2020-2021学年第六章 传感器综合与测试综合训练题

这是一份2020-2021学年第六章 传感器综合与测试综合训练题，共6页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
(时间90分钟，满分100分)
一、选择题(本题共9小题，每小题7分，共63分。每小题至少有一个选项符合题意，选对但不全的得3分，有错选的得0分)
1．对于确定的一个霍尔元件，若保持通入的恒定电流不变，当磁感应强度增加时，霍尔电压UH应( )
A不变 B．减小
C．增大 D．不确定
解析：由UH＝keq \f(IB,d)可得，当磁感应强度B增加时，UH增大。
答案：C
2．如图1甲(a)所示的电路中，光敏电阻R2加上图(b)所示的光照时，R2两端的电压变化规律是图乙中的 ( )
图1
解析：光敏电阻随光照的增强电阻减小，电路中电流增大，电阻R1两端电压增大，R2两端电压减小，但不能减小到零。故选项B正确。
答案：B
3.某仪器内部的电路如图2所示，其中M是一个质量较大的金属块，左、右两端分别与金属丝制作的弹簧相连，并套在光滑水平细杆上。当金属块处于平衡时，两根弹簧均处于原长状态，此时两灯均不亮。若将该仪器固定在一辆汽车上，则下列说法正确的是( ) 图2
A．当汽车加速前进时，甲灯亮
B．当汽车加速前进时，乙灯亮
C．当汽车刹车时，甲灯亮
D．当汽车刹车时，乙灯亮
解析：当汽车加速前进时，金属块M向后偏离原位置，乙灯电路被接通，所以乙灯亮，A错，B对；当汽车刹车时，金属块M向前偏离原位置，甲灯电路被接通，所以甲灯亮，C对，D错。
答案：BC
4．如图3为电源、电磁继电器、滑动变阻器、绿灯泡、小电铃、半导体热敏电阻、开关、导线等组成的一个高温报警器电路图，要求是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警，则图中的甲、乙、丙分别是( )
图3
A．小电铃、半导体热敏电阻、绿灯泡
B．半导体热敏电阻、小电铃、绿灯泡
C．绿灯泡、小电铃、半导体热敏电阻
D．半导体热敏电阻、绿灯泡、小电铃
解析：正常情况下衔铁与上接线柱接触，绿灯亮，故丙为绿灯；有险情即温度过高时电铃报警，说明衔铁被拉下与下接线柱接触小电铃响，乙是小电铃，甲是半导体热敏电阻。
答案：B
5．某中学的学生食堂新安装了磁卡就餐系统，使用不到一周，便出现了电源总开关总是无法接通的问题。经检查，电源总开关中漏电保护器切断了电源。漏电保护器电路如图4所示，变压器A处用火线与零线双股平行绕制成线圈，然后接到磁卡机上，B处有一个输出线圈，一旦线圈B中有电流经放大器放大后便推动保护器切断电源。造成漏电保护器切断电源的原因为磁卡机用电端( )
图4
A．零线与火线之间漏电
B．火线与地之间漏电或零线直接接地
C．只有火线与地之间漏电才会产生
D．刷卡机装得过多，造成电流过大
解析：由题意知，火线和零线均绕在铁芯上，故只有火线与零线中电流大小不等时，才会引起漏电保护器切断电源，故可能是火线与地之间出现漏电，也可能是零线与地之间出现漏电。
答案：B
6.酒精测试仪的工作原理如图5所示，其中P是半导体型酒精气体传感器，该传感器电阻r′的倒数与酒精气体的浓度c成正比，R0为定值电阻。图6中关于电压表示数的倒数(eq \f(1,U))与酒精气体浓度的倒数(eq \f(1,c))之间关系的图像正确的是( ) 图5
图6
解析：由闭合电路欧姆定律可得电压表的示数为U＝eq \f(R0E,R0＋r＋r′)，由于r′的倒数与酒精气体浓度成正比，即c越大，r′越小，则U示数越大，由前面式子可以得出，A项正确。
答案：A
7．振弦型频率传感器的结构如图7所示，它由钢弦和永磁铁两部分组成，钢弦上端用固定夹块夹紧，下端的夹块与一膜片相连接，且夹块始终对膜片有压力。当弦上的张力越大时，弦的固有频率越大。这种装置可以从线圈输出电压的频率确定膜片处压力的变化。下列说法正确的是( )
图7
A．当软铁块与磁铁靠近时，a端电势高
B．当软铁块与磁铁靠近时，b端电势高
C．膜上的压力较小时，线圈中感应电动势的频率高
D．膜上的压力较大时，线圈中感应电动势的频率高
解析：当铁块靠近磁铁时，线圈中的磁通量增加，根据楞次定律可得，b端电势比a端电势高，选项B正确；膜上压力越小时，钢弦上的张力越大，振动频率越高，线圈中感应电动势的频率越高，所以选项C正确。
答案：BC
8.如图8所示是一种测定油箱内油面高度的装置，R、R′是电阻，AOB是金属杠杆，其中B端与R接触，关于这种装置的说法中正确的是( )
A．R与AOB组合相当于一个滑动变阻器
B．电路中的R′可以省去，这样应该更省电图8
C．油箱油面越高，电路的电功率越小
D．油量表是由电流表改装而成的
解析：由题图可以看出，A、D正确，油面越高连入电路的电阻R值越小，所以电流越大，C错误；电路中的电阻R′不可以省去，它起到一个调节电流保护电路元件的作用，所以B错。
答案：AD
9．如图9所示，Rt为正温度系数热敏电阻，R1为光敏电阻，R2和R3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
( )
图9
A．热敏电阻温度升高，其他条件不变
B．热敏电阻温度降低，其他条件不变
C．光照增强，其他条件不变
D．光照减弱，其他条件不变
解析：电压表示数变大，而R3为定值电阻，说明流经R3的电流增大，由电路结构可知，这可能是由于Rt减小或R1增大，由热敏电阻和光敏电阻特性知，可能是由于温度降低或光照减弱，故B、D正确，A、C错误。
答案：BD
二、非选择题(本题共3小题，共37分。解答过程应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤)
10．(10分)如图10所示是一种自动控制水温的装置，加热电路的两端P、Q应接在触头a、b之间还是c、d之间？热敏电阻两端M、N应接在哪两个触头之间？
图10
解析：P、Q应该分别接到触头a、b之间，同时，M、N应该分别接在e、f之间，其工作原理是：当水温升高时热敏电阻阻值减小，电磁铁中电流增大，吸引力增大，使衔铁被吸下，a、b断开，使加热装置停止加热；当水温降低到一定程度时，热敏电阻温度减小，阻值增大，电磁铁中电流减小，吸引力减小，衔铁被弹簧拉上去，使a、b之间连接，加热装置开始加热，从而实现水温控制。
答案：见解析
11．(11分)为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为 lx)。某光敏电阻RP在不同照度下的阻值如下表：
根据表中数据，请在图11给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点。
图11
解析：描绘图像应注意：各点均匀分布在图线两侧，且图线应用平滑曲线，而不能成为各点的连线。图线为曲线，电阻与照度成非线性变化关系。
答案：光敏电阻的阻值随光照度变化的曲线如图所示：
光敏电阻的阻值随光照度变化特点：光敏电阻的阻值随光照度的增大非线性减小。
12．(16分)如图12所示为检测某传感器的电路图。传感器上标有“3 V 0.9 W”的字样(传感器可看做一个纯电阻)，滑动变阻器R0上标有“10 Ω 1 A”的字样，电流表的量程为0.6 A，电压表的量程为3 V。求：
(1)传感器的电阻和额定电流；
(2)为了确保电路各部分的安全，在a、b之间所加的电源电压最图12
大值是多少？
(3)如果传感器的电阻变化超过标准值1 Ω，则该传感器就失去作用。实际检测时，将一个恒压电源加在图中a、b之间。闭合开关S，通过调节R0来改变电路中的电流和R0两端的电压。检测记录如下：
若不计检测电路对传感器电阻的影响，通过计算分析，你认为这个传感器是否仍可使用？此时a、b所加的电压是多少？
解析：(1)R传＝eq \f(U\\al(2,传),P传)＝eq \f(32,0.9) Ω＝10 Ω
I传＝eq \f(P传,U传)＝eq \f(0.9,3) A＝0.3 A。
(2)最大电流I＝I传＝0.3 A；
电源电压最大值Um＝U传＋U0，U传为传感器的额定电压，U0为R0m＝10 Ω时R0两端的电压，即U0＝I传R0m＝0.3×10 V＝3 V，Um＝U传＋U0＝3 V＋3 V＝6 V。
(3)设实验检测时加在a、b间的电压为U，传感器的实际电阻为Req \\al(′,传)，根据第一次实验记录数据有：U＝I1Req \\al(′,传)＋U1
根据第二次实验记录数据有：U＝I2Req \\al(′,传)＋U2
代入数据解得：Req \\al(′,传)＝9.5 Ω，U＝3 V
传感器的电阻变化为ΔR＝R传－Req \\al(′,传)＝10 Ω－9.5 Ω＝0.5 Ω＜1 Ω，所以此传感器仍可使用。
答案：(1)10 Ω 0.3 A (2)6 V (3)可以使用 3 V
照度(lx)
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
电阻(kΩ)
75
40
28
23
20
18
电压表示数U/V
电流表示数I/A
第一次
1.48
0.16
第二次
0.91
0.22