1、【 精品教育资源文库 】 实验十一：传感器的简单使用 一、单项选择题 1美国科学家 Willard S Boyle 与 George E Smith 因电荷耦合器件 (CCD)的重要发明荣获 2009 年度诺贝尔物理学奖 CCD 是将光学量转变成电学量的传感器，下列器件 不可 作为传感器的有 ( ) A光敏电阻 B热敏电阻 C霍尔元件 D干电池 2唱卡拉 OK 用的话筒，内有传感器其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号下列说法正 确的是 ( ) A该传感器是根据电流的磁效应工作的 B该
2、传感器是根据电磁感应原理工作的 C膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变 D膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势 3半导体电阻的大小随温度的变化会发生明显的改变，用半导体材料制成的电阻叫热敏电阻热敏电阻可以用来监控汽车元件温度的变化，图 KS111 甲所示是热敏电阻的阻值随温度变化的规律图，现将该电阻与阻值为 50 的电阻 R0组成如图乙所示的电路，电源电压为 12 V，当电流表的示数为 0.2 A 时，热敏电阻的温度为 ( ) 甲 乙 图 KS111 A 10 B 30 C 60 D 90 4利用金属导体的电阻随温度的变化而变化的特点可以制成电阻温度计图 KS112甲所示为某种金属导体的电
3、阻 R 随温度 t 变化的图线 (直线 )如果用这种金属导体做成测温探头，再将它连入如图乙所示的电路中，随着测温探头处待测温度的变化，电流表示数也会发生变化则在 t1 t2温度范围内 ( ) 甲 乙 图 KS112 A待测温度越高，电流表的示数越大 B待测温度越高，电流表的示数越小 C待测温度升高，电流表的示数均匀增大 D待测温度升高，电流表的示数均匀减小 5在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图 KS113 所示 M 是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻 RM发生变化，导致 S两端电压 U 增大，装置发出警报，此时 ( ) 【 精品教育资源文库
4、】 图 KS113 A RM变大，且 R 越大， U 增大越 明显 B RM变大，且 R 越小， U 增大越明显 C RM变小，且 R 越大， U 增大越明显 D RM变小，且 R 越小， U 增大越明显 二、多项选择题 6图 KS114 所示为光敏电阻自动计数器的示意图，图中虚线表示激光，圆柱体表示随传送带运动的货物，其中 R1 为光敏电阻， R2 为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是( ) 图 KS114 A当光照射 R1时，信号处理系统获得高电压 B当光照射 R1时，信号处理系统获得低电压 C信号处理系统每获一次低电压就计数一次 D信号处理系统每获一次高电压就计数一次 7传感器 是把
5、非电学量转换成电学量的一种元件如图 KS115 所示，图乙、图丙是两种常见的电容式传感器，现将图乙、图丙两种传感器分别接到图甲的电路中进行实验 (电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏 )，下列实验现象中正确的是 ( ) 甲 乙 丙 图 KS115 A当乙传感器接入电路实验时，若 F 变小，则电流表指针向右偏转 B当乙传感器接入电路实验时，若 F 变大，则电流表指针向右偏转 C当丙传感器接入电路实验时，若导 电溶液深度 h 变大，则电流表指针向左偏转 D当丙传感器接入电路实验时，若导电溶液深度 h 变小，则电流表指针向左偏转 8工业生产中需要物料配比的地方常用 “ 吊斗式 ” 电子秤，图 KS1
6、16 甲所示的是 “ 吊斗式 ” 电子秤的结构图，其中实现称质量的关键性元件是拉力传感器拉力传感器的内部电路如图丙所示， R1、 R2、 R3是定值电阻， R1 20 k ， R2 10 k ， R0是对拉力敏感的应变片电阻，其电阻值随拉力变化的图象如图乙所示，已知料斗重 110 3 N，没装料时 Uba 0， g取 10 m/s2.下列说法正确的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 甲 乙 丙 图 KS116 A R3阻值为 40 k B装料时， R0的阻值逐渐变大， Uba的值逐渐变小 C拉力变大，应变片电阻阻值也变大， Uba传感器的示数也变大 D应变片的作用是把物体形变这个力学量转换
7、为电压这个电学量 三、非选择题 9 (2017 年河南大联考 )图 KS117 甲所示是一种常用的力传感器，它是利用金属电阻应变片将力的大小转换为电阻大小变化的传感器常用的力传感器由金属 梁和应变片组成，且力 F 越大，应变片弯曲程度越大，应变片的电阻变化就越大，输出的电压差 U |U1 U2|也就越大已知传感器不受压力时的电阻约为 19 ，为了准确地测量该阻值，设计了以下实验，实验原理图如图乙所示 甲 乙 丙 图 KS117 实验室提供以下器材： A定值电阻 R0(R0 5 ) B滑动变阻器 (最大阻值为 2 ，额定功率为 50 W) C电流表 (0.6 A，内阻 r1 1 ) D电流表 (
8、0.6 A，内阻 r2约为 5 ) E直流电源 E1(电动势 3 V，内阻约为 1 ) F直流电源 E2(电动势 6 V，内阻约为 2 ) G开关 S 及导线若干 (1)当金属梁没有受到压力时，两应变片的电阻相等，通过两应变片的电流相等，则输出的电压差 U_(填 “ 大于零 ”“ 小于零 ” 或 “ 等于零 ”) (2)图乙中 为电流表，其中电流表 选 _(填 “ ” 或 “ ”) ，电源选_(填 “ E1” 或 “ E2”) (3)在供电电路中滑动变阻器有两种连接方式：一种是限流式，另一 种是分压式，本实验应选择的方式为 _ (4)在图丙中，将原电路 B、 C 间导线断开，并将滑动变阻器与原
9、设计的电路 A、 B、 C端的一些端点连接，调节滑动变阻器，测量多组数据，从而使实验结果更准确，请在图丙中正确连接电路 (5)结合上述实验步骤可以得出电阻的表达式为 _(两电流表的电流分别用 I1、【 精品教育资源文库 】 I2表示 ) 10图 KS118 所示为某一热敏电阻 (电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感 )的IU 关系曲线图 图 KS118 (1)为了通过测量得到如图所示 IU 关系的完整 曲线，在图 KS119 所示的甲和乙两个电路中应选择的是图 _；简要说明理由： _.(电源电动势为 9 V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为 0 100 ) 图 KS119 (2)图丙电路中，
10、电源电压恒为 9 V，电流表示数为 70 mA，定值电阻 R1 250 ，由热敏电阻的 IU 关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为 _V；电阻 R2 的阻值为_. (3)举出一个可以应用热敏电阻的例子： _. 11图 KS1110 所示装置可以用来测量硬弹簧 (即劲度系数较大的弹簧 )的劲度系数 k.电源的电动势为 E，内阻可忽略不计，滑动变阻器全长为 l，重力加速度为 g， 为理想电压表当木板上没有放重物时，滑动变阻器的触头位于图中 a 点，此时电压表示数为零在木板上放置质量为 m 的重物，滑动变阻器的触头随木板一起下移，由电压表的示数 U 及其他给定条件，可计算出弹簧的劲度系数 k. 图 K
11、S1110 (1)写出 m、 U 与 k 之间所满足的关系式： _. (2)已知 E 1.50 V， l 12.0 cm， g 9.80 m/s2.测量结果如下表： m/kg 1.00 1.50 3.00 4.50 6.00 7.50 U/V 0.108 0.154 0.290 0.446 0.608 0.740 【 精品教育资源文库 】 图 KS1111 在图 KS1111 中给出的坐标纸上利用表中数据描出 mU 直线 mU 直线的斜率为 _kg/V. 弹簧的劲度系数 k _N/m.(计算结果保留 3 位有效数字 ) 12传感器担负着 信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够
12、将感受到的物理量 (如温度、光、声等 )转换成便于测量的量 (通常是电学量 )例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻随温度变化的图线如图 KS1112 甲所示，图乙是由热敏电阻 Rt作为传感器制作的简单自动报警器线路图 图 KS1112 (1)为了使温度过高时报警器铃响， c 应接在 _(填 “ a” 或 “ b”) (2)若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片 P 向 _(填 “ 左 ” 或 “ 右 ”)移动 (3)如果在调试报警器达最低 报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片 P 都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路实际不能工作的原因可能是： _.
