2024-2025學年高中物理第六章傳感器2傳感器的應用練習含解析新人教版選修3-2

PAGE5-傳感器的應用[A組素養(yǎng)達標]1．“嫦娥三號”衛(wèi)星上攜帶7件探測儀器，其中可能有()A．味覺傳感器 B．氣體傳感器C．聽覺傳感器 D．視覺傳感器解析：“嫦娥三號”衛(wèi)星是為探測月球而放射的在軌衛(wèi)星，而月球上無氣體，所以不須要氣體傳感器和聽覺傳感器，當然也用不到味覺傳感器，但須要的是為月球“照相”的視覺傳感器——CCD立體相機．答案：D2．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)生明顯變更，其余橋臂的電阻不變更，從而引起整個電路的輸動身生變更，而該變更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：可燃氣體燃燒后電阻發(fā)生變更的緣由，是由于溫度上升造成的，所以此電阻應屬于熱敏電阻，而能夠隨溫度變更其電阻有較明顯變更的材料只可能是選項中的半導體材料，故選C.答案：C3．溫度傳感器廣泛應用于室內空調、電冰箱等家用電器中，它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變更的特別性來工作的．如圖甲所示，電源的電動勢E＝9V，內阻不計；G為靈敏電流表，內阻保持不變；R為熱敏電阻，其電阻阻值與溫度的變更關系如圖乙所示．閉合開關S，當R的溫度等于20°C時，電流表示數(shù)I1＝2mA.當電流表的示數(shù)I2＝3.6mA時，熱敏電阻的溫度是()A．60°C B．80°CC．100°C D．120°C解析：在20°C時，E＝(RG＋R1)I1，即RG＝500Ω，當I2＝3.6mA時，E＝(RG＋R2)I2，即9V＝(500Ω＋R2)×3.6×10－3A，所以R2＝2000Ω.從題圖乙中可以看出t＝120°C，故選D.答案：D4．小強在用恒溫箱進行試驗時，發(fā)覺恒溫箱的溫度持續(xù)上升，無法自動限制．經(jīng)檢查，恒溫箱的限制器沒有故障．參照圖，下列對故障推斷正確的是()A．只可能是熱敏電阻出現(xiàn)故障B．只可能是溫度設定裝置出現(xiàn)故障C．熱敏電阻和溫度設定裝置都可能出現(xiàn)故障D．可能是加熱器出現(xiàn)故障解析：由恒溫箱原理圖可知，若熱敏電阻出現(xiàn)故障或溫度設定出現(xiàn)故障都會向限制器傳遞錯誤信息，導致限制器發(fā)出錯誤指令，故C正確，A、B錯誤．若加熱器出現(xiàn)故障，只有一種可能，即不能加熱，而題中加熱器始終加熱才會使溫度持續(xù)上升，故D錯誤．答案：C5．(多選)下列說法正確的是()A．話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將電信號轉換為聲信號B．電熨斗能夠自動限制溫度的緣由是它裝有雙金屬片溫度傳感器，這種傳感器作用是限制電路的通斷C．電子秤所運用的測力裝置是力傳感器D．半導體熱敏電阻常用作溫度傳感器，因為溫度越高，它的電阻值越大解析：話筒是將聲音信號轉化為電信號的裝置，A錯；電熨斗內的雙金屬片，是利用它的熱脹冷縮程度的不同，使電路隨溫度的變更實現(xiàn)通、斷的，B正確；電子秤所運用的測力裝置是力傳感器，C正確；半導體熱敏電阻溫度越高，它的電阻值越小，D錯誤．答案：BC6．(多選)如圖所示，RT為正溫度系數(shù)熱敏電阻，R1為光敏電阻，R2和R3均為定值電阻，電源電動勢為E，內阻為r，為志向電壓表，現(xiàn)發(fā)覺電壓表示數(shù)增大，可能的緣由是()A．熱敏電阻溫度上升，其他條件不變B．熱敏電阻溫度降低，其他條件不變C．光照增加，其他條件不變D．光照減弱，其他條件不變解析：因R3為定值電阻，電壓表示數(shù)變大說明流經(jīng)R3的電流增大，由電路結構可知，這可能是由于RT減小或R1增大，由熱敏電阻和光敏電阻特性知，可能是由于溫度降低或光照減弱，故B、D正確，A、C錯誤．答案：BD7．2007年度諾貝爾物理學獎授予了法國和德國的兩位科學家，以表彰他們發(fā)覺“巨磁電阻效應”，基于巨磁電阻效應開發(fā)的用于讀取硬盤數(shù)據(jù)的技術，被認為是納米技術的第一次真正應用．在下列有關其他電阻應用的說法中，錯誤的是()A．熱敏電阻可應用于溫度測控裝置中B．光敏電阻是一種光電傳感器C．電阻絲可應用于電熱設備中D．電阻在電路中主要起到通過直流、阻礙溝通的作用解析：電阻在電路中對直流電和溝通電都有阻礙作用，將電能轉換為熱能，故D項錯．答案：D8．如圖所示是一種自動限制水溫的裝置，加熱電路的兩端P、Q應接在觸頭a、b之間還是c、d之間？熱敏電阻兩端M、N應接在哪兩個觸頭之間？解析：P、Q應當分別接到觸頭a、b之間，同時，M、N應當分別接e、f，其工作原理是：當水溫上升時，熱敏電阻阻值減小，電磁鐵中電流增大，吸引力增大，使銜鐵被吸下，a、b斷開，使加熱裝置停止加熱，當水溫降低時，熱敏電阻阻值增大，銜鐵彈回接通P、Q，使加熱裝置重新起先加熱．答案：見解析[B組素養(yǎng)提升]9.(多選)壓敏電阻的阻值會隨所受壓力的增大而減小，某位同學利用壓敏電阻設計了推斷電梯運動狀態(tài)的裝置，其裝置示意圖如圖所示，將壓敏電阻平放在電梯內，受壓面朝上，在上面放一物體m，電梯靜止時電流表示數(shù)為I0，電梯在不同的運動過程中，電流表的示數(shù)分別如圖甲、乙、丙、丁所示，下列推斷中正確的是()A．甲圖表示電梯可能做勻速直線運動B．乙圖表示電梯可能做勻加速上升運動C．丙圖表示電梯可能做勻加速上升運動D．丁圖表示電梯可能做勻減速下降運動解析：題圖甲中電流表示數(shù)和靜止時相等，故可能做勻速直線運動，A正確．題圖乙中電流表示數(shù)為2I0，且保持不變，故壓敏電阻所受壓力增大且恒定，電阻變小，物體超重，電梯可能勻加速上升，B正確．題圖丙、丁中電流表的示數(shù)隨時間變更，故電梯的加速度是變更的，不行能是勻加速或勻減速，C、D錯誤．答案：AB10.(多選)為熬煉身體，小明利用所學物理學問設計了一個電子拉力計，如圖所示是原理圖．輕質彈簧右端和金屬滑片P固定在一起(彈簧的電阻不計，P與R1間的摩擦不計)，彈簧勁度系數(shù)為100N/cm.定值電阻R0＝5Ω，ab是一根長為5cm的勻稱電阻絲，阻值R1＝25Ω，電源輸出電壓恒為U＝3V，志向電流表的量程為0～0.6A．當拉環(huán)不受力時，滑片P處于a端．下列關于這個電路的說法正確的是(不計電源內阻)()A．小明在電路中連入R0的目的是愛護電路B．當拉環(huán)不受力時，閉合開關后電流表的讀數(shù)為0.1AC．當拉力為400N時，電流表指針指在0.3A處D．當拉力為400N時，電流表指針指在0.5A處解析：若電路無電阻R0，且金屬滑片P在b端時，回路短路損壞電源，R0的存在使電路不出現(xiàn)短路，故A正確．當拉環(huán)不受力時，滑片P在a端，由歐姆定律得，I＝eq\f(U,R0＋R1)＝0.1A，故B正確．拉力為400N時，由F＝kΔx，則Δx＝4cm，對應的電阻為RaP＝20Ω，R1接入電路的電阻RPb＝5Ω，由閉合電路歐姆定律得，I＝eq\f(U,R0＋RPb)＝0.3A，故D錯誤，C正確．答案：ABC11.某種電飯鍋的工作原理圖如圖所示，煮飯時開關S是閉合的，紅色指示燈亮；飯熟后(溫度大約為103℃)愛護開關S自動斷開，黃燈亮．(1)電阻R1的作用是愛護紅色指示燈不會因電流過大而燒毀，與電飯鍋發(fā)熱板的等效電阻相比，二者大小應有什么關系？為什么？(2)通常狀況下用這種電飯鍋燒水時，它的自動斷電功能是否起作用？為什么？解析：(1)R1應當遠大于發(fā)熱板的等效電阻．因為紅色指示燈只起指示作用，R1和紅色指示燈消耗的電功率應遠小于發(fā)熱板的功率，兩者又是并聯(lián)接入電路的，電壓相同，所以流過R1和紅色指示燈的電流應遠小于流過發(fā)熱板的電流，因此R1應當遠大于發(fā)熱板的等效電阻．(2)水沸騰時的溫度為100℃，燒開時水溫不會達到103℃，所以自動斷電功能不起作用．答案：見解析[C組學霸沖刺]12．如圖甲所示為半導體材料做成的熱敏電阻的阻值隨溫度變更的曲線，圖乙為用此熱敏電阻RT和繼電器設計的溫控電路，設繼電器的線圈電阻為Rx＝50Ω，當繼電器線圈中的電流Ic大于或等于20mA時，繼電器的銜鐵被吸合．左側電源電動勢為6