5.2 常见传感器的工作原理及应用（Word）-【全效作业本】2022-2023学年高中选择性必修第二册物理（人教版2019）

5.2　常见传感器的工作原理及应用 [见学生用书P76] 如今，很多宾馆都安装了自动门，自动门是如何能做到自动开门的？常用的电视、空调的遥控器是如何实现远距离操纵的？路灯是如何能白天熄灭，晚上自动亮起来的？楼梯上的电灯如何能人来就开，人走就熄的？工业生产中所用的自动报警器、恒温烘箱是如何工作的？新冠病毒肆虐华夏大地时，机场、车站、港口又是如何实现快速而准确的体温检测的？ 【答案】 自动门利用了人体的红外微波来控制开关门；日光控制路灯的开关；遥控器控制电视开关；声音强弱控制走廊照明灯开关等；烟雾报警器利用了烟敏电阻来测量烟雾浓度，从而达到报警的目的；疫情防控中，通过红外体温计来实现快速准确的体温检测。 1．传感器已广泛应用在生产、生活中，下列关于传感器的说法正确的是(　B　) A．火警报警器使用了压力传感器 B．冰箱控温系统使用了温度传感器 C．商场里的自动门使用了光传感器 D．夜间自动打开的路灯使用了温度传感器 【解析】 火警报警器使用了温度传感器，A错误；冰箱控温系统使用了温度传感器，B正确；人体的体温一般维持在37 ℃，会发出特定波长(10 μm左右)的红外线。当人走向门口时，门会自动打开，是因为自动门安装了红外线传感器，从而能感知红外线，门可以被打开，C错误；夜间自动打开的路灯使用了光电传感器，D错误。 2．关于光敏电阻和热敏电阻，下列说法正确的是(　A　) A．光敏电阻是用半导体材料制成的，其阻值随光照增强而减小，随光照的减弱而增大 B．光敏电阻是能把光照强度这个光学量转换为电流这个电学量的传感器 C．热敏电阻是用金属铂制成的，它对温度的感知很灵敏 D．热敏电阻是把热量这个热学量转换为电阻这个电学量的传感器 【解析】 光敏电阻是把光强转换为电阻的元件；热敏电阻是把温度转换为电阻的元件，B、D错误；热敏电阻和光敏电阻都是用半导体材料制成的，半导体具有光敏性和热敏性，金属铂与热敏电阻的阻值随温度的变化趋势相反，C错误。 3．(多选)有定值电压、热敏电阻、光敏电阻三个元件，将这三个元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后，用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法正确的是(　AC　) 第3题图 A．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大的一定是热敏电阻 B．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化的一定是定值电阻 C．用黑纸包住与不用黑纸包住相比，欧姆表示数变化较大的一定是光敏电阻 D．用黑纸包住与不用黑纸包住相比，欧姆表示数相同的一定是定值电阻 【解析】 热敏电阻的阻值随温度的变化而变化，定值电阻和光敏电阻的阻值不随温度发生变化，A正确，B错误；光敏电阻的阻值随光照强度的变化而变化，而定值电阻和热敏电阻的阻值不随光照强度的变化而变化，C正确，D错误。 4．如图所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻(负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻)，L为小灯泡，当温度降低时(　C　) 第4题图 A．R1两端的电压增大 B．电流表的示数增大 C．小灯泡的亮度变强 D．小灯泡的亮度变弱 【解析】 R2与灯泡L并联后再与R1串联，与电源构成闭合电路，当温度降低时，热敏电阻R2电阻值增大，外电路电阻增大，电流表示数减小，灯泡L两端的电压增大，灯泡的亮度变强，R1两端的电压减小。 5．如图所示为测定压力的电容式传感器，将平行板电容器、灵敏电流表(零刻度在中间)和电源串联成闭合回路，当压力F作用于可动膜片电极上时，膜片发生形变，引起电容的变化，导致灵敏电流表指针偏转，在对膜片开始施加压力使膜片电极从图中的虚线推到图中实线位置并保持固定的过程中，灵敏电流表指针偏转情况为(电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏)(　A　) 第5题图 A．向右偏到某一刻度后回到零刻度 B．向左偏到某一刻度后回到零刻度 C．向右偏到某一刻度后不动 D．向左偏到某一刻度后不动 【解析】 压力F作用时，极板间距d变小，由C＝知，电容器电容C变大，又根据Q＝CU，极板带电荷量变大，所以电容器应充电，灵敏电流计中产生由正接线柱流入的电流，所以指针将右偏。F不变时，极板保持固定后，充电结束，指针回到零刻度。 6．(多选)如图所示为电熨斗的结构图，下列关于电熨斗的说法正确的是(　BC　) 第6题图 A．电熨斗能自动控制温度主要利用了双金属片，两片金属的膨胀系数相同 B．常温下，上下触点是接触的，温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分离 C．需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移 D．电熨斗中的双金属片是一种半导体材料 【解析】 电熨斗主要是利用双金属片的膨胀系数不同而自动控制温度的，A错误；常温下，上下触点是接触的，温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分离，B正确；需要较高温度熨烫时