第1節(jié)常見(jiàn)傳感器的工作原理A級(jí)必備學(xué)問(wèn)基礎(chǔ)練1.(多選)有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件,將這三只元件分別接入如圖所示電路中的A、B兩點(diǎn)后,用黑紙包住元件或者把元件置入熱水中,視察歐姆表的示數(shù),下列說(shuō)法正確的是()A.置入熱水中與不置入熱水中相比,歐姆表示數(shù)變更較大的肯定是熱敏電阻B.置入熱水中與不置入熱水中相比,歐姆表示數(shù)不變更的肯定是定值電阻C.用黑紙包住與不用黑紙包住相比,歐姆表示數(shù)變更較大的肯定是光敏電阻D.用黑紙包住與不用黑紙包住相比,歐姆表示數(shù)相同的肯定是定值電阻2.用遙控器調(diào)換電視機(jī)頻道的過(guò)程,事實(shí)上就是傳感器把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的過(guò)程,下列屬于這類(lèi)傳感器的是()A.紅外報(bào)警裝置B.走廊照明燈的聲控開(kāi)關(guān)C.自動(dòng)洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置D.電飯煲中限制加熱和保溫的溫控器3.如圖所示,將一光敏電阻接入多用電表兩表筆上,將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)置于歐姆擋,用光照耀光敏電阻時(shí),表針的偏角為θ;現(xiàn)用手掌攔住部分光線,表針的偏角為θ',則可推斷()A.θ'=θ B.θ'<θC.θ'>θ D.不能確定4.如圖所示為測(cè)定壓力的電容式傳感器,將平行板電容器、靈敏電流表(零刻度在中間)和電源串聯(lián)成閉合回路,當(dāng)壓力F作用于可動(dòng)膜片電極上時(shí),膜片發(fā)生形變,引起電容的變更,導(dǎo)致靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn),在起先對(duì)膜片施加壓力把膜片電極從圖中的虛線位置推到圖中實(shí)線位置并保持固定的過(guò)程中,靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)狀況為(電流從靈敏電流表右接線柱流入時(shí)指針向右偏)()A.向右偏到某一刻度后回到零刻度B.向左偏到某一刻度后回到零刻度C.向右偏到某一刻度后不動(dòng)D.向左偏到某一刻度后不動(dòng)5.利用光敏電阻制作的光傳感器,記錄了傳送帶上工件的輸送狀況,如圖甲所示為某工廠成品包裝車(chē)間的光傳感記錄器,光傳感器B能接收到發(fā)光元件A發(fā)出的光,每當(dāng)工件攔住A發(fā)出的光時(shí),光傳感器就輸出一個(gè)電信號(hào),并在屏幕上顯示出電信號(hào)與時(shí)間的關(guān)系,如圖乙所示。若傳送帶始終勻速運(yùn)動(dòng),每?jī)蓚€(gè)工件間的距離為0.2m,則傳送帶運(yùn)動(dòng)的速度大小是m/s;該傳送帶每小時(shí)輸送個(gè)工件。

6.如圖所示,是自動(dòng)限制電路的原理圖,a、b間電壓恒定,R1為光敏電阻,R2為定值電阻。當(dāng)電路中的光敏電阻不受光的照耀時(shí)用電器可以正常工作。(1)當(dāng)光敏電阻受光的照耀時(shí),其阻值和電流表的示數(shù)如何變更?(2)當(dāng)光敏電阻受光的照耀時(shí),用電器工作狀態(tài)怎樣?B級(jí)關(guān)鍵實(shí)力提升練7.(2024北京昌平期末)利用熱敏電阻在通以恒定電流(試驗(yàn)設(shè)定恒定電流為50.0μA)時(shí),其阻值隨溫度的變更關(guān)系(如圖甲所示)可以制作電子溫度計(jì)。把恒壓直流電源E、熱敏電阻RT、可變電阻R1、電流表A、電壓表V連成如圖乙所示的電路。用熱敏電阻作測(cè)溫探頭,把電壓表的電壓刻度改為相應(yīng)的溫度刻度,就得到了一個(gè)簡(jiǎn)易的電子溫度計(jì)。下列說(shuō)法正確的是()甲乙A.電壓較高時(shí)表示溫度也較高B.該電子溫度計(jì)表盤(pán)上溫度的刻度是勻稱(chēng)的C.當(dāng)熱敏電阻的溫度上升時(shí),應(yīng)將R1的阻值調(diào)大D.每上升相同的溫度,熱敏電阻的阻值變更均相等8.(多選)有一種測(cè)量人體重的電子秤,其原理如圖中虛線內(nèi)所示,它主要由三部分構(gòu)成:踏板、壓力傳感器R(是一個(gè)阻值可隨壓力大小而變更的電阻器)、顯示體重的儀表G(實(shí)質(zhì)是志向電流表)。設(shè)踏板的質(zhì)量可忽視不計(jì),已知志向電流表的量程為3A,電源電動(dòng)勢(shì)為12V,內(nèi)阻為2Ω,電阻R隨壓力變更的函數(shù)式為R=30-0.01F(F和R的單位分別是N和Ω)。下列說(shuō)法正確的是()A.該秤能測(cè)量的最大體重是1400NB.該秤能測(cè)量的最大體重是2800NC.該秤零刻度線(即踏板空載時(shí)的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤(pán)0.375A處D.該秤零刻度線(即踏板空載時(shí)的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤(pán)0.400A處9.(多選)霍爾元件的結(jié)構(gòu)堅(jiān)固,體積小,重量輕,壽命長(zhǎng),安裝便利,功耗小,頻率高(可達(dá)1MHz),耐振動(dòng),不怕灰塵、油污、水汽及煙霧等的污染或腐蝕,所以得到了廣泛的應(yīng)用。圖甲是常見(jiàn)的兩種霍爾元件,圖乙為其工作的原理圖。在霍爾元件中通以大小恒定的電流,方向由a向b,將一磁體靠近時(shí),在c、f兩端將會(huì)有肯定的電勢(shì)差,下列說(shuō)法正確的是()A.磁場(chǎng)無(wú)論是什么方向,c、f兩端都會(huì)有電勢(shì)差B.只要保持磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變,無(wú)論怎樣變更磁場(chǎng)的方向,c、f兩端的電勢(shì)差都不會(huì)發(fā)生變更C.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變時(shí),c、f兩端的電勢(shì)差會(huì)隨所加磁場(chǎng)方向的變更而變更D.在加上某一方向的磁場(chǎng)后,假如c、f兩端有電勢(shì)差,其數(shù)值會(huì)隨磁感應(yīng)強(qiáng)度的增大而增大10.電容式位移傳感器的工作原理如圖所示。當(dāng)被測(cè)物體在左右方向發(fā)生位移時(shí),電介質(zhì)板隨之在電容器兩極板之間移動(dòng)。假如測(cè)出了電容的變更,就能知道物體位置的變更。電容式位移傳感器是把這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)化為電容這個(gè)電學(xué)量。在某次測(cè)量中,電容增大了,則被測(cè)物體向(選填“左”或“右”)移動(dòng)。

11.如圖所示為某種電子秤的原理示意圖,AB為一勻稱(chēng)的滑線電阻,阻值為R,長(zhǎng)度為L(zhǎng),兩邊分別有P1、P2兩個(gè)滑動(dòng)頭,P1可在豎直絕緣光滑的固定桿MN上保持水平狀態(tài)而上下自由滑動(dòng)。彈簧處于原長(zhǎng)時(shí),P1剛好指著A端,P1與托盤(pán)固定相連。若P1、P2間出現(xiàn)電壓時(shí),該電壓經(jīng)過(guò)放大,通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換后在顯示屏上將顯示物體重力的大小。已知彈簧的勁度系數(shù)為k,托盤(pán)自身質(zhì)量為m0,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻不計(jì),當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。(1)求托盤(pán)上未放物體時(shí),在托盤(pán)自身重力作用下,P1與A端的距離x1。(2)求托盤(pán)上放有質(zhì)量為m的物體時(shí),P1與A端的距離x2。(3)在托盤(pán)上未放物體時(shí)通常先校準(zhǔn)零點(diǎn),其方法是:調(diào)整P2,使P2離A端的距離也為x1,從而使P1、P2間的電壓為零。校準(zhǔn)零點(diǎn)后,將物體放在托盤(pán)上,試推導(dǎo)出物體質(zhì)量m與P1、P2間的電壓U之間的函數(shù)關(guān)系式。

第1節(jié)常見(jiàn)傳感器的工作原理1.AC熱敏電阻的阻值隨溫度的變更而變更,定值電阻和光敏電阻的阻值不隨溫度發(fā)生變更,故A正確,B錯(cuò)誤;光敏電阻的阻值隨光照的變更而變更,而定值電阻和熱敏電阻的阻值不隨光照的變更而變更,故C正確,D錯(cuò)誤。2.A紅外報(bào)警是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的過(guò)程,故A符合;聲控開(kāi)關(guān)是將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的過(guò)程;壓力傳感器是利用壓力來(lái)傳遞信息的過(guò)程;溫控器是通過(guò)溫度來(lái)限制的過(guò)程,故B、C、D不符合。3.B光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增加而減小,用手掌攔住部分光線,阻值變大,指針自左向右偏轉(zhuǎn)角度變小,B正確。4.A壓力F作用時(shí),極板間距d變小,由C=εrS4πkd知,電容器電容C變大,又電壓U5.解析從乙圖可知,每間隔1s的時(shí)間光傳感器就輸出一個(gè)電信號(hào),而在這一段時(shí)間內(nèi)傳送帶運(yùn)動(dòng)了兩個(gè)工件之間的距離,所以傳送帶運(yùn)動(dòng)的速度是v=0.21m/s=0.2m/s;傳送帶每小時(shí)傳送的距離為s=vt=0.2×3600m=720m,工件個(gè)數(shù)為n=答案0.236006.解析(1)受光照耀時(shí),光敏電阻的阻值會(huì)減小,所以當(dāng)光照耀時(shí)電路總阻值變小,干路電流增大,R2兩端電壓增大,并聯(lián)部分的電壓變小,電流表的示數(shù)變小。(2)當(dāng)光敏電阻受光的照耀時(shí),用電器兩端的電壓變得很小,通過(guò)的電流也變得很小,故用電器停止工作。答案(1)變小變小(2)停止工作7.C依據(jù)題意可知,電路通有恒定的電流,溫度越高,由圖甲可知,RT阻值越小,由U=IRT可知,熱敏電阻兩端的電壓越小,故A錯(cuò)誤;由上述分析可知,電壓表的示數(shù)為U=IRT,由圖甲可知,RT阻值與溫度不是線性關(guān)系,則電子溫度計(jì)表盤(pán)上溫度的刻度不是勻稱(chēng)的,故B錯(cuò)誤;當(dāng)熱敏電阻的溫度上升時(shí),阻值減小,要保證電路中電流恒定,則應(yīng)增大R1,即將R1的阻值調(diào)大,故C正確;由圖甲可知,RT阻值與溫度不是線性關(guān)系,每上升相同的溫度,熱敏電阻的阻值變更不相等,故D錯(cuò)誤。8.BC分析題意可知,志向電流表的量程為3A,故電路中電流為3A時(shí),電子秤測(cè)量的體重最大,依據(jù)閉合電路歐姆定律可知,I=ER+r,解得R=2Ω,其中R=30-0.01F,聯(lián)立解得F=2800N,A選項(xiàng)錯(cuò)誤,B選項(xiàng)正確;踏板空載時(shí)F=0,代入R=30-0.01F,解得R=30Ω,依據(jù)歐姆定律得,I=0.9.CD霍爾元件的工作原理是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷會(huì)產(chǎn)生力的作用,但當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)的方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí),就不會(huì)受到磁場(chǎng)力的作用,c、f兩端就不會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤,C正確;當(dāng)有磁場(chǎng)時(shí),假如c、f兩端產(chǎn)生電勢(shì)差,由UH=kIBd10.解析被測(cè)物體運(yùn)動(dòng)時(shí),電介質(zhì)在極板間的長(zhǎng)度不同,影響電容器的電容,電容式位移傳感器是把位移這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)化為電容這個(gè)電學(xué)量。在某次測(cè)量中,電容增大了,依據(jù)C=εr答案位移左11.解析(1)由力的平衡條件有m0g=kx1,解得x1=m0(