第5章 第1节 第2节 常见传感器的工作原理 课时活页训练

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：选B.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，所以A错，B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，所以C错．
2．人类发射的绕地球运转的所有航天器，在轨道上工作时都需要电能，所需要的电能都是由太阳能电池把太阳能转化为电能得到的，要求太阳能电池板总是对准太阳，为达到这一要求应利用下列哪种传感器来感知太阳方位()
A．力传感器B．光传感器
C．温度传感器D．生物传感器
解析：选B.太阳帆的有效采光面积不同，所产生的电流不同，当电流最大时正对太阳，所以应用的是光传感器，B对，A、C、D错．3．国家为了节约能源，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
解析：选B.由题意可知，这一装置要对光敏感，能区分白天(光线强)与夜晚(光线暗)，所以选B，虽然白天与夜晚温度也不相同，但温度除与昼夜有关外，还与季节有关，因此不能选C.
4．中国自主研制的“嫦娥一号”控月卫星利用星载CCD立体相机获得月球地形地貌数据，中国政府已于2008年11月12日发布了根据这些数据绘制的月球全图，CCD立体相机属于以下哪类传感器()
A．生物传感器B．气敏传感器
C．磁传感器D．光传感器
解析：选D.月球是一个特殊的星体，它上面无空气、无生物、无磁场，故只有光传感器可以达到探测目的．卫星上实际配备的是CCD
相机和一个激光高度计，由相机拍摄月球的高精度图像与激光高度计所探测到的月球表面各部分相对于一个参考平面的高度相叠加就是一幅完整而精确的月球立体地形图．
5.传感器是指将非电学量的变化转换成电学量
的变化的一种元件，在自动控制中有着广泛的应
用．如图5－1－11所示，是一种测定液面高度的
电容式传感器的示意图，从指示器指示的电容大
小的变化就能反映液面的升降情况，以下说法正
确的是( )
A ．C 变大表示h 变大
B ．
C 变大表示h 变小
C ．C 变小表示h 变小
D ．C 变小表示h 变大
解析：选AC.由导电液体和金属芯片构成的平行板电容器，当导电液体的液面升高时，h 变大，相当于平行板电容器的正对面积变大，
据C ∝εS d 可知，S 变大，即C 变大表示h 变大；反之，C 减小，表示h 变小．故正确选项为A 、C.导电液体和金属芯片之间是电介质，因此，导电液体和金属芯片相当于平行板电容器．
6.如图5－1－12所示，R 1为定值电阻，R 2
为负温度系数的热敏电阻，L 为小灯泡，当温度
降低时( )
A ．R 1两端的电压增大
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：选C.R 2与灯L 并联后与R 1串联，与电源构成闭合电路，当热敏电阻R 2温度降低时，电阻增大，外电路电阻增大，电流表示数减小，灯L 两端电压增大，灯泡亮度变强，R 1两端电压减小，故C 正确，其余各项均错．
7．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．某型号干手机的说明书中有如下一段文字：“功能与特点：◆采用红外线感应原理，即感应即动作，卫生、方便．◆超高温保护，即过热、过电流双重保护．◆采用内热式的再循环原理，低噪音、高转速、烘干能力强．◆高强度塑钢外壳，牢固可靠，美观大方．”据此可判断( )
图5－1－11 图5－1－12
A ．自动干手机内装有由温度传感器组成的保护电路
B ．自动干手机是靠位移传感器来感知使用者手的靠近
C ．自动干手机消耗的电能转化为空气的内能及动能
D ．自动干手机是靠红外线传感器来感知使用者手的靠近
解析：选ACD.由说明书中“功能与特点”的第二项可知，自动干手机具有过热保护功能，其中必然要用温度传感器来感知热空气的温度，温度过高从而自动控制电路断开，A 正确；由说明书中“功能与特点”的第一项可知，D 正确，B 错误；从能量守恒的角度知C 正确．
8.如图5－1－13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 为热敏电阻(用半导体材料制成)，读数变化非常明显
D ．如果R 为热敏电阻(用半导体材料制成)，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(用半导体材料制成)灵敏度高，所以选C.
9.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5－1－14所示电路中的A 、
B 两点后，用黑纸包住元件或者把元件置于热水中，
观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是( )
A ．置于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 ．置入热水中与不置于热水中相比，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，欧姆表示数不变
化，这只元件一定是定值电阻
解析：选AC.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．
10．(2010年常州市模拟)温度传感器广泛应用于室内空调、电冰
图5－1－13 图5－1－14
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5－1－15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 T 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 T 的温度等于20 ℃时，电流表示数I 1＝2 mA ；当电流表的示数I 2＝3.6 mA 时，热敏电阻的温度是
(
)
图5－1－15
A ．60 ℃
B ．80 ℃
C ．100 ℃
D ．120 ℃
解析：选D.由图象可知：在20 ℃时，R 1＝4 kΩ，由E ＝I 1(R g ＋R 1)得，R g ＝500 Ω，当I 2＝3.6 mA 时，由E ＝I 2(R g ＋R 2)可得：R 2＝2 kΩ，对照乙图中的图象可知，当R ＝2 kΩ时，温度t ＝120 ℃，故D 项正确．
11.如图5－1－16所示，将多用电表的选择开关
置于欧姆挡，再将电表的两支表笔分别与光敏电阻
R P 的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的中央．若
用不透光的黑纸将R P 包裹起来，表针将向
________(填“左”或“右”)转动；若用手电筒光照
射R P ，表针将向________(填“左”或“右”)转动． 解析：欧姆表的表盘刻度最右边是0，最左边是
无穷大．将R P 包裹起来，光敏电阻受光照变弱，电阻增大，指针向左转动；用手电筒照射R P 时，光敏电阻受光照变强，电阻减小，指针向右偏转．
答案：左 右
12．一般的电熨斗用合金丝作发热元件，合金丝电阻随温度t 变化的关系如图5－1－17中实线①所示，由于环境温度以及熨烫的衣物厚度、干湿不同，熨斗的散热功率不同，因而熨斗的温度可能会在较大范围内波动，易损坏衣物．有一种用主要成分为BaTiO 3被称为“PTC ”的特殊材料作发热元件的电熨斗，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中实线②所示．根图5－1－16
据图线分析：
图5－1－17
(1)为什么原处于冷态的PTC熨斗刚通电时比普通电熨斗升温快？
(2)通电一段时间后电熨斗温度t自动地稳定在________范围内．
解析：(1)由于冷态时PTC材料电阻较小，故由P＝U2/R知，其发热功率较大，所以升温快．
(2)从题图看出，温度较低时，电阻较小，热功率较大，所以生热大于散热，温度升高，电阻值迅速增大，相应生热功率减小，当生热功率小于散热功率时，电阻温度降低，电阻值减小，生热功率会相应增大，故当生热功率等于散热功率时，温度会稳定在图中T6～T7.
答案：见解析。