新教材2021-2022學(xué)年物理粵教版選擇性必修第二冊(cè)課后訓(xùn)練 16 傳感器及其工作原理含答案

課后素養(yǎng)落實(shí)（十六）傳感器及其工作原理

（建議用時(shí)：40分鐘）

［4組基礎(chǔ)鞏固練］

題組一傳感器的原理和分類

i.關(guān)于傳感器，下列說法中正確的是（）

A.所有傳感器都是由半導(dǎo)體材料制成的

B.金屬材料也可以制成傳感器

C.傳感器通過感知電壓的變化來傳遞信息

D.以上說法都不正確

B［只要能把非電學(xué)量帶換成電學(xué)量的裝置就可以叫傳感器。制成傳感器

的材料不一定是半導(dǎo)體材料，如電熨斗中的雙金屬片就是由金屬材料制成的，

所以A錯(cuò)誤，B正確；傳感器不僅可以通過感知電壓的變化來傳遞信息，還可

以通過感知電容、電流、電阻等變化來傳遞信息，所以C錯(cuò)誤；由以上分析可

知，D錯(cuò)誤。］

2.關(guān)于傳感器，下列說法正確的是（）

A.傳感器能將非電學(xué)量按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成電學(xué)量

B.金屬熱電阻是一種可以將電學(xué)量轉(zhuǎn)換為熱學(xué)量的傳感器

C.話筒中的傳感器將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲信號(hào)

D.半導(dǎo)體熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而增大

A［傳感器能將非電學(xué)量按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成電學(xué)量，選項(xiàng)A正確；金屬熱

電阻是一種可以將熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的傳感器，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；話筒中的傳感

器將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；一般半導(dǎo)體熱敏電阻在溫度升高時(shí)，

電阻會(huì)變小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。］

3.下列有關(guān)傳感器的說法正確的是（）

A.話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲信號(hào)

B.樓梯口的電燈開關(guān)裝的兩種傳感器是熱敏電阻和光敏電阻

C.電子秤所使用的測(cè)力裝置是力傳感器

D.半導(dǎo)體熱敏電阻常用作溫度傳感器，因?yàn)闇囟仍礁?，它的電阻值越?/p>

C［話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，則A

錯(cuò)誤；樓梯口的電燈開關(guān)裝的兩種傳感器是聲敏電阻和光敏電阻，則B錯(cuò)誤；

電子秤所使用的測(cè)力裝置是力傳感器，則C正確；半導(dǎo)體熱敏電阻常用作溫度

傳感器，因?yàn)闇囟仍礁?，它的電阻值越小，則D錯(cuò)誤。］

4.隨著生活質(zhì)量的提高，自動(dòng)干手機(jī)己經(jīng)進(jìn)入家庭，洗手后將濕手靠近，

機(jī)內(nèi)的傳感器就開通電熱器加熱，有熱空氣從機(jī)內(nèi)噴出，將濕手烘干，手靠近

干手機(jī)能使傳感器工作，是因?yàn)椋ǎ?/p>

A.改變溫度B.改變濕度

C.改變磁場(chǎng)D.改變電容

D［干手機(jī)是一個(gè)電容器，當(dāng)手靠近時(shí)，手上有水，手就變成了導(dǎo)體，在

電容器中放入導(dǎo)體，改變了電容器的電容，電路中電容改變，干手機(jī)開始工作，

故選D。］

題組二光敏電阻和熱敏電阻的特性

5.（多選）如圖是測(cè)試熱敏電阻A的實(shí)驗(yàn)電路圖，滑動(dòng)變阻器已調(diào)節(jié)到某一

適當(dāng)?shù)闹?。?shí)驗(yàn)中觀察到當(dāng)溫度升高時(shí)燈更亮，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析正確的有（）

R

機(jī)

-&J-

A.溫度升高，電路中的電流減小

B.溫度升高，電路中的電流增大

C.溫度升高，熱敏電阻的阻值增大

D.溫度升高，熱敏電阻的阻值減小

BD［當(dāng)溫度升高時(shí)，電路中的熱敏電阻的阻值減小，由閉合電路歐姆定律

可知：電路中的電流增大，導(dǎo)致燈泡變亮。］

6.（多選）2007年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了法國(guó)和德國(guó)的兩位科學(xué)家，以表

彰他們發(fā)現(xiàn)“巨磁電阻效應(yīng)”?；诰薮烹娮栊?yīng)開發(fā)的用于讀取硬盤數(shù)據(jù)的

技術(shù)，被認(rèn)為是納米技術(shù)的第一次真正應(yīng)用，在下列有關(guān)其他電阻應(yīng)用的說法

中，正確的是（）

A.熱敏電阻可應(yīng)用于溫度測(cè)控裝置中

B.光敏電阻是一種光電傳感器

C.電阻絲可應(yīng)用于電熱設(shè)備中

D.電阻在電路中主要起到通過直流、阻礙交流的作用

ABC［熱敏電阻對(duì)溫度很敏感，光敏電阻對(duì)光照很敏感，電阻絲可用于電

加熱，這很常見，所以A、B、C三個(gè)說法均正確；交流電、直流電均可通過電

阻，電阻對(duì)它們均可產(chǎn)生阻礙作用，所以D錯(cuò)誤。］

7.（多選）如圖所示，%、及為定值電阻，L為小燈泡，心為光敏電阻，當(dāng)

照射光強(qiáng)度增大時(shí)（）

A.電壓表的示數(shù)減小

B.&中電流強(qiáng)度增大

C.小燈泡的功率增大

D.電路的路端電壓降低

CD［可按以下流程進(jìn)行解題:

8.（多選）如圖所示是用光敏電阻LDR和燈泡制成的一種簡(jiǎn)易水污染指示

器，下列說法正確的是（）

I-把手

LDR（光敏電阻）

A.嚴(yán)重污染時(shí)，LDR是高電阻

B.輕度污染時(shí)，LDR是高電阻

C.無論污染程度如何，LDR的電阻不變，阻值大小由材料本身因素決定

D.該儀器的使用會(huì)因?yàn)榘滋旌屯砩鲜艿接绊?/p>

AD［嚴(yán)重污染時(shí)，透過污水照到LDR上的光線較少，LDR電阻較大，A

正確，B錯(cuò)誤；LDR由半導(dǎo)體材料制成，受光照影響電阻的阻值會(huì)發(fā)生變化，

C錯(cuò)誤；白天和晚上自然光強(qiáng)弱不同，或多或少會(huì)影響LDR的電阻，D正確。］

題組三霍爾效應(yīng)的應(yīng)用

9.霍爾元件是磁傳感器，是實(shí)際生活中的重要元件之一。如圖所示為長(zhǎng)度

一定的霍爾元件，在該元件中通有方向從E到尸的恒定電流/,現(xiàn)在空間加一豎

直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為&其中元件中的載流子為帶負(fù)電的電荷。

則下列說法正確的是（）

TXx>

：/^\B

A.該元件能把電學(xué)量轉(zhuǎn)化為磁學(xué)量

B.左表面的電動(dòng)勢(shì)高于右表面

C.如果用該元件測(cè)赤道處的磁場(chǎng)，應(yīng)保持平面呈水平狀態(tài)

D.如果在霍爾元件中的電流大小不變，則左右表面的電勢(shì)差與磁場(chǎng)的磁感

應(yīng)強(qiáng)度成正比

D［霍爾元件能夠把磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，A錯(cuò)誤；由于元件中的載流子

為帶負(fù)電的電荷，則負(fù)電荷的運(yùn)動(dòng)方向由P到四，由左手定則可知負(fù)電荷向左

表面偏轉(zhuǎn)，則右表面的電勢(shì)高，B錯(cuò)誤；如果用該元件測(cè)赤道處的磁場(chǎng)，由于地

磁場(chǎng)與水平面平行，因此如果霍爾元件的平面保持水平，則無電壓產(chǎn)生，C錯(cuò)誤;

根據(jù)*得，U=Bdv,由電流的微觀定義式（〃是單住體積內(nèi)的導(dǎo)

電粒子數(shù)，q是單個(gè)導(dǎo)電粒子所帶的電量，S是導(dǎo)體的橫截面積，v是導(dǎo)電粒子

運(yùn)動(dòng)的速度）整理得。=七，聯(lián)立解得U=黑,可知用霍爾元件可以測(cè)量地磁

場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，保持電流不變，則左右表面的電勢(shì)差與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比，D

正確。］

［8組素養(yǎng)提升練］

10.如圖所示是一火警報(bào)警器的一部分電路示意圖，其中&為用NTC半

導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，電流表為值班室的顯示器，。、b之間接報(bào)警器，

當(dāng)傳感器及所在處出現(xiàn)火情時(shí)，顯示器的電流/、報(bào)警器兩端的電壓U的變化

情況是（）

A.1變大，U變大B./變小，U變小

C./變小，U變大D./變大，U變小

B［當(dāng)&處出現(xiàn)火情時(shí)，NTC熱敏材料制成的傳感器的電阻將減小，則此

時(shí)電路中的總電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知：外電路電壓將減小，〃減??；

電路中的總電流增大，所以島上的電壓增大，顯示器兩端的電壓將減小，電流

/減小，B正確。］

1L（多選）如圖所示，品為熱敏電阻，R為光敏電阻，出和用均為定值電

阻，電源電動(dòng)勢(shì)為瓦內(nèi)阻為「，V為理想電壓表，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大，可

能的原因是（）

一?一熱敏電阻

光敏電阻口

第2

A.熱敏電阻溫度升高，其他條件不變

B.熱敏電阻溫度降低，其他條件不變

C.光照減弱，其他條件不變

D.光照增強(qiáng)，其他條件不變

AC［熱敏電阻溫度升高，其阻值減小，外電路的總電阻減小，總電流增大,

路端電壓減小，故通過光敏電阻的電流減小，則通過/?3的電流增大，電壓表的

示數(shù)增大，A正確；熱敏電阻溫度降低時(shí)，其阻值增大，外電路總電阻增大，總

電流減小，路端電壓隨之增大，通過光敏電阻的電流增大，所以通過熱敏電阻

的電流減小，電壓表的讀數(shù)減小，B錯(cuò)誤；光照減弱，光敏電阻的阻值增大，外

電路總電阻增大，路端電壓增大，則電壓表的示數(shù)增大，C正確；光照增強(qiáng)，光

敏電阻的阻值減小，外電路總電阻減小，路端電壓減小，則電壓表的示數(shù)減小，

D錯(cuò)誤。］

12.溫度傳感器廣泛應(yīng)用于室內(nèi)空調(diào)、電冰箱和微波爐等家用產(chǎn)品中，它

是利用熱敏電阻的阻值隨溫度的變化而變化的特性工作的。如圖甲中，電源的

電動(dòng)勢(shì)E=9.0V,內(nèi)電阻可忽略不計(jì)；G為靈敏電流表，內(nèi)阻&保持不變；R

為熱敏電阻，其電阻值與溫度的變化關(guān)系如圖乙的R"圖線所示，閉合開關(guān)，當(dāng)

K的溫度等于120C時(shí)，電流表示數(shù)人=3mA,求：

(1)電流表G的內(nèi)阻R；

(2)當(dāng)電流表的示數(shù)上=1.8mA時(shí)，熱敏電阻K的溫度。

［詳細(xì)分析］(1)由題圖乙知熱敏電阻A的溫度在120c對(duì)，電阻為2k。，

閉合電路的電流為Zi=3mA

根據(jù)閉合電路歐姆定律得：

R產(chǎn),_R=(3x；o-3-2X103)12=10000

(2)當(dāng)電流計(jì)的示數(shù)/2=L8mA時(shí)

K=，一&=(而養(yǎng)尸-1X103)￡2=4000￡1

由題圖乙可知當(dāng)熱敏電阻R阻值為4000C時(shí)的溫度為20℃

［答案］(1)1000C(2)20℃

13.如圖所示為一種加速度儀的示意圖。質(zhì)量為m的振子兩端連有勁度系

數(shù)均為A的輕彈簧，電源的電動(dòng)勢(shì)為E,不計(jì)內(nèi)阻，滑動(dòng)變阻器的總阻值為R,

有效長(zhǎng)度為L(zhǎng),系統(tǒng)靜止時(shí)滑動(dòng)觸頭位于滑動(dòng)變阻器正中間，這時(shí)電壓表指針恰

好在刻度盤正中間。求：

(p

—r~^—

R

~N?~~