2022-2023學(xué)年人教版高二物理專項(xiàng)復(fù)習(xí)：認(rèn)識(shí)傳感器

專題5.1認(rèn)識(shí)傳感器

【人教版】

【題型1干簧管】..........

【題型2紅外線傳感器】……

【題型3電化學(xué)傳感器】…….

【題型4聲傳感器】.......

【題型5各種傳感器的區(qū)分】

【題型6涉及彈簧的傳感器】

【題型7溫度傳感器】.....

【題型8電容式傳感器】…?…

。如聲,1二

【題型1干簧管】

【例1】（1）如圖甲所示為某賓館的房卡，只有把房卡插入槽中，房間內(nèi)的燈和插座才會(huì)有

電.房卡的作用相當(dāng)于一個(gè)（填電路元件名稱）接在干路上.

（2）如圖乙所示，當(dāng)房客進(jìn)門時(shí)，只要將帶有磁鐵的卡P插入盒子。中，這時(shí)由于磁鐵吸引

簧片，開關(guān)8就接通，通過繼電器J使整個(gè)房間的電器的總開關(guān)接通，房客便能使用室內(nèi)

各種用電器.當(dāng)繼電器工作時(shí)，c、d相吸，a、b便接通.請你將各接線端1、2、3、4、5、

6、7、8、9、10適當(dāng)?shù)剡B接起來，構(gòu)成正常的電門卡電路.

U

■o?O-----O]

220V

答案（1）開關(guān)（2）見解析圖

解析（1）房卡可以控制房間內(nèi)的燈和插座，不插入槽中，房間內(nèi)所有的燈和插座都不工作,

所以房卡相當(dāng)于干路上的開關(guān).

（2）將開關(guān)8與電源E、線圈連成一個(gè)回路；將三個(gè)燈泡所在電路與交流電源接成回路，即

按8—7,4—5,6—9,1—3,2—10連接起來，構(gòu)成正常的電門卡電路如圖所示.

【變式1-1］（多選）如圖所示,干簧管放在磁場中時(shí)兩個(gè)舌簧能被磁化。關(guān)于干簧管，下列

說法正確的是（）

IN|S|

——0-----d——

A.干簧管接入電路中相當(dāng)于電阻的作用

B.干簧管是根據(jù)熱脹冷縮的原理制成的

C.干簧管接入電路中相當(dāng)于開關(guān)的作用

D.干簧管是作為電控元件以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的

答案:CD

解析:干簧管能感知磁場，因?yàn)閮蓚€(gè)舌簧由軟磁性材料制成，當(dāng)周圍存在磁場時(shí),兩個(gè)舌簧被

磁化,就會(huì)相互吸引，所以是作開關(guān)來使用，作為控制元件以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的,選項(xiàng)C、D正確。

【變式1-2】圖甲為一種家用門磁防盜報(bào)警器，由磁條和主機(jī)組成，門窗均可使用。乙圖為

其簡化示意圖，安裝時(shí)，將磁條固定在門框上，主機(jī)安裝在與其等高的門板邊緣，門關(guān)上時(shí),

兩者剛好靠在一起。當(dāng)主機(jī)開關(guān)閉合時(shí)，若門被打開，磁條與主機(jī)分離，主機(jī)內(nèi)的觸發(fā)器就

會(huì)工作，帶動(dòng)報(bào)警器發(fā)出報(bào)警聲。下列有關(guān)說法正確的是（）

IHUH-----

觸

發(fā)

U器

甲乙

A.觸發(fā)器內(nèi)是一個(gè)開關(guān)，當(dāng)主機(jī)與磁條靠近時(shí),開關(guān)是斷開的

B.觸發(fā)器可以由銅制成

C.磁條的兩極對調(diào)后，該報(bào)警器不能正常工作

D.本裝置是利用電流的磁效應(yīng)工作的

【答案】A

【解析】關(guān)上時(shí)，磁條與主機(jī)剛好靠在一起，此時(shí)報(bào)警器不工作，說明電路是斷開的；當(dāng)主

機(jī)開關(guān)閉合時(shí)，若門被打開，磁條與主機(jī)分離，主機(jī)內(nèi)的觸發(fā)器就會(huì)工作，帶動(dòng)報(bào)警器發(fā)出

報(bào)警聲，說明此時(shí)觸發(fā)器內(nèi)開關(guān)是閉合的，選項(xiàng)A正確；觸發(fā)器與磁條之間存在磁力的作

用，所以觸發(fā)器不可能是銅制成的，因?yàn)殂~沒有磁性，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；無論磁條哪個(gè)磁極靠近

觸發(fā)器，都存在磁力作用，所以兩極對調(diào)后，該報(bào)警器仍能正常工作，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

本裝置是利用磁體能夠吸引磁性物體的特點(diǎn)工作的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

【變式1-3】把光敏電阻（光照越強(qiáng)，阻值越?。┙尤肴鐖D所示電路，制成光電報(bào)警裝置。

閉合開關(guān)，當(dāng)光照達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，報(bào)警器的蜂鳴器發(fā)聲，下列說法正確的是（）

干簧管?——三

光敏電阻R

A.干簧管應(yīng)用了電磁感應(yīng)原理

B.增大電阻箱R的阻值，報(bào)警器在光照更強(qiáng)時(shí)才會(huì)報(bào)警

C.增加電源B的電動(dòng)勢，報(bào)警器在光照更強(qiáng)時(shí)才會(huì)報(bào)警

D.增加電源A的電動(dòng)勢，報(bào)警器在光照更強(qiáng)時(shí)才會(huì)報(bào)警

【答案】B

【解析】干簧管上的線圈通電形成的磁場使簧片磁化時(shí)，簧片的觸點(diǎn)部分就會(huì)被磁力吸引，

當(dāng)吸引力大于簧片的彈力時(shí)，常開接點(diǎn)就會(huì)吸合；當(dāng)磁力減小到一定程度時(shí)，接點(diǎn)被簧片的

彈力打開。則干簧管是利用磁極間的相互作用來控制電路的通斷，故A錯(cuò)誤；線圈中電流

不變，總電阻不變，增大電阻箱R的阻值，光敏電阻變小，報(bào)警器在光照更強(qiáng)時(shí)才會(huì)報(bào)警,

故B正確；線圈中電流不變，增加電源B的電動(dòng)勢，電路中總電阻變大，光敏電阻變大，

報(bào)警器在光照更弱時(shí)才會(huì)報(bào)警，故C錯(cuò)誤；增加電源A的電動(dòng)勢，不影響線圈中電流，報(bào)

警器在原光照強(qiáng)度時(shí)會(huì)報(bào)警，故D錯(cuò)誤。

【題型2紅外線傳感器】

【例2】為了做好新冠疫情防控工作，小區(qū)物業(yè)利用紅外測溫儀對出入人員進(jìn)行體溫檢測。

紅外測溫儀是一種利用紅外線來測量體溫的設(shè)備，被測人員輻射出的紅外線可被測溫儀捕

捉，并轉(zhuǎn)變成電信號。下列與紅外測溫儀屬于同類傳感器的是（）

A.飲水機(jī)中自動(dòng)控制加熱和保溫的溫控器

B.走廊照明燈的聲控開關(guān)

C.火災(zāi)紅外報(bào)警器

D.電子體重計(jì)的壓力傳感裝置

解析：選C,溫度測溫儀使用的是紅外線傳感器，實(shí)際上就是傳感器把光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?/p>

的過程，飲水機(jī)中自動(dòng)控制加熱和保溫的溫控器使用的是溫度傳感器，走廊照明燈的聲控開

關(guān)使用的是聲音傳感器，電子計(jì)重計(jì)的壓力傳感器裝置使用的是壓力傳感器，火災(zāi)紅外報(bào)警

器使用的是紅外線傳感器。故選C。

【變式2-1】下列有關(guān)傳感器敘述，正確的是（）

A.交警使用的酒精測試儀是一種物理傳感器，是靠吹氣的壓力來工作

B.紅外線傳感器是靠接收發(fā)熱物體發(fā)出的紅外線來工作

C.紅外線傳感器就是溫度傳感器

D.傳感器是將電學(xué)量轉(zhuǎn)換成非電學(xué)量的一種元件

【答案】B

【解析】交警使用的酒精測試儀主要目的是測量酒精度，它是酒精氣體傳感器，它的阻值隨

酒精濃度的變化而變化，不是利用壓力工作的，故A錯(cuò)誤；紅外線傳感器是靠接收發(fā)熱物

體發(fā)出的紅外線來工作，故B正確；紅外線傳感器是靠接收發(fā)熱物體發(fā)出的紅外線來工作,

不是溫度傳感器，故C錯(cuò)誤；傳感器是將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的一種元件，故D錯(cuò)誤。

故選Bo

【變式2-2］（多選）隨著生活質(zhì)量的提高，自動(dòng)干手機(jī)已進(jìn)入家庭，洗手后，將濕手靠近

自動(dòng)干手機(jī)，機(jī)內(nèi)的傳感器便驅(qū)動(dòng)電熱器加熱，使熱空氣從機(jī)內(nèi)吹出，將濕手烘干。某型號

干手機(jī)的說明書中有如下一段文字：

功能與特點(diǎn)：

團(tuán)采用紅外線感應(yīng)原理，即感應(yīng)即動(dòng)作，衛(wèi)生、方便；

回超高溫保護(hù)，即過熱、過電流雙重保護(hù)；

團(tuán)采用內(nèi)熱式的再循環(huán)原理，低噪音、高轉(zhuǎn)速、烘干能力強(qiáng)；

團(tuán)高強(qiáng)度塑鋼外殼，牢固可靠，美觀大方。

據(jù)此可判斷（）

A.該自動(dòng)干手機(jī)內(nèi)裝有由溫度傳感器組成的保護(hù)電路

B.該自動(dòng)干手機(jī)靠位移傳感器來感知使用者手的靠近

C.該自動(dòng)干手機(jī)消耗的電能轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能及動(dòng)能

D.該自動(dòng)干手機(jī)靠紅外線傳感器來感知使用者手的靠近

【答案】ACD

【解析】由說明書中“功能與特點(diǎn)"的第二項(xiàng)可知，該自動(dòng)干手機(jī)具有過熱保護(hù)功能，其中必

然用溫度傳感器來感知溫度，溫度過高時(shí)自動(dòng)控制電路斷開，選項(xiàng)A正確；由說明書中“功

能與特點(diǎn)”的第一項(xiàng)可知，B錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確；由能量守恒定律知，選項(xiàng)C正確。

故選ACD?

【變式2-3】以下物品是傳感器在日常生活中的一些應(yīng)用。下列說法正確的是（）

測溫槍電子秤指紋識(shí)別器煙霧散射火災(zāi)報(bào)警器

A.測溫槍是應(yīng)用紅外線傳感器測量體溫

B.電子秤是應(yīng)用光敏傳感器稱量物品質(zhì)量

C.指紋識(shí)別器是應(yīng)用壓力傳感器來識(shí)別指紋

D.煙霧散射火災(zāi)報(bào)警器是應(yīng)用聲傳感器實(shí)現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警

【答案】A

【解析】因?yàn)橐磺形矬w均能發(fā)出紅外線，因此使用紅外線進(jìn)行檢測體溫，故A正確；電子

秤是應(yīng)用壓敏傳感器稱量物品質(zhì)量，故B錯(cuò)誤；指紋識(shí)別器是應(yīng)用電容或光學(xué)傳感器來識(shí)別

指紋，故C錯(cuò)誤；煙霧散射火災(zāi)報(bào)警器是應(yīng)用光傳感器實(shí)現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警，故D錯(cuò)誤。

【題型3電化學(xué)傳感器】

［例3］我國規(guī)定駕駛員的血液酒精含量達(dá)到20mg/m“含20mg/n?)屬于酒駕，達(dá)到80

mg/m“含80mg/m')屬于醉駕。半導(dǎo)體型呼氣酒精測試儀采用氧化錫半導(dǎo)體作為傳感器。圖

甲是該測試儀的原理圖，圖中電源電動(dòng)勢為4.8V,內(nèi)阻可忽略不計(jì)；電壓表V量程為5V,內(nèi)

阻很大;定值電阻尼的阻值為60Q;實(shí)驗(yàn)測得酒精氣體傳感器泥的電阻值隨酒精氣體濃度變

化的關(guān)系曲線如圖乙所示。

占

xI

/?)?傳感器

乙

(1)醉駕時(shí)吊的阻值小于等于Q。

（2）按圖甲所示電路圖把電壓表改裝成酒精濃度表，則酒精氣體濃度為0的刻度線應(yīng)刻在電

壓刻度線為V處;剛好醉駕時(shí)應(yīng)刻在電壓刻度線為V處。（計(jì)算結(jié)果取三

位有效數(shù)字）

答案：（1）30（2）2.403.20

解析：（1）醉駕時(shí)血液酒精含量達(dá)到80mg/m3,由題圖乙可知，兄的阻值小于等于30Q。

（2）按題圖甲所示電路圖把電壓表改裝成酒精濃度表,則酒精氣體濃度為。時(shí)，電阻尼阻值最

大，為60。，此時(shí)如二竺2-="受V=2.40V

%+&60+60

則刻度線應(yīng)刻在電壓刻度線為2.40V處。

剛好醉駕時(shí)是’=30Q,此時(shí)

Um'--1,=上"V=3.20V

Rt+R260+30

則應(yīng)刻在電壓刻度線為3.20V處。

【變式3-1】交通警察用來檢測駕駛員酒精含量的檢測器使用的傳感器是（）

A.聲音傳感器B.電化學(xué)傳感器

C.壓力傳感器D.溫度傳感器

【答案】B

【解析】檢測駕駛員酒精含量，與聲音、壓力、溫度無關(guān)，因此選用的是化學(xué)傳感器，故B

正確。故選Bo

【變式3-2】酒精測試儀用于機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)藛T是否酗酒及其他嚴(yán)禁酒后作業(yè)人員的現(xiàn)場檢測。

它利用的是一種二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器，酒精氣體傳感器的電阻隨酒精氣體濃度

的變化而變化。在如圖所示的電路中，酒精氣體的不同濃度對應(yīng)著傳感器的不同電阻。這樣,

電壓表的指針就與酒精氣體濃度有了對應(yīng)關(guān)系。如果二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器電阻

的倒數(shù)與酒精氣體的濃度成正比，那么，電壓表示數(shù)〃與酒精氣體濃度C之間的對應(yīng)關(guān)系正

確的是（）

A.〃越大，表示C越大，。與〃成正比B.〃越大，表示C越小，但是C與〃不成正比

C.〃越大，表示C越小，C與〃成反比D.〃越大，表示。越大，但是C與〃不成反比

解析：選D,設(shè)酒精氣體傳感器電阻為/,酒精氣體傳感器和定值電阻串聯(lián)在電路中，電

壓表測癥兩端的電壓。根據(jù)酒精氣體傳感器的電阻的倒數(shù)與酒精氣體的濃度成正比，得

—=kC

根據(jù)歐姆定律得&-&+R+/+r-p,p,1

PPAQ+---------

kC

整理得

由數(shù)學(xué)知識(shí)知，〃越大，C越大，但兩者不成正比，也不成反比。故D正確。故選D。

【變式3-3】氧化錫傳感器主要用于汽車尾氣中一氧化碳濃度的檢測，它的電阻隨一氧化碳

濃度的變化而變化.在如圖甲所示的電路中，不同的一氧化碳濃度對應(yīng)著傳感器的不同電阻,

這樣，電壓表的指針位置就與一氧化碳濃度有了對應(yīng)關(guān)系，觀察電壓表指針就能判斷一氧化

碳濃度是否超標(biāo).有一種氧化錫傳感器，其技術(shù)資料中給出的是電導(dǎo)（即電阻的倒數(shù)）一CO

濃度曲線，如圖乙所示.在下列表示一氧化碳濃度c與電壓表示數(shù)Uo之間關(guān)系的圖象中正

確的是（）

氧化錫

傳感器

保護(hù)

電阻

co濃度

【答案】D

【解析】由資料中給出的是電導(dǎo)（即電阻的倒數(shù)）一C。濃度曲線可知電導(dǎo)與CO濃度成正比,

co濃度越大，傳感器電阻越小，電路中電流越大，電壓表示數(shù)越大，但是電壓表示數(shù)與co

濃度不是成正比關(guān)系。

【題型4聲傳感器】

【例4】唱卡拉0K用的話筒，內(nèi)有傳感器，其中有一種是動(dòng)圈式的，它的工作原理是在彈

性膜片后面粘接一個(gè)輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場中，當(dāng)聲波使膜片前后振動(dòng)時(shí),

就將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，下列說法正確的是（）

A.該傳感器是根據(jù)電流的磁效應(yīng)工作的

B.該傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的

C.該傳感器的敏感元件是線圈

D.該傳感器的轉(zhuǎn)換元件是永磁體

苔案：B

【變式4-1】一種新型保險(xiǎn)柜安裝有聲紋鎖，只有主人說出事先設(shè)定的暗語才能打開，別人

即使說出暗B語也打不開鎖。這種聲紋鎖辨別主人聲音的依據(jù)是（）

-y

-l

^1u

A.音調(diào)B.音色C.響度D.聲速

【答案】B

【解析】因?yàn)槊總€(gè)人的發(fā)聲音色不同，而聲紋鎖是依據(jù)音色來進(jìn)行判斷的，只能按照設(shè)定的

音色打開，所以主人說出事先設(shè)定的暗語就能打開，故B正確，ACD錯(cuò)誤。

故選Bo

【變式4-2】如圖所示，是電容式話筒的示意圖，它是利用電容制成的傳感器，話筒的振動(dòng)

膜前面有薄薄的金屬層，膜后距膜幾十微米處有一金屬板，振動(dòng)膜上的金屬層和這個(gè)金屬板

構(gòu)成電容器的兩極.在兩極間加一電壓〃人對著話筒說話時(shí)，振動(dòng)膜前后振動(dòng)，使電容發(fā)

生變化，從而使聲音信號被話筒轉(zhuǎn)化為電信號，其中導(dǎo)致電容變化的原因是電容器兩板間的

A.距離變化B.正對面積變化

C.電介質(zhì)變化D.電壓變化

解析：選A振動(dòng)膜前后振動(dòng)，使振動(dòng)膜上的金屬層與金屬板間的距離發(fā)生變化，從而將聲

音信號轉(zhuǎn)化為電信號，故A正確.

【變式4-3］如圖所示的電路可將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號，該電路中右側(cè)固定不動(dòng)的金屬板

6與能在聲波驅(qū)動(dòng)下沿水平方向振動(dòng)的鍍有金屬層的振動(dòng)膜a構(gòu)成一個(gè)電容器，a、6通過導(dǎo)

線與恒定電源兩極相接。若振動(dòng)膜a周期性振動(dòng)，則（）

A.a振動(dòng)過程中，a、6板間的電場強(qiáng)度不變

B.a振動(dòng)過程中，a、6板所帶電荷量不變

C.a振動(dòng)過程中，靈敏電流計(jì)中始終有方向不變的電流

D.a向右的位移最大時(shí)，a、6板所構(gòu)成的電容器的電容最大

答案：D

解析：由于平行板電容器兩極板與電池兩極相連接，兩極板間的電壓〃保持不變，根據(jù)場強(qiáng)

￡=4可知電場強(qiáng)度隨著"變化而變化；a向右的位移最大時(shí)，兩板間的距離d最小，由

編可知電容最大，故A錯(cuò)誤，D正確；由04■〃可知，a、6板所帶電荷量隨著C的變化

4成d

而變化，B錯(cuò)誤；由于0變化，使電容器出現(xiàn)充電、放電現(xiàn)象，電流計(jì)中電流方向不斷變化,

C錯(cuò)誤；故選D。

【題型5各種傳感器的區(qū)分】

【例5】有些洗衣機(jī)設(shè)有多段式水位自動(dòng)感應(yīng)裝置，該裝置采用的傳感器是（）

A.溫度傳感器B.壓力傳感器

C.生物傳感器D.紅外線傳感器

答案:B

解析:水位不同,洗衣機(jī)桶壁所受壓力不同,所以應(yīng)該采用壓力傳感器,選項(xiàng)B正確。

【變式5-1］如圖，有一種火災(zāi)報(bào)警器是應(yīng)用煙霧對光的散射來工作的。該報(bào)警器利用的傳

感器是（）

V

A.力傳感器

B.聲傳感器

C.位移傳感器

D.光傳感器

答案:D

解析:當(dāng)有火災(zāi)時(shí),會(huì)有煙產(chǎn)生，煙進(jìn)入火災(zāi)報(bào)警器時(shí)，由于光的散射,從而觸發(fā)開關(guān)報(bào)警,選

項(xiàng)D正確。

【變式5-2］有一種在光照或溫度升高時(shí)都能啟動(dòng)排氣扇的自動(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

答案:B

解析:題中提到有光照或溫度升高時(shí)排氣扇都能自動(dòng)啟動(dòng)，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)啟動(dòng)只需光照和溫度其中一個(gè)滿足條件即可,A、

C、D錯(cuò)誤,B正確。

【變式5-3】傳感器的功能與人的視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等功能相似。不只在科研領(lǐng)域，

在人們的日常生活中，也會(huì)用到傳感器以實(shí)現(xiàn)某種功能。關(guān)于圖中應(yīng)用傳感器的實(shí)際情景，

下列說法錯(cuò)誤的是（）

霍爾元件

電容器極＜B

「電介質(zhì)板被測物體°毋

甲乙丙

A.甲圖傳感器用來測量位移的微小變化，是位移傳感器

B.乙圖光電計(jì)數(shù)器用到了光敏電阻這個(gè)傳感元件，是光傳感器

C.丙圖利用霍爾元件可以測量微小位移，是位移傳感器

D.傳感器感受力、溫度、光、聲等信號，把電學(xué)信號轉(zhuǎn)換成非電學(xué)信號

【答案】D

【解析】甲圖中，當(dāng)被測物體在左、右方向發(fā)生位移時(shí)，電介質(zhì)板隨之在電容器兩極板之間

移動(dòng)。如果測出了電容的變化，就能知道物體位置的變化，所以甲圖傳感器是位移傳感器，

故A正確；乙圖中，A是發(fā)光儀器，B時(shí)接收光信號的儀器，B中的主要元件是由光敏電阻

組成的光電傳感器。當(dāng)傳送帶上沒有物品擋住由A射向B的光信號時(shí)，光敏電阻的阻值較

小，供給信號處理系統(tǒng)的電壓變低；當(dāng)傳送帶上有物品擋住由A射向B的光信號時(shí)，光敏

電阻的阻值變大，供給信號處理系統(tǒng)的電壓變高。這種高低交替變化的信號經(jīng)過處理，就會(huì)

轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)字，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)數(shù)的功能，故B正確；丙圖中，在兩塊磁感應(yīng)強(qiáng)度相同、同

極相對的放置的磁體縫隙中放入霍爾元件，當(dāng)霍爾元件處于中間位置時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0,

霍爾電壓為0,可將該點(diǎn)作為位移的零點(diǎn)。當(dāng)霍爾元件沿著z軸正、負(fù)方向移動(dòng)時(shí)，則有霍

爾電壓輸出，且電壓大小與位移大小成正比，從而能夠?qū)崿F(xiàn)微小位移的測量，故C正確；傳

感器感受力、溫度、光、聲等信號，把非電學(xué)信號轉(zhuǎn)換成電學(xué)信號，故D錯(cuò)誤。

本題選錯(cuò)誤的，故選D。

【題型6涉及彈簧的傳感器】

【例6】角速度計(jì)可測得航天器自轉(zhuǎn)的角速度。，其結(jié)構(gòu)如圖所示。當(dāng)系統(tǒng)繞。。'軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),

元件A在光滑桿上發(fā)生滑動(dòng),并輸出電信號成為航天器的制導(dǎo)信號源。已知A質(zhì)量為m,彈簧

的勁度系數(shù)為k,原長為瓜電源電動(dòng)勢為E,內(nèi)阻不計(jì),滑動(dòng)變阻器總長為1,電阻分布均勻,

系統(tǒng)靜止時(shí)滑動(dòng)變阻器滑片P在中點(diǎn)，與固定接頭0正對。當(dāng)系統(tǒng)以角速度。轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，求：

(1)彈簧形變量x與。的關(guān)系式；

(2)電壓表的示數(shù)〃與角速度。的函數(shù)關(guān)系。

答案:⑴x#⑵〃

解析:當(dāng)系統(tǒng)繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),A在光滑桿上發(fā)生滑動(dòng)，使彈簧發(fā)生形變,滑片P也隨之移動(dòng)。

(1)由牛頓第二定律有kx=m^R,R=h+x

即kx=mI(7o<?),l°?

⑵電壓表的示數(shù)密￡-丁2”

【變式6-1】下圖為大型電子地磅電路圖，電源電動(dòng)勢為七內(nèi)阻不計(jì)。不稱物體時(shí)，滑片P在

A端,滑動(dòng)變阻器接入電路的有效電阻最大，電流較小;稱物體時(shí),在壓力作用下滑片P下滑,

使滑動(dòng)變阻器的有效電阻變小，電流變大。這樣把電流對應(yīng)的重力值刻在刻度盤上,就可以讀

出被稱物體的重力值。若滑動(dòng)變阻器上從6間距離為最大阻值等于定值電阻的阻值圾

已知兩彈簧的總彈力與形變量成正比，比例系數(shù)為k,則所稱重物的重力G與電流/的關(guān)系為

A-。42-高)"，B.

C.G=(^-+0klD.G=kll

答案:A

解析:物體在地磅上，所以在回路中，因?yàn)轭?搟,所以此牛(啖)；因?yàn)檎麄€(gè)回路

囁宗則￡<2R。費(fèi));解得G《2一舟)為選項(xiàng)A正確。

【變式6-2](多選)在一些學(xué)校教室為了保證照明條件，采用智能照明系統(tǒng)，在自然光不

足時(shí)接通電源啟動(dòng)日光燈，而在自然光充足時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉日光燈，其原理圖如圖所示。R為

一光敏電阻,L為一帶鐵芯的螺線管，在螺線管上方有一用細(xì)彈簧系著的輕質(zhì)銜鐵，一端用

錢鏈固定在墻上可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端用一絕緣棒鏈接兩動(dòng)觸頭。有關(guān)這套智能照明系統(tǒng)工

作原理描述正確的是（）

A.光照越強(qiáng)，光敏電阻阻值越大，銜鐵被吸引下來

B.在光線不足時(shí)，光敏電阻阻值變大，電流小，銜鐵被彈簧拉上去，日光燈接通

C.上面兩接線柱應(yīng)該和日光燈電路連接

D.下面兩接線柱應(yīng)該和日光燈電路連接

答案：BC

【變式6-3】某加速度計(jì)工作原理如圖所示，滑塊可以在光滑的框架中平移，滑塊兩側(cè)用兩

勁度系數(shù)相同的輕彈簧與框架連接，R為滑動(dòng)變阻器，其滑動(dòng)片與滑塊固定連接；兩個(gè)電池

的電動(dòng)勢均恒為E,內(nèi)阻不計(jì)。按圖連接電路后，電壓表指針的零點(diǎn)位于表盤中央，此時(shí)兩

彈簧均為原長，滑動(dòng)片恰好在變阻器的中間位置。已知滑動(dòng)片與滑動(dòng)變阻器任一端之間的電

阻值都與其到這端的距離成正比，當(dāng)。端的電勢高于6端時(shí)電壓表的指針向零點(diǎn)右側(cè)偏轉(zhuǎn)。

若將電壓表的表盤換成直接表示加速度大小及方向的刻度盤，并將此加速度計(jì)按圖示方式固

定在一輛運(yùn)動(dòng)的汽車上，汽車沿彈簧方向向前行駛，發(fā)現(xiàn)指針向零點(diǎn)左側(cè)偏轉(zhuǎn)。下列說法正

確的是（）

滑塊

車尾

A.加速度表盤的刻度非均勻分布，指針向零點(diǎn)左側(cè)偏轉(zhuǎn)說明汽車在加速

B.加速度表盤的刻度非均勻分布，指針向零點(diǎn)左側(cè)偏轉(zhuǎn)說明汽車在減速

C.加速度表盤的刻度均勻分布，指針向零點(diǎn)左側(cè)偏轉(zhuǎn)說明汽車在加速

D.加速度表盤的刻度均勻分布，指針向零點(diǎn)左側(cè)偏轉(zhuǎn)說明汽車在減速

【答案】C

【解析】當(dāng)。端的電勢高于6端時(shí)，說明滑動(dòng)片由中間位置向右移動(dòng)了，此時(shí)電壓表的指針

向零點(diǎn)右側(cè)偏轉(zhuǎn)。若發(fā)現(xiàn)指針向零點(diǎn)左側(cè)偏轉(zhuǎn)，則說明滑動(dòng)片由中間位置向左移動(dòng)了距離L

此時(shí)滑塊向左移動(dòng)了L左側(cè)彈簧壓縮L右側(cè)彈簧拉伸L滑塊受到的合力向右，由牛頓

第二定律有2kL=ma

2kL

解得a=——ccLT

m

加速度方向向右，說明汽車在加速。

又由題知電壓表的示數(shù)是滑動(dòng)片從中間向兩側(cè)移動(dòng)的距離的電阻的電壓，由歐姆定律知，滑

2F

動(dòng)片向左移動(dòng)乙長度的電阻的電壓為U=IR=—R^R^L

LRLL

故有accU

所以加速度表盤的刻度均勻分布，故ABD錯(cuò)誤，C正確。

【題型7溫度傳感器】

【例7］傳感器在日常生活中的應(yīng)用越來越廣泛，溫度傳感器（實(shí)質(zhì)是自動(dòng)開關(guān)）是其中的一

種。某一食品消毒柜就是利用溫度傳感器來自動(dòng)控制電路的。常溫下，該溫度傳感器是閉合

的；當(dāng)溫度達(dá)到某一設(shè)定值時(shí)，傳感器自動(dòng)斷開,從而切斷整個(gè)電路。下列關(guān)于該消毒柜的幾

種電路圖中（圖中S為電源開關(guān)）連接正確的是（）

AB

CD

答案:A

解析:題圖A中溫度傳感器和消毒柜串聯(lián)，電源開關(guān)閉合后，傳感器閉合時(shí),消毒柜工作,傳感

器斷開時(shí)，消毒柜停止工作，符合題意,故選項(xiàng)A正確。題圖B、C、D中溫度傳感器和消毒柜

并聯(lián),消毒柜的工作情況與傳感器閉合、斷開無關(guān)，不符合題意，故選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤。

【變式7-1］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電器中，它是利用熱

敏電阻的阻值隨溫度變化而變化的特性工作的.在圖甲中，電源的電動(dòng)勢￡=9.0V,電源

內(nèi)電阻可忽略不計(jì)；G為小量程的電流表，電流表內(nèi)阻顯保持不變；"為熱敏電阻，其電阻

值隨溫度的變化關(guān)系如圖乙的圖線所示.閉合開關(guān)S.

R/kQ

⑴當(dāng)火的溫度等于40℃時(shí)，電流表示數(shù)Z=2.25mA,求電流表內(nèi)阻尼;

⑵當(dāng)電流表的示數(shù)4=4.5mA時(shí)，求熱敏電阻7?的溫度.

答案（1）500Q（2）140℃

E

解析（1）由A—C圖像得，當(dāng)t=40℃時(shí)，兆=3500Q,再由71=得尼=500Q

用+瓜'

P

（2）4=石工不，代入數(shù)據(jù)得:

九十AG

尼=1500Q

由R-t圖像可知，此時(shí)的溫度是140℃.

【變式7-2］（多選）如圖所示，在電路中接一段鋁絲，閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光，當(dāng)用打

火機(jī)給鴇絲加熱時(shí)燈泡亮度明顯變暗，根據(jù)鴇絲的上述特性，可用鴇絲來制作一個(gè)溫度傳感

器。下面說法中正確的是（）

A.該傳感器利用了鴇絲的化學(xué)性質(zhì)

B.該傳感器利用了鴇絲電阻隨溫度變化而變化的特性

C.該傳感器能夠把熱學(xué)量（溫度）轉(zhuǎn)換為電學(xué)量（電阻）

D.該傳感器能夠把電學(xué)量（電阻）轉(zhuǎn)換為熱學(xué)量（溫度）

【答案】BC

【解析】由題目中的現(xiàn)象可知鴇絲的電阻隨溫度的升高而增大，隨溫度的降低而減小，利用

該特性可以制成溫度傳感器，該傳感器能夠把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量

【變式7-3］（多選）如圖為某一型號電熨斗工作示意圖，其中溫度敏感元件是雙金屬片，

在溫度上升時(shí)上層金屬的膨脹大于下層金屬，可造成雙金屬片的形變?，F(xiàn)需要用該電熨斗對

衣物加熱至溫度為120國，關(guān)于該裝置工作原理，下列說法正確的是（）

wowriwriwt

金屬底板

A.常溫下，該裝置觸點(diǎn)是接觸狀態(tài)

B.常溫下，該裝置觸點(diǎn)是分離狀態(tài)

C.若被加熱衣物溫度無法達(dá)到120回，則需要將調(diào)溫旋鈕向下旋轉(zhuǎn)

D.若被加熱衣物溫度無法達(dá)到120回，則需要將調(diào)溫旋鈕向上旋轉(zhuǎn)

【答案】AC

【解析】常溫下，電熨斗的上下觸點(diǎn)接觸，電熱絲工作，故A正確，B錯(cuò)誤；溫度過高時(shí)，

上層金屬的膨脹大于下層金屬，可造成雙金屬片的形變，雙金屬片左側(cè)向下彎曲，觸點(diǎn)分離、

電路斷開，所以為了達(dá)到到120回，則需要將調(diào)溫旋鈕向下旋轉(zhuǎn)，接通電路，故C正確，D

錯(cuò)誤。

【題型8電容式傳感器】

［例8］目前許多國產(chǎn)手機(jī)都有指紋解鎖功能，用的指紋識(shí)別傳感器是電容式傳感器。指紋

的凸起部分叫“崎”，凹下部分叫“峪”。傳感器上有大量面積相同的小極板,當(dāng)手指貼在傳

感器上時(shí),這些小極板和正對的皮膚表面部分形成大量的小電容器,這樣在崎處和峪處形成

的電容器的電容大小不同,此時(shí)傳感器給所有的電容器充電后達(dá)到某一電壓值,然后，電容器

放電，電容小的電容器放電較快,根據(jù)放電快慢的不同,就可以探測到崎和峪的位置,從而形

成指紋圖像數(shù)據(jù)。根據(jù)文中信息，下列說法正確的是（）

A.用指紋的照片蒙在傳感器上,也可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)解鎖功能

B.手指輕按和重按均可以解鎖,說明形成的電容大小是相同的

C.潮濕的手指頭不能形成指紋識(shí)別,是因?yàn)槠楹陀鴽]有電容差別了

D.在峪處形成的電容器放電較慢

答案:C

解析:用指紋的照片蒙在傳感器上，由于沒有指紋上凸起部分“崎”和凹下部分“峪”，因此

不可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)解鎖功能,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。手指輕壓和重壓,手指和小極板之間的距離不同,形

成的電容大小是不同的,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。潮濕的手指頭因?yàn)橹讣y之間被水填充,崎和峪就不能形

成電容差別了,所以不能形成指紋識(shí)別,選項(xiàng)C正確。電容較小的電容器放電較快,在峪處形

成的電容器電容較小,所以在峪處形成的電容放電較快,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

【變式8-1］（多選）如圖電容式觸摸屏的構(gòu)造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜導(dǎo)體

層，再在導(dǎo)體層外加上一塊保護(hù)玻璃，電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長的電極，在導(dǎo)

體層內(nèi)形成一個(gè)低電壓交流電場，在觸摸屏幕時(shí)，由于人體是導(dǎo)體，手指與內(nèi)部導(dǎo)體層間會(huì)

形成一個(gè)特殊電容（耦合電容），四邊電極發(fā)出的電流會(huì)流向觸點(diǎn)，而電流強(qiáng)弱與手指到電極

的距離成正比，位于觸摸屏后的控制器便會(huì)計(jì)算電流