高中物理练习传感器及其应用

第10章第3讲

一、选择题

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

[答案] B

[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，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．在一些星级宾馆的洗手间经常装有自动干手机，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

[答案] D

[解析] 根据自动干手机工作的特征，手靠近电热器工作，手撤离电热器停止工作，人是一种导体，可以与其他导体构成电容．手靠近时相当于连接一个电容，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，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湿度、温度的变化而工作就成了室内烘干机．3．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，从而又可推出另一个物理量的值的变化，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列下说法正确的是( )

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

[答案] ABC

[解析] 甲、乙、丙中的电容器的电容分别与θ、h、F有关，均能测量对应的物理量，而丁中的电容与s有关，丁只能测量位移s，故正确答案是ABC.

4．(2010·福建东山二中高三预测)如图(a)所示，光源电阻R2上加上如图(b)所示的光照，那么R2两端的电压变化如图中的哪一个( )

[答案] B

[解析] 光敏电阻阻值随光照的增强而减小，所以R2两端的电压随之减小，但最终不会是零，所以选B.

5．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．无论怎样移动触头P，L消耗的功率都不变

[答案] A

[解析] 触头P左移，使其电阻减小，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．

6．(2010·山东青州)唱卡拉OK用的话筒，内有传感器．其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号．下列说法正确的是( ) A．该传感器是根据电流的磁效应工作的

B．该传感器是根据电磁感应原理工作的

C．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变

D．膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势

[答案] B

[解析] 如图所示动圈式话筒是利用电磁感应现象制成的．当声波使金属膜片振动时，连接在膜片上的线圈(叫音圈)随着一起振起．音圈在永磁铁的磁场中振动，其中就产生感应

电流，感应电流的大小和方向都变化，振幅和频率的变化由声波决定，这就将声音信号转换成电信号，这个电信号经扩音器放大后传给扬声器，从扬声器中就发生放大的声音．

7．为了儿童安全，布绒玩具必须检测其中是否存在金属断针，可

以先将玩具放置强磁场中，若其中有断针，则断针被磁化，用磁报警装

置可以检测到断针的存在，如图所示是磁报警装置中的一部分电路示意

图，其中R B是磁敏传感器，它的电阻随断针的出现而减小，a、b接报

警器，当传感器R B所在处出现断针时，电流表的电流I、ab两端的电压U将( ) A．I变大，U变大B．I变小，U变小

C．I变大，U变小D．I变小，U变大

[答案] C

[解析] 由题意知R B的电阻随断针的出现而减小，即外电路的电阻减小，由闭合电路欧姆定律有I总＝E/(R＋r)可知I总必增大，再由U外＝E－I总r可知，外电压U减小．而由U1＝I总R1可知，U1增大，U3必减小，由电流表的电流I＝I总－I3可知，电流表的电流必变大，故选项C正确．

8．家用电热灭蚊器中电热部分的主要部件是PTC元件，PTC元件是

由酞酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率与温度的关系如右图所

示，由于这种特性，PTC元件具有发热、控温两重功能，对此以下说法

中正确的是( )

A．通电后其功率先增大后减小

B．通电后其功率先减小后增大

C．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1到t2的某一值不变

D．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1或t2不变

[答案] AC

[解析] 根据PTC元件的电阻率随温度变化的曲线可知：在常温下，它的电阻是相当小的，通入电流以后，随着温度的升高，其电阻率先变小后增大，那么它的功率先变大，后变小，温度保持在t1到t2的某一值不变，这时候电路处于稳定状态，如果温度再升高，电阻率变大，导致电流变小，温度就会降下来；如果温度降低，电阻率减小，导致电流变大，温度就会升上去，所以本题正确答案为A、C.

二、非选择题