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1、5.1认识传感器同步练习20212022学年高中物理人教版(2019)选择性必修第二册一、选择题(共15题)1许多牛奶制品中被检测出化学原料三聚氰胺在多种检测三聚氰胺的方法中有一种“酶标法检测”,这种检测方法使用的传感器,应为传感器中的哪一类()A物理传感器B化学传感器C生物传感器D温度传感器2关于传感器,下列说法正确的是()A金属材料不可以制成传感器B话筒是一种常用的声传感器,其作用是将声信号转换为电信号C传感器都是通过感知电压的变化来传递信号的D所有传感器的材料都是由半导体材料做成的3传感器的输出量通常为( )A非电量信号B电量信号C位移信号D光信号4温度传感器广泛应用于家用电器中,它是利
2、用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的.图甲所示为某装置中的传感器工作原理图,已知电源的电动势,内电阻不计,G为灵敏电流表,其内阻保持不变;R为热敏电阻,其阻值随温度的变化关系如图乙所示.闭合开关S,当R的温度等于时,电流表示数;当电流表的示数时,热敏电阻的温度是() ABCD5磁传感器是将磁信号转变为电信号的仪器.如图所示,将探头放在磁场中,可以很方便的测量磁场的强弱和方向.探头可能是( )A感应线圈B热敏电阻C霍尔元件D干簧管6电动自行车是一种应用广泛的交通工具,其速度控制是通过转动右把手实现的,这种转动把手称为“霍尔转把”,属于传感器非接触控制.转把内部有永久磁铁和霍尔器件等,截面如图
3、甲开启电源时,在霍尔器件的上、下面之间加一定的电压,形成电流,如图乙.随着转把的转动,其内部的永久磁铁也跟着转动,霍尔器件能输出控制车速的电压,已知电压与车速关系如图丙.以下关于“霍尔转把”叙述正确的是()A为提高控制的灵敏度,永久磁铁的上、下端分别为N、S极B按图甲顺时针转动电动车的右把手,车速将变快C图乙中从霍尔器件的左、右侧面输出控制车速的霍尔电压D若霍尔器件的上、下面之间所加电压正负极性对调,将影响车速控制7如图,在电路中接一段钨丝(从旧白炽灯中取出),闭合开关,灯泡正常发光,当用打火机给钨丝加热时灯泡亮度明显变暗,根据钨丝的上述特性,可用钨丝来制作一个温度传感器,下面的说法中正确的是
4、()A该传感器利用了钨丝的化学性质B该传感器的原理是把电学量(电阻)转换为热学量(温度)C该传感器的敏感元件是钨丝,转换元件是灯泡D该传感器利用了钨丝电阻随温度变化而变化的特性8许多办公楼及宿舍楼的楼梯上的电灯到了晚上能够自动做到“人来即亮,人走即灭”,其神奇功能在于控制灯的“开关”传感器,下面有关该传感器的说法中正确的是A该传感器能够测量的物理量是位移和温度B该传感器能够测量的物理量是位移和光强C该传感器能够测量的物理量是光强和声音D该传感器能够测量的物理量是压力和位移9下列说法正确的是()A话筒是一种常用的声传感器,其作用是将电信号转换为声信号B电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片
5、温度传感器,这种传感器的作用是控制电路的通断C霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电流这个电学量D半导体热敏电阻常用作温度传感器,温度升高,它的电阻值变大10如图所示,Rt为金属热电阻,R1为光敏电阻,R2和均为定值电阻,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A金属热电阻温度升高,其他条件不变B金属热电阻温度降低,光照减弱,其他条件不变C光照增强,其他条件不变D光照增强,金属热电阻温度升高,其他条件不变11如图为一种延时开关示意图,M和N是绕在同一个铁芯上的两个线圈,其中M与电源E、开关S构成回路,N的两端用导线ab直接连起来。当闭合S后,铁芯吸住衔铁
6、A,开关触头B就将高压电路接通;当断开S时,衔铁仍被铁芯吸住,一会儿后才被弹簧C拉上去,从而实现延时断开电路的目的。下列说法正确的是()A起延时效果的主要部件是线圈MB闭合S电路稳定工作后,导线ab中有从a流向b的感应电流C断开S瞬间,导线ab中有从a流向b的感应电流D电源E的正负极对调接入后,该装置就没有延时效果12电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置。由于电容器的电容取决于极板正对面积、极板间距离以及极板间的电介质这几个因素,当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化,从而又可推出另一个物理量的值的变化,如图所示是四种电容式传感器的示意图,关于这四个传感器的作用,下列说
7、法不正确的是()A甲图的传感器可以用来测量角度B乙图的传感器可以用来测量液面的高度C丙图的传感器可以用来测量压力D丁图的传感器可以用来测量速度13测定压力变化的电容式传感器如图所示,为固定电极,为可动电极,组成一个电容大小可变的电容器。可动电极两端固定,当待测压力施加在可动电极上时,可动电极发生形变,从而改变了电容器的电容。现将此电容式传感器连接到如图所示的电路中,当待测压力增大时( )A电容器的电容将减小B电阻中没有电流C电阻中有从流向的电流D电阻中有从流向的电流14下列情况中,应用了温度传感器的是( )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15霍尔式位移传感器的
8、测量原理如图所示,有一个沿z轴方向均匀变化的匀强磁场,磁感应强度B=B0+kz(B0、k均为常数,且k0)。将霍尔元件固定在物体上,保持通过霍尔元件的电流I不变(方向如图所示),当物体沿z轴正方向平移时,由于位置不同,霍尔元件在y轴方向的上、下表面的电势差U也不同。则()A磁感应强度B越大,霍尔元件的前、后表面的电势差U越大Bk越大,传感器灵敏度()越高C若图中霍尔元件是电子导电,则下表面电势高D电流越大,霍尔元件的上、下表面的电势差U越小二、填空题(共4题)16驻极体话筒由内部的驻极体_感受声波,其工作电压为_V。17在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”实验中,使用的是_传感器,采集数据
9、绘制B-d图线,得出结论:在螺线管的中间位置一定范围内,磁感应强度_。18某同学做DIS实验时用如图所示的电路,利用该电路可以测量小灯泡的_或者_19青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电,为路灯提供电能用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关,实现自动控制光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化,作为简化模型,可以近似认为,照射光较强(如白天)时电阻几乎为0;照射光较弱(如黑天)时电阻接近于无穷大利用光敏电阻作为传感器,借助电磁开关,可以实现路灯自动在白天关闭,黑天打开电磁开关的内部结构如图所示.1、2两接线柱之间是励磁线圈,3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接当励磁线圈中电流大于50 mA时,
10、电磁铁吸合铁片,弹簧片和触点分离,3、4断开;电流小于50 mA时,3、4接通励磁线圈中允许通过的最大电流为100 mA(1)利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路,画出电路原理图 _ 光敏电阻R1,符号灯泡L,额定功率40 W,额定电压36 V,符号保护电阻R2,符号电磁开关,符号蓄电池E,电压36 V,内阻很小;开关S,导线若干(2)回答下列问题:如果励磁线圈的电阻R线为200 ,励磁线圈允许加的最大电压为_ V,保护电阻R2的阻值范围为_ .在有些应用电磁开关的场合,为了安全,往往需要在电磁铁吸合铁片时,接线柱3、4之间从断开变为接通为此,电磁开关内部结构应如何改造?请结合本题中电磁开关
11、内部结构图说明 _任意举出一个其他的电磁铁应用的例子_三、综合题(共4题)20调查学校和你居住的社区里有哪些地方用到了传感器。在老师的指导下,了解其物理原理。21光电管在各种自动化装置中有很多应用,街道的路灯自动控制开关就是其应用之一,如图所示为其模拟电路,其中A为光电管,B为电磁继电器,C为照明电路,D为路灯试简述其工作原理22动圈式话筒的内部结构如图所示,该装置能够将声信号转化为电信号流),再经扩音器放大后传给扬声器。(1)请尝试解释动圈式话筒将声信号转化为电信号的工作原理。(2)如果这类动圈式话筒出现了故障,故障最有可能出现在什么地方?如何检测并排除故障?23要完成以下工作,你认为要用什
12、么传感器?(1)电子秤称量物体的重力;(2)恒温孵化器要保持禽蛋的温度在一定范围内;(3)楼道自动开关的功能是:晚上有人经过楼道,开关自动接通;白天不管是否有人经过楼道,开关都是断开的参考答案:1C2B3B4D5C6B7D8C9B10B11C12D13D14D15B16 塑料薄膜 3617 磁 基本保持不变,可看做匀强磁场18 功率 电阻19 20; ; 把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧,保证当电磁铁吸合铁片时,3、4之间接通;不吸合时,3、4之间断开; 电磁起重机;20楼道应用了声电传感器,将声音转换成电信号,可以控制灯泡的通断。自动开关门应用了红外线传感器,当人靠近时,探测到人发出的红外线
13、,从而转换为电信号,控制门的开启与关闭。21光电传感器的使用原理,具体见答案22(1)当人对着话筒说话时,以人声通过空气使膜片震动,然后在膜片上的线圈绕组在环绕在永久磁体形成的磁场中运动切割磁感线,从而产生变化的感应电流,使声音信号转化为随声音变化的电信号,再经放大后,通过扬声器还原成声音。(2)如果这类动圈式话筒出现了故障,故障最有可能出现在与线圈连接的电路部分。无声:直接用万用表电阻挡对音头的两个焊接点进行测量,若电阻值为无穷大,证明音头的音圈内部开路;若与话筒的标称值相同或者相近,说明音圈良好,故障在插头、屏蔽线缆或开关部分,可仔细检查屏蔽线缆中的屏蔽网线和芯线与插头是否脱焊;开关是否有
14、接触不良故障;开关的接线是否脱焊等。查到故障部位后,将其重新焊好即可排除故障。如果是音头的音圈内部开路,通常只有换新。音轻、失真:首先旋下话筒的前网罩,将万用表置于R 1挡,用两表棒碰触音头引出线两端的焊接点,应该听见话筒振动膜发出“喀喀”声。如果声音很微弱,再用R 100挡测量两焊点之间的电阻值(音圈的直流电阻值),若电阻值明显小于话筒的标称阻抗值,说明音圈内部存在匝间短路,导致灵敏度下降;如果碰触音头两端的焊接点时振动膜发出明显的“沙沙,摩擦声,说明音圈或振动膜位置改变,致使音圈与磁钢相碰产生摩擦。若经检测没有发现上述故障,通常是音头磁钢的磁性减弱,这一类故障修理不易,只有更换音头。啸叫声:啸叫是话筒的常见故障,除了话筒与扬声器靠得太近而产生“声反馈”外,产生这个故障的原因通常是屏蔽线缆中的屏蔽网线折断,或屏蔽网线与插头焊片的焊接脱落,只有其芯线正常。当话筒的插头插入扩音机的输入插口中时,由于屏蔽线断开未接地,手握话筒时,人体感应或外界干扰信号就会传至扩音机中发生自激振荡而啸叫。这类故障将屏蔽网线重新焊接好即可。23(1)压力传感器;(2)温度传感器;(3)光敏声控传感器