2019-2020年高中物理 第06章 傳感器試題（含解析）新人教版選修3-2.doc
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2019-2020年高中物理 第06章 傳感器試題（含解析）新人教版選修3-2 一、干簧管和傳感器 1．如圖所示 （1）干簧管和電路圖介紹： （2）現(xiàn)象：有磁鐵時(shí)電路________，無(wú)磁鐵時(shí)電路________。 2．傳感器 （1）定義：傳感器是這樣一種元件，它能夠感受諸如力、溫度、光聲、化學(xué)成份等________量， 并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流等________量，或轉(zhuǎn)換為電路的________。 （2）作用：把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。 （3）目的：方便地進(jìn)行測(cè)量、________、________和________。 （4）工作原理： （5）常見(jiàn)的傳感器有：________、________、力傳感器、氣敏傳感器、超聲波傳感器、磁敏傳感器等。 二、常見(jiàn)傳感器元件 1．光敏電阻 （1）材料：一般為半導(dǎo)體。如：硫化鎘。光敏電阻的特性：光照越________，電阻越________；光照越弱，電阻越________； （2）導(dǎo)電原理：無(wú)光照時(shí)，載流子（自由電子和空穴）少，導(dǎo)電性能________隨著光照的的增強(qiáng)，載流子增多，導(dǎo)電性變________。 （3）作用：把________這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為_(kāi)_______這個(gè)電學(xué)量； （4）應(yīng)用：照相機(jī)、驗(yàn)鈔機(jī)、光控開(kāi)關(guān)、光電計(jì)數(shù)器、報(bào)警器。 2．金屬熱電阻和熱敏電阻 （1）一般為半導(dǎo)體 不同溫度的水 涼水 溫水 開(kāi)水 電阻值情況 熱敏電阻——隨溫度的升高電阻變________。 （2）異同點(diǎn) 金屬熱電阻化學(xué)穩(wěn)定性好、測(cè)量范圍________，但是靈敏度差； 熱敏電阻化學(xué)穩(wěn)定性差、測(cè)量范圍________，但是靈敏度高。 （3）作用：把________這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換成為_(kāi)_______這個(gè)電學(xué)量。 （4）應(yīng)用：冰箱啟動(dòng)器、電飯鍋、電阻溫度計(jì)、報(bào)警器等。 3．霍爾元件 （1）構(gòu)造：很小的矩形半導(dǎo)體薄片上制作四個(gè)電極E、F、M、N。 （2）霍爾電壓：如圖，EF間通入恒定電流I同時(shí)外加與薄片垂直的磁場(chǎng)B，則M、N間出現(xiàn)霍爾電壓UH，它們之間的關(guān)系為：________，D為薄片厚度，k為霍爾系數(shù) （與薄片的材料有關(guān)）。 接通 斷開(kāi) 物理 電學(xué) 通斷 傳輸 處理 控制 溫度傳感器 光電傳感器 強(qiáng) 小 大 不好 好 光照強(qiáng)弱 電阻 小 大 小 溫度 電阻 熱敏電阻和金屬熱電阻的比較 比較內(nèi)容 熱敏電阻 金屬熱電阻 特點(diǎn) 電阻隨溫度升高而減小 電阻率隨溫度升高而增大 制作材料 氧化錳 鉑 優(yōu)點(diǎn) 靈敏度好 化學(xué)穩(wěn)定性好，測(cè)溫范圍大 作用 將溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量 【例題】如圖所示，圖中1、2分別是兩種材料的電阻R隨溫度T變化的圖線，下列說(shuō)法中正確的是 A．圖線1是熱敏電阻的圖線，它是用金屬材料制成的 B．圖線2是熱敏電阻的圖線，它是用半導(dǎo)體材料制成的 C．圖線1的材料化學(xué)穩(wěn)定性好、測(cè)溫范圍大、靈敏度高 D．圖線2的材料化學(xué)穩(wěn)定性差、測(cè)溫范圍小、靈敏度高 參考答案：BD 試題解析：由圖線可知，1為金屬熱電阻，其化學(xué)穩(wěn)定性好、測(cè)量范圍大，靈敏度差；圖線2為熱敏電阻，其化學(xué)穩(wěn)定性差、測(cè)量范圍小，靈敏度高，由此可判斷BD正確。 1．關(guān)于傳感器工作的一般流程，下列說(shuō)法中正確的是 A．非電學(xué)量→敏感元件→轉(zhuǎn)換電路→電學(xué)量→轉(zhuǎn)換元件 B．電學(xué)量→敏感元件→轉(zhuǎn)換電路→轉(zhuǎn)換元件→非電學(xué)量 C．非電學(xué)量→敏感元件→轉(zhuǎn)換元件→轉(zhuǎn)換電路→電學(xué)量 D．非電學(xué)量→轉(zhuǎn)換電路→轉(zhuǎn)換元件→敏感元件→電學(xué)量 2．有關(guān)傳感器，下列說(shuō)法正確的是 A．光敏電阻能把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)為電阻這個(gè)電學(xué)量 B．金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性好，但靈敏度差 C．熱敏電阻能把光照強(qiáng)弱這個(gè)電學(xué)量轉(zhuǎn)為電阻這個(gè)電學(xué)量 D．霍爾元件能把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量 3．關(guān)于光敏電阻，下列說(shuō)法正確的是 A．光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量 B．硫化鎘是一種半導(dǎo)體材料，無(wú)光照射時(shí)，載流子極少，導(dǎo)電性能不好 C．硫化鎘是一種半導(dǎo)體材料，無(wú)光照射時(shí)，載流子較少，導(dǎo)電性能良好 D．半導(dǎo)體材料的硫化鎘，隨著光照的增強(qiáng)，載流子增多，導(dǎo)電性能變好 4．關(guān)于霍爾元件，下列說(shuō)法正確的是 A．把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)化為電阻這個(gè)電學(xué)量 B．把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)化為電壓這個(gè)電學(xué)量 C．把力這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)化為電壓這個(gè)電學(xué)量 D．把光照這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)化為電阻這個(gè)電學(xué)量 5．用遙控器調(diào)換電視機(jī)頻道的過(guò)程，實(shí)際上就是傳感器把光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的過(guò)程。下列屬于這類傳感器的是 A．紅外報(bào)警裝置 B．走廊照明燈的聲控開(kāi)關(guān) C．自動(dòng)洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置 D．電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器 6．如圖所示，某半導(dǎo)體熱敏電阻的I-U圖線可能是 7．如圖所示，R1為定值電阻，R2為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，當(dāng)溫度降低時(shí)，電阻變大，L為小燈泡，當(dāng)溫度降低時(shí) A．R1兩端的電壓增大 B．電流表的示數(shù)增大 C．小燈泡的亮度變強(qiáng) D．小燈泡的亮度變?nèi)? 8．如圖所示，R1、R2為定值電阻，L為小燈泡，R3為光敏電阻，當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時(shí) A．電壓表的示數(shù)增大 B．R2中電流減小 C．小燈泡的功率增大 D．電路的路端電壓增大 9．如圖是一種測(cè)定液面高度的電容式傳感器的示意圖。金屬棒與導(dǎo)電液體構(gòu)成一個(gè)電容器，將金屬棒和導(dǎo)電液體分別與直流電源的兩極相連接，從電容C和導(dǎo)電液與金屬棒間的電壓U的變化就能反映液面的升降情況，則以下判斷正確的是 A．電源接通后，電容C減小，反映h減小 B．電源接通后，電容C減小，反映h增大 C．電源接通再斷開(kāi)后，電壓U減小，反映h減小 D．電源接通再斷開(kāi)后，電壓U減小，反映h增大 10．位移傳感器的工作原理如圖所示，物體M在導(dǎo)軌上平移時(shí)，帶動(dòng)滑動(dòng)變阻器的金屬滑桿P，通過(guò)電壓表顯示的數(shù)據(jù)，來(lái)反映物體M位移的大小x。假設(shè)電壓表是理想的，則下列說(shuō)法正確的是 A．物體M運(yùn)動(dòng)時(shí)，電源內(nèi)的電流會(huì)發(fā)生變化 B．物體M運(yùn)動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)會(huì)發(fā)生變化 C．物體M不動(dòng)時(shí)，電路中沒(méi)有電流 D．物體M不動(dòng)時(shí)，電壓表沒(méi)有示數(shù) 11．街旁的路燈、江海里的航標(biāo)都要求在夜晚亮，白天熄，利用半導(dǎo)體的電學(xué)特性制成了自動(dòng)點(diǎn)亮、熄滅的裝置，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，這是利用半導(dǎo)體的 A．壓敏性 B．光敏性 C．熱敏性 D．三種特性都利用 12．溫度傳感器廣泛應(yīng)用于室內(nèi)空調(diào)、電冰箱等家用電器中，它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性來(lái)工作的。如圖甲所示，電源的電動(dòng)勢(shì)E=9 V，內(nèi)阻不計(jì)；G為靈敏電流表，內(nèi)阻Rg保持不變；R為熱敏電阻，其電阻阻值與溫度的變化關(guān)系如圖乙所示。閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)R的溫度等于20 ℃時(shí)，電流表示數(shù)I1=2 mA；當(dāng)電流表的示數(shù)I2=3.6 mA時(shí)，熱敏電阻的溫度是 A．60 ℃ B．80 ℃ C．100 ℃ D．120 ℃ 13．如圖所示，Rt為半導(dǎo)體熱敏電阻，其他電阻都是普通的電阻，當(dāng)燈泡L的亮度變暗時(shí)，說(shuō)明 A．環(huán)境溫度變高 B．環(huán)境溫度變低 C．環(huán)境溫度不變 D．都有可能 14．如圖所示的電路中，電源兩端的電壓恒定，L為小燈泡，R為光敏電阻，LED為發(fā)光二極管（電流越大，發(fā)出的光越強(qiáng)），且R與LED距離不變，下列說(shuō)法中正確的是 A．當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率增大 B．當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率減小 C．當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向右移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率可能不變 D．無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)觸頭P，L消耗的功率都不變 15．某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在用多用電表研究熱敏電阻特性的實(shí)驗(yàn)中，安裝好如圖所示裝置。向杯內(nèi)加入冷水，溫度計(jì)的示數(shù)為20 ℃，多用電表選擇適當(dāng)?shù)谋堵?，讀出熱敏電阻的阻值R1。然后向杯內(nèi)加入熱水，溫度計(jì)的示數(shù)為60 ℃，發(fā)現(xiàn)多用電表的指針偏轉(zhuǎn)角度較大，則下列說(shuō)法正確的是 A．應(yīng)選用電流擋，溫度升高換用大量程測(cè)量 B．應(yīng)選用電流擋，溫度升高換用小量程測(cè)量 C．應(yīng)選用歐姆擋，溫度升高時(shí)換用倍率大的擋 D．應(yīng)選用歐姆擋，溫度升高時(shí)換用倍率小的擋 16．如圖所示的電路可將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該電路中右側(cè)固定不動(dòng)的金屬板b與能在聲波驅(qū)動(dòng)下沿水平方向振動(dòng)的鍍有金屬層的振動(dòng)膜a構(gòu)成一個(gè)電容器，a、b通過(guò)導(dǎo)線與恒定電源兩極相接。若聲源S周期性振動(dòng)，則 A．a(chǎn)振動(dòng)過(guò)程中，a、b板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變 B．a(chǎn)振動(dòng)過(guò)程中，a、b板所帶電荷量不變 C．a(chǎn)振動(dòng)過(guò)程中，靈敏電流計(jì)中始終有方向不變的電流 D．a(chǎn)向右的位移最大時(shí)，a、b板所構(gòu)成的電容器的電容最大 17．如圖所示，Rt為金屬熱電阻，R1為光敏電阻，R2和均為定值電阻，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，V為理想電壓表，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大，可能的原因是 A．金屬熱電阻溫度升高，其他條件不變 B．金屬熱電阻溫度降低，光照減弱，其他條件不變 C．光照增強(qiáng)，其他條件不變 D．光照增強(qiáng)，金屬熱電阻溫度升高，其他條件不變 18．如圖1所示為某一熱敏電阻（電阻值隨溫度的改變而改變，且對(duì)溫度很敏感）的I–U關(guān)系曲線圖。 （1）為了通過(guò)測(cè)量得到如圖1所示I–U關(guān)系的完整曲線，在圖2所示的a和b兩個(gè)電路中應(yīng)選擇的是圖________； （2）在圖c所示的電路中，電源電壓恒為9 V，當(dāng)給熱敏電阻加熱后，電流表讀數(shù)將________（填“增大”“減小”或“不變”） 19．單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)管道截面的液體的體積稱為流量，用Q表示，其單位為m3/s。如圖為電磁流量計(jì)的示意圖，在非磁性材料制成的圓柱形管道外加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里，當(dāng)管中導(dǎo)電液（含有正、負(fù)離子）流過(guò)此區(qū)域時(shí)，可測(cè)得管壁上a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為U，根據(jù)計(jì)算可以求出流量Q。 （1）電磁流量計(jì)為一個(gè)傳感器，它可以將流速信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，試判斷a、b兩點(diǎn)電勢(shì)的高低。 （2）設(shè)管道的直徑為D，試用學(xué)過(guò)的知識(shí)推導(dǎo)流量Q的表達(dá)式。 20．（xx北京卷）熱敏電阻常用于溫度控制或過(guò)熱保護(hù)裝置中。如圖所示為某種熱敏電阻和金屬熱電阻的阻值R隨溫度t化的示意圖。由圖可知，這種熱敏電阻在溫度上升時(shí)導(dǎo)電能力__________（選填“增強(qiáng)”或“減弱”）；相對(duì)金屬熱電阻而言，熱敏電阻對(duì)溫度變化的影響更__________（選填“敏感”或“不敏感”）。 21．（xx上海卷）監(jiān)控系統(tǒng)控制電路如圖所示，電鍵S閉合時(shí)，系統(tǒng)白天和晚上都工作，電鍵S斷開(kāi)時(shí)，系統(tǒng)僅晚上工作。在電路中虛框處分別接入光敏電阻（受光照時(shí)阻值減小）和定值電阻，則電路中 A．C是“與門(mén)”，A是光敏電阻 B．C是“與門(mén)”，B是光敏電阻 C．C是“或門(mén)”，A是光敏電阻 D．C是“或門(mén)”，B是光敏電阻 1．C【解析】傳感器工作的一般流程為：非電學(xué)量被敏感元件感知，然后通過(guò)轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再通過(guò)轉(zhuǎn)換電路將此信號(hào)轉(zhuǎn)換成易于傳輸或測(cè)量的電學(xué)量，因此A、B、D錯(cuò)，C對(duì)。 2．BD【解析】光敏電阻能把光強(qiáng)這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)為電阻這個(gè)電學(xué)量，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性好，但靈敏度差，選項(xiàng)B正確；熱敏電阻能把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)為電阻這個(gè)電學(xué)量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)霍爾效應(yīng)可知，霍爾元件能把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量，選項(xiàng)D正確；故選BD。 【名師點(diǎn)睛】此題是對(duì)傳感器的考查；要知道傳感器是把其他物理量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的裝置；生活中常用的傳感器由光學(xué)傳感器、聲音傳感器、溫度傳感器等；要能聯(lián)系生活實(shí)際，結(jié)合所學(xué)知識(shí)來(lái)解釋生活中的有關(guān)問(wèn)題。 3．ABD【解析】光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量，選項(xiàng)A正確；硫化鎘是一種半導(dǎo)體材料，無(wú)光照射時(shí)，載流子極少，導(dǎo)電性能不好，且隨著光照的增強(qiáng)，載流子增多，導(dǎo)電性能變好故選項(xiàng)BD正確，C錯(cuò)誤。 4．B【解析】霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)化為電壓這個(gè)電學(xué)量，故B正確。 5．A【解析】用遙控器調(diào)換電視機(jī)的頻道的過(guò)程，實(shí)際上就是傳感器把光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的過(guò)程。紅外線報(bào)警裝置是感應(yīng)紅外線轉(zhuǎn)換成電學(xué)量，從而引起報(bào)警，而遙控器調(diào)換電視機(jī)的頻道的過(guò)程，也發(fā)出紅外線，故A正確；走廊照明燈的聲控開(kāi)關(guān)，實(shí)際是將聲波轉(zhuǎn)化成電信號(hào)的過(guò)程，故B不正確；自動(dòng)洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置，是將壓力轉(zhuǎn)化成電信號(hào)的過(guò)程，故C不正確；電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器，是將溫度轉(zhuǎn)化成電信號(hào)的過(guò)程，故D不正確。 6．B【解析】熱敏電阻的IU圖線是非線性的，并且隨電流增大及溫度升高，電阻減小，故A、C、D錯(cuò)，B正確。 7．C 【解析】R2與燈L并聯(lián)后與R1串聯(lián)，與電源構(gòu)成閉合電路，當(dāng)溫度降低時(shí)，電阻R2增大，外電路電阻增大，電流表讀數(shù)減小，燈L電壓增大，燈泡亮度變強(qiáng)，R1兩端電壓減小，故C正確。 8．ABC【解析】照射光強(qiáng)度增大時(shí)，R3阻值減小，外電路電阻隨R3的減小而減小，R1兩端電壓因干路電流增大而增大，同時(shí)內(nèi)電壓增大，故路端電壓減小，而電壓表的示數(shù)增大，A正確，D錯(cuò)誤；由路端電壓減小，而R1兩端電壓增大可知，R2兩端電壓必減小，則R2中電流減小，故B正確；結(jié)合干路電流增大可知流過(guò)小燈泡的電流必增大，則小燈泡的功率增大。故正確答案為ABC。 9．AD【解析】電源接通時(shí)，電容器的電壓一定，若電容C減小時(shí)，金屬棒與導(dǎo)電液的正對(duì)面積減小，h減小，故A正確B錯(cuò)誤；電源接通再斷開(kāi)，電容器的電量不變，電壓減小，由公式分析可知，C增大，金屬棒與導(dǎo)電液的正對(duì)面積增大，h增大，故C錯(cuò)誤D正確。 10．B【解析】電壓表為理想電表，則電壓表不分流，故觸頭移動(dòng)時(shí)不會(huì)改變電路的電阻，也就不會(huì)改變電路中的電流，故A錯(cuò)誤；電壓表測(cè)的是觸頭P左側(cè)電阻分得的電壓，故示數(shù)隨物體M的移動(dòng)即觸頭的運(yùn)動(dòng)而變化，故B正確，C、D錯(cuò)誤。 11．B【解析】街旁的路燈、江海里的航標(biāo)在夜晚亮，白天熄，利用半導(dǎo)體的是半導(dǎo)體材料的光敏性。故選項(xiàng)B正確。 12．D【解析】由圖象知，當(dāng)R的溫度等于20℃時(shí)，熱敏電阻的阻值R=4 000 Ω，由串聯(lián)電路特點(diǎn)及閉合電路歐姆定律得：，解得：。當(dāng)電流時(shí)，由串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律得：解得：。 由圖象知，此時(shí)熱敏電阻的溫度t=120 ℃，所以選項(xiàng)D正確。 13．B【解析】燈泡L的亮度變暗，說(shuō)明流過(guò)燈泡所在支路的電流減小，此支路的電阻增大，即Rt的阻值增大，故周?chē)h(huán)境的溫度變低，選項(xiàng)B正確。 14．A【解析】滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小，流過(guò)此支路的電流增大，即流過(guò)發(fā)光二極管的電流增大，從而發(fā)光增強(qiáng)，使光敏電阻R阻值減小，通過(guò)燈泡的電流增大效果，使L消耗的功率增大，選項(xiàng)A正確。 15．D【解析】多用電表與熱敏電阻構(gòu)成的回路中未接入電源，故不能用電流表，AB錯(cuò)誤；當(dāng)溫度升高時(shí)，多用電表指針偏轉(zhuǎn)角度較大，說(shuō)明熱敏電阻的阻值變小了，應(yīng)該換用倍率小的擋位，C錯(cuò)誤，D正確。 16．AD【解析】由于平行板電容器兩極板與電池兩極相連接，兩極板間的電壓U保持不變，根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)，可判斷A錯(cuò)誤，D正確；再由Q=CU可知，B錯(cuò)誤；由于Q變化，使電容器出現(xiàn)充電、放電現(xiàn)象，顯然電流計(jì)中電流方向不斷變化，C錯(cuò)誤。 17．B【解析】金屬熱電阻溫度升高，則電路電阻增大，總電流減小，路端電壓增大，即光敏電阻兩端的電壓增大，所以通過(guò)光敏電阻的電流增大，而總電流是減小的，所以通過(guò)的電流減小，故兩端的電壓減小，A錯(cuò)誤；金屬熱電阻溫度降低，光照強(qiáng)度減弱，如果外電路電阻減小，則干路電流增大，內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，所以光敏電阻兩端的端電壓減小，即通過(guò)的電流減小，而總電流增大，所以通過(guò)的電流增大，即電壓表的示數(shù)增大，B正確；光照強(qiáng)度增大，則光敏電阻減小，總電阻減小，路端電壓減小，即和熱電阻兩端的電壓減小，通過(guò)的電流減小，電壓減小，即電壓表示數(shù)減小，C錯(cuò)誤；光照增強(qiáng)，金屬熱電阻溫度升高，一個(gè)電阻減小，一個(gè)電阻增大，若總電阻減小，則總電流增大，路端電壓減小，而兩端的電壓增大，所以并聯(lián)電路電壓減小，所在支路的電阻增大，所以支路電流減小，電壓表示數(shù)減小；一個(gè)電阻減小，一個(gè)電阻增大，若總電阻增大，則路端電壓增大，總電流減小，而兩端的電壓減小，所以并聯(lián)電路電壓增大，所以光敏電阻兩端的電壓增大，通過(guò)光敏電阻的電流增大，而總電流是減小的，所以所在支路的的電流減小，電壓表示數(shù)減小，故D錯(cuò)誤； 【名師點(diǎn)睛】在分析電路動(dòng)態(tài)變化時(shí)，一般是根據(jù)局部電路變化（滑動(dòng)變阻器，傳感器電阻）推導(dǎo)整體電路總電阻、總電流的變化，然后根據(jù)閉合回路歐姆定律推導(dǎo)所需電阻的電壓和電流的變化（或者電流表，電壓表示數(shù)變化），也就是從局部→整體→局部 18．【答案】（1）a?。?）增大 【解析】（1）圖中要求測(cè)量多組數(shù)據(jù)，所測(cè)電壓調(diào)節(jié)范圍較大，且從零開(kāi)始變化，所以應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器的分壓式接法，故應(yīng)選圖a；熱敏電阻溫度升高時(shí)，其電阻值減小，故干路中的電流增大。 19．【答案】（1）b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)電勢(shì)，即Uba>0 （2） 【解析】（1）當(dāng)正負(fù)離子向左流經(jīng)管道時(shí)，由于磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用，根據(jù)左手定則，正離子將向下遷移，負(fù)離子將向上遷移，這樣在a、b間形成感應(yīng)電場(chǎng)，b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)電勢(shì)，。 （2）當(dāng)電場(chǎng)力與磁場(chǎng)力平衡時(shí)，a、b間形成穩(wěn)定的電勢(shì)差，離子將不再上下遷移，則qE=qvB，故有 U=ED=BvD， 所以Q=Sv=。 20．【答案】增強(qiáng) 敏感 【解析】溫度越高，熱敏電阻的阻值越小，即對(duì)電流的阻礙作用越小，故導(dǎo)電能力增強(qiáng)；根據(jù)圖象可知，熱敏電阻在相同的溫度范圍內(nèi)變化時(shí)，阻值變化越大，故其對(duì)溫度敏感。 21．D【解析】 開(kāi)關(guān)S閉合后，C門(mén)的一個(gè)輸入端就是1，系統(tǒng)不管白天和晚上都工作，說(shuō)明與另一個(gè)輸入端的邏輯值無(wú)關(guān)，這說(shuō)明C門(mén)是“或”門(mén)。開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，C門(mén)的一個(gè)輸入端就是0，要讓系統(tǒng)工作，另一個(gè)輸入端必須是1，也就是高電壓，所以B是光敏電阻，故D正確。 一、力傳感器的應(yīng)用——電子秤 1．組成 常用的力傳感器是由_______和_______組成的，應(yīng)變片是一種敏感元件，現(xiàn)多用半導(dǎo)體制成。 2．工作原理 （1）電子秤用的測(cè)力裝置是_______，由金屬梁和應(yīng)變片組成； （2）應(yīng)變片能夠把_______這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為_(kāi)______這個(gè)電學(xué)量。常溫下兩觸點(diǎn)_______，溫度升高，兩種金屬膨脹性能不同，雙金屬片形狀發(fā)生變化，使觸點(diǎn)_______。 二、力傳感器的應(yīng)用——電熨斗 1．電熨斗的結(jié)構(gòu) 2．電熨斗的自動(dòng)控溫原理 電熨斗內(nèi)部裝有雙金屬片溫度傳感器，常溫下，上、下觸點(diǎn)應(yīng)是_______，但溫度過(guò)高時(shí)，由于雙金屬片受熱膨脹系數(shù)不同，上部金屬膨脹_______，下部金屬膨脹_______，則雙金屬片向下彎曲，使觸點(diǎn)分離，從而切斷電源，停止加熱。溫度降低后，雙金屬片_______，重新接通電路加熱。這樣循環(huán)進(jìn)行，起到自動(dòng)控制溫度的作用。 三、溫度傳感器的應(yīng)用——電飯鍋 1．磁性限溫元件——感溫鐵氧體 （1）材料結(jié)構(gòu)：是用氧化錳、氧化鋅和氧化鐵粉末混合燒結(jié)而成的，是一種特殊的_______，在電飯鍋中與一塊_______組合構(gòu)成磁鋼限溫器，實(shí)現(xiàn)限溫控制。 （2）特點(diǎn)：常溫下具有鐵磁性，能夠被磁體吸引，但是溫度上升到約_______時(shí)，就失去鐵磁性，不能被磁體吸引。這個(gè)溫度在物理學(xué)中稱為該材料的_______或“居里點(diǎn)”。感溫鐵氧體具有限溫準(zhǔn)確，動(dòng)作迅速等優(yōu)點(diǎn)。 2．電飯鍋工作原理 電飯鍋具有自動(dòng)斷電和保溫功能，是因?yàn)樗鼉?nèi)部裝有磁鋼限溫器和雙金屬片恒溫器兩個(gè)自動(dòng)裝置。 如圖所示。 （1）限溫原理（自動(dòng)斷電） 煮飯時(shí)，用手按下開(kāi)關(guān)按鈕，通過(guò)傳動(dòng)杠桿推動(dòng)永磁體向上與感溫磁體（鐵氧體）相互吸合，其吸力大于限溫器中彈簧的彈力和永磁體的自身重力，所以永磁體不會(huì)落下，杠桿支架釋放彈性金屬片，使觸點(diǎn)_______，電路接通，電熱板開(kāi)始發(fā)熱工作。 在飯煮熟前，鍋內(nèi)有水，所以電飯鍋的內(nèi)膽溫度不會(huì)超過(guò)100℃，感溫磁體仍然具有磁性。繼續(xù)加熱，直到飯熟后，水份被大米吸收，鍋底溫度升高，當(dāng)溫度升至_______時(shí)感溫磁體失去磁性，永磁體在自身重力及彈簧的彈力作用下被彈開(kāi)，通過(guò)傳動(dòng)桿使觸點(diǎn)分離，切斷電源，從而停止加熱。這樣就起到限溫作用。 （2）保溫原理 當(dāng)電飯鍋的溫度升高時(shí)，雙金屬片受熱，使它向_______的一面彎曲。彎曲時(shí)，它把兩個(gè)觸點(diǎn)_______，于是電飯鍋斷電，溫度下降。而當(dāng)溫度下降到一定程度時(shí)，雙金屬片逐漸冷卻_______，兩個(gè)觸點(diǎn)重新閉合通電，如此反復(fù)，使電飯鍋達(dá)到_______效果，溫度能夠自動(dòng)維持在705℃的范圍。 四、光傳感器的應(yīng)用——火災(zāi)報(bào)警器 1．結(jié)構(gòu)：煙霧式火災(zāi)報(bào)警器的實(shí)物如圖甲所示，煙霧做上升運(yùn)動(dòng)，到達(dá)天花板底下，煙感報(bào)警器通過(guò)煙霧發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，所以煙霧式火災(zāi)報(bào)警器安裝在_______上。如圖乙所示，帶孔的罩子內(nèi)裝有_______、光電三極管和不透明的_______。 2．原理：災(zāi)報(bào)警器是利用煙霧對(duì)光的_______來(lái)工作的，平時(shí)，光電三極管收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)_______狀態(tài)，煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后對(duì)光有散射作用，使部分光照射到光電三極管上，其電阻_______，與傳感器連接的電路檢測(cè)出這種變化后，就會(huì)發(fā)出警報(bào)。 自動(dòng)沖水機(jī)、路燈的控制、鼠標(biāo)器、光電計(jì)數(shù)器、煙霧報(bào)警器等都是利用了光電傳感器的原理。 五、傳感器的應(yīng)用 金屬梁 應(yīng)變片 力傳感器 物體形變 電壓 分離 接觸 接觸的 大 小 恢復(fù)原狀 軟磁性材料 永久磁鐵 103 ℃ “居里溫度” 閉合 “居里點(diǎn)103 0C” 膨脹系數(shù)小 回復(fù)原狀 閉合 保溫 天花板 發(fā)光二極管LED 擋板 散射 高電阻 變小 傳感器問(wèn)題的三個(gè)分析 1．感受量分析 明確傳感器的敏感元件，分析輸入信號(hào)及輸出信號(hào)，以及輸入、輸出信號(hào)之間的關(guān)系。 2．電路結(jié)構(gòu)分析 分析傳感器的電路結(jié)構(gòu)，熟悉常見(jiàn)電子元件的工作特點(diǎn)，分析輸入輸出信號(hào)之間的關(guān)系。 3．執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作分析 傳感器的應(yīng)用包含非電學(xué)量向電學(xué)量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，還包含根據(jù)信息控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的過(guò)程。 【例題】如圖所示是一火警報(bào)警器的部分電路示意圖。其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，電流表為值班室的顯示器，a、b之間接報(bào)警器。傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，通過(guò)顯示器的電流I、報(bào)警器兩端的電壓U的變化情況是 A．I變大，U變大 B．I變大，U變小 C．I變小，U變大 D．I變小，U變小 參考答案：D 試題解析：R2處出現(xiàn)火情，溫度升高，R2減小，路端電壓減小，U減小，導(dǎo)致R2兩端電壓減小，通過(guò)R3的電流減小，I減小。 1．下列有關(guān)電熨斗的說(shuō)法正確的是 A．電熨斗能自動(dòng)控制溫度主要利用了雙金屬片，兩片金屬的膨脹系數(shù)相同 B．常溫下，上、下觸點(diǎn)是接觸的；溫度過(guò)高時(shí)，雙金屬片發(fā)生彎曲使上、下觸點(diǎn)分離 C．需要較高溫度熨燙時(shí)，要調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕，使升降螺絲下移并推動(dòng)彈性銅片下移 D．電熨斗中的雙金屬片是一種半導(dǎo)體材料 2．下列說(shuō)法正確的是 A．話筒是一種常見(jiàn)的紅外線傳感器 B．霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量 C．電子秤所使用的測(cè)力裝置是力傳感器 D．熱敏電阻能夠把溫度高低轉(zhuǎn)換為電阻大小 3．隨著生活質(zhì)量的提高，自動(dòng)干手機(jī)已進(jìn)入家庭，洗手后，將濕手靠近自動(dòng)干手機(jī)，機(jī)內(nèi)的傳感器便驅(qū)動(dòng)電熱器加熱，使熱空氣從機(jī)內(nèi)噴出，將濕手烘干。手靠近干手機(jī)能使傳感器工作，這是因?yàn)榇诉^(guò)程 A． 改變了濕度 B． 改變了溫度 C． 改變了磁場(chǎng) D． 改變了電容 4．有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件，將這三只元件分別接入如圖所示電路中的A、B兩點(diǎn)后，用黑紙包住元件或者把元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數(shù)，下列說(shuō)法中正確的是 A．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是熱敏電阻 B．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變化，這只元件一定是定值電阻 C．用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是光敏電阻 D．用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)相同，這只元件一定是定值電阻 5．某同學(xué)設(shè)計(jì)的散熱排風(fēng)控制電路如圖所示，M為排風(fēng)扇，R是可變電阻，R0是半導(dǎo)體熱敏電阻，其阻值隨溫度升高而減小?？刂崎_(kāi)關(guān)電路具有下列特性：當(dāng)A點(diǎn)電勢(shì)φA＜φ0時(shí)，控制開(kāi)關(guān)處于斷路狀態(tài)；當(dāng)φA≥φ0時(shí)，控制開(kāi)關(guān)接通電路，M開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)。下列說(shuō)法中正確的是 A．環(huán)境溫度升高時(shí)，A點(diǎn)電勢(shì)升高 B．可變電阻R阻值調(diào)大時(shí)，A點(diǎn)電勢(shì)降低 C．可變電阻R阻值調(diào)大時(shí)，排風(fēng)扇開(kāi)始工作的臨界溫度升高 D．若用金屬熱電阻代替半導(dǎo)體熱敏電阻，電路仍能正常工作 6．為了保證行車(chē)安全和乘客身體健康，動(dòng)車(chē)上裝有煙霧報(bào)警裝置，其原理如圖所示。M為煙霧傳感器，其阻值RM隨著煙霧濃度的改變而變化，電阻R為可變電阻。車(chē)廂內(nèi)有人抽煙時(shí)，煙霧濃度增大，導(dǎo)致S兩端的電壓增大，裝置發(fā)出警報(bào)。下列說(shuō)法正確的是 A．RM隨煙霧濃度的增大而增大 B．RM隨煙霧濃度的增大而減小 C．若要提高報(bào)警靈敏度可增大R D．若要提高報(bào)警靈敏度可減小R 7．如圖所示是會(huì)議室和賓館房間的天花板上裝有的火災(zāi)報(bào)警器的結(jié)構(gòu)原理圖：罩內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板。平時(shí)光電三極管接收不到LED發(fā)生的光呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是 A．進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧遮擋了光線，使光電三極管電阻更大，檢測(cè)電路檢測(cè)出變化發(fā)出警報(bào) B．發(fā)生火災(zāi)時(shí)，光電三極管溫度升高，電阻變小，檢測(cè)電路檢測(cè)出變化發(fā)出警報(bào) C．發(fā)生火災(zāi)時(shí)，進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧對(duì)光有散射作用，部分光線照到光電三極管上，電阻變小，發(fā)出警報(bào) D．發(fā)生火災(zāi)時(shí)，進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧對(duì)光有折射作用，部分光線照到光電三極管上，電阻變小，發(fā)出警報(bào) 8．壓敏電阻的阻值會(huì)隨所受壓力的增大而減小，某位同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計(jì)了判斷電梯運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置，其裝置示意圖如圖甲所示，將壓敏電阻平放在電梯內(nèi)，受壓面朝上，在上面放一物體m，電梯靜止時(shí)電流表示數(shù)為I0，電梯在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電流表的示數(shù)如圖乙所示，下列判斷中正確的是 A．乙圖表示電梯做勻速直線運(yùn)動(dòng) B．乙圖表示電梯做勻加速運(yùn)動(dòng) C．乙圖表示電梯做變加速運(yùn)動(dòng) D．乙圖表示電梯做勻減速運(yùn)動(dòng) 9．電熨斗能自動(dòng)控制溫度，在熨燙不同的織物時(shí)，設(shè)定的溫度可以不同，下圖為電熨斗的結(jié)構(gòu)圖，電熨斗內(nèi)部裝有雙金屬片，雙金屬片上層金屬的膨脹系數(shù)大于下層金屬，若把熨燙的棉麻衣物換成絲綢衣物，則應(yīng)如何調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕 織物材料 尼龍 合成纖維 絲綢 羊毛 麻 熨燙溫度 低→高 A．向下 B．向上 C．保持原狀 D．不能確定 10．慣性制導(dǎo)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于彈道式導(dǎo)彈中，這個(gè)系統(tǒng)的重要元件之一是加速度計(jì)。加速度計(jì)構(gòu)造和原理的示意圖如圖所示：沿導(dǎo)彈長(zhǎng)度方向安裝的固定光滑桿上套一質(zhì)量為m的滑塊，滑塊兩側(cè)分別與勁度系數(shù)均為k的彈簧相連；兩彈簧的另一端與固定壁相連?；瑝K原來(lái)靜止，彈簧處于自然長(zhǎng)度，滑塊上有指針，可通過(guò)標(biāo)尺測(cè)出滑塊的位移，然后通過(guò)控制系統(tǒng)進(jìn)行制導(dǎo)。設(shè)某段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)彈沿水平方向運(yùn)動(dòng)，指針向左偏離O點(diǎn)的距離為x，則這段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)彈的加速度 A．方向向左，大小為 B．方向向右，大小為 C．方向向左，大小為 D．方向向右，大小為 11．利用傳感器和計(jì)算機(jī)可以研究快速變化的力的大小。實(shí)驗(yàn)時(shí)，把圖甲中的小球舉高到繩子的懸點(diǎn)O處，然后讓小球自由下落。用這種方法獲得的彈性繩的拉力隨時(shí)間的變化圖線如圖乙所示。根據(jù)圖線所提供的信息，以下判斷正確的是 A．t2時(shí)刻小球所處位置是運(yùn)動(dòng)中的最高點(diǎn) B．t1～t2期間小球速度先增大后減小 C．t3時(shí)刻小球動(dòng)能最小 D．t2與t5時(shí)刻小球速度大小不同 12．如圖所示，兩塊水平放置的金屬板距離為d，用導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)S與一個(gè)n匝的線圈連接，線圈置于方向豎直向上的變化磁場(chǎng)B中。兩板間放一臺(tái)小壓力傳感器，壓力傳感器上表面靜止放置一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球。S斷開(kāi)時(shí)傳感器上有示數(shù)，S閉合時(shí)傳感器上恰好無(wú)示數(shù)。線圈中的磁場(chǎng)B的變化情況和磁通量變化率分別是 A．正在增加，= B．正在減弱，= C．正在減弱，= D．正在增加，= 13．如圖所示，小鉛球P系在細(xì)金屬絲下，懸掛在O點(diǎn)，開(kāi)始時(shí)小鉛球P沿豎直方向處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)將小鉛球P放入水平流動(dòng)的水中時(shí)，球向左擺動(dòng)一定的角度θ，水流速度越大，θ越大。為了測(cè)定水流對(duì)小球作用力的大小，在水平方向固定一根電阻絲BC，其長(zhǎng)為L(zhǎng)，它與金屬絲接觸良好，不計(jì)摩擦和金屬絲的電阻，C端在O點(diǎn)正下方處，且OC=h。圖中還有電動(dòng)勢(shì)為E的電源（內(nèi)阻不計(jì)）和一只電壓表。請(qǐng)你連接一個(gè)電路，使得當(dāng)水速增大時(shí)，電壓表示數(shù)增大。 14． 如圖所示是某一電飯煲的電路圖。S1是一個(gè)手動(dòng)限溫開(kāi)關(guān)，手動(dòng)閉合后，當(dāng)此開(kāi)關(guān)溫度達(dá)到居里點(diǎn)103 C時(shí)，開(kāi)關(guān)會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)。S2是一個(gè)自動(dòng)保溫開(kāi)關(guān)，當(dāng)溫度低于70 C時(shí)，會(huì)自動(dòng)閉合；溫度高于80 C時(shí)會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)，紅燈是加熱時(shí)的指示燈，黃燈是保溫時(shí)的指示燈，分流電阻R1=R2=500 Ω，加熱電阻R3=50 Ω，兩燈電阻不計(jì)。 （1）分析電飯煲的工作原理； （2）計(jì)算加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯煲消耗的電功率之比； （3）簡(jiǎn)要回答，如果不閉合開(kāi)關(guān)S1，能將飯煮熟嗎？ 15．為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場(chǎng)所使用光控開(kāi)關(guān)控制照明系統(tǒng)。光控開(kāi)關(guān)可采用光敏電阻來(lái)控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件（照度可以反映光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)照度越大，照度單位為lx）。某光敏電阻ROS在不同照度下的阻值如下表所示： 照度（lx） 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 電阻（kΩ） 75 40 28 23 20 18 （1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)趫D中給定的坐標(biāo)系中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并說(shuō)明阻值隨照度變化的特點(diǎn)。 （2）如圖所示，當(dāng)1、2兩端所加電壓上升至2 V時(shí)，控制開(kāi)關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，請(qǐng)利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單電路給1、2兩端提供電壓，要求當(dāng)天色漸暗、照度降低至1.0 lx時(shí)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖。（不考慮控制開(kāi)關(guān)對(duì)所設(shè)計(jì)電路的影響） 提供的器材如下： 光敏電阻ROS（符號(hào)，阻值見(jiàn)上表） 直流電源E（電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻不計(jì)）； 定值電阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ ，R3＝40 kΩ （限選其中之一并在圖中標(biāo)出） 開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干。 1．BC【解析】常溫下，上下觸點(diǎn)是接觸的；溫度過(guò)高時(shí)，雙金屬片發(fā)生彎曲使上下觸點(diǎn)分離；需要較高溫度熨燙時(shí)，要調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕，使升降螺絲下移并推動(dòng)彈性銅片下移；雙金屬片由膨脹系數(shù)不同的金屬材料制成，上面的膨脹系數(shù)大。 2．CD【解析】常見(jiàn)的話筒是電容傳感器，不是紅外線傳感器，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量而不是電阻，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電子秤所使用的測(cè)力裝置是壓力傳感器，選項(xiàng)C正確；熱敏電阻的阻值隨著溫度的升高而減小，故能夠把溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻變化，選項(xiàng)D正確。 3．D【解析】手靠近干手機(jī)能使機(jī)內(nèi)的傳感器工作，是因?yàn)楦淖兞藗鞲衅鞯碾娙?，發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)給控制芯片，控制芯片再啟動(dòng)電機(jī)工作和加熱裝置工作，故選D。 4．AC【解析】熱敏電阻的阻值隨溫度變化而變化，定值電阻和光敏電阻的阻值不隨溫度變化；光敏電阻的阻值隨光照變化而變化，定值電阻和熱敏電阻的阻值不隨光照變化。故正確答案為AC。 5．A【解析】當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，半導(dǎo)體熱敏電阻R0，其阻值隨溫度升高而減小。則電路中的電流增大， A點(diǎn)的電勢(shì)升高，故A正確；可變電阻R阻值調(diào)大時(shí)，導(dǎo)致電路的電流減小，則A點(diǎn)電勢(shì)升高，故B錯(cuò)誤；可變電阻R阻值調(diào)大時(shí)，導(dǎo)致電路的電流減小，則A點(diǎn)電勢(shì)升高，由于當(dāng)A點(diǎn)電勢(shì)φA＜φ0時(shí)，控制開(kāi)關(guān)處于斷路狀態(tài)；當(dāng)φA≥φ0時(shí)，控制開(kāi)關(guān)接通電路，M開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)。工作臨界溫度沒(méi)變，而是提前被接通，故C錯(cuò)誤；若用金屬熱電阻代替半導(dǎo)體熱敏電阻，當(dāng)溫度升高時(shí)，其阻值增大，導(dǎo)致A點(diǎn)電勢(shì)降低，則開(kāi)關(guān)會(huì)處于斷開(kāi)狀態(tài)，所以起不到散熱排風(fēng)的作用，故D錯(cuò)誤；故選A。 6．BC【解析】S兩端電壓U增大，故傳感器兩端電壓一定減??；當(dāng)有煙霧，使傳感器電阻變化，即RM變小，則有RM隨著煙霧濃度的增大而減小，故A錯(cuò)誤，B正確；R越大，M與R并聯(lián)的電阻R并越接近RM，U增大越明顯，導(dǎo)致“S”上電壓變化最明顯，故C正確，D錯(cuò)誤。故選：BC。 【名師點(diǎn)睛】此題如果利用傳統(tǒng)的思維，即利用閉合電路歐姆定律，由電源電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)阻r、電阻R及RM得出S上的電壓表達(dá)式，再進(jìn)行討論，得到的式子是一個(gè)非常復(fù)雜的代數(shù)式，要討論還得將式子進(jìn)行一系列變形才能進(jìn)行，顯然非常麻煩，方法不可??；此題如果利用“等效思維”與“極限思維”便可一步到位，輕松突破。 7．C【解析】由報(bào)警器的原理可知，發(fā)生火災(zāi)時(shí)煙霧進(jìn)入罩內(nèi)，使光發(fā)生散射，部分光線照在三極管上電阻變小，與傳感器相連的電路檢測(cè)出這種變化，發(fā)出警報(bào)，C正確。 8．C【解析】從題圖乙可以看出電流增大，由歐姆定律知道壓敏電阻阻值應(yīng)該減小，結(jié)合壓敏電阻特點(diǎn)可以判斷，壓力增大，而且電流逐漸變大，壓力應(yīng)該也是逐漸增大，所以電梯做變加速運(yùn)動(dòng)，A、B、D錯(cuò)誤，C正確。 9．B【解析】常溫下，上下觸點(diǎn)是接觸的，這樣插上電源時(shí)電熨斗開(kāi)始加溫，當(dāng)溫度升高時(shí)，雙金屬片上層形變大，雙金屬片向下彎曲，觸點(diǎn)分離，停止加熱?，F(xiàn)把棉麻衣物換成絲綢衣物，熨燙溫度變低，要使溫度低時(shí)就斷開(kāi)，應(yīng)把調(diào)溫旋鈕向上旋轉(zhuǎn)，這樣在金屬形變較小時(shí)就能斷開(kāi)電路。 10．D【解析】滑塊隨導(dǎo)彈一起做加速運(yùn)動(dòng)，向左偏離O點(diǎn)的距離為x，使左側(cè)彈簧被壓縮，右側(cè)彈簧被拉長(zhǎng)，則滑塊所受合力為2kx，方向向右，故加速度方向向右。由牛頓第二定律得2kx=ma，滑塊加速度大小a=，故選D。 11．B【解析】小球下落的軌跡展開(kāi)圖如圖所示，B處為繩子原長(zhǎng)處，C處為小球重力與繩上拉力相等處，D處為小球下落的最低點(diǎn)，在F–t圖中，0～t1小球在OB間下落，t1～t2小球在BD間下落，t2～t3小球由D回到B處，t3～t4小球在BO間上升，而后下落至B點(diǎn)。由F–t圖知，小球在t2時(shí)刻下落到最大距離，然后最大距離在逐漸減小，由以上分析知，小球的最大速度出現(xiàn)在C點(diǎn)，對(duì)應(yīng)于t1～t2之間，A錯(cuò)誤，B正確；小球動(dòng)能最小出現(xiàn)在t2時(shí)刻或t3～t4間某時(shí)刻，C錯(cuò)誤；t2和t5分別對(duì)應(yīng)小球先后兩次下落過(guò)程中經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的時(shí)刻，速度大小為零，D錯(cuò)誤，正確選項(xiàng)為B。 12．D【解析】S閉合時(shí)傳感器上恰好無(wú)示數(shù)，說(shuō)明小球受豎直向上的電場(chǎng)力，且電場(chǎng)力的大小等于重力，由楞次定律可判斷磁場(chǎng)B正在增強(qiáng)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，又得，故D正確。 13．【答案】如圖所示。 【解析】電路圖如圖所示。設(shè)CD=x，P球平衡時(shí)，由平衡條件可得① 根據(jù)閉合電路歐姆定律和部分電路歐姆定律可得② 根據(jù)電阻定律可得③ ④ 由①②③④式可得 因?yàn)樗魉俣仍酱螅仍酱?，所以U越大。 14．【答案】（1）見(jiàn)解析 （2）12:1 （3）見(jiàn)解析 【解析】 （1）電飯煲裝上食物后，接上電源，雙金屬片保溫開(kāi)關(guān)S2自動(dòng)閉合，同時(shí)手動(dòng)閉合S1，這時(shí)R1與黃燈被短路，紅燈亮，電飯煲處于加熱狀態(tài)，加熱到80 C時(shí)，S2自動(dòng)斷開(kāi)，S1仍閉合；水燒開(kāi)后，溫度升高到103 C時(shí)，開(kāi)關(guān)S1自動(dòng)跳起斷開(kāi)，這時(shí)飯已經(jīng)煮熟，黃燈亮，電飯煲處于保溫狀態(tài)。由于散熱，待溫度降至70 C時(shí)，S2又自動(dòng)閉合，電飯煲重新加熱，溫度達(dá)到80 C時(shí)，S2又自動(dòng)斷開(kāi)，再次處于保溫狀態(tài)。 （2）加熱時(shí)電飯煲消耗的電功率P1=，保溫時(shí)電飯煲消耗的功率P2=，兩式中 R并= Ω，從而有。 （3）如果不閉合開(kāi)關(guān)S1，開(kāi)始S2總是閉合的，R1與黃燈被短路，功率為P1，當(dāng)溫度上升到80 C時(shí)，S2自動(dòng)斷開(kāi)，功率降為P2，溫度降到70 C，S2又自動(dòng)閉合……溫度只能在70～80 C之間變化，不能把水燒開(kāi)，故不能將飯煮熟。 【名師點(diǎn)睛】分析電飯煲的工作原理，關(guān)鍵在于理解兩個(gè)開(kāi)關(guān)的工作原理。一是手動(dòng)溫控開(kāi)關(guān)S1，即感溫鐵氧體限溫元件，超過(guò)居里點(diǎn)會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)，二是自動(dòng)溫控開(kāi)關(guān)S2，即雙金屬片保溫元件，低于70 C時(shí)會(huì)自動(dòng)閉合，高于80 C時(shí)會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)。掌握了兩個(gè)開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)，也就會(huì)分析電飯煲的工作原理了。 15．【答案】見(jiàn)解析 【解析】（1）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中描點(diǎn)連線，得到如圖所示的變化曲線。 由圖可知阻值隨照度變化的特點(diǎn)：光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大非線性減小。 （2）因天色漸暗、照度降低至1.0 lx時(shí)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，此時(shí)光敏電阻阻值為20 kΩ，兩端電壓為2 V，電源電動(dòng)勢(shì)為3 V，故應(yīng)加上一個(gè)分壓電阻，分壓電阻阻值為10 kΩ，即選用R1。此電路的原理圖如圖所示。 一、傳感器的應(yīng)用 1．斯密特觸發(fā)器 斯密特觸發(fā)器是一種特殊的_______電路，如圖所示。當(dāng)加在它的輸入端A的電壓逐漸上升到某個(gè)值時(shí)，輸出端Y會(huì)突然從高電平跳到低電平，而當(dāng)輸入端A的電壓下降到另一個(gè)值的時(shí)候，Y會(huì)從低電平跳到高電平。斯密特觸發(fā)器可以將_______的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為_(kāi)______的數(shù)字信號(hào)。 2．光控開(kāi)關(guān) 如圖所示的光控開(kāi)關(guān)電路中的LED是_______，RG是_______，當(dāng)有較強(qiáng)的光照射RG時(shí)，斯密特觸發(fā)器Y端輸出_______電平。 3．溫度報(bào)警器 如圖所示的溫度報(bào)警器電路中RT是_______，當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)，蜂鳴器將_______。 二、溫度傳感器的應(yīng)用——測(cè)溫儀 1．測(cè)溫儀：應(yīng)用溫度傳感器把_______轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再由指針式儀表或數(shù)字式儀表顯示出來(lái)，從而構(gòu)成_______或數(shù)字式溫度計(jì)。測(cè)溫元件可以是熱敏電阻、金屬熱電阻、熱電偶等，還可以是紅外線敏感元件等。 2．特點(diǎn)：由于電信號(hào)可以由測(cè)溫地點(diǎn)傳輸?shù)狡渌攸c(diǎn)，所以應(yīng)用溫度傳感器可以_______讀取溫度的數(shù)值，這是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)變?yōu)殡妼W(xué)量的一大優(yōu)點(diǎn)。 3．非接觸式紅外測(cè)溫儀 利用紅外線敏感元件可以實(shí)現(xiàn)_______。 由于物體的_______不同，發(fā)射紅外線的情況也不同，非接觸式紅外測(cè)溫儀通過(guò)接收人體的紅外輻射實(shí)現(xiàn)體溫測(cè)試，可在距離人體50～300 cm處快速、有效地篩查出公共場(chǎng)所中的高溫人員，再由醫(yī)護(hù)人員對(duì)其進(jìn)行確診。一般的非接觸式紅外測(cè)溫儀測(cè)溫速度小于0.5 s，分辨力達(dá)到0.l℃。與傳統(tǒng)的接觸式醫(yī)用溫度計(jì)相比有兩大優(yōu)點(diǎn)： （1）非接觸式紅外測(cè)溫儀在測(cè)溫時(shí)_______與被測(cè)物體表面接觸，不像口含式溫度計(jì)或紅外測(cè)溫儀那樣近距離讀取測(cè)量值； （2）可_______顯示溫度值，而口含式溫度計(jì)要30 s后才能顯示最終溫度值。 三、光傳感器的應(yīng)用——鼠標(biāo)器 1．結(jié)構(gòu)：機(jī)械式鼠標(biāo)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖甲所示。其主要部件為一個(gè)滾球、兩套滾軸、有許多等間距小齒的碼盤(pán)、_______、兩個(gè)紅外線接收管。兩個(gè)紅外接收管就是兩個(gè)_______。如下圖。 2．原理：當(dāng)鼠標(biāo)插入計(jì)算機(jī)插孔后，兩個(gè)紅外線發(fā)光二極管就開(kāi)始發(fā)光。鼠標(biāo)器移動(dòng)時(shí)，滾球運(yùn)動(dòng)通過(guò)軸帶動(dòng)兩個(gè)碼盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，紅外線接受管就收到斷續(xù)的紅外線脈沖，輸出相應(yīng)的脈沖信號(hào)，計(jì)算機(jī)分別統(tǒng)計(jì)x、y兩個(gè)方向的脈沖信號(hào)，處理后就使屏幕上的光標(biāo)產(chǎn)生相應(yīng)的_______。 “非”門(mén) 連續(xù)變化 突變 發(fā)光二極管 光敏電阻 高 熱敏電阻 發(fā)出鳴叫聲 溫度 指針式溫度計(jì) 遠(yuǎn)距離 無(wú)接觸測(cè)溫 溫度 不必 立即 發(fā)光二極管 光傳感器 位移 電磁繼電器的工作原理 當(dāng)線圈 A中通電時(shí)，鐵芯中產(chǎn)生磁場(chǎng)，吸引銜鐵B向下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)觸點(diǎn)D向下與E接觸，將工作電路接通，當(dāng)線圈A中電流為零時(shí)，電磁鐵失去磁性，銜鐵B在彈簧作用下拉起，帶動(dòng)觸點(diǎn)D與E分離，自動(dòng)切斷工作電路。 【例題】現(xiàn)有熱敏電阻、電爐絲、電源、電磁繼電器、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干，如圖所示，試設(shè)計(jì)一個(gè)溫控電路。要求溫度低于某一溫度時(shí)，電爐絲自動(dòng)通電供熱，超過(guò)某一溫度時(shí)，又可以自動(dòng)斷電，畫(huà)出電路圖說(shuō)明工作過(guò)程。 參考答案：見(jiàn)解析 試題解析：（1）電路圖如圖所示：熱敏電阻R1與滑動(dòng)變阻器及電磁繼電器構(gòu)成低壓控制電路； （2）工作過(guò)程：閉合開(kāi)關(guān)S當(dāng)溫度低于設(shè)計(jì)值時(shí)，熱敏電阻阻值大，通過(guò)電磁繼電器的電流不能使它工作，K接通電爐絲加熱。當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，熱敏電阻減小到某值，通過(guò)電磁繼電器的電流達(dá)到工作電流，K斷開(kāi)，電爐絲斷電，停止供熱。當(dāng)溫度低于設(shè)計(jì)值，又重復(fù)前述過(guò)程。 1．由非門(mén)電路構(gòu)成的一簡(jiǎn)單控制電路如圖所示，其中R′為光敏電阻（光照時(shí)電阻變?。琑為變阻器，L為小燈泡。當(dāng)若R′受到光照時(shí) A．B點(diǎn)變?yōu)楦唠娖剑舭l(fā)光 B．A點(diǎn)變?yōu)楦唠娖?，小燈發(fā)光 C．A點(diǎn)變?yōu)楦唠娖剑舨话l(fā)光 D．減小R的阻值可提高控制靈敏度 2．如圖所示為斯密特觸發(fā)器，當(dāng)加在它的輸入端A的電壓逐漸上升到某個(gè)值（1.6 V）時(shí)，輸出端Y會(huì)突然從高電平跳到低電平（0.25 V），而當(dāng)輸入端A的電壓下降到另一個(gè)值的時(shí)候（0.8 V），Y會(huì)從低電平跳到高電平（3.4 V）。圖乙為一光控電路，用發(fā)光二極管LED模仿路燈，RG為光敏電阻．關(guān)于斯密特觸發(fā)器和光控電路的下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 A．斯密特觸發(fā)器的作用是將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào) B．斯密特觸發(fā)器是具有特殊功能的非門(mén) C．要想在天更暗時(shí)路燈才會(huì)亮，應(yīng)該把R1的阻值調(diào)大些 D．當(dāng)輸出端Y突然從高電平跳到低電平時(shí)，二極管發(fā)光 3．如圖所示是一種延時(shí)開(kāi)關(guān)，當(dāng)S1閉合時(shí)，電磁鐵F將銜鐵D吸下，C線路接通，當(dāng)S1斷開(kāi)時(shí)，由于電磁感應(yīng)作用，D將延遲一段時(shí)間才被釋放，則 A．由于A線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用 B．由于B線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用 C．如果斷開(kāi)B線圈的電鍵S2，無(wú)延時(shí)作用 D．如果斷開(kāi)B線圈的電鍵S2，延時(shí)將變長(zhǎng) 4．在圖示由基本門(mén)電路組成的電路中，能使小燈泡發(fā)光的是 5．圖是溫度報(bào)警器電路示意圖，下列對(duì)此電路的分析正確的是 A．當(dāng)RT的溫度升高時(shí)，RT減小，A端電勢(shì)降低，Y端電勢(shì)升高，蜂鳴器會(huì)發(fā)出報(bào)警聲 B．當(dāng)RT的溫度升高時(shí)，RT減小，A端電勢(shì)升高，Y端電勢(shì)降低，蜂鳴器會(huì)發(fā)出報(bào)警聲 C．當(dāng)增大R1時(shí)，A端電勢(shì)升高，Y端電勢(shì)降低，蜂鳴器會(huì)發(fā)出報(bào)警聲 D．當(dāng)增大R1時(shí)，A端電勢(shì)降低，Y端電勢(shì)升高，蜂鳴器會(huì)發(fā)出報(bào)警聲 6．如圖所示，實(shí)線是某同學(xué)利用力傳感器懸掛一鉤碼在豎直方向從t1時(shí)刻由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，數(shù)據(jù)采集器記錄下的力傳感器中拉力的大小變化情況。從圖中可以知道該鉤碼的重力約為_(kāi)______N。A、B、C、D四段圖線中，鉤碼處于超重狀態(tài)的為_(kāi)______，處于失重狀態(tài)的為_(kāi)______。 7．氣體傳感器利用物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)將某種氣體的濃度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出，如圖所示，B為將可燃?xì)怏w或有毒氣體濃度（CO，CH4瓦斯煤氣）轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器，簡(jiǎn)稱電子鼻，根據(jù)如下材料，U= 220 V的電源、M為排風(fēng)扇、G為繼電器、A為控制電源、S為控制開(kāi)關(guān)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)家用自動(dòng)排煙電路，在圖中完成連線圖。 8．如圖所示，一條形磁鐵置于水平轉(zhuǎn)臺(tái)上隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起做勻變速轉(zhuǎn)動(dòng)，一磁傳感器位于轉(zhuǎn)臺(tái)邊緣。從而可以獲得傳感器所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化曲線如圖。圖中橫坐標(biāo)為時(shí)間軸，讀數(shù)為3秒/每格，縱坐標(biāo)為磁感應(yīng)強(qiáng)度。求： （1）請(qǐng)類比平均速度的定義方法，定義平均角速度，并求出轉(zhuǎn)臺(tái)在測(cè)量期間的平均角速度； （2）請(qǐng)類比加速度的定義方法，定義角加速度，并求出轉(zhuǎn)臺(tái)的角加速度。 9．如圖甲所示，x軸沿水平方向，有一用釹鐵硼材料制成的圓柱形強(qiáng)磁體M，其圓形端面分別為N極和S極，磁體的對(duì)稱中心置于x軸的原點(diǎn)O?，F(xiàn)有一圓柱形線圈C從原點(diǎn)O左側(cè)較遠(yuǎn)處開(kāi)始沿x軸正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，圓形線圈的中心軸始終與x軸重合，且其圓面始終與x軸垂直，在線圈兩端接一阻值R= 500 Ω的定值電阻?，F(xiàn)用兩個(gè)傳感器，一個(gè)測(cè)得通過(guò)圓環(huán)的磁通量隨圓環(huán)位置的變化圖象，如圖乙所示，另一個(gè)測(cè)得R兩端的電壓隨時(shí)間變化的圖象，如圖丙所示。已知在乙圖像的圖線上x(chóng)=6 mm的點(diǎn)的切線斜率最大，丙圖中6 ms時(shí)刻到10 ms時(shí)刻之間的圖線是直線。則圓形線圈做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度大小是_________m/s，6 ms至8 ms期間流過(guò)電阻R的電荷量是______C。 10．如圖所示是工業(yè)生產(chǎn)中大部分光電控制設(shè)備用到的光控繼電器的示意圖，它由光源、光電管、放大器、電磁繼電器等幾部分組成。其中光電管是一種光照射后會(huì)從陰極發(fā)射出電子的元件。 （1）示意圖中，a端應(yīng)是電源的________極； （2）光控繼電器的原理是：當(dāng)光照射光電管時(shí)，___________________________________。 11．圖甲為某自動(dòng)恒溫箱原理簡(jiǎn)圖，箱內(nèi)的電阻R1=20 kΩ，R2=10 kΩ，R3=40 kΩ，Rt為熱敏電阻，它的電阻隨溫度變化的圖線如圖乙所示。當(dāng)a、b端電壓Uab<0時(shí)，電壓鑒別器使開(kāi)關(guān)S接通，恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱，溫度升高；當(dāng)Uab>0時(shí)，電壓鑒別器使開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，停止加熱，則恒溫箱內(nèi)的溫度恒定在多少C？ 12．熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件，現(xiàn)用伏安法研究電阻在不同溫度下的伏安特性曲線，要求特性曲線盡可能完整。已知常溫下待測(cè)熱敏電阻的阻值約4～5 Ω。將熱敏電阻和溫度計(jì)插入帶塞的保溫杯中，杯內(nèi)有一定量的冷水，其他備用的儀表和器具有：盛有熱水的熱水瓶（圖中未畫(huà)出）、電源（3 V、內(nèi)阻可忽略）、直流電流表（內(nèi)阻約1 Ω）、直流電壓表（內(nèi)阻約5 kΩ）、滑動(dòng)變阻器（0～20 Ω）、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。 （1）在圖（a）中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。 （2）根據(jù)電路圖，在圖（b）所示的實(shí)物圖上連線。 （3）簡(jiǎn)要寫(xiě)出完成接線后的主要實(shí)驗(yàn)步驟。 13．如圖所示，一熱敏電阻RT放在控溫容器M內(nèi)；A為毫安表，量程6 mA，內(nèi)阻為數(shù)十歐姆；E為直流電源，電動(dòng)勢(shì)約為3 V，內(nèi)阻很??；R為電阻箱，最大阻值為999.9 Ω，S為開(kāi)關(guān)。已知RT在95 ℃時(shí)的阻值為150 Ω，在20 ℃時(shí)的阻值約為550 Ω?，F(xiàn)要求在降溫過(guò)程中測(cè)量在20～95 ℃之間的多個(gè)溫度下RT的阻值。 （1）在圖中畫(huà)出連線，完成實(shí)驗(yàn)原理電路圖。 （2）完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空： a．依照實(shí)驗(yàn)原理電路圖連線； b．調(diào)節(jié)控溫容器M內(nèi)的溫度，使得RT的溫度為95 ℃； c．將電阻箱調(diào)到適當(dāng)?shù)某踔?，以保證儀器安全； d．閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，記錄電流表的示數(shù)I0，并記錄________； e．將RT的溫度降為T(mén)1（20 ℃下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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