2019-2020学年高二物理鲁科版选修3-2同步课堂：（12）大显身手的传感器 Word版含答案.doc

大显身手的传感器1、街道旁的路灯、江海里的航标灯都要求夜晚亮、白天熄,利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置,实现了自动控制,这是利用半导体的( )A.压敏性B.光敏性C.热敏性D.三种特性都利用2、用遥控器调换电视机的频道的过程,实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程,下列属于这类传感器的是(   )A.红外报警装置B.走廊照明灯的声控开关C.自动洗衣机中的压力传感装置D.电饭煲中控制加热和保温的温控器3、如图所示为某水库用来检测水库深度的电路图,其中R为可调电阻,R'为一定值电阻,可调电阻的滑动触头与一刚性轻杆连接, 轻杆另一端与浮于液面的浮标相连接.当水库的液面发生变化时,灵敏电流计的指针发生改变,则下列说法正确的是(   )A.水库的液面降低时,滑动触头向下移动,灵敏电流计的示数变小B.水库的液面降低时,滑动触头向下移动,灵敏电流计的示数变大C.水库的液面升高时,滑动触头向下移动,灵敏电流计的示数变小D.水库的液面升高时,滑动触头向下移动,灵敏电流计的示数变大4、随着生活质量的提高,自动干手机已进入家庭。洗手后,将湿手靠近自动干手机,机内的传感器便驱动电热器加热,有热空气从机内喷出,将湿手吹干。手靠近干手机能使传感器工作,是因为(   )A.改变了湿度     B.改变了温度     C.改变了磁场     D.改变了电容5、如图所示,为金属热电阻,为光敏电阻,和均为定值电阻,电源电动势为E,内阻为r,V为理想电压表,现发现电压表示数增大,可能的原因是( )A.金属热电阻温度升高,其他条件不变B.金属热电阻温度降低,光照强度减弱,其他条件不变C.光照增强,其他条件不变D.光照增强,金属热电阻温度升高,其他条件不变6、酒精测试仪已应用于全国各地査处司机是否酒驾的现场检测。有一种酒精测试仪利用的是二氧化锡半导体型传感器,若这种传感器电阻Rc的倒数与酒精气体的浓度成正比,那么,在如图所示的电路图中, 正确反映电压表示数U与酒精气体浓度c之间对应关系的选项是(   )A. B. C. D. 7、如图甲所示的装置为某工厂生产线的光电计数器,其计时原理为, 激光发射器M发出的激光可以被接收器N接收。已知成品件在运输带上随运输带匀速传动,当成品件遮挡住激光发射器发出的激光时,接收器不能接收到光信号,传感器输出一个电压信号,通过电脑显示器描绘的电压随时间的变化规律图象如图乙所示,假设两相邻成品件之间的间距均为x0=0.5m,则(   )A.运输带运行的速度大小为0.5m/sB.运输带运行的速度大小为1m/sC.该装置一分钟传送的成品件个数为60D.该装置一分钟传送的成品件个数为1208、工业生产中需要物料配比的地方常用“吊斗式”电子秤,图甲所示的是“吊斗式”电子秤的结构图,其中实现称质量的关键性元件是拉力传感器。拉力传感器的内部电路如图所示, 、是定值电阻, ,是对拉力敏感的应变片电阻,其电阻值随拉力变化的图象如图乙所示,已知料斗重,没装料时,取。下列说法中正确的是(   )A. 阻值为40B.装料时, 的阻值逐渐变大, 的值逐渐变小C.拉力越大应变片电阻阻值也变大, 传感器的示数也变大D.应变片作用是把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量9、电子秤是市场上一种常见的测量工具,为广大的顾客带来了很大的方便, 如图所示为一台指针式电子秤的结构图:电路中有一内阻可忽略、电动势为6V的电源,R0=300,G为理想电流表改装而成的电子秤显示仪,R为阻值随压力增大而减小的压敏电阻,其电阻的大小随压力的变化关系如下表,C为耐压值为5V的电容器,假设忽略秤盘的重力,重力加速度g=10m/s2。压力F/N050100150200250300.电阻R/300280260240220200180.1. 压敏电阻的阻值与其所受压力的关系式是什么?2.该电子秤测量的质量最多为多少?3.利用上述的电子秤测量物体时,该显示仪上所对应的测量物的质量的刻度是否均匀?10、为了节能环保,一些公共场所使用光控开关控制照明系统,光控开关采用光敏电阻来控制。光敏电阻是阻值随着光照度的变化而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为Lx)。1.某光敏电阻R在不同照度下的阻值如表所示,根据表中已知数据,在如图甲所示坐标系中描绘出了阻值随照度变化的曲线。由图象可求出照度为1.0Lx时该光敏电阻的阻值约为_k。照度/Lx0.20.40.60.81.01.2电阻/k5.83.72.82.31.82.如图乙所示是街道路灯自动控制模拟电路,利用直流电源为电磁铁供电,利用照明电源为路灯供电。为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果,路灯应接在_(选填“A、B”或“B、C”)之间,请用笔画线代替导线,正确连接电路元件。2. 用多用电表“×10”挡,按正确步骤测量图乙中电磁铁线圈电阻时,指针示数如图丙所示,则线圈的电阻约为_。已知当线圈中的电流大于或等于2mA时,继电器的衔铁将被吸合,图乙中直流电源的电动势E=6V,内阻忽略不计, 滑动变阻器有三种规格可供选择:R1(010,2A)、R2(0200,1A)、R3(01750,1A)。要求天色渐暗照度降低至1.0Lx时点亮路灯,滑动变阻器应选择_(选填“R1”“R2”或“R3”),为使天色更暗时才点亮路灯,应适当地_(选填“增大”或“减小”)滑动变阻器接入电路的电阻。 1答案及解析：答案：B解析：利用了半导体的光敏性,故选项B正确, A、C、D错误. 2答案及解析：答案：A解析：红外线报警装置是感应红外线并把感应到的红外线光信号转换成电信号,从而报警,故A正确;走廊照明灯的声控开关,实际是将声波转化成电信号,故B错误;自动洗衣机中的压力传感装置,是将压力转化成电信号,故C错误;电饭煲中控制加热和保温的温控器,是将温度转化成电信号,故D 错误。 3答案及解析：答案：D解析：水库的液面降低时,可调电阻的触头向上移动, 其接入电路的电阻阻值增大,电路的总电阻阻值增大,灵敏电流计的示数变小,AB错误;水库的液面升高时,滑动触头向下移动,其接入电路的电阻阻值减小,电路的总电阻阻值减小,灵敏电流计的示数变大,C错误,D正确。 4答案及解析：答案：D解析：人是导体,可以与其他导体构成电容器:手靠近自动干手机时,改变了设置在自动干手机内的电容式传感器的电容,自动干手机开始工作。能否用湿度和温度来驱使电热器工作,理论上是可行的,但作为自动干手机,这种传感器的设置有很大缺陷。自动干手机周围的环境(如湿度和溫度)一年四季都在变化,与手的靠近无关,假如湿度、溫度发生变化,自动干手机就马上工作,岂不成了“室内烘干机”。故选项D正确。 5答案及解析：答案：B解析：金属热电阻温度升高,则电路中的总电阻增大,总电流减小,光敏电阻两端的电压增大,所以通过光敏电阻的电流增大,而总电流减小,所以通过的电流减小,故电压表的示数减小,A错误;金属热电阻温度降低,光照强度减弱,外电路电阻能减小,则干路电流增大,内电压增大,路端电压减小,而两端电压增大,所以光敏电阻两端的电压减小,即通过光敏电阻的电流减小,而总电流增大,所以通过的电流增大,故电压表的示数增大,B正确;光照强度增强,则光敏电阻减小,总电阻减小,总电流增大,路端电压减小,而两端电压增大,即和热电阻两端的电压减小,通过的电流减小,电压表的示数减小,C错误;光照强度增强,金属热电阻温度升高,减小,增大,若总电阻减小,则总电流增大,路端电压减小,而两端的电压增大,所以并联电路电压减小,所在支路的电阻增大,所以支路电流减小,电压表示数减小;减小,增大,若总电阻增大,则路端电压增大,总电流减小,而两端的电压减小,所以并联电路电压增大,所以光敏电阻两端的电压增大,通过光敏电阻的电流增大,而总电流减小,所以所在支路的电流减小,故电表的示数减小,D错误. 6答案及解析：答案：D解析：根据闭合电路欧姆定律得,电压表的示数为,式中k为一常数。从表达式可以看出,U与c是非线性关系,故ABC错误,D正确。 7答案及解析：答案：AC解析：在该计数装置中,M是发光的光源,N是光接收器,N中的主要元件是光敏电阻,当运输带上没有成品件挡住由M射向N的光信号时,光敏电阻的阻值变小,供给信号处理系统的电压变低;当运输带上有成品件挡住由M射向N的光信号时,光敏电阻的阻值变大,供给信号处理系统的电压变高。由题中所给条件可计算出运输带的速度大小为A正确,B错误;该装置一分钟传送的成品件个数为C正确,D错误. 8答案及解析：答案：AC解析：没装料时,根据串并联电路规律可得两端的电压为: ;从图中可得,没装料时,料斗重,此时,所以两端的电压为,因为此时,说明两端的电压和两端的电压相等,即,解得,A正确;装料时,由于所在支路电流恒定,所以点的电势恒定,而所在支路中逐渐增大,该支路电流减小, 两端的电压减小,即的电势减小,所以逐渐增大,B错误,C正确;应变片作用是把拉力这个力学量转换为电压这个电学量,D错误;故选AC.考点:串并联电路,欧姆定律,传感器的应用 9答案及解析：答案：1.R=(300-0.4F)2.60kg; 3.不均匀解析：1.由表中数据可知所以电阻R随压力F变化的函数表达式为R=(300-0.4F)2.R受到的压力越大,R的阻值越小,电容器两极板电压越大,但不能超过5V,所以解得R=60又因为R=(300-0.0.4F)解得F=600N.3.电流表中的电流,电流与压力F不是线性关系,所以该电子称显示仪上所对应的测量物的质量的刻度不均匀。 10答案及解析：答案：1.2.0; 2.A、B;接线图如图所示3.140;R3;减小解析：1.由描点绘出的题图甲中的图线可以找出照度为1.0Lx时光敏电阻的阻值约为2.0k;2.电源与开关、滑动变阻器、光敏电阻和电磁铁串联起来,当光照作用较强时,光敏电阻阻值较小,通过电磁铁的电流较大,衔铁被吸合,与C接通,此时路灯应不亮,故路灯应接在A、B之间;3.多用电表表盘读数为14,乘以倍率,得线圈电阻约为140。由闭合电路欧姆定律可知,电路总电阻达到3k时,照明电路接通,故滑动变阻器电阻值应与光敏电阻阻值在同一数量级,故滑动变阻器选择R3,天色更暗,光敏电阻阻值增大,为使路灯此时点亮,則滑动变阻器接入电路的电阻应减小。