習(xí)題1：傳感器的應(yīng)用

傳感器的應(yīng)用習(xí)題1.關(guān)于傳感器的作用，下列說法正確的有()A．通常的傳感器可以直接用來進(jìn)行自動(dòng)控制B．傳感器可以用來采集信息C．傳感器可以將感受到的一些信號(hào)轉(zhuǎn)換為電學(xué)量D．傳感器可以將所有感受到的信號(hào)都轉(zhuǎn)換為電學(xué)量解析：選BC.傳感器是將感受的非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的儀器，不同的傳感器感受不同的信號(hào)，B、C對．eq\a\vs4\al(2).關(guān)于電子秤中應(yīng)變力傳感器的說法正確的是()A．應(yīng)變片是由導(dǎo)體材料制成B．當(dāng)應(yīng)變片的表面拉伸時(shí)，其電阻變大；反之，變小C．傳感器輸出的是應(yīng)變片上的電壓D．外力越大，輸出的電壓差值也越大解析：選BD.應(yīng)變片是由半導(dǎo)體材料制成的．電阻R＝ρeq\f(l,S)，應(yīng)變片拉伸，l變大，R值變大；應(yīng)變片壓縮，l變小，R值變?。畟鞲衅鬏敵龅氖巧舷聭?yīng)變片的電壓差．3.下列關(guān)于電飯鍋的說法正確的是()A．電飯鍋中的溫度傳感器其主要元件是感溫鐵氧體B．感溫鐵氧體在常溫下具有鐵磁性，溫度很高時(shí)失去鐵磁性C．用電飯鍋燒水，水開時(shí)能自動(dòng)斷電D．用電飯鍋煮飯時(shí)，若溫控開關(guān)自動(dòng)斷電后，它不能自動(dòng)復(fù)位解析：選AB.溫度傳感器使用的是感溫鐵氧體，故A對；鐵氧體只有達(dá)到居里點(diǎn)103℃，才失去磁性，故B對；燒水時(shí)只能達(dá)到100℃，故C錯(cuò)；溫度降低后感溫鐵氧體又恢復(fù)磁性，所以能夠自動(dòng)復(fù)位，D錯(cuò)．4.用遙控器調(diào)換電視機(jī)頻道的過程，實(shí)際上是電視機(jī)中的傳感器把光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的過程．下列屬于這類傳感器的是()A．紅外報(bào)警裝置B．走廊照明燈的聲控開關(guān)C．自動(dòng)洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置D．電飯鍋中控制加熱和保溫的溫控器解析：選A.遙控器發(fā)出紅外線，電視中的傳感器感知紅外線是紅外線傳感器，所以A選項(xiàng)正確．5.(2022·河北衡水中學(xué)高二檢測)溫度傳感器廣泛應(yīng)用于家用電器中，它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性來工作的．如圖6－2－6甲所示為某裝置中的傳感器工作原理圖，已知電源的電動(dòng)勢E＝V，內(nèi)電阻不計(jì)；G為靈敏電流表，其內(nèi)阻Rg保持不變；R為熱敏電阻，其阻值隨溫度的變化關(guān)系如圖乙所示，閉合開關(guān)S，當(dāng)R的溫度等于20℃時(shí)，電流表示數(shù)I1＝2mA；當(dāng)電流表的示數(shù)I2＝mA時(shí)，熱敏電阻的溫度是()圖6－2－6A．60℃B．80℃C．100℃D．120℃解析：選D.由題圖乙可知，當(dāng)R的溫度等于20℃時(shí)，熱敏電阻的阻值R1＝4kΩ，則由I1＝eq\f(E,R1＋Rg)可得Rg＝kΩ，當(dāng)電流I2＝mA時(shí)，由I2＝eq\f(E,R2＋Rg)，可得R2＝2kΩ，結(jié)合圖乙此時(shí)溫度為120℃，故選D.一、選擇題1.下列說法中正確的是()A．電飯鍋中的敏感元件是光敏電阻B．測溫儀中測溫元件可以是熱敏電阻C．機(jī)械式鼠標(biāo)中的傳感器接收到連續(xù)的紅外線，輸出不連續(xù)的電脈沖D．火災(zāi)報(bào)警器中的光傳感器在沒有煙霧時(shí)呈現(xiàn)低電阻狀態(tài)，有煙霧時(shí)呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)解析：選B.電飯鍋中的敏感元件是感溫鐵氧體，A錯(cuò)誤；機(jī)械式鼠標(biāo)中的傳感器接收斷續(xù)的紅外線脈沖，輸出相應(yīng)的電脈沖信號(hào)，C錯(cuò)誤；火災(zāi)報(bào)警器中的光傳感器在沒有煙霧時(shí)呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)，有煙霧時(shí)呈現(xiàn)低電阻狀態(tài)，D錯(cuò)誤．2.(2022·廈門一中高二檢測)辦公大樓的大門能“看到”人的到來或離開而自動(dòng)開或關(guān)，利用的傳感器是()A．生物傳感器 B．紅外傳感器C．溫度傳感器 D．壓力傳感器解析：選B.自動(dòng)門的自動(dòng)控制要求靈敏、可靠，若以溫度控制，人的體溫與夏季氣溫接近，在夏季自動(dòng)門可能誤動(dòng)作．自動(dòng)門實(shí)際使用的是紅外線傳感器，紅外線屬于不可見光，人在白天或黑夜均發(fā)出紅外線，傳感器接收到人體發(fā)出的紅外線后傳給自動(dòng)控制裝置的電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開門．3.許多樓道照明燈具有這樣的功能：天黑時(shí)，出現(xiàn)聲音它就開啟，而在白天，即使有聲音它也沒有反應(yīng)．它的控制電路中可能接入的傳感器是()A．溫度傳感器B．光電傳感器C．聲音傳感器D．熱電傳感器解析：選BC.溫度傳感器是指將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的一類傳感器；光電傳感器是指將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的一類傳感器；聲音傳感器是指將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的一類傳感器；熱電傳感器是指將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的一類傳感器．根據(jù)題意，樓道照明燈由兩種裝置控制，一是與光有關(guān)，二是與聲音有關(guān)，故本題正確選項(xiàng)為B、C.4.有一種在光照或溫度升高時(shí)排氣扇都能啟動(dòng)的自動(dòng)控制裝置，下列說法正確的是()A．兩個(gè)傳感器都是光電傳感器B．兩個(gè)傳感器分別是光電傳感器和溫度傳感器C．兩個(gè)傳感器可能分別是溫度傳感器、電容式傳感器D．只有光照和溫度都適合時(shí)排氣扇才能工作解析：選B.題中提到有光照或溫度升高時(shí)排氣扇都能自動(dòng)控制，由此可見兩個(gè)傳感器一個(gè)是光電傳感器，一個(gè)是溫度傳感器，而且排氣扇自動(dòng)工作只需光照和溫度一個(gè)滿足條件即可，A、C、D錯(cuò)，B對．5.(2022·武漢外國語學(xué)校高二檢測)如圖6－2－7所示，電吉他的弦是磁性物質(zhì)，當(dāng)弦振動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流輸送到放大器、喇叭，把聲音播放出來，下列說法正確的是()圖6－2－7A．電吉他是光電傳感器B．電吉他是溫度傳感器C．電吉他是聲音傳感器D．弦改用尼龍材料原理不變解析：選C.由電吉他發(fā)聲原理可知是將聲音變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏鞯淖兓?，C對，A、B、D錯(cuò)．6.人類發(fā)射的繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的所有航天器，在軌道上工作時(shí)都需要電能，所需要的電能都是由太陽能電池把太陽能轉(zhuǎn)化為電能得到的，要求太陽能電池板總是對準(zhǔn)太陽，為達(dá)到這一要求應(yīng)利用下列哪種傳感器來感知太陽方位()A．力傳感器B．光傳感器C．溫度傳感器D．生物傳感器解析：選B.太陽帆的有效采光面積不同，所產(chǎn)生的電流不同，當(dāng)電流最大時(shí)正對太陽，所以應(yīng)用的是光傳感器，B對，A、C、D錯(cuò)．7.如圖6－2－8是自動(dòng)調(diào)溫式電熨斗，下列說法正確的是()圖6－2－8A．常溫時(shí)上下觸點(diǎn)是接觸的B．雙金屬片溫度升高時(shí)，上金屬片形變較大，雙金屬片將向下彎曲C．原來溫度控制在80℃斷開電源，現(xiàn)要求60℃斷開電源，應(yīng)使調(diào)溫旋鈕下調(diào)一些D．由熨燙絲綢衣物狀態(tài)轉(zhuǎn)化為熨燙棉麻衣物狀態(tài)，應(yīng)使調(diào)溫旋鈕下移一些解析：選ABD.常溫工作時(shí)，上下觸點(diǎn)是接通的，當(dāng)溫度升高時(shí)，上層金屬片形變大，向下彎曲，切斷電源，由熨燙絲綢衣物狀態(tài)轉(zhuǎn)化為熨燙棉麻衣物狀態(tài)時(shí)，溫度要升高，則應(yīng)使調(diào)溫旋鈕下移一些，A、B、D對，C錯(cuò)．圖6－2－9eq\a\vs4\al(8.)如圖6－2－9所示是一火警報(bào)警器的部分電路示意圖．其中R3為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器．值班室的顯示器為電路中的電流表，a、b之間接報(bào)警器．當(dāng)傳感器R3所在處出現(xiàn)火情時(shí)，顯示器的電流I、報(bào)警器兩端的電壓U的變化情況是()A．I變大，U變大 B．I變大，U變小C．I變小，U變小 D．I變小，U變大解析：選C.半導(dǎo)體熱敏電阻，溫度越高，電阻越小，干路電流就越大，由Uab＝E－Ir知Uab將減小；由U1＝IR1知R1兩端電壓將增大，由U并＝Uab－U1知U并減小，由IA＝eq\f(U并,R3)知IA將減小，所以C選項(xiàng)正確．eq\a\vs4\al(9.)(2022·河北省冀州中學(xué)高二檢測)將如圖6－2－10所示裝置安裝在沿直軌道運(yùn)動(dòng)的火車車廂中，使桿沿軌道方向固定，就可以對火車運(yùn)動(dòng)的加速度進(jìn)行檢測．閉合開關(guān)S，當(dāng)系統(tǒng)靜止時(shí)，穿在光滑絕緣桿上的小球停在O點(diǎn)，固定在小球上的變阻器滑片停在變阻器BC的正中央，此時(shí)，電壓表指針指在表盤刻度中央．當(dāng)火車在水平方向有加速度時(shí)，小球在光滑絕緣桿上移動(dòng)，滑片P隨之在變阻器上移動(dòng)，電壓表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)．已知，當(dāng)火車向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電壓表的指針向右偏．則()圖6－2－10A．電壓表指針向左偏，說明火車可能在向右做加速運(yùn)動(dòng)B．電壓表指針向右偏，說明火車可能在向右做加速運(yùn)動(dòng)C．電壓表指針向左偏，說明火車可能在向右做減速運(yùn)動(dòng)D．電壓表指針向左偏，說明火車可能在向左做加速運(yùn)動(dòng)解析：選A.因?yàn)楫?dāng)火車向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，有向左的加速度，彈簧處于伸長狀態(tài)，滑片P靠近變阻器C端，電壓表的指針向右偏．所以，當(dāng)滑片P靠近變阻器B端時(shí)，電壓表的指針將向左偏，此時(shí)，彈簧將處于壓縮狀態(tài)，火車具有向右的加速度，火車可能在向右做加速運(yùn)動(dòng)，也可能在向左做減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確，C、D錯(cuò)誤；同理可知B錯(cuò)誤．eq\a\vs4\al(10.)(2022·高考福建卷)如圖6－2－11甲所示，質(zhì)量不計(jì)的彈簧豎直固定在水平面上，t＝0時(shí)刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點(diǎn)，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復(fù)．通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測出這一過程彈簧彈力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示，則()圖6－2－11A．t1時(shí)刻小球動(dòng)能最大B．t2時(shí)刻小球動(dòng)能最大C．t2～t3這段時(shí)間內(nèi)，小球的動(dòng)能先增加后減少D．t2～t3這段時(shí)間內(nèi)，小球增加的動(dòng)能等于彈簧減少的彈性勢能解析：選～t1時(shí)間內(nèi)小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，落到彈簧上并往下運(yùn)動(dòng)的過程中，小球重力與彈簧對小球彈力的合力方向先向下后向上，故小球先加速后減速，t2時(shí)刻到達(dá)最低點(diǎn)，動(dòng)能為0，A、B錯(cuò)；t2～t3時(shí)間內(nèi)小球向上運(yùn)動(dòng)，合力方向先向上后向下，小球先加速后減速，動(dòng)能先增加后減少，C對；t2～t3時(shí)間內(nèi)由能量守恒知小球增加的動(dòng)能等于彈簧減少的彈性勢能減去小球增加的重力勢能，D錯(cuò)．二、非選擇題圖6－2－12eq\a\vs4\al(11).如圖6－2－12所示是一種懸球式加速度儀，它可以用來測定沿水平軌道運(yùn)動(dòng)的列車的加速度，m是一個(gè)金屬球，它系在金屬絲的下端，金屬絲的上端懸掛在O點(diǎn)，AB是一根長為l的電阻絲，其阻值為R.金屬絲與電阻絲接觸良好，摩擦不計(jì)，電阻絲的中點(diǎn) C焊接一根導(dǎo)線，從O點(diǎn)也引出一根導(dǎo)線，兩線之間接入一個(gè)電壓表V(金屬絲和導(dǎo)線電阻不計(jì))，圖中虛線OC與AB相垂直，且OC＝h，電阻絲AB接在電壓為U的直流穩(wěn)壓電源上，整個(gè)裝置固定在列車中使AB沿著車前進(jìn)的方向，列車靜止時(shí)金屬絲呈豎直狀態(tài)，當(dāng)列車加速或減速前進(jìn)時(shí)，金屬線將偏離豎直方向，從電壓表的讀數(shù)變化可以測出加速度的大?。?1)當(dāng)列車向右做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，試寫出加速度a與電壓表讀數(shù)U′的對應(yīng)關(guān)系，以便重新刻制到電壓表表面使它成為直讀加速度數(shù)值的加速度計(jì)．(2)這個(gè)裝置測得的最大加速度a為多少？解析：(1)設(shè)列車加速度為a時(shí)金屬絲偏離豎直方向θ角金屬絲與電阻絲的接觸點(diǎn)為D此時(shí)小球受到的合外力為F＝mgtanθ由牛頓第二定律F＝ma＝mgtanθ所以a＝gtanθ＝g·eq\f(DC,h)從電路部分來看，設(shè)此時(shí)電壓表表面示數(shù)為U′，由串聯(lián)電路電壓電阻關(guān)系式eq\f(U′,U)＝eq\f(RDC,RAB)＝eq\f(DC,l)，所以DC＝eq\f(U′,U)·l得a＝eq\f(gl,Uh)U′，a與U′成正比．(2)加速度最大時(shí)D移到A點(diǎn)，U′＝eq\f(U,2)，所以amax＝eq\f(gl,2h).答案：(1)見解析(2)eq\f(gl,2h)eq\a\vs4\al(12.)如圖6－2－13所示為檢測某傳感器的電路圖，傳感器上標(biāo)有“3VW”的字樣(傳感器可看做一個(gè)純電阻)，滑動(dòng)變阻器R0上標(biāo)有“10Ω1A”的字樣，電流表的量程為A，電壓表的量程為3V．求圖6－2－13(1)傳感器的電阻和額定電流？(2)為了確保電路各部分的安全，在a、b之間所加的電源電壓最大值是多少？(3)如果傳感器的電阻變化超過標(biāo)準(zhǔn)值1Ω，則該傳感器就失去作用．實(shí)際檢測時(shí)，將一個(gè)恒壓電源加在圖中a、b之間，閉合開關(guān)S，通過調(diào)節(jié)R0來改變電路中的電流和R0兩端的電壓，檢測記錄如下：電壓表示數(shù)U/V電流表示數(shù)I/A第一次第二次若不計(jì)檢測電路對傳感器電阻的影響，你認(rèn)為這個(gè)傳感器是否仍可使用？此時(shí)a、b間所加的電壓是多少？解析：(1)R傳＝eq\f(Ueq\o\al(2,傳),P傳)＝eq\f(32,Ω＝10ΩI傳＝eq\f(P傳,U傳)＝eq\f,3)A＝A.(2)最大電流I＝I傳＝A電