高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册第五章 传感器1 认识传感器优秀综合训练题

5.1认识传感器&5.2常见传感器的工作原理及应用课后练

1.下列说法正确的是（　　）

A.传感器担负着信息采集的任务

B.干簧管是一种磁传感器

C.传感器不是电视遥控接收器的主要元件

D.传感器是将力、温度、光、声、化学成分等转换为电信号的主要工具

2.如图所示，R1为定值电阻，R2是正温度系数的热敏电阻（即温度越高，电阻值越大），L为小灯泡，当温度下降时（　　）

A.理想电流表的示数增大 B.R1两端的电压增大

C.小灯泡变亮 D.小灯泡变暗

3.传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示为测定压力的电容式传感器，将电容器、灵敏电流计（零刻度在中间）和电源串联成闭合回路．当压力F作用于可动电极的膜片上时，膜片产生形变，引起电容的变化，导致灵敏电流计指针偏转．在对膜片开始施加恒定的压力到膜片稳定的这段时间，灵敏电流计指针的偏转情况为（电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏）（　　）

A.灵敏电流计指针向右偏

B.灵敏电流计指针向左偏

C.灵敏电流计指针不动

D.不能判断灵敏电流计指针向哪边偏

4.如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在电路中的其他量发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是电容器两板间的（　　）

A.距离变化 B.正对面积变化 C.介质变化 D.电压变化

5.用磁敏电阻作为传感器可以探测空间是否存在磁场，设计电路如下图，磁敏电阻在没有磁场时电阻很小（几乎为零），在有磁场时电阻很大．闭合S1，断开S2，灯泡正常发光，下列说法正确的是

A.探测头处在无磁场区域时，闭合S2，灯泡会变亮

B.探测头处在无磁场区域时，闭合S2，电流表示数会变大

C.闭合S2，探测头从无磁场区域进入磁场区域时，灯泡会变亮

D.闭合S2，探测头从无磁场区域进入磁场区域时，电流表的示数会变大

6.电容式传感器是将非电信号转换为电信号的装置，由于电容器的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素，当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化，从而引起电容的变化，如图所示是四个电容式传感器的示意图，关于这四个传感器的作用，下列说法正确的是（　　）

A.甲图的传感器可以用来测量角度

B.乙图的传感器可以用来测量液面的高度

C.丙图的传感器可以用来测量压力

D.丁图的传感器只能用来测量速度

7.如图为电阻R随温度T变化的图线，下列说法中正确的是（　　）

A.图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的

B.图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的

C.图线1对应的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高

D.图线2对应的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高

8.如图所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器（温度越高，其阻值越小），电流表为值班室内的显示器，a、b之间接报警器。当传感器R2所在处出现火情时，流过显示器的电流I2、报警器两端的电压U的变化情况是（　　）

A.I2变大，U变大 B.I2变小，U变小

C.I2变小，U变大 D.I2变大，U变小

9.霍尔传感器测量转速的原理图如图所示，传感器固定在圆盘附近，圆盘上固定4个小磁体．在a、b间输入方向由a到b的恒定电流，圆盘转动时，每当磁体经过霍尔元件，传感器c、d端输出一个脉冲电压，检测单位时间内的脉冲数可得到圆盘的转速．关于该测速传感器，下列说法中正确的有

A.在图示位置时刻c点电势高于d点电势 B.圆盘转动越快，输出脉动电压峰值越高

C.c、d端输出脉冲电压的频率是圆盘转速的4倍 D.增加小磁体个数，传感器转速测量更准确

10.如图所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，为光敏电阻，为定值电阻，A、B接监控装置，则（　　）

A.当有人通过而遮住光线时，A、B之间电压升高

B.当有人通过而遮住光线时，A、B之间电压降低

C.当仅增大的阻值时，可增大A、B之间的电压

D.当仅减小的阻值时，可增大A、B之间的电压

11.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学设计了利用压敏电阻判断竖直升降机运动状态的装置，其工作原理图如图甲所示，将压敏电阻固定在升降机底板上，其上放置一个物块，在升降机运动的过程中，电流表示数如图乙所示，已知升降机静止时电流表的示数为I1。下列判断正确的是（　　）

A.0到t1时间内，升降机一定静止

B.t1到t2时间内，升降机可能做匀加速直线运动

C.t1到t2时间内，升降机运动时的加速度在变化

D.t2到t3时间内，升降机可能向下匀速运动

12.有一个消毒用电器P，电阻为20kΩ，它只有在电压高于24V时才能工作．今用一个光敏电阻R1对它进行控制，光敏电阻在光照时为100Ω，黑暗时为1000Ω．电源电动势E为36V，内阻不计，另有一个定值电阻R2，电阻为1000Ω．下列电路电键闭合后能使消毒用电器在光照时正常工作，黑暗时停止工作的是

A. B. 

C. D.

13.如图所示，理想变压器的原线圈与定值电阻r串联，副线圈接热敏电阻，在正弦交流电源的电压不变的情况下，下列说法正确的是

A.当的温度升高时，原线圈两端的电压一定减小

B.当的温度升高时，原线圈中的电流一定减小

C.当的温度降低时，r消耗的功率一定减小

D.当的温度降低时，r消耗的功率一定增大

14.温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化而变化的特性工作的．在图甲中，电源的电动势E=9.0V，电源内电阻可忽略不计；G为小量程的电流表，电流表内阻RG保持不变；R为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图乙的R­t图线所示．闭合开关S.

（1）当R的温度等于40℃时，电流表示数I1=2.25mA，求电流表内阻RG；

（2）当电流表的示数I2=4.5mA时，求热敏电阻R的温度T.

参考答案

1认识传感器&2常见传感器的工作原理及应用课后练

1.ABD

【详解】A．传感器担负着信息采集的任务，故A正确；

B．干簧管在磁场中两磁簧片被磁化，两触点为异名磁极，两触点相吸，电路接通，移走磁铁后磁性消失，两触点断开。故干簧管是一种磁传感器，故B正确；

C．电视遥控接收器中使用了红外线传感器，故C错误；

D．传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，即能够将力、温度、光、声、化学成分转换为电信号。故D正确。

故选ABD。

2.ABD

【详解】A．当温度下降时，R2减小，外电路的总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，电流表测量总电流，则知其示数增大，选项A正确；

BCD．总电流增大，则R1两端的电压增大，而路端电压减小，所以灯泡两端的电压减小，灯泡变暗，选项B、D正确，C错误．

故选ABD。

3.B

【详解】压力F作用时，极板间距d变小，由C=，电容器电容C变大，又根据Q=CU，极板带电量变大，所以电容器应充电，又由于上极板带正电，灵敏电流计中有由负接线柱流入的电流，所以指针将左偏，故选B．

4.A

【详解】由题意，对着话筒说话时，振动膜前后振动，则金属层和金属板间距离改变，即电容器两极板间距离改变，导致电容变化，BCD错误，A正确。

故选A。

5.BC

【详解】探测头处在无磁场区域时，闭合S2，磁敏电阻几乎为零，此时电灯被短接，几乎不亮，故A错误；探测头处在无磁场区域时，闭合S2，电灯和磁敏电阻并联，故总电阻减小，电流可知外电路电阻减小，总电流增大，故B正确；闭合S2，探测头从无磁场区域进入磁场区域时磁敏电阻增大，总电阻变大，总电流减小，路端电压增大，而总电流减小，则保护电阻两端电压减小，故灯泡两端电压增大，灯泡变亮，故C正确，D错误；故选BC．

6.ABC

【详解】A．图示电容器为可变电容器，通过转动动片改变正对面积，改变电容，可以用来测量角度，故A正确。

B．图示电容器的一个极板时金属芯线，另一个极板是导电液，故是通过改变电容器两极间正对面积而引起电容变化的，可以用来测量液面的高度，故B正确；
C．丙图是通过改变极板间的距离，改变电容器的，可以用来测量压力，故C正确；
D．可变电容器，通过改变电介质，改变电容，可以用来测量位移，不能测量速度，故D错误；
故选ABC。

7.BD

【详解】AB．金属热电阻的阻值随温度升高而增大，负温度系数半导体材料制成的热敏电阻的阻值随温度升高而减小，故A错误，B正确；

CD．图线1对应的材料化学稳定性好、测温范围大，但灵敏度低，图线2对应的材料化学稳定性差、测温范围小，但灵敏度高，故C错误，D正确．

故选BD。

8.D

【详解】当传感器R2所在处出现火情时，R2的阻值减小，则外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流将增大，由U=E-Ir可知，路端电压减小，即报警器两端的电压U将减小；因总电流I增大，则R1两端的电压增大，并联部分的电压减小，则可知流过R3的电流I3减小，流过R2的电流I2=I-I3变大。

故选D。

9.CD

【详解】A．霍尔元件中移动的是自由电子，根据左手定则，电子向上表面偏转，即c点，所以d点电势高于c点，故A错误；

B．最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，设霍尔元件的长宽厚分别为a、b、c，有

所以

输出脉动电压峰与圆盘转动快慢无关，故B错误；

C．当小磁体靠近霍尔元件时，就是会产生一个脉冲电压，因此c、d端输出脉冲电压的频率是圆盘转动频率的4倍，即为转速的4倍，故C正确；

D．当增加小磁体个数，传感器c、d端输出一个脉冲电压频率变高，那么传感器转速测量更准确，故D正确。

故选CD。

10.BC

【详解】AB．是光敏电阻，当有人通过而遮住光线时，的阻值变大，回路总电阻增大，回路中的电流I减小，A、B间的电压

所以U减小，故A错误，B正确；

CD．由闭合电路欧姆定律得，A、B间的电压

当仅增大的阻值时，回路总电阻增大，电路中的电流减小，A、B间的电压U增大；同理当仅减小的阻值时，回路总电阻减小，电路中的电流增大，A、B间的电压U减小，故C正确，D错误。

故选BC。

11.C

【详解】A．从0到t1时间内，电流不变，根据欧姆定律可知电路中的总阻值不变，升降机可能静止也可能匀速运动，故A错误；

BC．t1到t2时间内，电流增大，电阻减小，因为压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，所以压力增大，静止时

t1到t2时间内，根据牛顿第二定律

合力向上，加速度向上，向上做加速度增大的加速运动，故B错误，C正确；

D．t2到t3时间内，电流不变，电阻不变，压力不变，电流大于静止时的电流，压力大于静止时的压力，对物块受力分析，受到重力和支持力，根据牛顿第二定律

合力向上，加速度向上，加速度不变，所以t2到t3时间内升降机匀加速上升，故D错误。

故选C。

12.C

【详解】AB．两图光照和黑暗时都能工作，不符合题意；

C．图光照时正常工作，黑暗时停止工作，符合题意；

D．图光照和黑暗时都不能工作，不符合题意；

13.AC

【详解】AB．设变压器原线圈的匝数为，副线圈的匝数为；由题可知

而

得

联得

则有

变形得

当的温度升高时，其电阻减小，副线圈的电流增大，根据

可知原线圈的电流增大，根据

可知原线圈两端的电压减小，故A正确，B错误；

CD．同理，当的温度降低时，其电阻增大，副线圈的电流减小，根据

可知原线圈的电流减小，根据

可知r消耗的功率一定减小，故C正确，D错误；

故选AC。

14.（1）500Ω（2）140℃

【详解】试题分析：（1）由I1=，得RG=500Ω

（2）I2=，代入数据得：

R′=1500Ω

从R—t图象可知，此时的温度是140℃