高考物理新电磁学知识点之传感器技巧及练习题含答案(2).pdf

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1、高考物理新电磁学知识点之传感器技巧及练习题含答案(2)一、选择题1在如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L 为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变），R1R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V 为理想电压表若将照射R3的光的强度减弱，则（）A电压表的示数变大 B小灯泡消耗的功率变大C通过 R2的电流变小 D 电源内阻的功率变小2如图电路中，电源电动势为E，内阻为r，RG为光敏电阻，R 为定值电阻。闭合开关后，小灯泡L 正常发光，当光照增强时，A小灯泡变暗B小灯泡变亮C通过光敏电阻的电流变小D通过光敏电阻的电流不变3电视机遥控器是用传感器将光信号转化为电流信号。下

2、列属于这类传感器的是A走廊中的声控开关 B红外防盗装置C热水器中的温度传感器 D电子秤中的压力传感器4下列说法正确的是A传感器都是利用电磁感应原理工作的B电磁炉是根据电磁感应原理工作的C法拉第圆盘发电机是利用静电感应的原理制成的D探测金属物品的探测器都是利用静电感应的原理工作的5自动门、生命探测器、家电遥控系统、防盗防火报警器都使用了()A温度传感器 B生物传感器 C 红外线传感器 D压力传感器6某同学设计的散热排风控制电路如图所示，M 为排风扇，R0是半导体热敏电阻，其阻值随温度升高而减小，R是可变电阻下列说法中正确的是A环境温度升高时，A 点电势升高B可变电阻R 阻值调大时，A 点电势降低

3、C可变电阻R 阻值调大时，排风扇开始工作的临界温度升高D若用金属热电阻代替半导体热敏电阻，电路仍能正常工作7传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用，如图所示是一种测量液面高度的电容式传感器的示意图，金属芯线与导电体之间形成一个电容器，从电容大小的变化就能反映液面的升降情况，当测得电容值减小，可以确定h 将（）A减小B增大C不变D无法判断8如图所示为一种常见的身高体重测量仪，测量仪顶部向下发射超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪可记录发射和接收的时间间隔测量仪底部有一压力传感器，其输出电压作用在它上的压力F 成正比，表

4、达式为UkF（k 为比例系数）某同学已知了自己的身高h、质量 m 和重力加速度g，他想利用该装置测量超声波速度v 和比例系数 k，他多次研究发现，当他站上测重台时测量仪记录的时间间隔比他没站上时减少了t；当他没站上测重台时，测量仪已有输出电压为0U（0U0），当他站上测重台时测量仪输出电压为U，那么超声波v 与比例系数k 为A02UUhvktmg，B022UUhvktmg，C02UUhvktmg，D022UUhvktmg，9下列说法不正确的是（）A话筒是一种常见的红外线传感器B电慰斗内一般装有双金属片温度传感器C电子秤所使用的测力装置是力传感器D热敏电阻能够把温度大转换为电阻大小10 某兴趣小

5、组对火灾报警装置的部分电路进行探究，其电路图如图所示，其中是半导体热敏电阻，它的电阻随温度的变化关系如图所示.当所在处出现火情时，通过电流表的电流 I 和 a、b间的电压U 与出现火情前相比（）AI 变大，U 变小BI 变小，U 变小CI 变小，U 变大DI 变大，U 变大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I 不变，且I 大于升降机静止时电流表的示数I0，在这段时间内A升降机可能匀速上升B升降机一定在匀减速上升

6、C升降机一定处于失重状态D升降机一定在匀加速上升12 如图所示，R4是半导体材料制成的热敏电阻，电阻率随温度的升高而减小，这就是一个火警报警器的电路，电流表是安放在值班室的显示器，电源两极之间接一个报警器，当R4所在处出现火情时，显示器的电流I 和报警器两端的电压U的变化情况是()AI 变大，U变小 BI 变大，U变大CI 变小，U变大 DI 变小，U变小13 在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制。如图所示，R1为电阻箱，R2为半导体热敏电阻，C 为电容器。已知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，则有（）A若 R1固定，当环境温度降低时电压表的示数减小B若 R1

7、固定，当环境温度降低时R1消耗的功率增大C若环境温度不变，当电阻箱R1的阻值增大时，电容器C的电荷量减少D若 R1固定，环境温度不变，当电容器C 两极板间的距离增大时极板之间的电场强度减小14 2018 年春节期间，按照公安部统一部署，全国各大中城市进行了大规模集中整治酒驾行动。据统计酒驾违法者比往年同期下降了40。执法交警所使用的酒精测试仪主要元件是一种氧化物半导体传感器。这种具有N 型导电性的氧化物的电阻会随其周围气体浓度的变化而变化。这种传感器的电阻与酒精气体的浓度c 成反比，在如图所示的简化原理图中，电压表示数U 与酒精气体浓度c 之间的对应关系正确的是（）AU 越大，表示c 越小，但

8、c 与 U 不成反比BU越大，表示c越小，与U成反比CU 越大，表示c 越大，但c与 U 不成正比DU 越大，表示c 越大，c 与 U 成正比15 某兴趣小组利用压敏电阻(压敏电阻的阻值R 随所受压力的增大而减小)设计了判断电梯运动状态的装置,示意图如图甲所示.将压敏电阻平放在电梯内,受压面朝上,在上面放一物体 A,电梯静止时电压表示数为U0,电梯在某次运动过程中,电压表的示数变化情况如图乙所示,下列判断中正确的是()AO-t1内电梯可能匀加速上升Bt1-t2内电梯可能匀速上升Ct1-t2内电梯可能在减速上升Dt2-t3内电梯可能匀减速下降16 如图所示电路中，R为某种半导体气敏元件，其阻值随

9、周围环境一氧化碳气体浓度的增大而减小当一氧化碳气体浓度增大时，下列说法中正确的是A电压表V 示数增大B电流表A 示数减小C电路的总功率减小D变阻器R1的取值越大，电表示数变化越明显17 视觉是人类最重要的知觉方式，视觉受损的病人生活质量深受困扰目前研发的人工视网膜阵列可以模拟视网膜感光细胞对视觉通路施加特定电刺激，从而产生视觉感受按工作原理来看，目前的人工视网膜阵列主要有两种，分为微光电二极管阵列和微电极阵列微光电二极管阵列直接将入射光转化成电信号激励神经细胞，但电流强度不足，需要配备放大电路微电极阵列通过外置摄像头采集图像并通过无线电波传输至电极阵列，可以最小化植入体积人工视网膜无论采用哪一

10、种阵列，工作时如果使用直流电，都可能造成电荷累积对神经细胞损伤，以及电解水产生化学腐蚀和气泡下列说法正确的是（）A微光电二极管阵列在正常工作时不需要额外电源提供能量B微电极阵列直接将进入人眼的光线转化成视觉电信号C微电极阵列传输信号的原理是电流的磁效应D人造视网膜假体工作时应采用交流电信号18 如图，理想变压器T 的原线圈接在电压为U的交流电源两端，P为滑动变阻器的滑片，RT为热敏电阻，其阻值随温度升高而变小则AP向左滑动时，变压器的输出电压变大BP向左滑动时，变压器的输入功率变大CRT温度升高时，灯L 变亮DRT温度升高时，适当向右滑动P可保持灯L 亮度不变19 为了保证汽车刹车时车轮不被抱

11、死，使车轮仍有一定的滚动而不是纯滑动，这样既可以提高刹车效果，又不使车轮失去控制为此需要一种测定车轮是否还在转动的装置，这种检测装置称为电磁脉冲传感器，如果该装置检测出车轮不再转动，它就会自动放松刹车机构，让车轮仍保持转动状态，这就是ABS 防抱死系统如图是电磁脉冲传感器示意图，B是一根永久磁体，外面绕有线圈，它们的左端靠近一个铁质齿轮A.齿轮与转动的车轮是同步的，则以下说法正确的是()A车轮转动时，由于齿轮在永久磁体的磁场中切割磁感线，产生感应电流B车轮转动时，由于齿轮被磁化使线圈中的磁场发生变化，产生感应电流C车轮转速减慢时，输出电流的周期变小电流强度也变小D车轮转速减慢时，输出电流的周期

12、变大，电流强度也变大20 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，R1为光敏电阻、R2为定值电阻，A、B 接监控装置则()A当有人通过而遮蔽光线时，A、B 之间电压升高B当有人通过而遮蔽光线时，A、B 之间电压降低C当仅增大R2的阻值时，可减小A、B 之间的电压D当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压21 如图所示，把一光敏电阻接在多用电表两表笔之间，将多用电表的选择开关置于欧姆挡.用光照射光敏电阻时，表针的偏角为；现用手掌挡住部分光线，表针的偏角为，则可判断（）A=B D不能确定、的大小关系22如图所示，甲为在温度为10左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻

13、120kR、210kR、340kR，tR为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示，当a、b 两点间的电压0abU时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当a、b 两点间的电压0abU时，电压鉴别器会令开关S断开，停止加热，则恒温箱内的温度可保持在（）A10B20C30D4023 有一种在光照或温度升高时排气扇都能启动的自动控制装置，其中有两个传感器，下列说法正确的是（）A两个传感器都是光电传感器B两个传感器分别是光电传感器和温度传感器C两个传感器可能分别是温度传感器、电容式传感器D只有光照和温度都适合时排气扇才能工作24 下列说法中正确的是()A电饭锅中的敏感

14、元件是光敏电阻B测温仪中的测温元件可以是热敏电阻C机械式鼠标中的传感器接收到连续的红外线，输出不连续的电脉冲D火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现低电阻状态，有烟雾时呈现高电阻状态25 2007 年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家某探究小组查到某磁敏电阻在室温下的电阻随磁感应强度变化的曲线如图甲所示，其中R、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值为检验其磁敏特性设计了图乙所示电路关于这个实验，下列说法中正确的是A闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，伏特表的示数增大B闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，安培表的示数增大C闭合开关S，图乙中只将磁场方向改为与

15、原来方向相反时，伏特表的示数减小D闭合开关S，图乙中只将磁场方向改为与原来方向相反时，安培表的示数减小【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除一、选择题1D 解析：D【解析】解：A、将将照射R3的光的强度减弱，光敏电阻的阻值增大，电路中的总电阻增大；由闭合电路欧姆定律可得，电路中干路电流减小，故R1两端的电压减小，电压表的示数变小故A 错误；BC、因干路电流减小，电源的内电压减小则，路端电压增大，同时R1两端的电压减小，故并联电路部分电压增大，则流过R2的电流增大，故C 错误；由并联电路的电流规律可知，流过灯泡的电流一定减小，故由P=I2R 可知，小灯泡消耗的功率变小，故B 错误；D、干路电流减

16、小，则电源内阻的功率变小，故D 正确；故选：D【点评】闭合电路的动态分析问题一般按外电路、内电路再外电路的分析思路进行；分析内电路主要根据总电流及内阻分析内压，而外电路较为复杂，要注意灵活应用电路的性质2A 解析：A【解析】当光照增强时，电阻RG的阻值减小，电路的总电阻减小，电流变大，则电阻和电源内阻上的电压变大；故灯泡和RG上的电压减小，灯泡变暗，通过RG上的电流变大，故选项 A正确，BCD错误；故选A.点睛：当照射光强度增大时，电阻减小，外电路总电阻减小，分析干路电流和路端电压的变化，得到灯泡和光敏电阻两端的电压的变化，分析灯泡亮度的变化3B 解析：B【解析】用遥控器调换电视机的频道的过程

17、，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程走廊中的声控开关是将声波转化成电信号的过程，红外防盗装置是将光信号转换为电信号，热水器中的温度传感器将温度转化成电信号的过程；电子秤中的压力传感器是将力转换为电信号的过程，故B正确4B 解析：B【解析】传感器不一定都是利用电磁感应原理工作的，如利用热敏电阻做成的传感器，是利用电阻随温度变化规律工作的，A 错误；电磁炉和发电机、探测含有金属零件的地雷的探测器的原理都是“电磁感应”，B 正确 CD 错误5C 解析：C【解析】自动门、生命探测器、家电遥控系统、防盗防火报警器均能均能接收人或物体发出的红外线，所以使用的是红外线传感器，C 正确6A 解析：A【

18、解析】【分析】【详解】环境温度升高时，R0阻值减小，电路中总电阻减小，总电流增大，R 上的电压变大，所以A 点电势升高；可变电阻R 阻值调大时，电路的电流减小，则R0与 M 并联支路电压减小，R 上电压增大，所以A 点电势升高；排风扇开始工作的临界温度降低；若用金属热电阻代替半导体热敏电阻，因为金属热电阻随温度升高电阻增大，电路中的电流减小，R 上的电压变小，所以A 点电势降低，电路不能正常工作选项A 正确7A 解析：A【解析】【分析】【详解】电容 C 减小时，根据电容的决定式4sCkd分析正对面积应减小，则知液面高度h 减小，所以 A 选项是正确的。故选 A。点睛：金属芯线与导电液体形成一个

19、电容器,液面高度h 变化相当于正对面积变化,根据电容的决定式4sCkd分析电容的变化.8C 解析：C【解析】【分析】【详解】设身高体重测量仪高度为L，没有站人时压力传感器的压力为F0，设当测重台上没有站人时，测量仪记录的时间间隔为t0，根据超声波的速度和位移关系可得02vtL；根据传感器输出电压与作用在其上的压力成正比可得00UkF；当测重台上站人时，测量仪记录的时间间隔为t，同理可得02()()vtLhUk Fmg，联立解得02UUhvktmg，C 正确；故选C.点睛：本题为传感器类问题的应用，解题的关键在于明确题意，由题找出对应的信息再结合所学物理规律即可求解，注意在求身高要注意取单程时间

20、，求质量要明确压力等于重力9A 解析：A【解析】动圈式话筒是通电导体在磁场中受力，变化的电流通过线圈，产生变化的磁场，从而让扬声器的膜片振动，产生声音，A 错误；电熨斗通过温度传感器实现温度的自动控制，B 正确；电子秤所使用的测力装置是力转换成电信号来显示大小，属于力传感器，C 正确；金属热电阻传感器是利用导体或半导体的电阻随温度变化来测量温度的一种温度敏感元件，D 正确10A 解析：A【解析】【详解】由图乙知，温度越高，R2的阻值越小；当出现火情时，R2减小，R总减小，I总=增大，路端电压减小，即a、b间的电压减小；R1两端电压 U1=I总R1,增大，并联电路的电压 U2=U-U1,减小，I

21、3=减小，故I=I总-I3增大，即电流表的示数增大，选项A 正确.11C 解析：C【解析】【分析】通过压敏电阻将压力信号转换成电信号，从而根据电路中电表的示数来确定升降机的运动状态；【详解】A、在升降机运动过程中发现I 大于升降机静止时电流表的示数0I，则说明不可能匀速运动，故A错误；B、在升降机运动过程中发现电流表不变，则说明是匀变速运动，且I 大于升降机静止时电流表的示数0I，则可知外电压变大，内电压变小，说明电流变小，所以是电阻变大，由压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，则压力变小，因此加速度方向向下，可能向下匀加速，也可能向上匀减速，故BD 错误 C 正确。【点睛】电流表的示数I 不

22、变，说明压力不变，而I 大于升降机静止时电流表的示数I0，则说明压力不等于重力，结合压敏电阻的性质来分析。12A 解析：A【解析】试题分析：当4R所在处出现火情时，4R的电阻减小，路端总电阻减小，所以路端电压减小即报警器两端的电压U减小，总电流增大，故通过1R的电流增大，所以1R两端的电压增大，故并联电路的电压减小，所以通过3R的电流减小，而总电流是增大的，所以通过4R支路的电流增大，故电流表的示数增大，A正确考点：考查了电路动态分析13D 解析：D【解析】试题分析：当环境温度降低时R2，R总，根据闭合电路欧姆定律知I总，路端电压U=（EIr），电压表的读数，故A 错误；R1消耗的功率P=I2

23、R1，故B 错误；若环境温度不变，当电阻箱R1的阻值增大时，R总，根据闭合电路欧姆定律知I总，电容器的电压 UC=EI总（r+R1），UC，电容器C 的带电量Q=UCC，故 C 错误；若R1固定，环境温度不变，电容器C 两板间的电压不变，当电容器C 两极板间的距离增大时，E=Ud，故 D正确。考点：闭合电路的欧姆定律、含有电容器电路的动态分析点评：电路的动态分析问题，首先根据局部电路的变化分析外电路总电阻的变化，判断总电流和路端电压的变化，再分析局部电流、电压和功率的变化，是常用的分析思路。14C 解析：C【解析】【分析】【详解】由闭合电路欧姆定律可知，电路电流0EIrRRR传感器电压表示数0

24、00ERUIRrRRR传感器传感器的电阻R传感器与酒精气体的浓度c 成反比，酒精浓度c 越大，R传感器越小，电压表示数 U 越大，所以U 越大，R传感器越小，c 越大，但是c 与 U 不是正比关系，故ABD 错误，C 正确。故选 C。15C 解析：C【解析】【详解】0-t1内，电压表读数大于U0，可知压敏电阻B 的阻值增大，则所受的压力小于A 的重力，物块 A 失重，则电梯不可能匀加速上升，选项A 错误；t1-t2内，电压表读数大于U0保持不变，则压敏电阻的阻值不变且大于静止时的阻值，说明物块A 失重，则电梯可能匀减速上升，选项 B 错误，C 正确；t2-t3内电压表读数大于U0，说明压敏电阻

25、阻值大于原来静止时的值，则物块A 失重，则电梯加速度向下，则选项D 错误，故选C.16B 解析：B【解析】试题分析：当一氧化碳气体浓度减小时，R 增大，总电阻增大，则总电流减小，内电压减小，路端电压增大，可知，通过R1的电流增大，因此电压表V 示数增大，通过变阻器的电流增大，则电流表A 示数减小故A 错误，B正确电路的总功率为 P=EI，E不变，I 减小，则 P减小，故C错误变阻器R1的取值越大，R1与 R 并联的阻值越接近R，R 对电路的影响越大，则知变阻器R1的取值越大，电压表示数变化越明显故D 错误故选B考点：电路的动态分析17D 解析：D【解析】【详解】A、由于微光电二极管阵列直接将入

26、射光转化成电信号激励神经细胞，但电流强度不足，需要配备放大电路，所以微光电二极管阵列在正常工作时需要额外电源提供能量，故选项A 错误；BC、微电极阵列通过外置摄像头采集图像并通过无线电波传输至电极阵列，将图像信号转化为电流脉冲，不是电流的磁效应，故选项B、C 错误；D、工作时如果使用直流电，都可能造成电荷累积对神经细胞损伤，以及电解水产生化学腐蚀和气泡，所以人造视网膜假体工作时应采用交流电信号，故选项D 正确18D 解析：D【解析】【分析】【详解】P向左滑动时，电阻变大，次级电流减小，根据P=IU 可知，因变压器输出电压不变，故变压器的输出功率减小，变压器输入功率减小，选项AB 错误；RT温度

27、升高时，RT电阻减小，次级电阻减小，电流变大，变阻器两端电压变大，电灯两端电压变小，故灯L 变暗，此时若适当向右滑动P，变阻器两端电压变小，电灯两端电压变大，与原来电压相同，故可保持灯L 亮度不变，选项D 正确，C错误；故选D.19B 解析：B【解析】AB、此传感器是利用线圈中磁通量的变化产生感应电流的原理来实现检测的，当车轮转动时，带动齿轮转动，相当于将铁块插入和拔出线圈，从而使线圈中磁通量发生变化而产生感应电流，故A 错误，B 正确；CD、当车轮转速减慢时，线圈中磁通量的变化减慢，产生的感应电流的周期变大，由Ent可知，电流强度变小，故C、D 错误；故选 B【点睛】车轮在转动时，被磁化的齿

28、轮产生的磁场使线圈中的磁通量发生变化，产生感应电流根据法拉第电磁感应定律判断输出电流周期和大小的变化20B 解析：B【解析】【详解】由电路图可知，两电阻串联，监控装置与R2并联；AB、当有人通过通道而遮蔽光线时，R1阻值变大，电路中的总电阻变大；根据UIR可知，电路中的电流变小，根据UIR可知，R2阻值不变时，其两端的电压变小，即A、B间电压降低，故A 错误，B 正确；C、当仅增大R2的阻值时，电路中的总电阻变大，根据UIR可知，电路中的电流变小，根据UIR可知，电源的内阻和R1 阻值不变时，内阻和R1两端的电压变小，根据串联电路的电压特点可知，A、B 间电压增大，故C 错误；D、当仅减小R2

29、的阻值时，电路中的总电阻变小，根据UIR可知，电路中的电流变大，根据UIR可知，电源的内阻和R1 阻值不变时，内阻和R1两端的电压变大，根据串联电路的电压特点可知，A、B 间电压减小，故D 错误；故选 B【点睛】由电路图可知，两电阻串联，监控装置与R2并联；根据题意得出有人通过时R1阻值的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和A、B间电压的变化；当仅改变R2的阻值时，根据欧姆定律可知电路中电流的变化，内阻和R1两端的电压电压变化，根据串联电路的电压特点可知A、B 间电压的变化21B 解析：B【解析】【详解】光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小,用手掌挡住部分光线，阻值变大，指针自左向右偏转角

30、度变小，B 正确.ACD 错误故选 B22C 解析：C【解析】【详解】通过审题可知0abU是电压的临界点，对应着开关S的动作，而开关的动作对应着温度的上升或下降。由电路分析可知，在1R、2R、3R给定的条件下，热敏电阻tR的阻值决定了abU的正负。设电源负极的电势为零，则a 点电势212aRURR，b 点电势3tbtRURR，其中 U 为路端电压，令ab，即0abU，则可得213tRRRR，代入数据解得20ktR，由图乙得对应的温度为30，故选项C 正确，ABD 错误故选 C。23B 解析：B【解析】题中提到有光照或温度升高时排气扇都能自动控制，由此可见两个传感器一个是光电传感器，一个是温度传

31、感器，而且排气扇自动工作只需光照和温度一个满足条件即可，A、C、D 错，B 对24B 解析：B【解析】电饭锅中的敏感元件是感温铁氧体，A 错误；机械式鼠标中的传感器接收断续的红外线脉冲，输出相应的电脉冲信号，C 错误；火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现高电阻状态，有烟雾时呈现低电阻状态，D 错误；只有选项B 正确25A 解析：A【解析】【详解】由图可以看出，磁敏电阻的阻值与磁感应强度的方向无关，只与磁感应强度的大小有关，随着磁感应强度变大，电阻变大；AB闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，磁敏电阻的阻值变大，则干路总电流减小即安培表示数减小，由内电压和滑动变阻器pR电压减小，根据闭合电路欧姆定律可知伏特表的示数增大，故A 正确，B 错误；CD磁敏电阻的阻值与磁感应强度的方向无关，所以闭合开关S，图乙中只改变磁场方向原来方向相反时，伏特表的示数不变，故CD 错误【点睛】本题要求同学们能读懂各个图象的物理意义，变化规律，知道磁敏电阻的阻值与磁感应强度的方向无关，只与磁感应强度的大小有关，随着磁感应强度变大，电阻变大