1、第三章 传感器(时间：90 分钟 满分：100 分)一、单项选择题(本题共 6 小题，每小题 4 分，共 24 分)1下列说法不正确的是( )A热敏电阻是把热量这个热学量转换为电阻这个电学量B金属热电阻的化学稳定性好，但灵敏度差C电熨斗中的双金属片是温度传感器D霍尔元件是能够把磁感应强度这一磁学量转换为电压这一电学量的传感器2压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图 1 甲所示的电路中，电流表示数变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是( )A0t 1 时间内，升降机一定匀速运动 B0t 1 时间内，升
2、降机可能减速上升Ct 1t 2 时间内，升降机可能匀速上升 Dt 1t 2 时间内，升降机可能匀加速上升3压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了一个判断小车运动状态的装置，其工作原理如图 2(a)所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球小车向右做直线运动过程中，电流表示数变化与时间 t 的关系如图(b)所示，下列判断正确的是( )A从 t1 到 t2 时间内，小车做匀速直线运动 B从 t1 到 t2 时间内，小车做匀加速直线运动C从 t2 到 t3 时间内，小车做匀速直线运动 D从 t2 到 t3 时间内，小车做匀加速直线运动图 1图 2 图
3、34如图 3 所示是某种汽车上的一种自动测定油箱内油面高度的装置R 是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，从油量表(由电流表改装而成 )指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度，当滑动变阻器的金属片向下移动时( )A电路中的电流减小，油箱内油面降低 B电路中的电流减小，油箱内油面升高C电路中的电流增大，油箱内油面降低 D电路中的电流增大，油箱内油面升高5计算机键盘是由两片金属切片组成的小电容器，该电容器的电容可用公式 C计算，式中 r910 12 F/m，S 为金属片的正对面积，d 表示两金属片的间距当键被rSd按下时，此电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测出是哪个键被按下了，
4、从而给出相应的信号设每个金属片的正对面积为 50 mm2，键未按下时两金属片的距离为0.6 mm.如果电容变化 0.25 pF，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少需要被按下( )A0.15 mm B0.25 mm C0.35 mm D0.45 mm6. 酒精测试仪用于机动车驾驶人员是否酗酒及其他严禁酒后作业人员的现场检测，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器这种酒精气体传感器的电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，在如图 4 所示的电路中，电压表示数 U 与酒精气体浓度 c 之间的对应关系正确的是( )图 4AU 越大，表示 c 越大，c 与 U 成正比BU 越大，表示 c 越大，但是
5、 c 与 U 不成正比CU 越大，表示 c 越小，c 与 U 成反比DU 越大，表示 c 越小，但是 c 与 U 不成反比二、双项选择题(本题共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分)7唱卡拉 OK 用的话筒，内有传感器，其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个很小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号，下列说法正确的是( )A该传感器是根据电流的磁效应工作的 B该传感器是根据电磁感应原理工作的C膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变 D膜片振动时，金属线圈会产生感应电流8用多用电表的同一档位测量热敏电阻和光敏电阻的阻值时，下列说
6、法正确的是( )A测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越大 B测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越小C测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越大 D测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越小9下列说法中正确的是( )A机械式鼠标器中的光传感器就是两个红外线接收管，它的作用就是把光信号( 红外线脉冲) 转换成电信号(电脉冲)B机械式鼠标器中的光传感器是由两个滚轴、两个码盘、两个红外线发射管(LED) 和两个红外接收管组成的C火灾报警器中的光传感器是光电三极管，它的作用是把光信号转换成电信号D火灾报警器是利用烟雾对光的衍射作用来工作的10如图 5 所示的是一个电容式传感器，在金属线
7、a 的外面涂一层绝缘的电介质后放在导电液体中构成一个电容器，a 与导电液体就是该电容器的两极今使该电容器充电后与电源断开，并将 a 与静电计的导体球相连，插入导电液体中的电极 b 与静电计外壳相连，则当导电液体深度 h 变大时( )图 5A引起两极间正对面积变大 B电容器的电容将变小C电容器两极间的电压将变小 D以上说法都不正确题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10答 案三、填空题(本题共 2 小题，共 16 分)11(8 分) 如图 6 所示，将万用表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻 RT 两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间若往 RT 上擦一
8、些酒精，表针将向_( 填“左”或“右”) 移动；若用吹风机将热风吹向电阻，表针将向_(填“左”或 “右”) 移动图 6姓名：_ 班级：_ 学号：_ 得分：_ 12.(8 分) 图 7 为在温度为 10左右的环境中工作的某自动恒温箱的原理简图图 7箱内的电阻 R120 k，R 2 10 k，R 340 k，R t 为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图 8 所示当 a、b 端电压 Uab0 时，电压鉴别器会使 S 断开，停止加热则恒温箱内的温度恒定在_.图 8四、解答题(本题共 3 小题，共 36 分)13(10 分) 电热毯、电饭锅是人们常用的电热式家用电器，它们一般具有加热和保温功能，其工
9、作原理大致相同如图 9 所示为某种电热式电器的简化电路图，主要元件有电阻丝 R1，R 2 和自动开关 S.图 9(1)当自动开关 S 闭合和断开时，用电器分别处于什么状态？(2)用电器由照明电路供电(U220 V)，设加热时用电器的电功率为 400 W，保温时用电器的电功率为 40 W，则 R1 和 R2 分别为多大？14.(12 分) 一热敏电阻在温度为 80时阻值很大，当温度达到 100时阻值就很小，今用一电阻丝给水加热，并配以热敏电阻以保持水温在 80到 100之间，可将电阻丝与热敏电阻并联，一并放入水中，如图 10 所示，图中 R1 为热敏电阻，R 2 为电阻丝请简述其工作原理图 10
10、15(14 分) 现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干如图 11 所示，试设计一个温控电路要求温度低于某一温度时，电炉丝自动通电供热，超过某一温度时，又可以自动断电，画出电路图说明工作过程图 11第三章 传感器 章末检测 答案1A 热敏电阻是把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，A 错误；B、C、D 正确；故选 A.2B 在 0 t1时间内，电流恒定，表明压敏电阻的阻值恒定，则重物对压敏电阻压力恒定，则升降机可能处于静止、匀速运动或匀变速直线运动状态，故 A 选项错误，B 选项正确；t 1t 2时间内，电流在增加，表明压敏电阻的阻值在减小，则重物对压敏电阻的压力在
11、增大，故不可能做匀速运动或匀加速运动，C、D 两项都错3D 从题图(b) 可以看出，在 t1到 t2时间内，电流表示数逐渐增大，则压敏电阻的阻值逐渐减小，说明压敏电阻受到重球的压力越来越大，小车的加速度增大，故小车做变加速运动，A、B 均错；在 t2到 t3时间内，电流不变，则说明重球对压敏电阻的压力不变，故小车做匀加速直线运动，C 错，D 对4D 油面升高，金属片向下移动，R 接入电路中的电阻减小，电路中电流增大，所以选项 D 正确5A 由题给公式可知，键未按下时电容C0 F0.7510 12 FrSd 910 125010 60.610 3恰能检测出信号时的电容CC 0C (0.750.2
12、5) pF4C03故 d ，d 0.15 mm3d4 d4所以 A 正确6B 题中给出传感器电阻 r的倒数与酒精气体浓度 c 是正比关系，即 kc，1r电压表示数 U R0Er R R0 r R0E1kc R R0 r ，可以看出电压与浓度的关系不是正比关系，但随浓度的增大而增kR0EkR R0 r 1c大7BD 当声波使膜片前后振动时，膜片后的金属线圈就跟着振动，使处于永磁体磁场中的线圈切割磁感线，穿过线圈的磁通量发生改变，产生感应电流，从而将声音信号转化为电信号，这是电磁感应的工作原理，所以 B、D 选项正确8AD 热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，而多用电表的零刻度在表盘的右侧，所以温度
13、越高，多用电表指针偏角越大，选项 A 正确，选项 B 错误光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小，所以光照越弱，阻值越大，故多用电表指针偏角越小，选项 C 错误，选项 D 正确9AC 机械式鼠标器中的光传感器就是两个红外线接收管，作用是把光信号(红外线脉冲)转换成电信号(电脉冲) ，故选项 A 正确，选项 B 错误火灾报警器中的光传感器是光电三极管，它是利用烟雾对光的散射作用来工作的，因此 C 正确、D 错误10AC 当导电液体深度 h 变大时，相当于电容器的两极板的正对面积变大，由 C知，电容 C 变大，而电容器充电后与电源断开，所以电容器所带电荷量 Q 不变，由rS4kdU 知，电容器两极间
14、的电压将变小QC11左 右解析 若往 RT上擦一些酒精，由于酒精蒸发吸热，热敏电阻 RT温度降低，电阻值增大，指针应向左偏；用吹风机将热风吹向电阻，电阻 RT温度升高，电阻值减小，指针向右偏1235解析 设电路路端电压为 U，当 Uab0 时，有 R1 R3，解得 Rt20 kUR1 R2 UR3 Rt由 Rt t 图可知，当 Rt20 k 时，t3513(1)S 闭合时，为加热状态 S 断开时，为保温状态(2)121 1 089 解析 (1)当 S 闭合时，R 2短路，此时电路总电阻最小，由 P 知，功率最大，为加U2R热状态；当 S 断开时，R 1、R 2串联，电路总电阻最大，功率最小，为
15、保温状态(2)S 闭合时，为加热状态，有 P ；S 断开时，为保温状态，有U2R1P ，联立得 R1121 ，R 21 089 .U2R1 R214见解析解析 开始水温较低时，R 1阻值较大，电阻丝 R2对水进行加热；当水温达到 100左右时，R 1阻值变得很小，R 2被短路，将停止加热；当温度降低到 80时，R 1阻值又变得很大， R2又开始加热这样就可达到保温的效果15电路图如下图所示工作过程：闭合 S，当温度低于设计值时热敏电阻，阻值大，通过电磁继电器的电流不能使它工作，K 接通，电炉丝加热当温度达到设计值时，热敏电阻减小到某值，通过电磁继电器的电流达到工作电流，吸合铁片 P，使触点 K 断开，电炉丝断电，停止供热当温度低于设计值，又重复前述过程
