鞏固練習-傳感器及其應用(應用實例)

【鞏固練習】一、選擇題1．下列關(guān)于電飯鍋的說法中正確的是（）A．電飯鍋中的溫度傳感器其主要元件是氧化鐵B．鐵氧體在常溫下具有鐵磁性，溫度很高時失去鐵磁性C．用電飯鍋燒水，水開后能自動斷電D．用電飯鍋煮飯時，若溫控開關(guān)自動斷電后，它不能自動復位2．關(guān)于光傳感器的應用，下列說法正確的是（）A．火災報警器是利用煙霧對光的反射來工作的B．火災報警器中的光電；極管平時收不到發(fā)光二極管LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)C．機械式鼠標器的傳感器是紅外發(fā)射管D．當鼠標在桌面上移動時，紅外接收管接收到的是斷續(xù)的紅外脈沖3．傳感器的種類多種多樣，其性能也各不相同，空調(diào)機在室內(nèi)溫度達到設定的溫度后，會自動停止工作，空調(diào)機內(nèi)使用的傳感器是（）A．生物傳感器B．紅外傳感器C．溫度傳感器D．壓力傳感器4．用遙控器調(diào)換電視機頻道的過程，實際上是電視機中的傳感器把光信轉(zhuǎn)換為電信的過程。下列屬于這類傳感器的是（）A．紅外報警裝置B．走廊照明燈的聲控開關(guān)C．自動洗衣機中的壓力傳感裝置D．電飯鍋中控制加熱和保溫的溫控器5．某城市為了節(jié)約能源，合理適時地使用路燈，要求夜晚亮、白天熄，利用半導體的某種特性制成自動點亮、熄滅的裝置，實現(xiàn)了自動控制。這是利用半導體的（）A．壓敏性B．光敏性C．熱敏性D．三種特性都利用了6．如圖所示是一火警報警器電路的示意圖，其中恐為用半導體熱敏材料制成的傳感器，這種半導體熱敏材料的電阻率隨溫度的升高而增大。值班室的顯示器為電路中的電流表，電源兩極之間接一報警器。當傳感器R3所在處出現(xiàn)火情時，顯示器的電流I、報警器兩端的電壓U的變化情況是（）A．I變大，U變小B．I變小，U變大C．I變小，U變小D．I變大，U變大7．下列關(guān)于光傳感火災報警器說法正確的是（）A．發(fā)光二極管、光電三極管都是由半導體材料制成的B．光電三極管與光敏電阻一樣都是光敏感元件，都是將光信轉(zhuǎn)換為電信C．發(fā)光二極管發(fā)出的是脈沖微光D．如果把擋板撤去，火災報警器照樣工作8．（2016莆田校級模擬）某種角速度計，其結(jié)構(gòu)如圖所示。當整個裝置繞軸OO′轉(zhuǎn)動時，元件A相對于轉(zhuǎn)軸發(fā)生位移并通過滑動變阻器輸出電壓，電壓傳感器(傳感器內(nèi)阻無限大)接收相應的電壓信。已知A的質(zhì)量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k、自然長度為l，電源的電動勢為E、內(nèi)阻不計。滑動變阻器總長也為l，電阻分布均勻，裝置靜止時滑片P在變阻器的最左端B端，當系統(tǒng)以角速度ω轉(zhuǎn)動時，則()A．電路中電流隨角速度的增大而增大B．電路中電流隨角速度的增大而減小C．彈簧的伸長量為D．輸出電壓U與ω的函數(shù)式為9．如圖所示是溫度報警器電路示意圖，下列關(guān)于此電路的分析正確的是（）A．當RT的溫度升高時，RT減小，A端電勢降低，Y端電勢升高，蜂鳴器會發(fā)出報警聲B．當RT的溫度升高時，RT減小，A端電勢升高，Y端電勢降低，蜂鳴器會發(fā)出報警聲C．當增大RT時，A端電勢升高，Y端電勢降低，蜂鳴器會發(fā)出報警聲D．當增大RT時，A端電勢降低，Y端電勢升高，蜂鳴器會發(fā)出報警聲10．如圖所示的光控電路用發(fā)光二極管LED模擬路燈，RG是光敏電阻。A為斯密特觸發(fā)器輸入端，在天黑時路燈（發(fā)光二極管）會點亮。下列說法正確的是（）A．天黑時，Y處于高電壓B．天黑時，Y處于低電平C．當R1調(diào)大時，天更暗時，燈（發(fā)光二極管）點亮D．當R1調(diào)大時，天較亮時，燈（發(fā)光二極管）就能點亮11．演示位移傳感器的工作原理如圖所示，物體M在導軌上平移時，帶動滑動變阻器的金屬滑桿P。通過電壓表顯示的數(shù)據(jù)，來反映物體位移的大小x，假設電壓表是理想的，則下列說法中正確的是（）A．物體M運動時，電路中的電流會發(fā)生變化B．物體M運動時，電壓表的示數(shù)會發(fā)生變化C．物體M不動時，電路中沒有電流D．物體M不動時，電壓表沒有示數(shù)二、填空題12．對于與門電路，當輸入________時，輸出是“1”；對于或門電路，當輸入________時，輸出是“1”；對于非門電路，當輸入________時，輸出是“13．斯密特觸發(fā)器是一種特殊的________門電路，它能將連續(xù)變化的________信，轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)變化的________14．機械式鼠標器的內(nèi)部中的光傳感器接收到的是斷續(xù)的________，輸出相應的________信。15．煙霧散射式火災報警器內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板。平常光電三極管收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)________電阻狀態(tài)。當有煙霧時因其對光的散射作用，使部分光線照射到光電三極管上，其電阻變________。與傳感器連接的電路檢測出這種變化，就會發(fā)出警報。16．如圖所示為一實驗小車利用光電脈沖測量車速和行程的裝置示意圖，A為光源，曰為光電接收器，A、B均固定在車身上，C為小車的車輪，D為與c同軸相連的齒輪。車輪轉(zhuǎn)動時，A發(fā)出的光束通過旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信，被曰接收并轉(zhuǎn)換成電信，由電子電路記錄和顯示。若實驗顯示單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)為n，累計脈沖數(shù)為N，則要測出小車的速度和行程還必須測量的物理數(shù)據(jù)是________；小車速度的表達式為v=________；行程的表達式為s=________。三、解答題17．有自動控制功能的蔬菜大棚，要靠傳感器感知作物生長所需的各種信息。如圖為蔬菜大棚內(nèi)信息采集與自動控制示意圖。試結(jié)合圖上信息，分析討論：（1）在種植蔬菜大棚中要用到哪些傳感器？它們的作用是什么？（2）為了控制大棚中的蔬菜的生長條件，還需要哪些設施與傳感器配合使用。18．(2016湖北省部分重點高中聯(lián)考)利用傳感器可以探測、感受外界的信、物理條件等。圖甲所示為某同學用傳感器做實驗得到的小燈泡的U-I關(guān)系圖線。(1)實驗室提供的器材有：電流傳感器、電壓傳感器、滑動變阻器A(阻值范圍0～10Ω)、滑動變阻器B(阻值范圍0～100Ω)、電動勢為6V的電源(不計內(nèi)阻)、小燈泡、開關(guān)、導線若干。該同學做實驗時，滑動變阻器選用的是________(選填“A”或“B”)；請在圖乙的方框中畫出該實驗的電路圖。(2)如果將該小燈泡接入丙圖所示的電路中，已知電流傳感器的示數(shù)為0.3A，電源電動勢為3V。則此時小燈泡的電功率為________W，電源的內(nèi)阻為________Ω。19．電熱毯、電飯鍋等是人們常用的電熱式家用電器，他們一般具有加熱和保溫功能，其工作原理大致相同。圖甲為某種電熱式電器的簡化電路圖，主要元件有電阻絲R1，R2和自動開關(guān)S。（1）當自動開關(guān)S閉合和斷開時，用電器分別處于什么狀態(tài)？（2）用電器由照明電路供電（U=220V），設加熱時用電器的電功率為400W，保溫時用電器的電功率為40W，則R1和R2分別為多大？（3）若將圖甲中的自動開關(guān)S換成理想的晶體二極管D，如圖乙所示，其他條件不變，求該用電器工作1h消耗的電能。20．請設計一個用光敏電阻來模擬路燈的自動夜開晝關(guān)的電路。提供的儀器：光敏電阻、小燈泡、電源、繼電器、滑動變阻器、開關(guān)、導線若干。21．如圖所示是一個報警器裝置的邏輯電路圖。RT是一個熱敏電阻，低溫時電阻值很大，高溫時電阻值很小，R是一個阻值較小的分壓電阻，A為斯密特觸發(fā)器輸入端。（1）為什么在高溫時電鈴會響起？（2）為了提高電路的靈敏度，即將報警溫度調(diào)得低些，那么R的值應該大一些還是小一些？22．如圖所示，A是浮子，B是金屬觸頭，C為住宅樓房頂上的蓄水池，M是帶水泵的電動機，D是彈簧，E是銜鐵，F(xiàn)是電磁鐵，S1、S2分別為觸點開關(guān)，S為開關(guān)，J為電池。請利用上述材料，設計一個住宅樓房頂上的自動注水裝置。（1）連接電路圖；（2）簡述其工作原理。（涉及的元件可用字母代替）【答案與解析】一、選擇題1．【答案】BD【解析】電飯鍋中的溫度傳感器其主要元件是鐵氧體，故A錯，B選項正確。因水開時溫度約為100℃，達不到居里溫度1032．【答案】BD【解析】煙霧散射式火災報警器內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板，平常光電三極管收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)，選項B正確；當有煙霧時，因其對光的散射作用，使部分光線照射到光電三極管上，其電阻變小，與傳感器連接的電路檢測出這種變化并發(fā)出警報，選項A錯誤；機械式鼠標器的傳感器是紅外接收管，選項C錯誤；當鼠標移動時，紅外接收管就收到斷續(xù)的紅外脈沖，輸出相應的電脈沖信，選項D正確。3．【答案】C【解析】空調(diào)機根據(jù)溫度調(diào)節(jié)工作狀態(tài)，所以內(nèi)部使用了溫度傳感器，故C正確。4．【答案】A【解析】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選項正確。5．【答案】B【解析】題目中半導體應能感知光照強度變化，并輸出電信，控制電路通斷，所以利用了半導體的光敏性，故B正確。6．【答案】D【解析】首先弄清電路的結(jié)構(gòu)：R2與R3并聯(lián)，再與R1串聯(lián)，當R3所在處出現(xiàn)火情時，R3的溫度升高，則B的電阻增大，故整個外電路的電阻增大，總電流減小，路端電壓U增大，R1兩端電壓減小，則R2兩端電壓增大，所以I增大。選項D正確。本題考查了閉合電路的歐姆定律和傳感器的有關(guān)知識。7．【答案】AB【解析】發(fā)光二極管工作時是持續(xù)發(fā)光的，擋板撤去，光始終照到光電三極管上，始終發(fā)出警報，和有無火災無關(guān)。8．【答案】D【解析】系統(tǒng)在水平面內(nèi)以角速度ω轉(zhuǎn)動時，無論角速度增大還是減小，BC的總電阻不變，根據(jù)閉合電路歐姆定律得知，電路中電流保持不變，故A、B錯誤；設系統(tǒng)在水平面內(nèi)以角速度ω轉(zhuǎn)動時，彈簧伸長的長度為x，則對元件A，根據(jù)牛頓第二定律得kx＝mω2(l＋x)，又輸出電壓，聯(lián)立兩式得，，故C錯誤，D正確。9．BC【解析】當墨溫度升高時，電阻減小，A端電勢升高到某一數(shù)值，Y端電勢突然降低，蜂鳴器導通發(fā)出警報，A錯B對。當增大R，時，A端電勢升高到某一數(shù)值，Y端電勢突然降低，電流通過蜂鳴器，發(fā)出報警聲，C對D錯。10．【答案】BC【解析】天黑時，R。阻值增大到一定值，斯密特觸發(fā)器輸入端A的電壓上升到某個值，輸出端Y突然由高電平跳到低電平，R1調(diào)大時，A端電壓降低，只有天更暗時，RG電阻更大時，路燈才點亮，故B、C正確。11．【答案】B【解析】電壓表為理想電表，則電壓表不分流，故觸頭移動時不會改變電路的電阻，也就不會改變電路中的電流，故選項A錯誤；電壓表測得的是觸頭P左側(cè)電阻分得的電壓，故示數(shù)隨物體M的移動，亦即觸頭的運動而變化，故選項B正確，選項c、D錯誤。二、填空題12．【答案】都同時為“1”有一個為“1”為13．【答案】非模擬數(shù)字14．【答案】紅外線脈沖電脈沖15．【答案】高小16．【答案】車輪半徑R和齒輪的齒數(shù)P【解析】小車的速度等于車輪周長與單位時間內(nèi)車輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)的乘積。設車輪的半徑為R，單位時間內(nèi)車輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)為k，則有v=2πRk。若齒輪的齒數(shù)為P，則齒輪轉(zhuǎn)一圈電子電路顯示的脈沖數(shù)即為P，已知單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)為n，所以單位時間內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)為。由于齒輪與車輪同軸相連，他們在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)動圈數(shù)相等，即。由以上兩式可得，。同理，設車輪轉(zhuǎn)動的累計圈數(shù)為k＇，則有s=2πRk＇，且，所以?？梢姡獪y出小車的速度v和行程s，除單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)n和累計脈沖數(shù)N外，還必須測出車輪半徑R和齒輪的齒數(shù)P。三、解答題17．【答案】見解析【解析】（1）在蔬菜大棚中要用到檢測光照的光敏傳感器；檢測溫度的溫度傳感器；檢測空氣濕度和土壤濕度的濕度傳感器；檢測二氧化碳濃度的二氧化碳濃度傳感器等。（2）配套設施有：調(diào)節(jié)光照的遮陽棚，調(diào)整溫度的加熱裝置與通風裝置，調(diào)整濕度的通風加濕裝置和噴淋器，調(diào)整二氧化碳濃度的自動排氣裝置。18．【答案】(1)A；實驗電路圖如圖所示；(2)0.69，2.33【解析】(1)由于小燈泡電阻較小，電路應該設計成電流傳感器外接。根據(jù)實驗原理，描繪小燈泡伏安特性曲線，應采用分壓電路，為便于調(diào)節(jié)，滑動變阻器應選擇A。(2)電流傳感器的示數(shù)為0.3A，由小燈泡的U-I圖像（甲）可知，丙中小燈泡的電壓值約為2.3V，小燈泡的電功率為P=UI=2.3×0.3W=0.69W；小燈泡的電阻為，由閉合電路歐姆定律，代入數(shù)據(jù)可得電源的內(nèi)阻r=2.33Ω。19．【答案】（1）S閉合時加熱S斷開時保溫（2）121Ω1089Ω（3）0.22kW·h【解析】（1）S閉合，處于加熱狀態(tài)；S斷開，處于保溫狀態(tài)。（2）由電功率公式得，，聯(lián)立解得R1=121Ω，R2=1089Ω。（3）（或7.92×105J）。20．【答案】見解析【解析】本題考查學生設計創(chuàng)新能力，關(guān)鍵要利用光敏電阻的特性和繼電器啟閉工作電路的作用進行設計。電路設計如圖所示，原理簡述：光敏電阻的阻值隨入射光強度的增強而減小，白天時，照射光敏電阻的光強度大，R1阻值減小，電流增大，電磁鐵把銜鐵P吸下使B脫離A，切斷電燈電路，夜晚時相反。21．【答案】（1）見解析（2）R的值應大一些【解析】（1）熱敏電阻的溫度上升，RT變小，A端的電壓低到某一值時，Y端會