5.3传感器的应用举例 综合练习（Word版含解析）.docx

5.3. 传感器的应用举例一、单选题1 .家用电饭锅使用的传感器类型是：（B.红外传感器D.湿度传感器C.红外传感器D.超声波传感器A.温度传感器C.声音传感器2 .烟雾散射火灾报警器使用的是（）A.光传感器B.温度传感器3 .电热水器在使用过程中能按设置温度自动跳闸断电，是因为电热水器中安装了A.光传感器B.温度传感器C.红外传感器D.湿度传感器4 .光电门能够记录遮光条的挡光时间，应用的传感器是（）A.光传感器B.温度传感器C.声音传感器D.压力传感器5 .电视机遥控系统中接收信号的设备用的是哪种类型的传感器（）A.电容式传感器B.电感式传感器C.电压式传感器D.红外线传感器6 .实际应用中，常用到一种双金属温度计，它是利用铜片与铁片钟合在一起的，双金 属片的弯曲程度随温度的变化而变化，如图乙所示。已知图甲中双金属片被加热时， 其弯曲程度会增大，则下列叙述中不正确的是（）A.该温度计的测温物质是铜、铁两种热膨胀系数不同的金属B.该温度计是利用测温物质热胀冷缩的性质来工作的C.由图中可知，铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数D.由图乙可知，其双金属片的内层一定为铜，外层一定为铁7 .下列仪器或装置不是利用传感器的是A.汽车防盗报警器8 .宾馆房间内的火灾报警器【点睛】传感器能够将其他信号转化为电信号，它们在生产生活中应用非常广泛，在学习 中要注意体会.9. A【解析】【分析】【详解】A.图中温度传感器和消毒柜串联，传感器闭合时，消毒柜工作，传感器断开时，消毒柜 停止工作，符合题意；B.图中温度传感器和消毒柜并联，消毒柜的工作情况与传感器闭合、断开无关，不符合 题意；C.图中温度传感器和消毒柜并联，消甫柜有开关S控制，与温度传感器无关，不符合题 意；D.图中温度传感器和消毒柜并联，温度传感器有开关S控制，消毒柜的工作情况与温度 传感器无关，不符合题意。故选Ao10. A【解析】【详解】热敏电阻，其特点是温度变化，电阻值随之变化，即温度越高阻值越小，故A正确，BCD 错误.11. C【解析】【详解】当F向上压膜片电极时，板间距离减小，由电容的决定式© = 今;得到，电容器的电容将 4乃收/增大，又根据电容的定义式。二卷，电容器两极的电压U不变，故。将增大，即电容器充 电，所以电流将从电流表正接线柱流入，电流计指针向右偏.当充电完毕后，电路中没有 电流，电流计的指针回到零刻度.故C正确，ABD错误.12. D【解析】答案第3页，共8页【详解】系统在水平面内以角速度转动时，无论角速度增大还是减小，BC的电阻不变，根据闭 合电路欧姆定律得知，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3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kx=ma)2 (1+x)解得x = *竺，选项B错误；又输出电压u = ，联立两式得u=Emc 故©错误.当x=l时角速度最大，则由kx=mco2 (i+x)解得练心=匡，k - ma>V 2m选项D正确；故选D.13. A【解析】【分析】【详解】A.温度升高，热敏电阻的阻值减小，根据闭合电路的规律可知，报警器两端电压减小， 故A正确；B.温度降低，热敏电阻的阻值增大，根据闭合电路的规律可知，通过热敏电阻的电流减 小，由P=I2R热敏电阻的热功率不一定增大，故B错误；CD.若滑动变阻滞接入电路的阻值大，则热敏电阻的阻值变化一定时，报警器两端的电压 变化量小，不容易报警，故CD错误。故选Ao14. AC【解析】【详解】双金属片、感温铁氧体能够感受温度带来的物理性质的变化.应变片是力传感器.干簧管 能把磁场的有无转化为电路的通断.答案选AC.15. BC【解析】【详解】由题目中的现象可知鸽丝的电阻随温度的升高而增大，随温度的降低而减小，利用该特性答案第4页，共8页 可以制成温度传感器，该传感器能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量故选BCo16. AC【解析】【分析】【详解】A. 0到时间内，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正确；BC. 到时间内，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Fz = mg到2时间内根据牛顿第二定律合力向上，加速度向上，所以升降机在做加速度增大的运动，故C正确，B错误； D.及到门时间内电流不变，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& - mg = ma合力向上，加速度向上，加速度不变，所以到，3时间内升降机不可能匀速下降，故D错 误。故选AC。17. 接触上层下【解析】【分析】【详解】平常温度低，双金属片都不变，上下触点接触在一起；电热丝通电加热，双金属片 温度升高，双金属片膨胀系数上层大下层小，温度升到一定时双金属片上层膨胀比下层 大，故向下弯曲使触点断开.需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并 推动弹性钢片下移，使双金属片稍向下弯曲，这时使触点断开双金属片向下弯曲程度要大 些温度要更高些.答案第5页，共8页18. 限流闭合的 >【解析】【详解】R/、&起的作用是限流，防止指示灯(岚泡)因电流过大而烧毁，S2是自动控制温度开关， 当温度低于70C时自动闭合，当温度达到7080C时又自动断开，使电饭煲处于保温状 态，由于及,的功率较大，因此&>心；由于开关，必须当温度达到103时才自动断开, 而水的沸点只有100C,因此用电饭煲烧水时，直到水被烧干后$才会断开.【点睛】本题考查了电阻的串联和并联通过以及电功率公式的灵活应用，关键是根据题意和电路图 得出电饭煲的工作过程，对学生的分析能力和获取信息的能力要求较高19. 向下匀加速运动或向上匀减速运动。理由见详解【解析】【详解】运动时电流/大于静止时电流/。，说明路端电压增大，电源内电压减小，所以干路的 电流减小，流过压敏电阻的电流减小，可以判断压敏电阻增大。由于压敏电阻的阻值随所 受压力的增大而减小，所以压力减小，物块处于失重状态，加速度向下，又由于电流不 变，所以加速度不变，电梯做向下的匀加速运动或向上的匀减速运动。320. R=4.25/(m)120160 I )【解析】【详解】(1)设热敏电阻的电阻值与温度关系表达式为：R=kt+Rn当 t=40°C 时，R=3.5kC,有 3.5=40k+Ro 当 t=120 时，R=2kQ,有 2=120k+Ro 3由解得后=一777； » R()=4.2516()3故热敏电阻R随摄氏温度I变化的关系式为R=4.25-t (kQ)160(2) R的温度等于40时,R=3.5kd 电流表示数I产2.25mA,根据闭合电路欧姆定律，有 L =-的'r+R+& 代入数据，解得r+Ro=O.5kQ答案第6页，共8页当电流表的示数L=3.6mA时，根据闭合电路欧姆定律，有，2=上.上r + a + Zfl3解得R=2.()kQ,代入热敏电阻R随摄氏温度t变化的关系式：R = 4.25-念/QC)160得到温度值为t=i2(rc21. (1)锅底温度升高，感温铁氧体失去磁性，弹簧弹开，自动断电；(2)如果用电饭锅烧 水，在水沸腾后自动不会断电.因为水沸腾是温度为100C,小于居里温度，感温铁氧体 不失去磁性;(3)2.904X106；【解析】【详解】(1)锅底温度升高，感温铁氧体失去磁性，弹簧弹开，自动断电。(2)如果用电饭锅烧水，在水沸腾后自动不会断电.因为水沸膨是温度为100,小于居里 温度，感温铁氧体不失去磁性.(3)1小时内电饭锅的加热时间共为40分钟，保温时间共为20分钟.加热时U=220VZ/=5A/=40min则生热为Qi=Uhti解得0=2.64xlO6J保温时(/=200V/2=1A/2=20min则生热为Q2=UI2t2解得02=2.64xlO5J1小时内该电饭锅产生的热量为答案第7页，共8页e=C/+C2=2.904xl06J22.不能；变成低温报警器了.【解析】【详解】Rr和Ri两个电阻的比值大小决定了 A端电平的高低，决定了触发器是否触发，也就决定了 报瞽器是否报警.若Rt和Ri的位置互换，报警器就变成了低温报警器.【解析】 【详解】 当有光照射时，光电流经过放大器输出一个较大的电流，驱动电磁继电器吸合，使两个触 点断开；当无光照时，光电流减小，放大器输出电流减小，电磁继电器释放衔铁，使两个 触点闭合，控制路灯电路接通，路灯开始工作； 电路如图所示答案第8页，共8页答案第9页，共1页C.工兵用的地雷探测仪D.用钥匙打开房门8 .传感器的应用改变了我们的生活，没有传感器，就不可能有现代化的自动控制技 术，下列有关传感器的判断正确的是（）A.传感器是将电学最（如电压、电流等）转化成非电学最（如压力、温度、位移等）的装 置B.温度传感器中使用到的热敏电阻是利用了一些半导体材料在温度发生变化时电阻不 变这一特性而制成的C.空调机、电冰箱、微波炉和消毒柜等家用电器几乎都要用到红外线传感器D.卫星遥感、家电遥控系统、生命探测器等使用的是红外线传感器9 .传感器在口常生活中的应用越来越广泛，温度传感器（实质是自动开关）是其中的一 种.某一食品消毒柜就是利用温度传感器来自动控制电路的.常温下，该温度传感器 是闭合的；当温度达到某一设定值时，传感器自动断开，从而切断整个电路.下列关 于该消毒柜的几种电路图中（图中S为电源开关），连接正确的是（）10.电磁炉里面安装了温度感应装置，可以感应器皿温度的变化，控制加热的温度，这种装置最重要的元件是热敏电阻，其特点是（）A.温度变化，电阻值随之变化B.温度变化，电阻内部会产生感应电流C.温度变化，电阻值保持恒定D.以上说法都不对11 .传感器是一种采集信息的重要器件、图为测定压力的电容式传感器，将电容器、 灵敏电电流表、电源连接.施加力的作用使电极发生形变，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，灵敏电流表指针的偏 转情况为（电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏）A.向右偏到某一刻度后不动B.向左偏到某一刻度后不动C.向右偏到某一刻度后回到零刻度D.向左偏到某一刻度后回到零刻度12 .某种角速度计，其结构如图所示.当整个装置绕轴。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?，弹簧的劲度系数为公自然长度为/,电源的电动势为 £、内阻不计.滑动变阻器总长也为/,电阻分布均匀，装置静止时滑片尸在变阻器的最左端8端，当系统以角速度转动时，则（ ）A.电路中电流随角速度的增大而增大 B.弹簧的伸长量为工=丁吗 k - mcoC输出电压的函数式为八谯,D.此装置能测量的角速度最大不超过13 .药物生产车间需要严格控制室内温度范围，尽量保证较小的温度波动。如图是某 监控温度波动的报警原理图，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，当报警器两端的 电压变化量超出设定值时，报警器就会自动报警。下列说法正确的是（ ）A.温度升高，报警器两端电压减小B.温度降低，热敏电阻的热功率一定增大C.滑动变阻器接入电路的阻值大，报警器容易报警D.滑动变阻器接入电路的阻值与报警器是否容易报警无关二、多选题14 .传感器已经广泛应用于我们的生活，为我们带来了方便，下列可以用来控制电路 通断的温度传感器元件有：A.双金属片 B.应变片C.感温铁氧体D.干簧管15 .如图所示，在电路中接一段铝丝，闭合开关，灯泡正常发光，当用打火机给鸨丝 加热时灯泡亮度明显变暗，根据鸨丝的上述特性，可用鸨丝来制作一个温度传感器。下面说法中正确的是（）A.该传感器利用了鸽丝的化学性质B.该传感器利用了伺丝电阻随温度变化而变化的特性C.该传感器能够把热学最（温度）转换为电学最（电阻）D.该传感器能够把电学量（电阻）转换为热学量（温度）16 .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下列判断正确的是（）A. 0到”时间内，升降机可能做匀速直线运动B.。到 >时间内，升降机可能做匀加速直线运动C. 到冷时间内，升降机运动时的加速度在变化D. f2到门时间内，升降机可能向下匀速运动三、填空题17 .如图是电熨斗的结构图，它装有双金属片温度传感器，其作用是控制电路的通断，常温下图中上下触点是 （填“接触”或“分离”），当温度升高时双金属片 （填“上层”或“下层”）膨胀比另一层大.若需要设定更高的温度，则应该 调节升降螺丝向 （填“上”或“下”）弹性钢片. 、, 触点:二=双金属片/调温旋钮 串一 A升降螺丝 中r»维臻支架金属底板18 .电饭煲的工作原理如图所示，可分为两部分，即控制部分：由S2、R/和黄灯组 成.工作（加热）部分：由发热电阻R、&和红灯组成，Si是一个磁铁限温开关，手动 闭合，当此开关的温度达到居里点（103 ）时，自动断开，且不能自动复位（闭合），S2 是一个双金属片自动开关，当温度达到7080时:自动断开，低于70 1时，自 动闭合，红灯、黄灯是指示灯，通过的电流必须较小，所以勺、取起作用，心是发热电阻，由于煮饭前温度低于70 C,所以S2是（填“断开的''或"闭合 的”）.接通电源并按下吊后，黄灯灭而红灯亮，R3发热，当温度达到7080 C时，S2 断开，当温度达到103 时饭熟，Si断开，当温度降到70 °C以下时，S2闭合，电饭煲 处于保温状态，由以上描述可知R 心（填“<" =”或">"），若用电饭煲烧水 时，直到水被烧干Si才会断开，试解释此现象.19 .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升 降机运动状态的装置，如图所示，将压敏电阻固定在升降机底板上并接入电路，其上 放置物块；合上电键后，在升降机运动过程的某一段时间内，发现电流表的示数/不 变，且/大于升降机静止时电流表的示数队 在这段时间内升降机的运动情况是20 .广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中的温度传感器，是利用热敏 电阻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,内电阻不可 忽略，G为内阻不计的灵敏电流表，Ro为保护电阻，R为热敏电阻，其电阻值与温度 变化关系如图乙的R-t图象所示.则热敏电阻R与摄氏温度t的关系为R=kC； 闭合电键S,当R的温度等于40时，电流表示数h=2.25mA,则当电流表的示数 b=3.6mA时，热敏电阻R的温度是 摄氏度.四、解答题21 .如图（a）所示是电饭煲的结构示意图，其温度传感器的主要元件是感温铁氧体。 感温铁氧体的特点是常温下具有铁磁性，能够被磁铁吸引，但温度上升到约103 时，就失去了铁磁性，不再被磁铁吸引。（1）饭熟后，水分被大米吸收，煲底的温度会有什么变化？试根据电饭煲的结构说明这时电饭煲会自动发生哪些动作;（2）如果用电饭煲烧水，能否在水沸腾后自动断电？为什么？ （3）已知某型号的保温式自动电饭煲在220V电压下正常工作时，加热状态与保温状态交替运行，从通电开始，其工作电流随时间变化的关系如图（b）所示，求1h内该电饭煲消耗的电能。内胆底， 永磁体触点开关按钮接线螺钉（a）0 30 60 90min(b)22 .在蜂鸣式温度报警器的电路中，若将与和%的位置互换，与取适当阻值，如图所示，还能进行高温报警吗？为什么？23 .光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用.街道路灯自动控制就是应用之一，如 图所示电路为模拟电路，其中A为一光敏电阻，B为电磁继电器，C为电流放大器， D为路灯.请连成正确的电路，达到日出路灯熄、日落路灯亮的效果.3电流信号师0 放大器瓜（弹簧X参考答案:1. A【解析】【详解】开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图 示状态，则触点接通，电热板通电加热，水沸腾后，由于锅内保持100不变，故感温磁 体仍与永磁体相吸，继续加热，直到饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升 至“居里点103C”时，感温磁体失去铁磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离， 切断电源，从而停止加热.家用电饭锅使用的传感器类型是温度传感器.故选A.【点睛】如果用电饭锅烧水，在水沸腾后因为水温保持在10。,故不能自动断电，只有水烧干 后，温度升高到1（）3,才能自动断电.2. A【解析】【详解】烟雾散射火灾报警器是烟雾进入报警器后，光被散射，照到报警器中的光传感器上，使电 路接通，报警器工作，发出警报，因此烟雾散射火灾报警器使用的是光传感器。故选Ao3. B【解析】【详解】电热水器在使用过程中能按设置温度自动跳闸断电，是因为电热水器中安装了温度传感 器，当热水器内温度到达一定值时，温度传感器作用使得断电，故选B.4. A【解析】【详解】光电门能够记录遮光条的挡光时间，是应用了把光信号转化为电信号，从而控制计时器计 时的工作原理，应用的传感器是光传感器，故选A。5. D答案第1页，共8页【解析】【详解】电视机遥控是通过红外线的发射和接收实现的，故选D.6. D【解析】【分析】【详解】AB.由题意可知，该温度计的测温物质是铜、铁两种热膨胀系数不同的金属，双金属片的 弯曲程度随温度变化而变化，故该温度计是利用测温物质热胀冷缩的性质来工作的，AB 正确，不符合题意；C.如题图甲所示，加热时双金属片的弯曲程度增大，即进一步向上弯曲，说明双金属片 下层金属的热膨胀系数较大，即铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数，C正确，不符合题 意；D.如题图乙所示，温度计示数沿顺时针方向增大，说明当温度升高时，温度计指针按顺 时针方向转动，则其双金属片的弯曲程度在增大，故可知双金属片的内层一定是铁，外层 一定是铜，D错误，符合题意。故选D。7. D【解析】【详解】汽车防盗报警器利用振动传感器，宾馆房间内的火灾报警器是利用光电传感器，是利用高 频振荡器，用钥匙打开房门没有传感器，故D正确；ABC错误.8. D【解析】【详解】A、传感器是把非电学物理量（如位移、速度、压力、角度等）转换成电学物理量（如电 压、电流、电量等）的一种元件，故A错误.B、热敏电阻利用了半导体材料随温度升高而 阻值变大，选项B错误.C、空调机、电冰箱、消毒柜在达到设定的温度后，会自动停止 工作，这是因为使用了温度传感器，故C错误.D、自动门、生命探测器、家电遥控系 统、非接触式测温仪均能发出红外线，所以使用的是红外线传感器，故D正确.故选D.答案第2页，共8页