电路中虚线框内应选________门逻辑电路：若要提高光照时电动机启动的灵敏度，可以________(填“增大”或“减小”)R2的阻值．三、实验题(共1小题)16.热敏电阻是传感电路中常用的电子元件．现用伏安法研究热敏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 4 Ω～5 Ω，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 Ω)、直流电压表(内阻约5 kΩ)、滑动变阻器(0～20 Ω)、开关、导线若干．(1)画出实验电路图，要求测量误差尽可能小．(2)根据电路图，在实物图上连线．(3)简要写出完成连线后的主要实验步骤：____________.四、计算题(共3小题)17.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，球向左摆起一定的角度θ，水流速度越大，θ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，它与金属丝接触良好，不计摩擦(C 端在O点正下方处)．图中还有电动势为E的电源(内阻不计)和一只电压表．(1)请你连接一个电路，使得当水速增大时，电压表示数增大．(2)如果OC间距为h，水流对小球作用力的大小为F，BC的长度为L，小铅球质量为m(不计水对小铅球的浮力)，当小铅球平衡时，电压表示数为U，请写出F与U，E，h的关系式．18.利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器，广泛应用于测量和自动控制等领域．如图甲所示，将一金属或半导体薄片垂直置于磁场B中，在薄片的两个侧面以a、b间通以电流I时，另外两侧c、f间产生电势差，这一现象称为霍尔效应，其原因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累，于是c、f间建立起电场E H，同时产生霍尔电势差U H.当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处相等时，E H和U H达到稳定值．U H的大小与I和B以及霍尔元件厚度d之间满足关系式U H＝R H.其中比例系数R H称为霍尔系数，仅与材料性质有关．(1)设半导体薄片的宽度(c、f间距)为l，请写出U H和E H的关系式；若半导体材料是电子导电的，请判断图甲中c、f哪端的电势高；(2)已知半导体薄片内单位体积中导电的电子数为n，电子的电荷量为e，请导出霍尔系数R H的表达式(通过横截面积S的电流I＝neuS，其中t是导电电子定向移动的平均速率)；(3)图乙是霍尔测速仪的示意图，将非磁性圆盘固定在转轴上，圆盘的周边等距离地嵌装着m个永磁体，相邻永磁体的极性相反．霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近．当圆盘匀速转动时，霍尔元件输出的电压脉冲信号图象如图丙所示．a．若在时间t内，霍尔元件输出的电压脉冲数目为P，请导出圆盘转速N的表达式．b．利用霍尔测速仪可以测量汽车行驶的里程．除此之外，请你展开“智慧的翅膀”，提出另一个实例或设想．19.计算机键盘上的每一个按键下面都有一个电容传感器．电容的计算公式是C＝ε，其中常量ε＝9.0×10－12F·m－1，S表示两金属片的正对面积，d表示两金属片间的距离．当某一键被按下时，d发生改变，引起电容器的电容发生改变，从而给电子线路发出相应的信号．已知两金属片的正对面积为50 mm2，键未被按下时，两金属片间的距离为0.60 mm.只要电容变化达0.25 pF，电子线路就能发出相应的信号．那么为使按键得到反应，至少需要按下多大距离？答案解析1.【答案】D【解析】2.【答案】B【解析】街旁的路灯和江海里的航标，都是利用了半导体的光敏性，夜晚电阻大，白天电阻小，从而控制了电路的通断．3.【答案】B【解析】当M向左运动时，与电压表并联的电阻变小，电压表的示数变小；当M向右运动时，与电压表并联的电阻变大，电压表的示数变大；当M不动的时候，电压表的示数不变化．4.【答案】D【解析】电阻在电路中对直流电和交流电都有阻碍作用，将电能转换为内能，故D错误．5.【答案】B【解析】此传感器是利用线圈中磁通量的变化产生感应电流的原理来实现检测的．当车轮转动时，带动齿轮转动，相当于将铁块插入和拔出线圈，从而使线圈中磁通量发生变化而产生感应电流，故选项A错误，B正确；当车轮转速减慢时，线圈中磁通量的变化减慢，产生的感应电流的周期变大，由E＝n可知，电流强度变小，故选项C、D错误．6.【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R T减小或R1增大，由正温度系数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①、①正确，①、①错误．7.【答案】C【解析】气敏传感器是一种检测特定气体的传感器，它将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号，根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息，从而可以进行检测、监控、报警等．故选C.8.【答案】D【解析】当光照强度增加时，R阻值减小，由串反、并同可得L1变亮，L2变暗．9.【答案】B【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，速度大小都为零，D错误．正确选项为B.10.【答案】B【解析】自动报警器是利用了光敏电阻，电视遥控器和红外线探测仪是利用了红外线，弹簧测力计是根据弹簧的伸长量和拉力成正比工作的，没有用到传感器，故选B.11.【答案】A【解析】由题意知，导线芯和导电液体构成电容器的两极，类似于平行板电容器的两极．当导电液体深度h增大时，导线芯和导电液体正对面积增大，电容器的电容值变大．12.【答案】C【解析】设两板间的距离为d.由C＝和C＝变形得d＝，又E＝，则得E＝，即E的变化和Q的变化一致，图丙中①正确．设下板经过时间t后d′＝，则其位移x＝d－d′＝(d－)－，由于U不变，则位移表达式满足匀速运动的位移表达式，图丁中①正确．故选C.13.【答案】(1)A，B端(2)260【解析】(1)恒温箱内的加热器应接在A，B端．当线圈中的电流较小时，继电器的衔铁在上方，恒温箱的加热器处于工作状态，恒温箱内温度升高．(2)随着恒温箱内温度升高，热敏电阻R的阻值变小，则线圈中的电流变大，当线圈中的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸到下方来，则恒温箱加热器与电源断开，加热器停止工作，恒温箱内温度降低．随着恒温箱内温度降低，热敏电阻R的阻值变大，则线圈中的电流变小，当线圈的电流小于20 mA时，继电器的衔铁又被释放到上方，则恒温箱加热器又开始工作，这样就可以使恒温箱内保持在某一温度．要使恒温箱内的温度保持50 ① ，即50 ①时线圈内的电流为20 mA.由闭合电路欧姆定律I＝，r为继电器的电阻．由图甲可知，50 ①时热敏电阻的阻值为90 Ω，所以R′＝－R－r ＝260 Ω.14.【答案】声控声音电【解析】15.【答案】“或”增大【解析】由题意可知两种情况下电动机都能启动，因此电路中的逻辑关系是“或”逻辑关系，故虚线框内应选“或”门电路．若要提高光照时电动机启动的灵敏度，即在光照还没足够强时，输出端就得到高电势，光照阻值不够强，即光敏电阻阻值不够小，若增大R2阻值，它就可变得相对足够小了，故要增大R2.16.【答案】(1)如图所示：(2)如图所示：(3)①往保温杯中加入一些热水，待温度稳定时读出温度计示数；①调节滑动变阻器，快速测出几组电流表和电压表的值；①重复①、①，测量不同温度下相应的数据；①绘出各测量温度下热敏电阻的伏安特性曲线．【解析】(1)在研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线时，需要测量多组数据，因此滑动变阻器采用分压接法，由于待测电阻的阻值较小，因此安培表需要外接，故原理图如下：(2)根据原理图连接实物图如图所示：(3)由题意可知，本实验是研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，故应测出温度及电流、电压值，并多次实验，故实验的步骤应为：①往保温杯中加入一些热水，待温度稳定时读出温度计示数；①调节滑动变阻器，快速测出几组电流表和电压表的值；①重复①、①，测量不同温度下相应的数据；①绘出各测量温度下热敏电阻的伏安特性曲线．17.【答案】(1)(2)【解析】(1)如图所示．(2)设CE＝x，P球平衡时，由平衡条件可得tanθ＝＝……①，根据闭合电路欧姆定律和部分电路的欧姆定律可得I＝＝……①，根据电阻定律可得RL＝ρ……①，Rx＝ρ……①，由①①①①式可得F＝.18.【答案】(1)U H＝E H l c端电势高(2)R H＝(3)a.N＝b．提出的实例或设想合理即可【解析】(1)U H＝E H l c端电势高．(2)由U H＝R H.①得R H＝U H＝E H l.①当电场力与洛伦兹力相等时，eE H＝evB.得E H＝vB.①又I＝nevS.①将①①代入①得RH＝vBl＝vl＝＝.(3)a.由于在时间t内，霍尔元件输出的脉冲数目为P，则P＝mNl，则圆盘转速N＝.b．提出的实例或设想合理即可．19.【答案】0.15 mm【解析】未按下时电容C1＝0.75 pF，再由＝得＝和C2＝1.00 pF，得Δd＝0.15 mm.。

高中物理第六章传感器章末质量评估含解析3_2

章末质量评估（三)（时间:90分钟分值:100分）一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分.在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）1。

下列有关传感器的说法中错误的是（)A.汶川大地震时用的生命探测仪利用了生物传感器B。

“嫦娥二号”卫星星载的立体相机获取月球数据利用了光传感器C.电子秤称量物体质量是利用了力传感器D.火灾报警器能够在发生火灾时报警是利用了温度传感器解析：生命探测仪是利用生物传感器，立体相机是利用光学传感器，电子秤是利用压力传感器，火灾报警是在烟雾浓度达到一定程度时能够输出电信号，使警铃发声或使红灯闪烁，自动报警，利用了光学传感器而不是利用了温度传感器，A、B、C 正确，D错误.答案：D2。

电子秤使用的是（）A.超声波传感器B。

压力传感器C温度传感器 D.红外传感器答案：B3。

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.压力传感器解析：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。

答案：D4。

光电式感烟探测器（简称烟感器)由光源、光电元件和电子开关组成。

利用光散射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测，并及时发出报警信号.该报警器利用的传感器是（）A.力传感器B。

声传感器C.位移传感器D.光传感器解析：由于光电式感烟探测器是利用光散射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测,故该报警器利用的传感器是光传感器，D 正确.答案:D5。

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C.半导体D.超导体解析：金属导体温度升高时电阻增大；绝缘体温度升高时电阻保持不变；对于超导体，在其临界温度以下，温度升高电阻仍为零，高于临界温度,温度升高电阻往往增大；某些半导体材料受到光照或者温度升高时，会有更多的电子获得能量成为自由电子，于是导电性有明显增强,电阻大幅度减小.答案：C6。

2019-2020学年高中物理第六章传感器练习+章末过关检测新人教版选修3-2【共6套27页】

本套资源目录2019_2020学年高中物理第六章章末过关检测三含解析新人教版选修3_22019_2020学年高中物理第六章第1节传感器及其工作原理课后达标能力提升练习含解析新人教版选修3_22019_2020学年高中物理第六章第1节传感器及其工作原理随堂检测巩固落实练习含解析新人教版选修3_22019_2020学年高中物理第六章第2节传感器的应用课后达标能力提升练习含解析新人教版选修3_22019_2020学年高中物理第六章第2节传感器的应用随堂检测巩固落实练习含解析新人教版选修3_22019_2020学年高中物理第六章第3节实验：传感器的应用随堂检测巩固落实练习含解析新人教版选修3_2章末过关检测(三)(时间：60分钟分值：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1．现在不少公共场所设置的自动感应产品方便了广大市民和游客，若一伸手，龙头里自动流出水、给皂器自动流出洗手液等．这类产品通常感应人体辐射出的( ) A．红外线B．紫外线C．X射线D．γ射线解析：选A.红外线的显著特性是热作用，人体所辐射出的红外线使自动感应器工作，故选A.2．很多汽车的车窗有防夹手功能．车窗在关闭过程中碰到障碍时会停止并打开．实现该功能可能使用的传感器是( )A．生物传感器B．气体传感器C．温度传感器D．压力传感器解析：选D.汽车的车窗有防夹手功能，在关闭过程中碰到障碍时会停止并打开，这是因为使用压力传感器，故D正确，A、B、C错误．3．电磁炉里面安装了温度感应装置，可以感应器皿温度的变化，控制加热的温度，这种装置最重要的元件是热敏电阻，其特点是( )A．温度变化，电阻值随之变化B．温度变化，电阻内部会产生感应电流C．温度变化，电阻值保持恒定D．以上说法都不对解析：选A.热敏电阻，其特点是温度变化，电阻值随之变化，即温度越高阻值越小，故A正确，B、C、D错误．4．有些洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置采用的传感器是( )A．温度传感器B．压力传感器C．声音传感器D．红外线传感器解析：选B.洗衣机内水位高低不同，对洗衣机水桶的压力不同，因此该装置采用的是压力传感器，故B正确，A、C、D错误．5．如图所示为用电源、电磁继电器、滑动变阻器、绿灯泡、小电铃、负温度系数半导体热敏电阻、开关、导线等组成的一个高温报警器电路图，要求是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警，则图中的甲、乙、丙分别是( )A．小电铃、半导体热敏电阻、绿灯泡B．半导体热敏电阻、小电铃、绿灯泡C．绿灯泡、小电铃、半导体热敏电阻D．半导体热敏电阻、绿灯泡、小电铃解析：选B.甲的回路应为控制电路，甲当然是半导体热敏电阻；热敏电阻的特点是温度高，电阻小，电流大，继电器工作，触头被吸下，乙被接通应报警，即乙是小电铃；平常时，温度低，电阻大，电流小，丙导通，丙应是绿灯泡，即B正确．6．如图所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图．现把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是(设水对电阻阻值的影响不计)( )A．如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显B．如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显C．如果R为用半导体材料制成的热敏电阻，读数变化非常明显D．如果R为用半导体材料制成的热敏电阻，读数变化不明显解析：选C.金属热电阻的阻值随温度的升高而增大，但灵敏度较差，而热敏电阻的阻值随温度的升高电阻减小，且灵敏度高，故选项C正确．二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)7．如图所示是某居住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( )A．当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压升高B．当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压降低C．当仅增大R2的阻值时，可增大A、B之间的电压D．当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压解析：选BC.R1是光敏电阻，有光照射时，电阻变小，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A项错误，B项正确；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C项正确；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D项错误．8．如图是测试热敏电阻R的实验电路图，滑动变阻器已调节到某一适当的值．实验中观察到当温度升高时灯更亮．对于实验现象分析正确的有( )A．温度升高，电路中的电流减小B．温度升高，电路中的电流增大C ．温度升高，热敏电阻的阻值增大D ．温度升高，热敏电阻的阻值减小解析：选BD.当温度升高时，电路中的热敏电阻的阻值减小，由闭合电路殴姆定律可知：电路中的电流增大，导致灯泡变亮，故B 、D 正确，A 、C 错误．9．如图所示为用热敏电阻R 和电磁铁L 等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小．电源甲与电磁铁、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器(图中未画出)相连接．则( )A ．当温度降低到某一数值时，衔铁P 将会被吸下B ．当温度升高到某一数值时，衔铁P 将会被吸下C ．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在C 、D 端D ．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A 、B 端解析：选BD.温度升高时，热敏电阻阻值减小，电流增大，电磁铁磁性增强，将衔铁P 吸下，选项B 正确；温度低时，要求加热器工作，所以加热器应接在A 、B 端，选项D 正确．10．如图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R 3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R 2两端电压U R 2与门关闭时相比( )A ．红灯亮，U R 2变大B ．绿灯亮，U R 2变大C ．绿灯灭，U R 2变小D ．红灯亮，U R 2变小解析：选CD.门打开时R 3减小，导致R 总减小和I 总增加，U r 和U R 1变大，U R 2＝E －(U R 1＋U r )减小，I R 3＝I 总－U R 2R 2增加，电磁继电器磁性增强把衔铁拉下，红灯亮，绿灯灭，选项A 、B 错误，选项C 、D 正确．三、非选择题(本题共4小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)11．(10分)太阳能是一种清洁、“绿色”能源．在我国举办的世博会上，大量利用了太阳能电池．太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件．某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时(没有储存电能)的I －U 特性．所用的器材包括：太阳能电池，电源E ，电流表A ，电压表V ，滑动变阻器R ，开关S 及导线若干．(1)为了达到上述目的，请将图甲连成一个完整的实验电路图．(2)该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙的I －U 图象．由图可知，当电压小于2.00 V 时，太阳能电池的电阻________(选填“很大”或“很小”)；当电压为2.80 V 时，太阳能电池的电阻约为________ Ω.解析：(1)探究I －U 特性时需要多组数据，故滑动变阻器应采用分压接法．连线见答案．(2)根据R ＝U I ，结合I －U 图可知U ＜2.00 V 时R 很大；U ＝2.80 V 时R ＝ 2.802.8×10－3 Ω＝1.0×103Ω.答案：(1)连线如图(2)很大 1.0×103(965～1 040)12．(10分)如图所示，一热敏电阻R T 放在控温容器M 内；A 为毫安表，量程为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 Ω；S 为开关．已知R T 在95 ℃时的阻值为150 Ω，在20 ℃时的阻值约为550 Ω.现要求在降温过程中测量在95 ℃至20 ℃之间的多个温度下R T 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．①依照实验原理电路图连线．②调节控温容器M 内的温度，使得R T 的温度为95 ℃.③将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全．④闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数I 0，并记录____________．⑤将R T 的温度降为T 1(20 ℃<T 1<95 ℃)；调节电阻箱，使得电流表的读数________，记录________．⑥温度为T 1时热敏电阻的电阻值R T1＝________________________________________________________________________.⑦逐步降低T 1的数值，直至20 ℃为止；在每一温度下重复步骤⑤⑥.解析：热敏电阻的阻值随温度发生变化，无法直接测量，但可以通过间接的方式进行测量．本题中可以保持电流不变，总电阻不变来达到目的．由于本实验只有一只可以测量和观察的直流电流表，所以应该用“替代法”，考虑到用电流表观察而保证电路中电阻不变，因此将热敏电阻、电阻箱和电流表串联组成测量电路，如图所示．热敏电阻R T 在95 ℃和20 ℃的阻值是已知的，所以热敏电阻的初始温度为95 ℃，则电流表示数不变时，电阻箱和热敏电阻的阻值应保持150 Ω和电阻箱的初值之和不变；如果热敏电阻的初始温度为20 ℃，则电流表示数不变时，电阻箱和热敏电阻的阻值应保持550 Ω和电阻箱的初值之和不变．因此可以测量任意温度下的电阻．答案：(1)实验原理电路图如解析图所示(2)④电阻箱的读数R 0 ⑤仍为I 0 电阻箱的读数R 1⑥R 0－R 1＋150 Ω13．(10分)有一种测量压力的电子秤，其原理如图所示．E 是内阻不计、电动势为6 V 的电源．R 0是一个阻值为300 Ω的限流电阻．G 是由理想电流表改装成的指针式测力显示器．R 是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小的变化而改变，其关系如表所示．C 是一个用来保护显示器的电容器．秤台的重力忽略不计，试分析：压力F /N0 50 100 150 200 250 300 … 电阻R /Ω 300 280 260 240 220 200 180 …(2)若电容器的耐压值为5 V ，该电子秤的最大称量值为多少？(3)如果把电流表中电流的刻度变换成压力刻度，则该测力显示器的刻度是否均匀？解析：(1)由表中数据可知，k ＝ΔR ΔF ＝120 Ω300 N＝0.4 Ω/N 所以电阻R 随压力F 变化的函数表达式为R ＝(300－0.4F ) Ω.(2)R 上受到的压力越大，R 的阻值越小，电容器两极板电压越大，但不能超过5 V ，所以5 V R 0＝6 V R ＋R 0，解得R ＝60 Ω，又因为R ＝(300－0.4F )Ω，得F ＝600 N. (3)电流表中的电流I ＝E R 0＋R ＝E600－0.4F 电流I 与压力F 不是线性关系，该测力显示器的刻度不均匀．答案：(1)R ＝(300－0.4F )Ω (2)600 N (3)不均匀14．(10分)有一种测量物体重量的电子秤，其电路主要由三部分构成：踏板、压力传感器R (实际上是一个阻值可随压力变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质上是电流表)，原理图如图中的虚线所示，不计踏板的质量．已知电流表的量程为2 A ，内阻为1 Ω，电源电动势为12 V ，内阻为1 Ω，电阻R 随压力F 变化的函数式为R ＝30－0.01F (F 和R 的单位分别为N 和Ω)．(1)求该秤能测量的最大体重；(2)通过计算，得出该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G 刻度盘的哪个刻度处？(3)写出该秤测量的重力与电流表中电流的函数关系．解析：(1)由电流表量程可知电路中最大电流为2 A由闭合电路欧姆定律E ＝I (R ＋r ＋r g )可解得压力传感器R 的最小值为4 Ω由电阻R 随压力F 变化的函数式为R ＝30－0.01F可得压力最大值F ＝2 600 N ，即该秤能测量的最大体重为2 600 N.(2)踏板空载时，F ＝0，R ＝30 Ω由闭合电路欧姆定律，E ＝I (R ＋r ＋r g )可解得I ＝0.375 A即该秤零刻度线应标在电流表G 刻度盘的0.375 A 刻度处．(3)由E ＝I (R ＋r ＋r g )和R ＝30－0.01F 可得E ＝I (30－0.01F ＋r ＋r g )将电动势E ＝12 V 、内阻r ＝1 Ω、电流表内阻r g ＝1 Ω代入化简得F ＝3 200－1 200I. 答案：(1)2 600 N (2)0.375 A (3)F ＝3 200－1 200I传感器及其工作原理(建议用时：30分钟)【A组基础巩固】1．2007年度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．在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：选D.热敏电阻对温度很敏感，光敏电阻对光照很敏感，电阻丝可用于电热设备，A、B、C正确；交流电、直流电均可通过电阻，电阻对它们均可产生阻碍作用，D错误．2．许多饮水机，可以保证出水温度恒定，采取的方法是( )A．持续加温B．设定程式，固定各次加温时间及加热时间间隔C．水温低于设定温度时加热，达到设定温度时，停止加热D．人工控制加温按钮解析：选C.饮水机温度控制系统以调节饮水机中水的温度为目的，其输入参数主要是水温信号和设置的设定温度．输出信号主要是温度显示、声光报警和执行加热．工作时传感器将温度传给单片机，当水温低于设定温度时，单片机控制加热模块加热，当温度高于设定温度时，继电器断开，加热停止．从而实现温度控制的目标，故选C.3．当你走近某些宾馆、酒店的大门时，门就会自动为你打开；当你走进门之后，门又在你身后自动关上．你觉得这可能是将下列哪种外界信息转换为有用的信息( ) A．温度B．运动C．可见光D．红外线解析：选D.自动门的自动控制要求灵敏、可靠，若以温度控制，人的体温与夏季气温接近，则在夏季自动门将无法使用．自动门实际使用的是红外线传感器，红外线不属于可见光，人在白天或黑夜均发出红外线，传感器接收到人体发出的红外线后传给自动控制装置的电动机，实现自动开、关门，故选项D正确．4．如图所示，某半导体热敏电阻的I－U图线可能是( )解析：选B.热敏电阻I－U图线是非线性的，并且随电流增大温度升高，电阻减小，故A、C、D错误，B正确．5.如图所示，将一光敏电阻接在多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，用光照射光敏电阻时，表针自左向右的偏角为θ；现用手掌挡住部分光线，表针自左向右的偏角为θ′，则可判断( )A．θ′＝θB．θ′<θC．θ′>θD．不能确定解析：选B.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，由欧姆挡的特点知，指针左偏，故指针自左向右的偏转角度变小．6．(多选)如图所示是一种油箱内油面高度检测装置的示意图．图中油量表由电流表改装而成，金属杠杆的一端接浮标，另一端触点O接滑动变阻器R.当油箱内油面下降时，下列分析正确的有( )A．触点O向下滑动B．触点O向上滑动C．电路中的电流增大了D．电路中的电流减小了解析：选BD.当油箱内油面下降时，浮标下降，由杠杆可以看出触点O向上滑动，变阻器R的阻值变大，电流减小，所以选项A、C错误，B、D正确．7．(2019·福建莆田一中月考)居民楼的楼道里，夜里只是偶尔有人经过，电灯如果总是亮着会造成很大浪费．科研人员利用“光敏”材料制成“光控开关”，天黑时自动闭合，天亮时自动断开；利用“声敏”材料制成“声控开关”，当有人走动发出声音时自动闭合，无人走动时自动断开．若将这两种开关配合使用，下列电路符合要求的是( )解析：选D.根据题意可得，声控开关和光控开关串联后共同控制灯泡，即用导线将各元件依次连接起来，故选D.【B组素养提升】8．(多选)如图所示是用光敏电阻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( )A．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解析：选AD.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．9．(2019·包头高二检测)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R g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( )A．60 ℃ B．80 ℃C．100 ℃D．120 ℃解析：选D.在20 ℃时，E＝(R g＋R1)I1，得R g＝500 Ω；设温度为t时，E＝(R g＋R2)I2，代入数据得R2＝2 000 Ω，从题图乙中可以看出t＝120 ℃，故选D.10．如图所示为测定压力的电容式传感器，将平行板电容器、灵敏电流表(零刻度在中间)和电源串联成闭合回路，当压力F作用于可动膜片电极上时，膜片发生形变，引起电容的变化，导致灵敏电流表指针偏转，在对膜片开始施加压力使膜片电极从图中的虚线推到图中实线位置并保持固定的过程中，灵敏电流表指针偏转情况为(电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏)( )A．向右偏到某一刻度后回到零刻度B．向左偏到某一刻度后回到零刻度C．向右偏到某一刻度后不动D．向左偏到某一刻度后不动解析：选A.压力F 作用时，极板间距d 变小，由C＝εr S 4πkd知，电容器电容C 变大，又根据Q ＝CU ，极板带电荷量变大，所以电容器应充电，电流从灵敏电流表正接线柱流入，所以指针将向右偏．F 不变时，极板保持固定后，充电结束，指针回到零刻度．11．(2019·北京师大附中月考)在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示．M 是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻R M 发生变化，导致S 两端电压U 增大，装置发出警报，此时( )A ．R M 变大，且R 越大，U 增大越明显B ．R M 变大，且R 越小，U 增大越明显C ．R M 变小，且R 越大，U 增大越明显D ．R M 变小，且R 越小，U 增大越明显解析：选C.当R M 变大时，回路的总电阻R 总变大，根据I 总＝E R 总，得干路中的电流变小，S 两端的电压U ＝I 总R S 变小，故选项A 、B 错误；当R M 变小时，回路的总电阻R 总＝11R ＋1R M＋R S 变小，根据I 总＝E R 总，得干路中的电流变大，S 两端的电压U ＝I 总R S 变大，而且R 越大，R M 变小时，对回路的总电阻变化的影响越明显，故选项C 正确，D 错误．12．霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，已发展成为品种多样的磁传感器产品族，得到广泛的应用．如图所示为某霍尔元件的工作原理示意图，该元件中电流I 由正电荷的定向运动形成．下列说法正确的是( )A ．M 点电势比N 点电势高B ．用霍尔元件可以测量地磁场的磁感应强度C ．用霍尔元件能够把磁学量转换为电学量D ．若保持电流I 恒定，则霍尔电压U H 与B 成正比解析：选BCD.当正电荷定向运动形成电流时，正电荷在洛伦兹力作用下向N 极聚集，M 极感应出等量的负电荷，所以M 点电势比N 点电势低，选项A 错误；根据霍尔元件的特点可知，选项B 、C 正确；因霍尔电压U H ＝k IB d，保持电流I 恒定时，霍尔电压U H 与B 成正比，选项D 正确．13．传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用．有一种测量人的体重的电子秤，其测量部分的原理图如图中的虚线框所示，它主要由压力传感器R (电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)、显示体重大小的仪表A(实质是理想的电流表)组成．压力传感器表面能承受的最大压强为1×107 Pa ，且已知压力传感器R 的电阻与所受压力的关系如表所示．设踏板和压杆的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8 V ，g 取10 m/s 2.请回答：压力F /N0 250 500 750 1 000 1 250 1 500 … 电阻R /Ω 300 270 240 210 180 150 120 …(1)该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘________A 处．(2)如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20 mA ，则这个人的体重是________kg.解析：(1)由图表知，踏板空载时，压力传感器电阻R ＝300 Ω，此时A 中电流I ＝U R ＝4.8300A ＝1.6×10－2A. (2)当电流I ＝20 mA ＝20×10－3A 时，压力传感器的电阻R ＝U I ＝ 4.820×10－3Ω＝240 Ω，对应表格中，这个人的质量为50 kg.答案：(1)1.6×10－2 (2)50传感器及其工作原理1．(多选)下列关于传感器的说法正确的是( )A ．干簧管接入电路中相当于电阻的作用B ．霍尔元件能够把磁学量(如磁感应强度)转化为电学量(如电压)C ．光敏电阻随光照强度增加电阻增大D ．电子秤应用的是力传感器解析：选BD.干簧管接入电路中相当于开关的作用，所以选项A 错误；霍尔元件把磁学量转化为电学量，所以选项B 正确；光敏电阻随光照强度增加电阻减小，所以选项C 错误；电子秤应用了力的传感器，所以选项D 正确．2．(多选)如图所示是观察光敏电阻随光照强弱变化情况的示意图．现把滑片P 向下移动，欧姆表示数变大，下列说法正确的是( )A ．光照增强，光敏电阻阻值变小B ．光照增强，光敏电阻阻值变大C ．用黑纸遮光时，欧姆表示数变小D ．用黑纸遮光时，欧姆表示数变大解析：选AD.滑片下移，小灯泡两端电压减小，灯变暗，电阻变大，所以光照增强时，电阻变小，A 正确，B 错误；用黑纸遮光时，光照减小，电阻变大，C 错误，D 正确．3．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 ．霍尔元件解析：选A.红外线报警传感器是光传感器，其他都不是．4．(多选)如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d 表示薄片的厚度，k 为霍尔系数，对于一个霍尔元件d 、k 为定值，若保持电流I 恒定，则可以验证U H 随B 的变化情况．下列说法正确的是( )A ．将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，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 将发生变化解析：选ABD.一个磁极靠近霍尔元件工作面时，B 增强，由U H ＝k IB d知U H 将变大，故选项A 正确；地球两极处磁场可看做与地面垂直，所以工作面应保持水平，故选项B 正确；地球赤道处磁场可看做与地面平行，所以工作面应保持竖直，故选项C 错误；若磁场与工作面的夹角为θ，则在载流子受力平衡时，应有evB sin θ＝U Hd MNe，I＝nevd·d MN，可见U H＝k IB sin θd，θ变化时，U H将变化，故选项D正确．传感器的应用(建议用时：30分钟)【A组基础巩固】1．某楼梯口的电灯开关装有传感器，天黑时，出现声音才能发光，而白天即使有声音，电灯也不能发光，该开关中有两种传感器，它们可能是( )A．热敏电阻和光敏电阻B．金属热电阻和光敏电阻C．热敏电阻和霍尔元件D．光敏电阻和驻极体话筒解析：选D.两种传感器分别把声音信号转换为电信号、把光信号转换为电信号，所以选项D正确．2．(多选)下列关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是( )A．应变片是由导体材料制成B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之，变小C．传感器输出的是应变片上的电压D．外力越大，输出的电压差值也越大解析：选BD.应变片多用半导体材料制成，故选项A错误；当应变片拉伸时，其电阻变大，故选项B正确；传感器输出的是上、下两应变片上的电压差值，并且随着外力的增大，输出的电压差值也就越大，故C错误，D正确．3．传感器广泛应用在我们的生产生活中，常用的计算机键盘就是一种传感器．如图所示，键盘上每一个键的下面都连有一小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一小的固定金属片，这两个金属片组成一个小电容器．当键被按下时，此小电容器的电容发生变化．与之相连的电子线路就能够检测出哪个键被按下，从而给出相应的信号．这种计算机键盘使用的是( )A．温度传感器B．压力传感器C．磁传感器D．光传感器解析：选B.小金属片被按下时，作用的压力不一样，小金属片下移的距离不同，两个极板之间的距离不同，电容就不同，即将压力这个力学量转换为电容这个电学量，所以计算机键盘使用的是压力传感器，选项B正确，选项A、C、D错误．4．电子打火机的点火原理是压电效应，压电片在受压时会在两侧形成电压且电压大小与压力近似成正比．现有一利用压电效应制造的电梯加速度传感器，如图所示．压电片安装在电梯地板下，电压表与压电片构成闭合回路用来测量压电片两侧形成的电压．若发现电压表示数增大，下列说法正确的是( )A．电梯一定加速上升B．电梯一定减速下降。

2020_2021学年高中物理第六章传感器综合评估6含解析新人教版选修3_2

第六章《传感器》综合评估时间：90分钟分值：100分一、选择题(1－6为单选，每小题4分，7－10为多选，每小题5分，共44分)1.如图所示，由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的电路中，当闭合开关S后，小灯泡正常发光，若用酒精灯加热电阻丝时，发现小灯泡亮度变暗，发生这一现象的主要原因是( C )A．小灯泡的电阻发生了变化B．小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化C．电阻丝的电阻率随温度发生了变化D．电源的电压随温度发生了变化解析：温度升高，金属电阻丝电阻率增大，电阻增大，电路中电流减小，灯泡亮度减弱．2.如图所示，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( D )A．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．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换成电信号的过程．下列属于这类传感器的是( A )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解析：声控开关是将声音信号转换成电信号；自动洗衣机的压力传感器是把形变这个非电学量转换成电信号的；电饭煲中控制加热和保温的温控器是将温度信号转换成电信号的．4.小强在用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制．经检查，恒温箱的控制器没有故障．如图所示，下列对故障判断正确的是( C )A．只可能是热敏电阻出现故障B．只可能是温度设定装置出现故障C．热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障D．可能是加热器出现故障解析：由恒温箱原理图可知，若热敏电阻出现故障或温度设定出现故障都会向控制器传递错误信息，导致控制器发出错误指令，故C正确，A、B错误．若加热器出现故障，只有一种可能，即不能加热，而题中加热器一直加热才会使温度持续升高，故D错误．5．如图所示，M是一小型理想变压器，接线柱a、b接在电压u＝311sin314t(V)的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火灾报警系统，其中R2是用半导体热敏材料(电阻随温度升高而降低)制成的传感器，电流表A2是值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出)，R3是一定值电阻．当传感器R2所在处出现火情时，下列说法正确的是( D )A．A1的示数不变，A2的示数增大B．A1的示数增大，A2的示数增大C．V1的示数增大，V2的示数增大D．V1的示数不变，V2的示数减小解析：当R2所在处出现火情时，温度升高，其电阻减小，因V1不变，所以副线圈中输出端的电压不变，副线圈中并联电路两端的电压减小，V2减小，A2根据欧姆定律判断也减小．因副线圈所接的总电阻减小，副线圈输出功率增大，A1读数增大，所以D项正确．6.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的距离不变，下列说法正确的是( A )A．当滑片P向左移动时，灯泡消耗的功率增大B．当滑片P向左移动时，灯泡消耗的功率减小C．当滑片P向右移动时，灯泡消耗的功率可能不变D．无论怎样移动滑片P，灯泡消耗的功率都不变解析：当滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，流过发光二极管的电流增大，发光二极管发出的光增强，光敏电阻的阻值减小，流过灯泡的电流增大，灯泡消耗的功率增大，选项A正确，B错误；当滑片P向右移动时，发光二极管所在支路的电阻增大，电流减小，发光二极管发出的光减弱，光敏电阻的阻值增大，流过灯泡的电流减小，灯泡消耗的功率减小，选项C、D错误．7．下列说法正确的是( BD )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应变片D．办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开或关，是光传感器的应用解析：话筒是将声信号转换为电信号的装置，A错；电熨斗内的双金属片，是利用它的热胀冷缩程度的不同，使电路随温度的改变实现通、断的，B正确；电子秤所使用的测力装置是力传感器，力传感器由金属梁和应变片组成，C错；“自动”门安装有光传感器，D正确．8．如图是电饭锅的结构图，如果感温磁体的“居里温度”为103 ℃时，下列说法中正确的是( ACD )A．常温下感温磁体具有较强的磁性B．当温度超过103℃时，感温磁体的磁性较强C．饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会超过103 ℃，这时开关按钮会跳起D．常压下只要锅内有水，锅内的温度不可能达到103 ℃，开关按钮就不会自动跳起解析：根据电饭锅的工作原理可判断A、C、D正确，B错误．9.有一种测量体重的电子秤，其原理图如图所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(实际是一个阻值可随压力而变化的电阻)、显示体重的仪表G(实际是理想电流表)．设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3 A，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，电阻R随压力变化的函数关系式为R＝30－0.02F(F和R的单位分别是N和Ω)．下列说法正确的是( AC )A ．该秤能测量的最大体重是1 400 NB ．该秤能测量的最大体重是1 300 NC ．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表刻度盘上0.375 A 处D ．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表刻度盘上0.400 A 处解析：因为理想电流表的量程为3 A ，即电流I 的最大值为3 A ，根据I ＝E R ＋r ，可得R ＝E －Ir I＝2 Ω，根据R ＝30－0.02F 可求出对应的压力F ＝1 400 N ．当踏板空载时，R ′＝30 Ω，此时电流大小为I ′＝ER ′＋r ＝0.375 A ．选项A 、C 正确． 10．某同学在实验室里熟悉各种仪器的使用．他将一条形磁铁放在水平转盘上，如图所示．磁铁可随转盘转动，另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边．当转盘(及磁铁)转动时，引起磁感应强度测量值周期性地变化，该变化的周期与转盘转动周期一致．经过操作，该同学在计算机上得到了如图所示的图象．该同学猜测磁感应强度传感器内有一线圈，当测得磁感应强度最大时就是穿过线圈的磁通量最大时，按照这种猜测( AC )A．在t＝0.1 s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化B．在t＝0.15 s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化C．在t＝0.1 s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值D．在t＝0.15 s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值解析：传感器线圈的磁感应强度变化情况如题图所示，在题图中斜率既能反映线圈内产生的感应电流的方向变化，又能反映感应电流的大小变化．t＝0.1 s时刻，斜率最大，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值，并且产生的感应电流的方向发生了变化，所以A、C正确；同理可知t＝0.15 s时刻线圈内产生的感应电流的方向变化及大小变化情况，B、D 不正确．二、填空题(每小题8分，共16分)11．按图所示接好电路，合上S1、S2，发现小灯泡不亮，原因是由于热敏电阻在常温时阻值较大，左侧电路中电流较小，电磁铁磁性较弱吸不住衔铁；用电吹风对热敏电阻吹一会儿热风，会发现小灯泡变亮，原因是电路中电流增大，电磁铁吸住衔铁，使右侧电路接通；停止吹风，会发现小灯泡不会立即熄灭；把热敏电阻放入冷水中会发现小灯泡熄灭．解析：根据热敏电阻的性质进行分析，由于热敏电阻在常温时阻值较大，左侧电路中电流较小，电磁铁磁性较弱吸不住衔铁；当用电吹风对热敏电阻加热使其阻值变小时，电路中电流增大，电磁铁吸住衔铁，使右侧电路接通，小灯泡亮了；停止吹风后，小灯泡不会立即熄灭，因为热敏电阻温度仍然较高，当把热敏电阻放入冷水后，热敏电阻温度降低很快，阻值变大，故小灯泡熄灭．12．如图所示为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的I－U 关系曲线图．(1)为了通过测量得到如图所示的I－U关系的完整曲线，在如图甲、乙所示两个电路中应选择的是图甲．简要说明理由：甲图电路电压可从0调到所需电压，电压调节范围大．(电源电动势为9 V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为0～100 Ω)(2)在如图丙所示的电路中，电源电压恒为9 V ，电流表读数为70 mA ，定值电阻R 1＝250 Ω.由热敏电阻的I －U 关系曲线图可知，热敏电阻两端的电压为5.2 V ；电阻R 2的阻值为111.8(111.6～112.0均可) Ω.解析：(1)由题图所示可知，甲图电路电压的调节范围比乙图电路电压的调节范围大，所以选甲图．(2)由题图所示知，R 2与热敏电阻串联后，与R 1并联接在恒为9 V 的电源上，总电流I ＝70 mA ，R 1＝250 Ω.设通过R 1的电流为I 1，通过热敏电阻的电流为I 2，则I ＝I 1＋I 2，故I 2＝I －I 1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫70－9250×103mA ＝34 mA.由图象查得电流为34 mA 时所对应的电压为5.2 V ；则R 2两端电压U 2＝9 V －5.2 V ＝3.8 V ，所以R 2＝ 3.8 V 34×10－3 A≈111.8 Ω. 三、计算题(每小题10分，共40分)13．(1)用如图甲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？图甲(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，如图乙所示，它是传感器吗？图乙答案：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；向右运动时，电容减小．(2)它是传感器，可以感知磁场．因为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．14.将金属块m用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中，如图所示．在箱子的上顶板和下底板装有压力传感器，箱子可以沿竖直轨道运动．当箱子以a＝2.0 m/s2的加速度竖直向上做匀减速运动时，上顶板的压力传感器显示的压力为6.0 N，下底板的压力传感器显示的压力为10.0 N．(g取10 m/s2)(1)若上顶板压力传感器的示数是下底板压力传感器的示数的一半，试判断箱子的运动(2)要使上顶板压力传感器的示数为零，箱沿竖直方向的运动情况可能是怎样的？答案：(1)静止或匀速直线运动 (2)见解析解析：下底板传感器的示数等于轻弹簧的弹力F ，金属块受力分析情况如图所示，上顶板的压力N ＝6.0 N 、弹簧的弹力F ＝10.0 N 和重力mg ，加速度为a ，方向向下，有mg ＋N －F ＝ma ，可求得金属块的质量．(1)当上顶板传感器的示数是下底板传感器示数的一半时，弹簧的弹力仍是F ，则上顶板压力为F 2.设箱和金属块的加速度为a 1，则有mg ＋F2－F ＝ma 1，解得a 1＝0.表明箱处于静止或做匀速直线运动．(2)当上顶板的压力恰好等于零时，有mg －F ＝ma 2，解得a 2＝－10 m/s 2，“－”号表示加速度方向向上．若箱和金属块竖直向上的加速度大于10 m/s 2，弹簧将被进一步压缩，金属块要离开上顶板，上顶板压力传感器的示数也为零．只要竖直向上的加速度大于或等于10 m/s 2，不论箱是向上加速还是向下减速运动，上顶板压力传感器的示数都为零．15．如图所示是一种测量血压的压力传感器在工作时的示意图．薄金属片P 固定有4个可以形变的电阻R 1、R 2、R 3、R 4，如图乙所示．图甲是它的侧面图，这4个电阻连成的电路如图丙所示，试回答下列问题：(1)开始时金属片中央O 点未加任何压力，欲使电压表无示数，则4个电阻应满足怎样(2)当O 点加一个压力F 后发生形变，这时4个电阻也随之发生形变，形变后各电阻阻值大小如何变化？答案：(1)R 1R 2＝R 3R 4(2)R 1、R 4增大 R 2、R 3减小解析：(1)本问题是求电路A 、B 两点的电压与4个电阻的关系，由于电压表的电阻可以看做无穷大，因此本电路是R 1与R 2串联，R 3与R 4串联，然后它们再并联，设上面部分电流为I 上，下面部分电流为I 下，要使A 点电势等于B 点电势，则应有电阻R 1上的电压等于R 3上的电压，电阻R 2上的电压等于电阻R 4上的电压，即 I 上R 1＝I 下R 3①I 上R 2＝I 下R 4②联立①②式得到R 1R 2＝R 3R 4.(2)当O 点加垂直于金属片的压力后，金属片发生形变，由于电阻是固定在金属片上的，因此R 1、R 4被拉长，R 2、R 3被拉宽，即R 1、R 4增大，R 2、R 3减小，这时A 、B 两点电势不再相等．16.如图所示为检测某传感器的电路图．传感器上标有“3 V 0.9 W”的字样(传感器可看做一个纯电阻)，滑动变阻器R 0上标有“10 Ω 1 A”的字样，电流表的量程为0.6 A ，电压表的量程为3 V ．求：(1)传感器的电阻和额定电流．(2)为了确保电路各部分的安全，在a 、b 之间所加的电源电压最大值是多少？答案：(1)10 Ω 0.3 A (2)6 V解析：(1)R 传＝U 2传/P 传＝10 Ω，I 传＝P 传/U 传＝0.3 A.(2)最大电流I ＝I 传＝0.3 A ，电源电压最大值 U m ＝U 传＋U 0，U 传为传感器的额定电压，U 0为R 0m ＝10 Ω时R 0两端的电压，即U 0＝I 传·R 0m ＝0.3×10 V＝3 V ，未超过电压表量程，6 V.所以U m＝U传＋U0＝3 V＋3 V＝11。

2019_2020学年高中物理第六章传感器1传感器及其工作原理课后检测(含解析)新人教版选修3_2

1 传感器及其工作原理记一记传感器及其工作原理1个定义——传感器的定义4种传感器——光传感器、温度传感器、霍尔元件、电容式传感器辨一辨1.传感器可以把非电学量转化为电学量．(√)2．所有传感器的材料都是由半导体材料做成的．(×)3．金属热电阻随温度的升高导电能力增强．(×)4．热敏电阻一般用半导体材料制作，导电能力随温度的升高而增强，但灵敏度低．(×) 5．霍尔元件一共有两个电极，电压这个电学量就通过这两个电极输出．(×)想一想1.光照越强，光敏电阻的阻值越大还是越小？为什么？提示：越小．光敏电阻的构成物质为半导体材料，无光照时，载流子少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性变好．2．热敏电阻与金属热电阻一样吗？提示：不一样．热敏电阻是半导体元件，其电阻随温度的升高而减小，灵敏度较高；金属热电阻是金属导体，电阻随温度的升高而增大，稳定性好，测温范围大．3．为解决楼道里的照明问题，在楼道内安装一个传感器与控制电灯的电路连接．当楼道内有人走动而发出声响时，电灯即与电源接通而发光，这种传感器是什么传感器，它的输入、输出信号各是什么？提示：它是声电传感器，输入的是声信号，输出的是电信号．思考感悟：练一练1.有一电学元件，温度升高时电阻却大幅度地减小，则这种元件使用的材料可能是( )A．金属导体 B．绝缘体C．半导体 D．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)的阻值随温度的升高而大幅度地减小．C项正确．答案：C2．关于传感器及其作用，下列说法正确的是( ) A ．传感器一定是把非电学量转换为电学量 B ．传感器一定是把非电学量转换为电路的通断C ．传感器把非电学量转换为电学量是为了方便地进行测量、传输、处理和控制D ．电磁感应是把磁学的量转换为电学的量，所以电磁感应也是传感器解析：传感器是指一种元件或装置，它能感受力、温度、光、声、磁、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，或转换为电路的通断；其作用和目的是更方便地测量、传输、处理、控制非电学量，找出非电学量和电学量之间的对应关系．电磁感应是原理，不是元件和装置，不能称为传感器，C 项正确．答案：C 3.如图所示是一火警报警器的一部分电路示意图，其中R 2为用NTC 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R 2所在处出现火情时，显示器的电流I 、报警器两端的电压U 的变化情况是( )A ．I 变大，U 变大B ．I 变小，U 变小C ．I 变小，U 变大D ．I 变大，U 变小解析：当R 2处出现火情时，NTC 热敏材料制成的传感器的电阻将减小，则此时电路中的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知：外电路电压将减小，U 减小；电路中的总电流增大，所以R 1上的电压增大，显示器两端的电压将减小，电流I 减小，B 项正确．答案：B 4.(多选)如图所示为某霍尔元件的工作原理示意图，该元件中电流I 由正电荷的定向运动形成．下列说法正确的是( )A ．M 点电势比N 点电势高B ．用霍尔元件可以测量地磁场的磁感应强度C ．用霍尔元件能够把磁学量转换为电学量D ．若保持电流I 恒定，则霍尔电压U H 与B 成正比解析：当正电荷定向运动形成电流时，正电荷在洛伦兹力作用下向N 极聚集，M 极感应出等量的负电荷，所以M 点电势比N 点电势低，A 项错误；根据霍尔元件的特点可知，B 、C 两项正确；因霍尔电压U H ＝k IB d，保持电流I 恒定时，霍尔电压U H 与B 成正比，D 项正确．答案：BCD要点一传感器1.传感器可以进行信息采集并把采集到的信息转换为易于控制的量，其工作过程可能是( )A ．将力学量(如形变量)转换成磁学量B ．将电学量转换成热学量C ．将光学量转换成电学量D．将电学量转换成力学量解析：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：C2．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．磁传感器解析：电梯门上安装的是光传感器．答案：A要点二光敏电阻和热敏电阻3.有一电学元件，温度升高时其电阻减小，这种元件可能是( )A．金属导体 B．光敏电阻C．NTC热敏电阻 D．PTC热敏电阻解析：金属导体电阻值一般随温度升高而增大，光敏电阻电阻值是随光照强度的增大而减小，PTC热敏电阻的阻值随温度的升高而增大，只有NTC热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，C项正确，A、B、D三项错误．答案：C4.如图所示是观察电阻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( )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均错误；如果R 为热敏电阻，读数变化非常明显，故C项正确，D项错误．答案：C5.(多选)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中电流减小C．小灯泡的功率增大D．电路的路端电压增大解析：当照射光强度增大时，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R 1两端电压增大知，R 2两端电压必减小，则R 2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 6.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，R 和L 之间用挡板(未画出)隔开，LED 为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R 与LED 间距不变，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 消耗的功率都不变解析：滑动触头P 左移，滑动变阻器接入电路的电阻减小，流过二极管的电流增大，从而发光增强，使光敏电阻R 减小，最终达到增大流过灯泡的电流的效果，L 消耗的功率增大．答案：A要点三霍尔元件 7.(多选)如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d 表示薄片的厚度，k 为霍尔系数，相对于一个霍尔元件d 、k 为定值，如果保持电流I 恒定，则可以验证U H 随B 的变化情况．以下说法中正确的是( )A ．将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，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 将发生变化解析：一个磁极靠近霍尔元件工作面时，B 增强，由U H ＝k IB d，知U H 将变大，A 项正确；地球两极处磁场可看作与地面垂直，所以工作面应保持水平，B 项正确；赤道处磁场可看作与地面平行，所以工作面应保持竖直，C 项错误；若磁场与工作面夹角为θ，则应有qvB sin θ＝q U H d，可见θ变化时，U H 将变化，D 正确．答案：ABD8.(多选)如图所示是霍尔元件的示意图，一块通电的铜板放在磁场中，板面垂直于磁场，板内通有如图所示方向的电流，a 、b 是铜板上、下边缘的两点，则( )A ．电势φa ＞φbB ．电势φb ＞φaC ．电流增大时，|φa －φb |增大D ．其他条件不变，将铜板改为NaCl 溶液时，电势结果仍然一样解析：铜板中的自由电荷是电子，电子定向移动的方向与电流的方向相反，由左手定则可判断出电子因受洛伦兹力作用而向b 侧偏转，所以φa ＞φb ，A 项正确，B 项错误；因|φa －φb |＝k IB d，所以电流增大时，|φa －φb |增大，C 项正确；若将铜板改为NaCl 溶液，溶液中的正、负离子均向b 侧偏转，|φa －φb |＝0，即不产生霍尔效应，故D 项错误．答案：AC基础达标1.关于传感器的下列说法正确的是( )A ．所有传感器的材料都是由半导体材料做成的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 ．以上说法都不正确解析：半导体材料可以制成传感器，其他材料也可以制成传感器，如金属氧化物——氧化锰就可以制成温度计，A 项错误，B 项正确；传感器不但能感知电压的变化，还能感受力、温度、光、声、化学成分等非电学量的变化，C 项错误．答案：B2．(多选)电子电路中常用到一种称为“干簧管”的元件(如图所示)，它的结构很简单，只是玻璃管内封入的两个软磁性材料制成的簧片．当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，所以干簧管能起到开关的作用，操纵开关的是磁场这只看不见的“手”．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 ．两个磁性材料制成的簧片接通的原因是被磁化后相互吸引D ．干簧管接入电路中相当于开关的作用解析：当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化相互吸引而接通，故B 项错误，C 项正确；当磁体远离干簧管时，软磁性材料制成的簧片失去磁性，所以两簧片又分开，因此干簧管在电路中相当于开关的作用，A 项错误，D 正确．答案：CD 3.如图所示，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层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属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 ( )A．距离变化 B．正对面积变化C．电介质变化 D．电压变化解析：振动膜前后振动，使振动膜上的金属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，故A项正确．答案：A4.(多选)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的一定是热敏电阻B．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化的一定是定值电阻C．用黑纸包住与不用黑纸包住相比，欧姆表示数变化较大的一定是光敏电阻D．用黑纸包住与不用黑纸包住相比，欧姆表示数相同的一定是定值电阻解析：热敏电阻的阻值随温度的变化而变化，定值电阻和光敏电阻的阻值不随温度发生变化，故A项正确，B项错误；光敏电阻的阻值随光照的变化而变化，而定值电阻和热敏电阻的阻值不随光照的变化而变化，故C项正确，D项错误．答案：AC5.如图所示，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( )A．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，故A项正确．答案：A6.如图所示，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，表针的偏角变为θ′，则可判断( )A．θ′＝θB．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：B7.如图所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数(阻值随温度升高而减小)的热敏电阻，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电阻值增大，外电路电阻增大，电流表读数减小，灯泡L两端的电压增大，灯泡的亮度变强，R1两端的电压减小，故只有C项正确．答案：C8．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解析：在0～t1内，I恒定，压敏电阻阻值不变，由小球的受力不变可知，小车可能做匀速或匀加速直线运动，在t1～t2内，I变大，压敏电阻阻值变小，压力变大，小车做变加速运动，A、B两项错误；在t2～t3内，I不变，压力恒定，小车做匀加速直线运动，C项错误，D项正确．答案：D9.在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示．M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻R M发生变化，导致S两端的电压U 增大，装置发出警报，此时( )A．R M变大，且R越大，U增大越明显B ．R M 变大，且R 越小，U 增大越明显C ．R M 变小，且R 越大，U 增大越明显D ．R M 变小，且R 越小，U 增大越明显解析：当R M 变大时，回路的总电阻R 总变大，根据I 总＝ER 总，得干路中的电流减小，S 两端的电压U ＝I 总R S 减小，A 、B 两项错误；当R M 变小时，回路的总电阻R 总变小，根据I 总＝ER 总，得干路中的电流增大，S 两端的电压U ＝I 总R S 增大，而且R 越大，R M 变小时，对回路的总电阻变化的影响越明显，即U 增大越明显，C 项正确，D 项错误．答案：C 10.电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(即单位时间内通过管内横截面的流体的体积)．为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，中空部分的长、宽、高分别为图中的a 、b 、c .流量计的两端与输送流体的管道相连(图中虚线)．图中流量计的上、下两面是金属材料，前、后两面是绝缘材料．现于流量计所在处加磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直于前、后两面．当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R 的电流表的两端连接，I 表示测得的电流值．已知流体的电阻率为ρ，不计电流表的内阻，则可求得流量为( )A.I B ⎝⎛⎭⎪⎫bR ＋ρc a B.I B ⎝⎛⎭⎪⎫aR ＋ρb cC.I B ⎝⎛⎭⎪⎫cR ＋ρa bD.I B ⎝⎛⎭⎪⎫R ＋ρbc a解析：如图甲，导电流体在管中流量Q ＝v ·Δt ·b ·c Δt＝v ·b ·c ①导电流体流经流量计时，在其上、下两表面产生的电动势E ＝B ·c ·v ② 等效电路如图乙，E ＝I ·⎝⎛⎭⎪⎫R ＋ρc ab③由①②③可得Q ＝I B ⎝⎛⎭⎪⎫bR ＋ρc a，A 项正确．答案：A能力达标11.(多选)如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(光照增强时电阻变小)，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，A项正确；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，D项正确．答案：AD12．(多选)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，电梯在不同的运动过程中，电流表的示数分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列判断中正确的是( )A．甲图表示电梯可能做匀速直线运动B．乙图表示电梯可能做匀加速上升运动C．丙图表示电梯可能做匀加速上升运动D．丁图表示电梯可能做匀减速下降运动解析：甲图中电流表示数和静止时相等，故可能做匀速直线运动，A项正确．乙图中电流表示数为2I0，且保持不变，故压敏电阻所受压力增大，电阻变小，物体处于超重状态，电梯可能匀加速上升，B项正确．丙、丁图中电流表的示数随时间变化，故电梯的加速度是变化的，不可能是匀加速或匀减速，C、D两项错误．答案：AB13.全面了解汽车的运行状态(速度、水箱温度、油量)是确保汽车安全行驶和驾驶员安全的举措之一，为模仿汽车油表原理，某同学自制一种测定油箱油量多少或变化多少的装置．如图所示，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．该同学在装置中使用了一只电压表(图中没有画出)，通过观察电压表示数，可以了解油量情况，你认为电压表应该接在图中的________两点之间，按照你的接法请回答：当油箱中油量减少时，电压表的示数将________(选填“增大”或“减小”)．解析：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，且当R ′≫R 时，U R ＝IR 可视为U R 与R 成正比，所以电压表应接在b 、c 两点之间；当油量减少时，电压表示数将增大．答案：b 、c 增大 14.如图所示，厚度为h 、宽度为d 的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B 的匀强磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A 和下侧面A ′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．实验表明，当磁场不太强时，电势差U H 、电流I 和B 的关系为U H ＝k IB d，式中的比例系数k 称为霍尔系数．霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场．横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力．当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上下两侧面之间就会形成稳定的电势差．电流I 是自由电子的定向移动形成的，电子的平均定向速率为v ，电荷量为e .回答下列问题：(1)达到稳定状态时，导体板上侧面A 的电势________(选填“高于”“低于”或“等于”)下侧面A ′的电势．(2)电子所受洛伦兹力的大小为________．(3)当导体板上、下两侧面之间的电势差为U H 时，电子所受静电力的大小为________．(4)由静电力和洛伦兹力平衡的条件，证明霍尔系数k ＝1ne，其中n 代表导体板单位体积中电子的个数．解析：(1)电子向左做定向移动，由左手定则知电子受洛伦兹力的方向向上，故上侧面A 积聚电子，下侧面A ′积聚正电荷，上侧面的电势低于下侧面的电势．(2)F 洛＝evB .(3)F 电＝Ee ＝U H he .(4)当静电力和洛伦兹力平衡时：e U H h＝evB ，U H ＝vBh . 又I ＝nevdh由U H ＝k IB d，得k ＝kU H IB ＝dvBh nevdhB ＝1ne. 答案：(1)低于 (2)evB (3)U Hhe (4)见解析。

高中物理选修3-2第6章传感器章末测评A卷(人教版有答案)

高中物理选修3-2第6章传感器章末测评A卷（人教版有答案）本资料为woRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址第六章测评A一、选择题．下列说法中错误的是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．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4．如图所示，由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的电路中，当闭合开关S后，小灯泡正常发光，若用酒精灯加热电阻丝时，发现小灯泡亮度变暗，发生这一现象的主要原因是A．小灯泡的电阻发生了变化B．小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化c．电阻丝的电阻率随温度发生了变化D．电源的电压随温度发生了变化5．某仪器内部电路如图所示，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三块金属片间隙很小，当金属块处于平衡状态时。

两根弹簧均处于原长状态。

若将该仪器固定在一辆汽车上，下列说法中正确的是A．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、乙两灯均不亮6．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．只要光照或温度适合时排气扇就工作7．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。