2022版新高考一輪物理江蘇專用課后練習(xí)：34 傳感器的工作原理及應(yīng)用

課后素養(yǎng)落實（三十四）傳感器的工作原理

及應(yīng)用

建議用時：45分鐘

［4組基礎(chǔ)鞏固練］

i.關(guān)于傳感器的下列說法正確的是（）

A.所有傳感器的材料都是由半導(dǎo)體材料做成的

B.金屬材料也可以制成傳感器

C.傳感器主要是通過感知電壓的變化來傳遞信號的

D.以上說法都不正確

BI半導(dǎo)體材料可以制成傳感器，其他材料也可以制成傳感器，如金屬氧化

物氧化鏤就可以制成溫度計，所以選項A錯誤，選項B正確；傳感器不但能感知

電壓的變化，還能感受力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量的變化，所以選

項C錯誤。］

2.有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件，將這三只元件分別接入如圖

所示電路中的A、B兩點后，用黑紙包住元件或者把元件置入熱水中，觀察歐姆

表的示數(shù)，下列說法中正確的是（）

歐姆表

o4oB

A.置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大的一定是金屬熱電

阻

B.置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變化的一定是定值電阻

C.用黑紙包住與不用黑紙包住相比，歐姆表示數(shù)變化較大的一定是光敏電阻

D.用黑紙包住與不用黑紙包住相比，歐姆表示數(shù)相同的一定是定值電阻

C［熱敏電阻的阻值隨溫度的變化而變化，定值電阻和光敏電阻的阻值不隨

溫度發(fā)生變化，故A、B錯誤；光敏電阻的阻值隨光照的變化而變化，而定值電

阻和熱敏電阻的阻值不隨光照的變化而變化，故C正確，D錯誤。］

3.如圖所示，將一光敏電阻連入多用電表兩表筆上，將多用電表的選擇開關(guān)

置于歐姆擋，用光照射光敏電阻時表針的偏角為仇現(xiàn)用手掌擋住部分光線，表針

的偏角變?yōu)橄?，則可判斷（）

S

A.Of=OB.0f<0

C.0f>0D,不能確定夕和〃'的關(guān)系

B［光敏電阻的阻值隨光照強度的增強而減小，開始時有光照射，光敏電阻

的阻值較小，當(dāng)手掌擋住部分光線時，光敏電阻的阻值增大，因為歐姆表的零刻

度在表盤的右側(cè)，所以歐姆表測電阻時，阻值越大，指針偏角越小，所以選項B

正確。］

4.如圖所示，某居民小區(qū)門口利用光敏電阻設(shè)計的行人監(jiān)控裝置，M為光敏

電阻，及為定值電阻，A、3接監(jiān)控裝置。則（）

f：I--X-A

趴1r

A.當(dāng)有人通過而遮蔽光線時，A、〃之間電壓升高

B.當(dāng)有人通過而遮蔽光線時，A、3之間電壓降低

C.當(dāng)僅增大Q的阻值時，可增大A、5之間的電壓

D.當(dāng)僅減小心的阻值時，可增大A、〃之間的電壓

B［Ri是光敏電阻，有光照射時，阻值變小，當(dāng)有人通過而遮蔽光線時，Ri

的阻值變大，回路中的電流/減小，A、3間的電壓減小，故A錯誤，B

正確；當(dāng)僅增大拈的阻值時，電路中的電流減小，A、3間的電壓減小，

C錯誤；由閉合電路歐姆定律得：U=E-I（Ri+r）9當(dāng)僅減小&的阻值時，電路

中的電流增大，4、B間的電壓U減小，故D錯誤。］

5.如圖所示為熱敏電阻和金屬熱電阻的電阻值隨溫度7變化的圖線，下列說

法正確的是（）

A.圖線1是熱敏電阻的R"圖線，它是用絕緣材料制成的

B.圖線2是熱敏電阻的R"圖線，它可以用半導(dǎo)體材料制成

C.圖線1的材料化學(xué)穩(wěn)定性好，測溫范圍大，靈敏度高

D.圖線2的材料化學(xué)穩(wěn)定性差，測溫范圍大，靈敏度低

B［熱敏電阻由半導(dǎo)體材料制成，金屬熱電阻由金屬制成，由圖知1為金屬

熱電阻，2為熱敏電阻，故A錯誤，B正確。與熱敏電阻相比，金屬熱電阻的化

學(xué)穩(wěn)定性好，測溫范圍大，但靈敏度差，故C、D錯誤。］

6.如圖所示是自動調(diào)溫式電熨斗的結(jié)構(gòu)圖，下列說法不正確的是（）

雙金屬片熱絲°

A.常溫時上下觸點是接觸的

B.雙金屬片溫度升高時，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80c即斷開電源，現(xiàn)要求60C斷開電源，應(yīng)使調(diào)溫旋鈕

下移一些

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

C［常溫工作時，上下觸點是接通的；當(dāng)溫度升高時，上層金屬片形變大，

向下彎曲，切斷電源；要使切斷電源時的溫度升高，則應(yīng)使調(diào)溫旋鈕下移一些，A、

B、D正確，C錯誤。］

7.某電容式話筒的原理示意圖如圖所示，￡為電源，K為電阻，薄片尸和。

為兩金屬極板，對著話筒說話時，尸振動而。可視為不動，在P、。間距增大過

程中（）

A.尸、。構(gòu)成的電容器的電容增大

B.尸上電荷量保持不變

C.M點的電勢比N點的低

D.M點的電勢比N點的高

D［薄片尸和。為兩金屬極板，構(gòu)成平行板電容器，由。=藝興可知，當(dāng)P、

。間距增大過程中即d增大，電容C減小，A錯誤。電容器始終與電源連接，兩

極板電壓不變。據(jù)電容的定義式C=￡知電荷量減少，B錯誤。。板上的正電荷流

向M點經(jīng)N點到電源正極，故9M>°,v,C錯誤，D正確。］

8.某儀器內(nèi)部的電路如圖所示，其中M是一個質(zhì)量較大的金屬塊，左右兩

端分別與金屬絲制作的彈簧相連，并套在光滑水平細桿上，當(dāng)金屬塊處于平衡時

兩根彈簧均處于原長狀態(tài)，此時兩燈均不亮。若將該儀器固定在一輛汽車上，則

下列說法正確的是()

--------ZE---------

乙甲麗］向

M

A.當(dāng)汽車加速前進時，甲燈亮

B.當(dāng)汽車勻速前進時，乙燈亮

C.當(dāng)汽車剎車時，甲燈亮

D.當(dāng)汽車剎車時，乙燈亮

C［汽車加速前進時，〃與左邊觸點接觸，乙燈亮，所以A錯誤；當(dāng)汽車勻

速前進時，M不會左右移動，兩燈均不亮，所以B錯誤；當(dāng)汽車剎車時，M與右

邊觸點接觸，甲燈亮，所以C正確，D錯誤。］

9.(2020?山東高三一模)熱敏電阻包括正溫度系數(shù)電阻器(PTC)和負溫度系數(shù)

電阻器(NTC),正溫度系數(shù)電阻器的電阻值隨溫度升高而增大，負溫度系數(shù)電阻器

的電阻值隨溫度升高而減小，由于熱敏電阻具有這種特性，常用在控制電路中，

其電學(xué)符號為#。實驗室里有一只熱敏電阻品，它在常溫下阻值約為10C,現(xiàn)

要探究通過該電阻的電流與其兩端電壓的關(guān)系，實驗室里備有下列器材：

電流表A1,量程100mA,內(nèi)阻約為1。

電流表Az,量程L2A,內(nèi)阻約為0?3。

電壓表Vi,量程3V,內(nèi)阻約為3k。

電壓表V2,量程10V,內(nèi)阻約為10k。

滑動變阻器最大阻值為50

滑動變阻器最大阻值為500。

電源E,電動勢為12V,內(nèi)阻不計

開關(guān)、導(dǎo)線若干

(1)實驗中要求通過熱敏電阻區(qū)的電流從0開始逐漸增大，根據(jù)所提供的器材,

請你設(shè)計實驗電路，并將電路圖畫在答題紙指定的方框內(nèi):

(2)實驗時，電流表應(yīng)選_______,電壓表應(yīng)選_______,滑動變阻器應(yīng)選

;(選填器材代號)

(3)根據(jù)實驗測得數(shù)據(jù)描繪出熱敏電阻的U-L關(guān)系曲線如圖所示，該熱敏電

阻屬于熱敏電阻(選填“PTC”或“NTC”)；將該熱敏電阻與電動勢為6

V、內(nèi)阻為3。的電源組成回路，則該熱敏電阻消耗的電功率為Wo

［解析］(1)要求通過熱敏電阻用的電流從0開始逐漸增大，滑動變阻器應(yīng)用

分壓式，由于熱敏電阻的阻較小，則電流表應(yīng)用外接法，故電路圖如圖所示

(2)常溫下熱敏電阻的電流為/=而A=1.2A則電流表應(yīng)選A2；

由于電源電動勢為12V,則電壓表應(yīng)選V2；

要求通過熱敏電阻用的電流從0開始逐漸增大，滑動變阻器應(yīng)用分壓式，所

以滑動變阻應(yīng)選總阻值較小的即為心。

(3)由UU圖象可知，熱敏電阻的阻值隨電流或電壓的增大而減小，即隨溫度

的增大而減小，所以該熱敏電阻屬于NTC,熱敏電阻與電源組成回路則有U=E

-Irf即為U=6-3/;

將此圖象畫入熱敏電阻的UU圖象中如圖

UN

00.20.40.60.81.0//A

兩圖線的交點即為熱敏電阻的工作點，由圖可知，電壓U=4.5V,電流/=

0.5A,

故該熱敏電阻消耗的電功率為。=U/=4.5X0.5W=2.25W。

［答案I(1)見解析(2)A2V2Ri⑶NTC2.25

［B組素養(yǎng)提升練］

10.為了保證汽車剎車時車輪不被抱死，使車輪仍有一定的滾動而不是純滑

動，這樣既可以提高剎車效果，又不使車輪失去控制。為此需要一種測定車輪是

否還在轉(zhuǎn)動的裝置，這種檢測裝置稱為電磁脈沖傳感器，如果該裝置檢測出車輪

不再轉(zhuǎn)動，它就會自動放松剎車機構(gòu)，讓車輪仍保持轉(zhuǎn)動狀態(tài)，這就是ABS防抱

死系統(tǒng)。如圖是電磁脈沖傳感器示意圖，B是一根永久磁體，外面繞有線圈，它

們的左端靠近一個鐵質(zhì)齒輪4。齒輪與轉(zhuǎn)動的車輪是同步的，則以下說法正確的

是()

永久

磁體

輸出

電流

A.車輪轉(zhuǎn)動時，由于齒輪在永久磁體的磁場中切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流

B.車輪轉(zhuǎn)動時，由于齒輪被磁化使線圈中的磁場發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流

C.車輪轉(zhuǎn)速減慢時，輸出電流的周期變小，電流強度也變小

D.車輪轉(zhuǎn)速減慢時，輸出電流的周期變大，電流強度也變大

B［此傳感器是利用線圖中磁通量的變化產(chǎn)生感應(yīng)電流的原理來實現(xiàn)檢測

的。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動時，帶動齒輪轉(zhuǎn)動。相當(dāng)于將鐵塊插入和拔出線圈，從而使線圈

中磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項A錯誤，B正確；當(dāng)車輪轉(zhuǎn)速減慢時，

線圈中磁通量的變化減慢，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的周期變大，由七=瞽可知，電流強

度變小，故選項C、D錯誤。］

11.如圖所示為某商廈安裝的光敏電阻自動計數(shù)器的示意圖。其中A為光源,

5為由電動機帶動勻速運行的自動扶梯，拈為光敏電阻，Rz為定值電阻。每當(dāng)扶

梯上有顧客經(jīng)過，擋住由A射向R的光線時，計數(shù)器就計數(shù)一次。此計數(shù)器的基

本工作原理是（）

A.當(dāng)有光照射拈時，信號處理系統(tǒng)獲得低電壓

B.當(dāng)無光照射R時，信號處理系統(tǒng)獲得高電壓

C.信號處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計數(shù)一次

D.信號處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計數(shù)一次

C［當(dāng)光線照射Ri時，Ri阻值減小，Rs減小，由歐姆定律得，=圣，且電源

K

電壓不變，電路中的電流增大，&是定值電阻，U1=IR19&兩端電壓增大，信號

處理系統(tǒng)獲得高電壓，A錯誤。當(dāng)有人時信號系統(tǒng)計數(shù)，即沒有光照時獲得低電

壓就計數(shù)，故B、D錯誤，C正確。］

12.傳感器擔(dān)負著采集信息的任務(wù)，在自動控制中發(fā)揮著重要作用，傳感器

能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹浚ㄈ鐪囟?、光、聲等）轉(zhuǎn)換成便于測量的量（通常是電學(xué)量）。

例如熱敏傳感器，主要是應(yīng)用了半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻。熱敏電阻的阻值隨

溫度變化的圖線如圖甲所示，圖乙是由熱敏電阻用作為傳感器制作的簡單自動報

警器的線路圖。則下列說法正確的是（）

A.為了使溫度過高時報警器響鈴，c應(yīng)接在。處

B.為了使溫度過高時報警器響鈴，c應(yīng)接在b處

C.若使啟動報警的溫度提高些，應(yīng)將滑動變阻器的滑片產(chǎn)向右移動

D.如果在調(diào)試報警器達到最低報警溫度時，無論如何調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片

P都不能使報警器工作，且電路連接完好，各電路元件都能處于工作狀態(tài)，則造

成工作電路不能正常工作的原因可能是乙圖中左邊電源電壓太高

A［由熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖線可知，溫度升高，電阻減小，電流

增大，電磁鐵的引力增加，吸引黃片向。運動，所以A正確，B錯誤；若使啟動

報警的溫度提高些，即熱敏電阻阻值再小些，則滑動變阻器的阻值應(yīng)再大些，滑

片尸點應(yīng)向左移動，C錯誤；造成工作電路不能正常工作的原因可能是題圖乙中

左邊電源電壓太低，或者線圈的匝數(shù)太少，或者彈簧的勁度系數(shù)太大等，所以D

錯誤。］

13.如圖甲所示是某同學(xué)探究熱敏電阻阻值隨溫度的變化規(guī)律時設(shè)計的電路

圖。

(1)根據(jù)電路圖，在圖乙的實物上連線。

甲乙

(2)通過實驗，他得到了該熱敏電阻的伏安特性曲線如圖丙所示，由圖可知,

熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而。

//mA

丙丁

(3)他將這個熱敏電阻接入如圖丁所示的電路中，已知電源電壓為9V,內(nèi)阻

不計，肥=300,內(nèi)阻不計的毫安表讀數(shù)為500mA,則Q的阻值為。

［解析］(2)由熱敏電阻的伏安特性曲線可知：隨電流、電壓的增大(即功率增

大，溫度升高)，曲線斜率也增大，因此電阻阻值減小。

(3)電源內(nèi)阻不計，則通過M的電流

E9

八=京=而A=300mA,

通過&和R的電流

/2=/A—/i=500mA—300mA=200mA,

由K的伏安特性曲線可以讀出，當(dāng)12=200mA時，K兩端的電壓U=4V,

則

凡兩端的電壓S=E-U=5V,

所以&=貸=200以0-3。=25

［答案］(1)連接實物圖如圖所示

(2)減小(3)25。

14.如圖甲所示是一種自動測定油箱內(nèi)油面高度的裝置。其中K是滑動變阻

器，阻值范圍是0?100C,它的金屬滑片是杠桿的一端，油量表是由電流表改裝

而成的，實際是量程為。?(