课时02常见传感器的工作原理及应用（重点练））（解析版）.docx

第2课时 常见传感器的工作原理及应用 第五章 传感器 一、单选题 1．如图所示,M是一小型理想变压器,接线柱a、b接在电压u=311sin 134t(V)的正弦交流电源上,变压器右侧部分为一火警报警系统原理图,其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器,电流表A2为值班室的显示器,显示通过R1的电流,电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出),R3为一定值电阻,当传感器R2所在处出现火情时,以下说法中正确的是 (　　) A.A1的示数不变,A2的示数增大 B.A1的示数增大,A2的示数增大 C.V1的示数增大,V2的示数增大 D.V1的示数不变,V2的示数减小 【答案】D 【解析】当传感器R2所在处出现火情时,R2的电阻减小,导致电路的总电阻减小,所以电路中的总电流将会增大,A1测量的是原线圈中的总的电流,由于副线圈的电流增大了,所以原线圈的电流A1示数也要增大;由于电源的电压不变,原副线圈的电压也不变,所以V1的示数不变,由于副线圈中电流增大,R3的电压变大,所以V2的示数要减小,即R1的电压也要减小,所以A2的示数要减小,A、B、C错误,D正确。 2．抗击新型冠状病毒期间,由于无法外出,某同学在家利用所学物理知识设计能显示拉力大小的电子健身器材,如图所示是原理图。轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R1间的摩擦不计),弹簧劲度系数为100 N/cm。定值电阻R0=5 Ω,ab是一根长为5 cm的均匀电阻丝,阻值R1=25 Ω,电源输出电压恒为U=3 V,理想电流表的量程为0～0.6 A。当拉环不受力时,滑片P位于a端。下列关于这个电路的说法正确的是 (　　) A.当拉环不受力时,闭合开关后电流表的读数为0 A B.当拉力为400 N时,电流表指针指在0.3 A处 C.当拉力为400 N时,电流表指针指在0.5 A处 D.该健身器材能测量力的范围是0～400 N 【答案】B 【解析】当拉环不受力时,滑片P在a端,由欧姆定律得,I==0.1 A,故选项A错误;拉力为400 N时,由F=kΔx,则Δx=4 cm,对应的电阻为RaP=20 Ω,R1接入电路的电阻RPb=5 Ω,由欧姆定律得,I′==0.3 A,故选项B正确,C错误;在P移动到b点时Δx′=5 cm,由F=kΔx,拉力最大,F=500 N,故选项D错误。 3.某种角速度计的结构如图所示.当整个装置绕竖直轴转动时,元件A相对于转轴发生位移并通过滑动变阻器输出电压,电压传感器(传感器内阻无限大)接收相应的电压信号.已知A的质量为m,弹簧的劲度系数为k、自然长度为,电源的电动势为E、内阻不计.滑动变阻器总长也为,电阻分布均匀,装置静止时滑片P在变阻器的最左端B处,当系统以角速度ω转动时,则( ) A.电路中电流随角速度的增大而增大 B.弹簧的伸长量为 C.输出电压U与ω的函数关系为 D.此装置能测量的角速度最大不超过 【答案】D 【解析】系统在水平面内以角速度ω转动时,无论角速度增大还是减小,的电阻不变,根据闭合电路欧姆定律可知,电路中电流保持不变,与角速度无关,故A错误.设系统在水平面内以角速度ω转动时,弹簧伸长的长度为x,则对元件A,根据牛顿第二定律得,解得,故B错误.输出电压,解得,故C错误.当时角速度最大,则由,解得,故D正确. 4．下列情况中,应用温度传感器的是( ) A.夜间自动打开的路灯 B.商场里的自动玻璃门 C.电视遥控器 D.自动恒温冰箱 【答案】D 【解析】夜间自动打开的路灯是利用了光传感器,A错误;商场里的自动玻璃门应用了红外线传感器,B错误;电视遥控器是利用了红外线传感器,C错误;自动恒温冰箱是利用了温度传感器,D正确. 二、 多选题 5．如图所示,用小灯泡模仿光控电路,A、Y之间为斯密特触发器,为光敏电阻,为可变电阻;J为继电器的线圈,为它的常开触点.下列说法正确的是( ) A.天色变暗时,A端输入高电平,继电器吸引,路灯点亮 B.要想在天色更暗时,路灯才会点亮,应把的阻值调大些 C.要想在天色更暗时路灯才会点亮,应把的阻值调小些 D.二极管的作用是继电器释放时提供自感电流的通路,防止损坏集成电路 【答案】ABD 【解析】天色变暗时,光敏电阻阻值较大,则两端的电势差较大,所以A端的电势较高,继电器工作吸引常开触点,路灯点亮,故A正确;当A端电势较高时,路灯会亮,天色更暗时光敏电阻的阻值更大,则两端的电势差更大,A端的电势更高;要想在天色更暗时路灯才会点亮,必须使光敏电阻分担的电压降低,根据串联分压可知应把的阻值调大些,故B正确,C错误;天色变亮时,A端输入低电平,继电器不工作释放常开触点,继电器的线圈会产生自感电动势,二极管与继电器的线圈串联构成闭合回路,防止损坏集成电路,故D正确. 6．陶瓷传感器可以用于分析气体中酒精蒸气的含量,常用于检查驾驶人员是否饮酒.如果司机饮酒,血液中的酒精成分会扩散到呼出的气体中,呼出的气体喷向传感器,传感器的电阻将随酒精蒸气浓度发生相应的变化,从而可以检测血液中的酒精含量.某种陶瓷气敏传感器的电导(即电阻的倒数)与气体中酒精蒸气浓度C的关系如图甲所示.现用其组成如图乙所示的检测电路(电源内阻为r,电流表内阻不计).对此,以下说法正确的是( ) A.此陶瓷气敏传感器的电阻与气体中酒精蒸气的浓度成正比 B.气体中酒精蒸气的浓度越大,则电流表指针偏转的角度越大 C.气体中酒精蒸气的浓度越大,则电池的路端电压越小,电阻两端的电压也越小 D.电源用的时间长了,内阻变大,则会导致测得的酒精浓度偏低 【答案】BD 【解析】由题图甲可知,传感器的电阻与气体中酒精蒸气的浓度成反比,故A错误;因为酒精蒸气的浓度C越大,传感器的电阻越小,电路中的电流越大,电流表指针偏转的角度越大,路端电压越小,两端电压越大,故B正确,C错误;若电源用的时间长了,内阻变大,则相同浓度时总电阻变大,电流变小，测量的C变小,故D正确.