1、課時訓練12傳感器及其工作原理1.以下說法正確的選項是()A.凡將非電學量轉化為電學量的傳感器都是物理傳感器B.濕敏傳感器只能是物理傳感器C.物理傳感器只能將采集到的信息轉化為電壓輸出D.物理傳感器利用的是物質的物理性質和物理效應答案:D解析:各種傳感器雖然工作原理不同,但根本功能相似,多數是將非電學量轉化為電學量,故A錯;濕敏傳感器為化學傳感器,故B錯;傳感器既可將信息轉化為電壓輸出,也可轉化為電流、電阻等輸出,故C錯;由物理傳感器定義知D正確。2.唱卡拉OK用的話筒,內有傳感器。其中有一種是動圈式的,它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個輕小的金屬線圈,線圈處于永磁體的磁場中,當聲波使膜片前

2、后振動時,就將聲音信號轉變為電信號。以下說法正確的選項是()A.該傳感器是根據電流的磁效應工作的B.該傳感器是根據電磁感應原理工作的C.膜片振動時,穿過金屬線圈的磁通量不變D.膜片振動時,金屬線圈中不會產生感應電動勢答案:B解析:如下圖動圈式話筒是利用電磁感應現象制成的。當聲波使金屬膜片振動時,連接在膜片上的線圈(叫音圈)隨著一起振動。音圈在永磁鐵的磁場中振動,其中就產生感應電流,感應電流的大小和方向都變化,振幅和頻率的變化由聲波決定,這就將聲音信號轉換成電信號,這個電信號經擴音器放大后傳給揚聲器,從揚聲器中就發生放大的聲音。3.以下儀器或裝置不是利用傳感器的是()A.汽車防盜報警器B.賓館房

3、間內的火災報警器C.工兵用的地雷探測儀D.用鑰匙翻開房門答案:D解析:A、B、C三種儀器都是將非電學量轉換成電學量的裝置,都是利用了傳感器。用鑰匙翻開房門是利用了機械原理,不是利用的傳感器。4.在溫控電路中,通過熱敏電阻阻值隨溫度的變化可實現對電路相關物理量的控制。如下圖電路,R1為定值電阻,R2為半導體熱敏電阻(溫度越高電阻越小),C為電容器。當環境溫度降低時()A.電容器C的帶電荷量增大B.電壓表的讀數增大C.電容器C兩板間的電場強度減小D.R1消耗的功率增大答案:AB解析:當環境溫度降低時,R2變大,電路的總電阻變大,由I=知I變小,又U=E-Ir,電壓表的讀數U增大,B正確;又由U1=

4、IR1及P1=I2R1可知U1變小,R1消耗的功率P1變小,D錯誤;電容器兩板間的電壓U2=U-U1,U2變大,由場強E=,Q=CU2可知Q、E都增大,故A正確,C錯誤。5.如下圖為光敏電阻自動計數器的示意圖,其中R1為光敏電阻,R2為定值電阻。此光電計數器的根本工作原理是()A.當有光照射R1時,信號處理系統獲得高電壓B.當有光照射R1時,信號處理系統獲得低電壓C.信號處理系統每獲得一次低電壓就計數一次D.信號處理系統每獲得一次高電壓就計數一次答案:AC解析:當光照射到光敏電阻R1上時,R1電阻減小,電路中電流增大,R2兩端電壓升高,信號處理系統得到高電壓,計數器每由高電壓轉到低電壓,就計一

5、個數,從而到達自動計數目的,由以上分析選項A、C正確。6.如圖是霍爾元件的工作原理示意圖,如果用d表示薄片的厚度,k為霍爾系數,對于一個霍爾元件d、k為定值。如果保持I恒定,那么可以驗證UH隨B的變化情況,以下說法中正確的選項是()A.將永磁體的一個磁極逐漸靠近霍爾元件的工作面,UH將變大B.在測定地球兩極的磁場強弱時,霍爾元件的工作面應保持水平C.在測定地球赤道上的磁場強弱時,霍爾元件的工作面應保持水平D.改變磁感線與霍爾元件工作面的夾角,UH將發生變化答案:ABD解析:由霍爾元件的工作原理知:U=k,U與B成正比,將永磁體的一個磁極逐漸靠近霍爾元件的工作面,磁性增強,所以UH將變大;地球兩

6、極的磁場方向垂直指向地面,因此,霍爾元件的工作面應保持水平;地球赤道上的磁場方向沿南北水平方向,因此,霍爾元件的工作面應保持豎直。改變磁感線與霍爾元件工作面的夾角,垂直霍爾元件的磁場方向的垂直分量將變化,因此UH也將發生變化。7.如下圖,圖甲為熱敏電阻的Rt圖象,圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的一個簡單恒溫箱溫控電路,繼電器的電阻為100 。當線圈的電流大于或等于20 mA時,繼電器的銜鐵被吸合。為繼電器線圈供電的電池的電動勢E=9.0 V,內阻可以不計。圖中的“電源是恒溫箱加熱器的電源。那么(1)應該把恒溫箱內的加熱器接在(填“A、B端或“C、D端)。(2)如果要使恒溫箱內的溫度保持50

7、,可變電阻R的阻值應調節為。答案:(1)A、B端(2)260解析:(1)恒溫箱內的加熱器應接在A、B端。當線圈中的電流較小時,繼電器的銜鐵在上方,恒溫箱的加熱器處于工作狀態,恒溫箱內溫度升高。(2)隨著恒溫箱內溫度升高,熱敏電阻R的阻值變小,那么線圈中的電流變大,當線圈中的電流大于或等于20 mA時,繼電器的銜鐵被吸到下方來,那么恒溫箱加熱器與電源斷開,加熱器停止工作,恒溫箱內溫度降低。隨著恒溫箱內溫度降低,熱敏電阻R的阻值變大,那么線圈中的電流變小,當線圈的電流小于20 mA時,繼電器的銜鐵又被釋放到上方,那么恒溫箱加熱器又開始工作,這樣就可以使恒溫箱內保持在某一溫度。要使恒溫箱內的溫度保持

8、50 ,即50時線圈內的電流為20 mA。由閉合電路歐姆定律I=,r為繼電器的電阻。由圖甲可知,50 時熱敏電阻的阻值為90 ,所以R=-R-r=260 。8.某學生為測量一個物體的質量,找到一個力電轉換器,該轉換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力(比例系數為k),如下圖,測量時先調節輸出端的電壓,使轉換器空載時的輸出電壓為0;而后在其受壓面上放一物體,即可測得與物體的質量成正比的輸出電壓U。現有以下器材:力電轉換器、質量為m0的砝碼、電壓表、滑動變阻器、干電池各一個,開關及導線假設干,待測物體(可置于力電轉換器的受壓面上)。請完成對該物體質量的測量:(1)設計一個電路,要求力電轉換器的輸入電壓可調。并且使調節范圍盡可能大,畫出這一完整的電路(包括力電轉換器在內)。(2)簡要說明測量步驟,求出比例系數k,并測出待測物體的質量m。(3)設想實驗可能會出現的問題。答案:見解析解析:(1)設計的電路如下圖(2)測量步驟與結果如下:閉合開關S,調節變阻器的滑片P,使力電轉換器的輸出電壓為零。將質量為m0的砝碼放在力電轉換器的受壓面上,記下此時的輸出電壓U