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1、高考物理最新电磁学知识点之传感器技巧及练习题附答案解析一、选择题1某兴趣小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2如图所示是某居民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（光照增强电阻变小），R2为定值电阻，A、B接监控装置则（）当有人通过而遮蔽光线时，A、B 之间电压升高 当有人通过而遮蔽光线时，A、B 之间电压降低 当仅增大R2的阻值时，可增大
2、A、B 之间的电压 当仅减小R2的阻值时，可增大A、B 之间的电压ABCD3氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测，它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化在如图所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻，这样显示仪表（电压表）的指针就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察仪表指针就能判断一氧化碳浓度是否超标有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出的是传感器电导（即电阻的倒数）与一氧化碳浓度C的关系曲线如右图所示，则电压表示数U0与一氧化碳浓度C之间的对应关系应该是（）ABCD4科学家研究发现，磁敏电阻(GMR)的阻值随所处空间磁场的增强而增大，随所处空间磁场的减弱而变小，如图所示电路中
3、GMR 为一个磁敏电阻，R和为滑动变阻器，和为定值电阻，当开关和闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态则A只调节电阻，当向下端移动时，电阻消耗的电功率不变B只调节电阻，当向下端移动时，带电微粒向下运动C只调节电阻R，当向右端移动时，电阻消耗的电功率变小D只调节电阻R，当向右端移动时，带电微粒向下运动5图甲是在温度为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R1=20 k,R2=10 k,R3=40 k,Rt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端电压 Uab 0 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 端电压 Uab0 时
4、，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（）A10B20C35D456如图所示为用热敏电阻R和继电器L等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小电源甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器（图中未画出）相连接则()A当温度降低到某一数值，衔铁P将会被吸下B当温度升高到某一数值，衔铁P将会被吸下C工作时，应该把恒温箱内的加热器接在C、D 端D工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A、C端7自从 2011年 5 月 1 日“酒驾新规”推行后，“醉驾入刑”深入人心交通警察检测酒驾的最简单的方法就是用酒精测试仪酒精测试仪的工作原理如图所示，
5、其中P是半导体型酒精气体传感器，该传感器电阻r与酒精气体的浓度C 成反比，R0为定值电阻，下列关于电压表的示数（U）与酒精气体的浓度（C）之间关系的图像，其中正确的是()ABCD8下列说法中正确的是()A电饭锅中的敏感元件是光敏电阻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9在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是PTC 元件，PTC 元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率随温度 t 的变化关系如图所示，由于这种特性，PTC 元件具有发热、保温双重功能对此，以下
6、判断正确的是()通电后，其电功率先增大，后减小通电后，其电功率先减小，后增大当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1不变当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1和 t2之间的某一值不变ABCD10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 是可变电阻控制开关电路具有下列特性：当A 点电势 A0时，控制开关处于断路状态；当A0时，控制开关接通电路，M 开始运转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
7、替半导体热敏电阻，电路仍能正常工作11 电炖锅是用电阻通电后发热来加工食品的，内有两个“聪明”开关，一个是利用“热敏”材料制成的“热控开关”，当食品加热达到设定温度时，“热控开关”断开使电阻的发热功率减小；另一个是“定时开关”，当加热到一定时间时，“定时开关”断开，使电阻停止发热，这种“聪明电路”是()ABCD12 如图所示，R1、R2为定值电阻，L 为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时（）A电压表的示数减小BR2中电流减小C小灯泡的功率减小D电路的路端电压增大13 火警报警系统原理如图甲所示，M 是一个小型理想变压器，原副线圈匝数之比n1:n2=10:1，接线柱a、b接上一个正弦交变
8、电源，电压随时间变化规律如图乙所示，在变压器右侧部分，R2为用半导体热敏材料（电阻随温度升高而减小）制成的传感器，R1为一定值电阻下列说法中正确的是A此交变电源的每秒钟电流变化50 次B电压表示数为22 VC当传感器R2所在处出现火警时，电流表的示数减小D当传感器R2所在处出现火警时，电压表的示数减小14 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
9、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15通常当人走向银行门口时，门就会自动打开，是因为门上安装了下列那种传感器()A温度传感器B压力传感器C红外线传感器D声音传感器16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 R
10、2的电流变小 D 电源内阻的功率变小17 如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，GR为光敏电阻（光照强度增加时，其阻值减小）.现增加光照强度，则下列判断正确的是（）AB 灯变暗，A 灯变亮B0R两端的电压变大CB 灯变亮，A 灯变暗D电源的总功率变小18 压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。某实验小组在升降机水平地板上利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置。其工作原理如图甲所示，将压敏电阻、定值电阻R、电流显示器、电源E 连成电路，在压敏电阻上放置一个绝缘重物。0-t 时间内升降机停在某一楼层处，t1时刻升降机开始运动，从电流显示器中得到电路中电流i 随时间 t 变化的情况如图乙所示。则
11、下列判断正确的是At1t2时间内绝缘重物处于超重状态Bt2t3时间内绝缘重物处于失重状态C升降机开始时可能停在10 楼，从 t1时刻开始，经向下加速、匀速、减速，最后停在1楼D升降机开始时可能停在1 楼，从 t1时刻开始，经向上加速、匀速、减速，最后停在10楼19 有一种叫作“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生1020 kV 的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体在上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是()A化学能转化为电能B内能转化为电能
12、C光能转化为光能D机械能转化为电能20 随着科学的发展与生活水平的提高，传感器已经进入日常生活。如图所示为某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，为光敏电阻（随光照强度的增强，阻值减小）、为定值电阻，接监控装置。则下列说法正确的是当有人通过遮蔽光线时，之间的电压升高当有人通过遮蔽光线时，之间的电压降低当仅増大的阻值时，之间的电压升高当仅减小的阻值时，之间的电压升高ABCD21 压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图甲所示的电路中，电流表示数变化情况如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是（）A10t
13、时间内，升降机一定匀速运动B10t时间内，升降机可能减速上升C12tt时间内，升降机可能匀速上升D12tt时间内，升降机可能匀加速上升22 如图所示的电容式话筒就是一种电容式传感器，其原理是：导电性振动膜片与固定电极构成了一个电容器，当振动膜片在声压的作用下振动时，两个电极之间的电容发生变化，电路中电流随之变化，这样声信号就变成了电信号，则当振动膜片向左振动时（）A电容器的电容增大B电容器带电荷量减少C电容器两极板间的场强增大D电阻 R 中的电流方向自右向左23 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
14、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 传感器担负着信息采集的任务，通常是把被测的非电信息，按照一定的规律转化成与之对应的电信息的器件或装置。下列不属于传感器任务的是：A将力学量(如形变量)转变成电学量B将热学量转变成电学量C将光学量转变成电学量D将电学量转变成力学量【参考答案】*试卷处理标记，请
15、不要删除一、选择题1A 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，I3=减小，故I=I总-I3增大，即电流表的示数增大，选项A 正确.2C 解析：C【解析】【分析】【详解】试题分析：由电路图可知，两电阻串联，监控装置与2R并联当有人通过通道而遮蔽光线时，1R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，2R阻值不变时，其两端的电压变小，即A、B间电压降低，故正确错误；当仅增大2R连入电路中
16、的阻值时，电路中的电阻变大；根据UIR可知，电路中的电流变小，根据UIR可知，1R阻值不变时，其两端的电压变小；根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知，2R两端的电压变大，即A、B 间电压升高，故正确错误，故 C 正确；考点：考查了电路动态变化【名师点睛】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是会分析当有人通过通道而遮蔽光线时和当仅增大1R连入电路中的阻值时电路的动态分析，要注意光敏电阻的特点3A 解析：A【解析】设传感器的电阻为R1，电源的电动势为E，内阻为r，由题意：氧化锡传感器电导（即电阻的倒数）一CO浓度曲线，得到11kcR，k 是比例系数又根据欧姆定律得，电压表示数0000
17、101RRUEERRrRRRrkc；由数学知识分析，当C增大时，U0增大，C与 U0是非线性关系，图象是曲线，而且是增函数故A正确，BCD错误故选A点睛：对于传感器，关键是理解其工作原理，本题首先要读懂题意，抓住电导与浓度的关系，列出表达式，其次利用欧姆定律研究电压表示数与浓度的关系4A 解析：A【解析】只调节电阻，当向下端移动时，回路中电流不变，电阻消耗的电功率不变，A 正确；只调节电阻，当向下端移动时，回路中电流不变，电容器板间电压增大，板间场强增大，微粒所受的电场力增大，所以带电微粒向上运动，B 错误；只调节电阻 R，当向右端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电源电动势不变，所以电路
18、中的电流减小，电磁铁的磁性减弱；由于电磁铁磁性的减弱，导致了磁敏电阻GMR 的阻值减小，则通过的电流增大，其电功率增大电容器两端的电压增大，板间场强增大，微粒所受的电场力增大，所以带电微粒向上运动，故CD 错误【点睛】此题的逻辑性非常强，要读懂题意，把握有效信息：磁敏电阻（GMR）的阻值随所处空间磁场的增强而增大，再进行动态分析5C 解析：C【解析】试题分析：当 a、b 端电压0abU时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；当0abU时，电压鉴别器使 S断开，停止加热，得出当0abU时，恒温箱保持稳定由题意得：当0abU时，恒温箱保持稳定，根据串并联电路电压与电阻的
19、关系可知：12:2:1RR只有34:RR也为2：1的时候，才有0abU，所以可知tR电阻值为20k，从图乙可以看出，电阻为20k时，温度为35 摄氏度故选C考点：闭合电路的欧姆定律；常见传感器的工作原理6B 解析：B【解析】温度升高，热敏电阻的阻值R会减小，电流增大，磁场增强，所以会被吸引下来；工作时P是不被吸引下来的，所以，应接在AB上7C 解析：C【解析】【详解】酒精气体传感器P和定值电阻R0串联在电路中，电压表测R0两端的电压。根据酒精气体传感器的电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，得：1kCrk 是比例系数，根据欧姆定律得00UERRrr由数学变形得0001RrRRrrkCUEE整理得0
20、00111RrUER k CER根据数学知识得知C 正确。故选 C。8B 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9D 解析：D【解析】当电热灭蚊器温度由0 升到的过程中，电阻器的电阻率 随温度升高而减小，其电阻 R 随之减小，由于加在灭蚊器上的电压U 保持不变，灭蚊器的热功率P 随之增大，当时，达到最大当温度由升高到的过程中，增大，R增大，P 减小；而温度越高，其与外界环境温度的差别也就越大，高于环境温
21、度的电热灭蚊器的散热功率P也就越大；因此在这之间的某一温度会有，即当热功率P 减小到等于散热功率时，即达到保温；当，使温度自动升高到；当，使温度自动降为 t3，实现自动保温，正确答案为D.10A 解析：A【解析】试题分析：由热敏电阻的温度变化，导致电阻变化，根据电路的电流变化，来确定A 点的电势如何变化，则来控制开关，使其开始运转解：A、当环境温度升高时，半导体热敏电阻R0，其阻值随温度升高而减小则电路中的电流增大，所以A 点的电势升高，故A 正确，B、可变电阻R 阻值调大时，导致电路的电流减小，则A 点电势升高，故B错误；C、可变电阻R阻值调大时，导致电路的电流减小，则A 点电势升高，由于当
22、A 点电势 A0时，控制开关处于断路状态；当A0时，控制开关接通电路，M 开始运转故排风扇会提前工作，即临界温度降低，故C错误；D、若用金属热电阻代替半导体热敏电阻，当温度升高时，其阻值增大，导致A 点电势降低，则开关会处于断开状态，所以起不到散热排风的作用，故D 错误；故选：A【点评】本题考查闭合电路欧姆定律的就用，解决本题的关键掌握因热敏电阻的阻值变化，从而导致电路中电流、电压变化11C 解析：C【解析】试题分析：电路C中，当当食品加热达到设定温度时，“热控开关”断开，电路的电阻变大，根据2UPR,电阻的发热功率减小；当加热到一定时间时，“定时开关”断开，切断这个电路，使电阻停止发热，所以
23、C 是这种“聪明电路”考点：直流电路的分析12B 解析：B【解析】试题分析:当 R3的光照增强，光敏电阻的阻值减小，故回路中的总阻值减小，总电流增加，由，可知电压表的示数增大，A 错；R2两端的电压，知R2两端的电压减小，故通过R2的电流减小，B 对；由知 IL增大，故小灯泡的功率增大，C错；电路的路端电压，总电流增加，知路端电压减小，D错。考点:电路的动态分析。【名师点睛】电路动态分析的一般步骤（1）明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化（2）由局部R的变化确定R总的变化（3）由 I总确定 I总的变化（4）由 U内I总r确定 U内的变化（5）由 U外EU内确定 U外的变化（6）由U I
24、R确定干路上定值电阻两端的电压变化再确定各支路电压、电流的变化13D 解析：D【解析】由原线圈两端输入电压U 随时间变化的图象可知，U1=220V，T=0.02sA、变压器的电压与匝数成正比，由此可得副线圈的电压为22V，电压表 V1测的是 R2两端电压，故 A 错误；B、T=0.02s，每个周期电流方向改变两次，故每秒钟电流方向改变100 次，故 B 错误；C、当出现火警时，温度升高，电阻R2减小，副线圈的电阻减小，副线圈的电流变大，所以原线圈的电流也就要增大，故C 错误；D、当出现火警时，温度升高，电阻R2减小，副线圈的电流变大，所以R1的电压要增大，由于副线圈的总电压不变，所以R2的电压
25、就要减小，故D 正确；故选 D【点睛】输出电压是由输入电压和匝数比决定的，电压与匝数程正比，电流与匝数成反比，根据理想变压器的原理分析即可，本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解14C 解析：C【解析】【分析】图中有两个线圈，其中M 有电源，接通电路后有电流通过，会产生磁性。N 线圈无电源，开关闭合后没有电流，只有当M 中的磁场发生变化时，根据电磁感应规律，N 线圈才会产生感应电流，起到延时效果。【详解】ABC 分析电路可知，当闭合S，M 线圈中产生电流，电流周围产生磁场，根据安培定则可知，铁芯下端为N 极，产生由上向下的磁场，电路
26、稳定后，磁场不变，N 线圈中不会产生感应电流，导线ab 中没有电流，当断开 S时，线圈M 中电流逐渐减小，直至消失，N线圈中的磁通量由上向下逐渐减小，根据楞次定律可知，产生由上向下的感应磁场，根据安培定则可知，感应电流方向由a到 b，铁芯下端为N 极，故起到延时效果的主要部件是线圈 N，故 AB 错误，C 正确；D电源 E 的正负极对调接入后，断开S，N 线圈中仍发生电磁感应现象，该装置仍具有延时效果，故D 错误。故选 C。【点睛】此题考查楞次定律与安培定则的应用，注意穿过闭合线圈的磁通量变化，线圈产生感应电流。15C 解析：C【解析】人体有温度，会有红外线辐射，所以用红外线传感器，能够感应出
27、人来了所以选C16D 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
28、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17B 解析：B【解析】【分析】【详解】增加光照强度时，RG的阻值减小，电路的总电阻减小.根据闭合电路的欧姆定律可知，电路中的总电流增大，路端电压减小，A 灯变暗，0R两端的电压变大，RG两端的电压变小，B灯变暗，电源的总功率增大，选项B 正确.ACD 错；故选 B18C 解析：C【解析】【详解】A.t1t2时间内电路中电流i 比升降机静止时小，说明压敏电阻增大，压力减小，重物处于失重状态。故A 错误。B.t3t4时间内电路中电流i比升降机静止时大，说明压敏电阻减小，压力增大，重物处于超重状态。故B错误。C.根据重物的状态可知
29、，若升降机开始时停在10 楼，则 t1时刻开始，向下加速、匀速、减速，最后停在1 楼。故 C 正确。D.若升降机开始时停在l 楼，t1时刻开始向上加速、匀速、减速，重物应先处于超重、既不超重也不失重、失重状态，与上分析不符，故D 错误。19D 解析：D【解析】转化前要消耗机械能，转化后得到了电能，所以为机械能转化为电能故选D【点睛】能量转化要明确转化前是什么能，消耗了什么能，转化后是什么能，得到什么能20C 解析：C【解析】【详解】AB.R1为光敏电阻，有光照射时，电阻减小，当有人通过而遮蔽光线时，R1的阻值变大，回路中的电流减小，之间的电压降低，故项错误，项正确；则A，B 均错误.CD.由闭
30、合电路欧姆定律得，当仅增大R2的阻值时，电路中的电流减小，之间的电压升高，故项正确；当仅减小R2的阻值时，电路中的电流增大，之间的电压降低，故项错误，则C 项正确，D 错误.21B 解析：B【解析】0t1时间内，电流不变，则电阻R 不变，说明重物对压敏电阻的压力不变，则加速度不变，所以升降机可能匀速运动，可能减速上升，故A 错误，B 正确；t1t2时间内，电流随时间增大，则电阻减小，所以压力增大，故加速度方向向上，且加速度不断变大，所以升降机不可能匀速上升，也不可能匀加速上升，故CD 错误故选B点睛：本题是信息题，首先要抓住题中信息：压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，其他部分是常规问题2
31、2B 解析：B【解析】【详解】A振动膜片向左振动时电容器两极板间的距离变大，由T4SCkd可知电容器的电容减小，A 错误；BD由QCU可知，在U 不变的情况下，C 减小则 Q 减小，电容器处于放电状态，R 中电流方向自左向右，B 正确，D 错误；C依据UEd可知，电容器两极板间的场强减小，C 错误.故选 B.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25D 解析：D【解析】传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，D 正确；