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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含答案(1)一、选择题1如图所示是一个基本逻辑电路。声控开关、光敏电阻、小灯泡等元件构成的一个自动控制电路。该电路的功能是在白天无论声音多么响，小灯泡都不会亮，在晚上，只要有一定的声音，小灯泡就亮。这种电路现广泛使用于公共楼梯间，该电路虚线框N 中使用的是门电路则下面说法正确的是（）AR2为光敏电阻，N 为或门电路BR2为光敏电阻，N为与门电路CR2为热敏电阻，N为或门电路DR2为热敏电阻，N为非门电路2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
2、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（）ABCD3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
3、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4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，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（）A10B20C35D455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
4、理如图所示，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()ABCD6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7近年来，酒驾几乎成为一种“社会公害”，2011年我国首次将醉酒驾车规定为犯罪，并于 5 月 1 日正式实施。交警用来检测酒驾的酒精测试仪的工作原理如图所示，其中是半导体型酒精气体传感器，
5、该传感器的电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，为定值电阻。以下关于电流表的示数与酒精气体浓度之间的关系的图像，正确的是（）A BC D8每当地震发生后，各路救援人员及时深入灾区，与死神抢时间，争分夺秒抢救被埋人员，有些救援队借助“生命探测仪”可以发现深埋在废墟中的伤员，根据所学知识，你认为“生命探测仪”可能用到了（）A振动传感器 B压力传感器C红外线传感器 D 电容传感器9电熨斗在达到设定的温度后就不再升温，当温度降低时又会继续加热，使温度总与设定的相差不多。在熨烫不同的织物时，设定的温度可以不同。进行这样的控制，靠的是A力传感器 B 光传感器 C位移传感器 D温度传感器10 压敏电阻能够把压力
6、这个力学量转换为电阻这个电学量，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，R为定值电阻，电流表示数随时间变化如图乙所示，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（）A01t时间内，升降机可能匀速运动B01t时间内，升降机一定匀速上升C1t2t时间内，升降机可能匀速上升D1t2t时间内，升降机一定匀加速上升11 酒精测试仪（主要部件是二氧化锡半导体型酒精气体传感器）用于测试机动车驾驶人员是否酒驾酒精气体传感器的电阻与酒精气体的浓度成反比，那么电压表的示数U 与酒精气体浓度C 之间的对应关系正确的是（）AU
7、越大，表示C 越小，C 与 U 成反比BU 越大，表示C 越大，C 与 U 成正比CU 越大，表示C 越小，但是C 与 U 不成反比DU 越大，表示C 越大，但是C 与 U 不成正比12 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13 在如图所示的电路中，电源的电动势E 恒定，内阻r=1，R1为光敏电阻（其阻值随光照的增强而减小），定值电阻R2=2，R3=5，电表均为理想电表则下列说法正确的是（）A当光照增强时，电源的效率增大B当光照增强时，电容器的
8、电荷量减小C光照强度变化时，电压表示数的变化量和电流表示数的变化量之比不变D若光敏电阻R1阻值变化范围为2 9，则光照强度变化前后，ab段电路消耗的电功率可能相同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c 与 U 不成反比BU
9、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16 某一火警报警系统原理图如图所示，报警器未画出，ab、接在电压311sin314()ut V的正弦交流电源上，tR为半导体热敏材料制成的传感器，tR的电阻值随温度升高而减小，下
10、列说法正确的是（）A电压表V的示数为 311VB电容器C电容增大，灯L 变暗CtR所在处出现火警时，电流表A的示数增大DtR所在处出现火警时，变压器输入功率减小17 电源、开关S和 S、定值电阻R1、光敏电阻R2和电容器连接成如图所示电路，电容器的两平行板水平放置当开关S、S闭合，并且无光照射光敏电阻R2时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的M点当用强光照射光敏电阻R2时，光敏电阻的阻值变小，则A液滴向下运动B液滴仍然静止CR2两端的电势差是否升高无法分析D当光照强度不变时断开S，把电容器的上极板向上移一小段距离，则上极板的电势比A点的电势高18 如图，理想变压器T 的原线圈接在电压为U的交流
11、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 机器人装有作为眼睛的“传感器”，犹如大脑的“控制器”，以及可以行走的“执行器”，在它碰到障碍物前会自动避让并及时转弯下列有关该机器人“眼睛”的说法中正确的是()A力传感器B温度传感器C光传感器D声音传感器20 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
12、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C光能转化为光能D机械能转化为电能21 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
13、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 某同学按如图1 所示连接电路，利用电流传感器研究电容器的放电过程。先使开关S接 1，电容器充电完毕后将开关掷向2，可视为理想电流表的电流传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I-t 曲线，如图2 所示。定值电阻R已知，且从图中可读出最大放电电流I0，以及图线与坐标轴围成的面积S，但电源
14、电动势、内电阻、电容器的电容均未知，根据题目所给的信息，下列物理量不能求出的是（）A电容器放出的总电荷量B电阻 R 两端的最大电压C电容器的电容D电源的内电阻24 如图所示，是温度自动报警器的工作原理图图中1 是电磁铁、2是衔铁、3 是触点、4是水银温度计(水银导电)则下列说法正确的是A温度高于警戒温度时，电铃不报警、指示灯亮B温度低于警戒温度时，电铃报警、指示灯熄灭C温度高于警戒温度时，指示灯亮、电铃报警D温度低于警戒温度时，指示灯亮、电铃不响25 如图所示是测定位移x 的电容式传感器，其工作原理是某个量的变化，造成其电容的变化，这个量为（）A电介质进入极板的长度B两极板的间距C两极板的正对
15、面积D电介质的种类【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除一、选择题1B 解析：B【解析】试题分析：根据题意可知：要使小灯泡发光，则要具备两个条件，一是晚上，而是有声音，声音电阻R2的为光敏电阻，两个条件缺一不可是与的关系，所以N为与逻辑电路，故B正确。考点：考查了简单的逻辑电路；闭合电路的欧姆定律；传感器在生产、生活中的应用2A 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0000101RRUEERRrRRRrkc；由数学知识分析，当C增大时，U0增大，C与
16、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3A 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
17、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4C 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关系可知：12:2:1RR只有34:RR也为 2：1 的时候，才有0abU，所以
18、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5C 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000111RrUER k CER根据数学知识得知C 正确。故选 C。6B 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
19、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7C 解析：C【解析】由传感器的电阻r 的倒数与酒精气体的浓度C 成正比，得到=kC，k 为比例系数，根据闭合电路欧姆得，可见电流与C 是非线性关系，图象是曲线，故AB 错误将上式变形得，可见与是线性关系，而且是增函数，故C 正确，D 错误故选C.8C 解析：C【解析】试题分析：活人能够向外传递微弱的声音信息，便于用生命探测仪收集；活人能够向外辐射红外线，红外线属于电磁波的一个波段，便于用生命探测仪收集，所以只有C 选项正确故选C考点：传感器【名师点睛】本题以重大事件为载体考查了声波、红外线、蒸电磁波的
20、相关知识，综合性强，是否正确判断活人所能发出的各种信息是本题的解题关键，体现了生活之中处处有物理的理念。9D 解析：D【解析】试题分析：传感器是将非电学量转变成电学量，如力传感器是将力学量转变成电学量而温度传感器则是通过温度的变化转变成电学量电熨斗在温度达到设定的温度后，会自动停止工作，这是因为电熨斗使用温度传感器，D正确10A 解析：A【解析】【详解】AB0t1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，可能匀变速运动，故A 正确，B 错误；CDt1t2时间内，电流随时间增大，则电阻减小，所以压力增大，根据牛顿第二定律可知加速度变化，
21、所以升降机不可能匀速上升，不可能匀加速上升，故CD 错误。故选 A。11D 解析：D【解析】题中给出传感器电阻的倒数与酒精气体浓度是正比关系，即1kcr，电压表示数00001ERERURRrrRRrkc，可以看出电压与浓度的关系不是正反比关系，但随浓度的增大而增大故D 正确；综上所述本题答案是：D12A 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
22、和光敏电阻两端的电压的变化，分析灯泡亮度的变化13B 解析：B【解析】【分析】【详解】当光照增强时，光敏电阻阻值减小，总电流增大，则电源的功率PEI增大，故A 正确；当光照增强时，光敏电阻阻值减小，总电流增大，2R两端的电压增大，则电容器两端的电压增大，根据QUC可知，电容器的电荷量增大，故B 错误；根据闭合电路欧姆定律得：3UEI rR（），所以3UrRI，不发生变化，故C 正确；将3R看成电源的内阻，则等效电源的内阻为36rR，22R，则光敏电阻14R时，外电路总电阻与等效电源的内阻相等，电源的输出功率有最大值，则若光敏电阻1R阻值变化范围为29，则光照强度变化前后，ab两段电路的功率可能
23、相同，故D 正确；【考点】考查了电路动态变化分析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000ERUIRrRRR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。15D 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
24、，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16C 解析：C【解析】试题分析：ab、A.b 间所接交变电流的有效值3112220V，则电压表VV1的示数是220V,故 A错误；电容器C电容增大，对该之路电
25、流的阻碍作用变小，灯L 变亮，故选项B错误；当tR所在处出现火警时，tR的电阻值变小，由于副线圈的电压不变，则消耗的功率2=RUP出变大，故变压器的输入功率变大，由于电压表示数不变，则UIP入，则输入功率变大，即电流表示数变大，故选项C正确，D错误。考点：变压器的构造和原理【名师点睛】本题是电压表的动态分析题，要掌握变压器动态分析题的解题思路与方法，分析清楚电路结构、熟练应用串并联电路特点、欧姆定律即可正确解题。17D 解析：D【解析】试题分析：当用强光照射光敏电阻2R 时，光敏电阻的阻值变小，电路中电流增大，1R 两端间的电压增大，电容器的电压增大，板间场强增大，液滴所受的电场力增大，液滴向
26、上运动；故 AB错误；当用强光照射光敏电阻2R 时，光敏电阻的阻值变小，电路中电流增大，2R 两端间的电压：21RUEI Rr（）一定减小，故C错误；当光照强度不变时断开S，电容器的带电量不变，电势差：144RQkdQUSQSkdC=，把电容器的上极板向上移一小段距离，d变大，故电势差1RU变大，由于下极板电势为零，故上极板的电势比A点的电势高，故 D正确；考点：带电粒子在混合场中的运动；闭合电路的欧姆定律【名师点睛】该电路1R 和2R 串联，电容器两端间的电压等于1R 两端间的电压，当用强光照射光敏电阻2R 时，光敏电阻的阻值变小，根据闭合电路欧姆定律分析电流的变化，得到两个电阻的电压变化和
27、电容器两端的电压变化，从而知道电场的变化。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.19C 解析：C【解析】【分析】【详解】由图可知，该传感器可以作为机器人的眼睛，则说明它采用的应是通过感光原理而确定障碍物的，故应为光传感器，
28、ABD 与分析不符，故选C。20D 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
29、，其他部分是常规问题22B 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.23D 解析：D【解析】【详解】A.根据QIt可知It图像与两坐标轴围成的面积表示电容器放出的总电荷量，即QS，故选项A 可求；B.电阻R两端的最大电压即为电容器刚开始放电的时候，则最大电压max0UI R，故选项B 可求；C.根据QCU可知电容器的电容为max0QS
30、CUI R，故选项C 可求；D.电源的内电阻在右面的充电电路中，根据题意只知道电源的电动势等于电容器充满电两板间的电压，也就是刚开始放电时的电压，即max0EUI R，但内电阻没法求出，故选项 D 不可求。24D 解析：D【解析】【详解】AC、温度低于警戒温度时，水银柱下降，控制电路处于开路状态，电磁铁没有电流通过，电磁铁没有磁性，此时指示灯通过常闭触点与工作电路接通，通路状态指示灯亮，电路不报警故 A 错误，C 错误；BD、温度高于警戒温度时，水银柱上升，控制电路处于接通状态，电磁铁中有电流通过，电磁铁有磁性，此时电铃通过常闭触点与工作电路接通，电路报警，此时通路状态指示灯的电路中没有电流，灯不亮故B 错误，D 正确25A 解析：A【解析】【详解】由原理图可知，要测定的位置X 发生变化，则电介质进入极板的长度发生变化，从而引起电容的变化，而两极板的间距、正对面积及电介质种类均未变化，A 正确.BCD 错误故选 A