“四翼”檢測評價（十七） 認識傳感器 常見傳感器的工作原理

“四翼”檢測評價（十七）認識傳感器常見傳感器的工作原理eq\a\vs4\al(A)組—重基礎·體現(xiàn)綜合1．如圖所示，某半導體負溫度系數(shù)熱敏電阻的I-U圖線可能是()解析：選B負溫度系數(shù)熱敏電阻的I-U圖線是非線性的，且其阻值隨溫度的升高而減小，故A、C、D錯誤，B正確。2．(2022·張家界高二檢測)對于常見的可燃氣體濃度的檢測，現(xiàn)在一般用催化燃燒檢測器。它的原理如下：傳感器的核心為一惠斯通電橋，其中一橋臂上有催化劑，當與可燃氣體接觸時，可燃氣體在有催化劑的電橋上燃燒，該橋臂的電阻發(fā)生明顯變化，其余橋臂的電阻不變化，從而引起整個電路的輸出電流發(fā)生變化，而該變化與可燃氣體的濃度成比例，從而實現(xiàn)對可燃氣體的檢測。由此可推斷有催化劑的橋臂上的電阻材料為()A．銅 B．合金C．半導體 D．絕緣體解析：選C由題意可知，該電阻為熱敏電阻，熱敏電阻的材料為半導體材料，C正確，A、B、D錯誤。3．某樓梯口的電燈開關裝有傳感器，天黑時，出現(xiàn)聲音才能發(fā)光，而白天即使有聲音，電燈也不能發(fā)光，該開關中有兩種傳感器，它們可能是()A．熱敏電阻和光敏電阻B．金屬熱電阻和光敏電阻C．熱敏電阻和霍爾元件D．光敏電阻和駐極體話筒解析：選D兩種傳感器分別把聲音信號轉換為電信號、把光信號轉換為電信號，所以D正確。4.(多選)如圖為握力器原理示意圖，握力器把手上的連桿與彈簧一起上下移動，握力的大小可通過一定的換算關系由電流表的示數(shù)獲得。當人緊握握力器時，如果握力越大，下列判斷正確的有()A．電路中電阻越大 B．電路中電阻越小C．電路中電流越小 D．電路中電流越大解析：選BD由題圖可知，握力越大，變阻器接入電路的電阻越小，外電路的總電阻越小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路中電流越大，B、D正確，A、C錯誤。5．(多選)如圖所示是用光敏電阻LDR和燈泡制成的一種簡易水污染指示器，下列說法中正確的是()A．嚴重污染時，LDR是高電阻B．輕度污染時，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．該儀器的使用會因為白天和晚上受到影響解析：選AD嚴重污染時，透過污水照到LDR上的光線較少，LDR電阻較大，A正確，B錯誤；LDR由半導體材料制成，受光照影響電阻會發(fā)生變化，C錯誤；白天和晚上自然光強弱不同，或多或少會影響LDR的電阻，D正確。6．(多選)如圖所示電路，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2∶1，電流表、電壓表均為理想交流電表，R是光敏電阻(其阻值隨照射光強度增大而減小)，原線圈接入電壓隨時間按u＝220eq\r(2)sin100πtV變化的交流電，下列說法正確的是()A．交流電的頻率為100HzB．電壓表的示數(shù)為110VC．照射R的光強度增大時，電流表的示數(shù)變大D．照射R的光強度增大時，電壓表示數(shù)變大，燈泡變得更亮解析：選BC原線圈接入u＝220eq\r(2)sin100πtV的交流電壓，T＝0.02s，所以頻率為f＝eq\f(1,T)＝50Hz，故A錯誤；交流電的有效值為U1＝220V，根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，則U2＝110V，故B正確；R阻值隨光強度增大而減小，根據(jù)I2＝eq\f(U2,R＋RD)知，副線圈電流增大，副線圈輸出功率增大，即燈泡變得更亮，因為理想變壓器輸入功率等于輸出功率，所以原線圈輸入功率增大，原線圈電流增大，所以電流表的示數(shù)增大，但是電壓表示數(shù)不變，故C正確，D錯誤。7．如圖所示，RT為負溫度系數(shù)的熱敏電阻，R為定值電阻，若往RT上擦些酒精，在環(huán)境溫度不變的情況下，關于電壓表示數(shù)的變化情況，下列說法中正確的是()A．變大B．變小C．先變大后變小再不變D．先變小后變大再不變解析：選D往RT上擦酒精后，酒精蒸發(fā)吸熱，熱敏電阻RT溫度降低，電阻值增大，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點，電壓表示數(shù)變小。當酒精蒸發(fā)完畢后，RT的溫度逐漸升高到環(huán)境溫度后不變，所以熱敏電阻的阻值逐漸變小，最后不變，故電壓表的示數(shù)將逐漸變大，最后不變，D正確。8．(多選)如圖所示，導電物質為電子的霍爾元件樣品置于磁場中，上表面與磁場方向垂直，圖中的1、2、3、4是霍爾元件上的四個接線端。當開關S1、S2閉合后，三個電表都有明顯示數(shù)，下列說法正確的是()A．通過霍爾元件的磁場方向豎直向下B．接線端2的電勢低于接線端4的電勢C．僅將電源E1、E2反向接入電路，電壓表的示數(shù)不變D．若適當減小R1、增大R2，則電壓表示數(shù)一定增大解析：選ABC根據(jù)安培定則可知，通過霍爾元件的磁場的方向豎直向下，A正確；通過霍爾元件的電流由接線端1流向接線端3，電子帶負電荷，電子移動方向與電流的方向相反，由左手定則可知，電子偏向接線端2，所以接線端2的電勢低于接線端4的電勢，B正確；僅將電源E1、E2反向接入電路時，電子所受的洛倫茲力大小和方向均不變，則2、4兩接線端的電勢高低關系不發(fā)生改變，電壓表示數(shù)不變，C正確；適當減小R1，電磁鐵中的電流增大，產(chǎn)生磁場的磁感應強度B增大，而增大R2，流過霍爾元件的電流I減小，由UH＝keq\f(IB,d)可知，電壓表示數(shù)不一定增大，D錯誤。9．磁傳感器是把磁場、電流、溫度、光等外界因素引起的敏感元件磁性能變化轉換成電信號，以這種方式來檢測相應物理量的器件。磁敏電阻是利用某些材料電阻的磁敏效應制成的，其外形結構如圖(a)所示。把磁敏電阻GMR接入如圖(b)所示的電路中，它的阻值隨所處空間磁場的增強而增大，電源的內(nèi)阻不可忽略。閉合開關S1和S2后，當滑片P向右滑動時，燈泡L1、L2的亮度怎樣變化？解析：當滑片P向右移動時，滑動變阻器接入電路的阻值增大，電源電壓不變，所以電磁鐵電路中的電流減小，電磁鐵的磁場減弱，磁敏電阻阻值減小，總電流變大，路端電壓減小，故燈泡L2變暗；由于通過L1支路的電流變大，故L1變亮。答案：L1變亮L2變暗eq\a\vs4\al(B)組—重應用·體現(xiàn)創(chuàng)新10．(2022·煙臺高二檢測)如圖所示是溫度自動報警器的工作原理圖，圖中1是電磁鐵，2是銜鐵，3是觸點，4是水銀溫度計(水銀導電)。則下列說法正確的是()A．溫度高于警戒溫度時，電鈴不報警、指示燈亮B．溫度低于警戒溫度時，電鈴報警、指示燈熄滅C．溫度高于警戒溫度時，電鈴報警、指示燈亮D．溫度低于警戒溫度時，電鈴不報警、指示燈亮解析：選D溫度高于警戒溫度時，控制電路的電磁鐵中有電流通過，電磁鐵有磁性，此時電鈴通過觸點3與工作電路接通，電鈴報警，此時指示燈的電路中沒有電流，指示燈熄滅，A、C錯誤；溫度低于警戒溫度時，控制電路處于開路狀態(tài)，電磁鐵中沒有電流通過，沒有磁性，此時指示燈與工作電路接通，指示燈亮，電鈴不報警，B錯誤，D正確。11．如圖甲是某生產(chǎn)流水線上的產(chǎn)品輸送及計數(shù)裝置示意圖，其中S為激光源，R1為光敏電阻(有光照射時，阻值較小；無光照射時，阻值較大)，R2為定值保護電阻，a、b間接“示波器”(示波器的接入對電路無影響)。水平傳送帶勻速前進，每當傳送帶上的產(chǎn)品通過S與R1之間時，射向光敏電阻的光線會被產(chǎn)品擋住。若傳送帶上的產(chǎn)品為均勻正方體，示波器顯示的電壓隨時間變化的關系如圖乙所示。已知計數(shù)器電路中電源兩極間的電壓恒為6V，保護電阻R2的阻值為400Ω。則()A．有光照射時光敏電阻R1的阻值為800ΩB．有光照射和無光照射時保護電阻R2兩端的電壓之比為1∶2C．有光照射和無光照射時光敏電阻的阻值之比為1∶2D．每1h通過S與R1之間的產(chǎn)品個數(shù)為6000個解析：選D由題圖甲可知，R1、R2串聯(lián)，當有光照射時，R1的阻值變小，電路的總電阻變??；根據(jù)I＝eq\f(U,R)可知，電路中的電流變大；根據(jù)U＝IR可知，R2兩端的電壓變大；根據(jù)串聯(lián)電路總電壓等于各分電壓之和可知，R1兩端的電壓變小，即R1兩端的電壓較低，由題圖乙知R1兩端的電壓U1＝2V，則U2＝U－U1＝6V－2V＝4V，電路中的電流I＝eq\f(U2,R2)＝eq\f(4,400)A＝0.01A，光敏電阻的阻值R1＝eq\f(U1,I)＝eq\f(2,0.01)Ω＝200Ω，A錯誤；無光照射時，由題圖乙可得U1′＝4V，U2′＝U－U1′＝6V－4V＝2V，所以，有光照射和無光照射時保護電阻R2兩端的電壓之比U2∶U2′＝4V∶2V＝2∶1，B錯誤；無光照時電流I′＝eq\f(U2′,R2)＝eq\f(2,400)A＝0.005A，此時電阻R1′的阻值：R1′＝eq\f(U1′,I′)＝eq\f(4,0.005)Ω＝800Ω，所以，有光照射和無光照射時光敏電阻的阻值之比R1∶R1′＝200Ω∶800Ω＝1∶4，C錯誤；由題圖乙可知，每經(jīng)過0.6s，就有一個產(chǎn)品通過計數(shù)裝置，每1h通過S與R1之間的產(chǎn)品個數(shù)為n＝6000個，D正確。12.如圖所示為一實驗小車中利用光電脈沖測量車速和行程的示意圖，A為光源，B為光電接收器，A、B均固定在小車上，C為小車的車輪。D為與C同軸相連的齒輪，車輪轉動時，A發(fā)出的光束通過旋轉齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號，被B接收并轉換成電信號，由電子電路記錄和顯示。若實驗顯示單位時間的脈沖數(shù)為n，累積脈沖數(shù)為N。試回答下列問題。(1)要測出小車的速度和行程，還必須測量的物理數(shù)據(jù)有哪些？(2)推導小車速度的表達式；(3)推導小車行程的表達式。解析：(1)小車的速度等于車輪的周長與單位時間內(nèi)車輪轉動圈數(shù)的乘積，行程等于車