3. 传感器的应用举例 4. 自制简单的控制电路（分层作业）物理教科版选择性必修第二册

5.3传感器的应用举例 5.4自制简单的控制电路 一、单选题 1．下列关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是（    ） A．应变片都是由半导体材料制成的 B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变小；反之变大 C．传感器输出的是应变片上的电压 D．外力越大，输出的电压差值越大 2．当你走近某些宾馆、酒楼的大门时，门就会自动为你打开；当你走进门之后，门又在你身后自动关上。你觉得这可能是将下列哪种外界信息转换为有用的信息（    ） A．温度 B．运动 C．人 D．红外线 3．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（    ）    A．时间内，升降机一定匀速运动 B．时间内，升降机可能匀减速上升 C．时间内，升降机可能匀速上升 D．时间内，升降机可能匀加速上升 4．有一热敏电阻的阻值随温度变化的R­t图像如图所示，现将该热敏电阻接在欧姆表的两表笔上，做成一个电子温度计，为了便于读数，再把欧姆表上的电阻值转换成温度值。现要使该温度计对温度的变化反应较为灵敏，那么该温度计测量哪段范围内的温度较为适宜（设在温度范围内，欧姆表的倍率不变）（　　） A．t1~t2段 B．t2~t3段 C．t3~t4段 D．t1~t4段 5．如图所示，医用的额温枪因其快速测温（1秒测温）、无接触测温的特点而成了名副其实的防疫工具，其核心部件为一个传感器，外部还有几个按键，小型液晶屏，电池等构成。额温枪的核心部件是什么传感器？（　　） A．光传感器 B．声音传感器 C．力传感器 D．红外温度传感器 6．人类发射的绕地球运转的所有航天器在轨道上工作时都需要电能，所需要的电能都是由太阳能电池把太阳能转化为电能得到的。要求太阳能电池板总是对准太阳，为达到这一要求，用来感知太阳方位的传感器应为（　　） A．力传感器 B．光传感器 C．温度传感器 D．生物传感器 7．如图是利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的示意图。R是光敏电阻，R0是保护定值电阻，日光充足时，电磁继电器把衔铁吸下，GH接入电路，太阳能电池板给蓄电池充电，光线不足时，衔铁被弹簧拉起，与EF接入电路，蓄电池给LED路灯供电，路灯亮起，下列关于该电路分析正确的是（　　）    A．该光敏电阻阻值随光照强度增大而增大 B．增加电源电动势可以增加路灯照明时间 C．增大保护电阻R0阻值可延长每天路灯照明时间 D．并联更多的LED路灯可延长每天路灯照明时间 8．许多楼道灯具有这样的功能，天黑时，出现声音就开启，而在白天时，即使有声音它也没有什么反应，它的控制电路中接入的两个传感器是（　　） A．温度传感器和声传感器 B．温度传感器和力传感器 C．光传感器和力传感器 D．光传感器和声传感器 9．如图是一个火警报警装置的逻辑电路图，Rt是热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时电阻值很小，R是阻值较小的可调电阻，以下说法中正确的是（　　） A．要使电铃平时不响，而发生火灾时由于高温响起，图中虚线内应接入“非门”元件 B．要使电铃平时不响，而发生火灾时由于高温响起，图中虚线内应接入“与门”元件 C．要使电铃平时不响，而发生火灾时由于高温响起，图中虚线内应接入“或门”元件 D．为提高电路的灵敏度，图中的电阻R应调的小一些 二、多选题 10．关于下列仪器的原理说法正确的是（    ） A．当有烟雾进入火灾报警器时，由于烟雾颗粒对光的散射，光电三极管将接收到光信号，从而触发火灾警报 B．红外体温计是根据物体的温度越高发射的红外线波长越长的原理进行工作的 C．电熨斗熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度，这时调节调温旋钮使调温旋钮上升 D．电熨斗当温度升高时，双金属片下层的膨胀大于上层 11．关于电子秤中应变式力传感器说法正确的是（　　） A．应变片由导体材料制成 B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变大，反之变小 C．传感器输出的是金属架上的电压 D．外力越大，输出的电压差值也越大 三、实验题 12．某同学利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性，制作了一个简易的汽车低油位报警装置。 （1）该同学首先利用多用电表欧姆“×100”挡粗测该热敏电阻在常温下的阻值，示数如图甲所示，则此时热敏电阻的阻值为RT= Ω。 （2）该同学为了进一步探究该热敏电阻阻值随温度变化的关系，设计了如图乙所示的实验电路，定值电阻R0=2.0kΩ，则在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于最 （选填“左”或“右”）端；在某次测量中，若毫安表A1的示数为2.25mA，A2的示数为1.50mA，两电表可视为理想电表，则热敏电阻的阻值为 kΩ。 （3）该同学利用此热敏电阻设计的汽车低油位报警装置如图丁所示，其中电源电动势E=6.0V，定值电阻R=1.8kΩ，长为=50cm的热敏电阻下端紧靠在油箱底部，不计报警器和电源的内阻。已知流过报警器的电流I≥2.4mA时报警器开始报警，若测得报警器报警时油液内热敏电阻的温度为30°，油液外热敏电阻的温度为70°，由此可知油液的警戒液面到油箱底部的距离约为 cm。 四、解答题 13．一路灯控制装置如图所示，RG为光敏电阻，光照射RG时，RG变小。白天时，继电器J两端电压是较大还是较小？要使路灯比平时早一些时间亮起来，应如何调节R1? / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 5.3传感器的应用举例 5.4自制简单的控制电路 一、单选题 1．下列关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是（    ） A．应变片都是由半导体材料制成的 B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变小；反之变大 C．传感器输出的是应变片上的电压 D．外力越大，输出的电压差值越大 【答案】D 【详解】A．常见的电阻应变片有金属电阻应变片和半导体电阻应变片，故A错误。 B．当应变片的表面拉伸时，电阻丝被拉长，横截面积变小，故电阻变大，反之，变小，故B错误。 CD．应变式力传感器输出的是上、下两应变片上的电压差，并且外力越大，输出的电压差值也越大，故C错误，D正确。 故选D。 2．当你走近某些宾馆、酒楼的大门时，门就会自动为你打开；当你走进门之后，门又在你身后自动关上。你觉得这可能是将下列哪种外界信息转换为有用的信息（    ） A．温度 B．运动 C．人 D．红外线 【答案】D 【详解】自动门的自动控制要求灵敏、可靠，若以温度控制，人的体温与夏季气温接近，则在夏季自动门将无法使用。自动门实际使用的是红外线传感器，红外线属于不可见光，人在白天或黑夜均发出红外线，传感器接收到人体发出的红外线后传给自动控制装置的电动机，实现自动开、关门。故D正确。 3．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（    ）    A．时间内，升降机一定匀速运动 B．时间内，升降机可能匀减速上升 C．时间内，升降机可能匀速上升 D．时间内，升降机可能匀加速上升 【答案】B 【详解】AB．在时间内，电流恒定，表明压敏电阻的阻值恒定，则重物对压敏电阻的压力恒定，则升降机可能处于静止、匀速运动或匀变速直线运动状态，故A错误，B正确； CD．时间内，电流在增加，表明压敏电阻的阻值在减小，则重物对压敏电阻的压力在增大，重物的加速度是变化的，故不可能做匀速运动或匀加速运动，CD错误。 故选B。 4．有一热敏电阻的阻值随温度变化的R­t图像如图所示，现将该热敏电阻接在欧姆表的两表笔上，做成一个电子温度计，为了便于读数，再把欧姆表上的电阻值转换成温度值。现要使该温度计对温度的变化反应较为灵敏，那么该温度计测量哪段范围内的温度较为适宜（设在温度范围内，欧姆表的倍率不变）（　　） A．t1~t2段 B．t2~t3段 C．t3~t4段 D．t1~t4段 【答案】B 【详解】由于t2~t3段内R随温度的变化最显著，也就是回路内的电流随温度的变化最明显，故B正确。 故选B。 5．如图所示，医用的额温枪因其快速测温（1秒测温）、无接触测温的特点而成了名副其实的防疫工具，其核心部件为一个传感器，外部还有几个按键，小型液晶屏，电池等构成。额温枪的核心部件是什么传感器？（　　） A．光传感器 B．声音传感器 C．力传感器 D．红外温度传感器 【答案】D 【详解】任何物体在高于绝对零度以上时都会向外发出红外线，额温枪通过红外温度传感器接收红外线，计算出温度数据，所以额温枪的核心部件是红外温度传感器，选项ABC错误，D正确。 故选D。 6．人类发射的绕地球运转的所有航天器在轨道上工作时都需要电能，所需要的电能都是由太阳能电池把太阳能转化为电能得到的。要求太阳能电池板总是对准太阳，为达到这一要求，用来感知太阳方位的传感器应为（　　） A．力传感器 B．光传感器 C．温度传感器 D．生物传感器 【答案】B 【详解】太阳能电池是通过光电转换装置把太阳能直接转化为电能，供航天器使用的，因此需要使用光传感器，来感知太阳方位。故选B。 7．如图是利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的示意图。R是光敏电阻，R0是保护定值电阻，日光充足时，电磁继电器把衔铁吸下，GH接入电路，太阳能电池板给蓄电池充电，光线不足时，衔铁被弹簧拉起，与EF接入电路，蓄电池给LED路灯供电，路灯亮起，下列关于该电路分析正确的是（　　）    A．该光敏电阻阻值随光照强度增大而增大 B．增加电源电动势可以增加路灯照明时间 C．增大保护电阻R0阻值可延长每天路灯照明时间 D．并联更多的LED路灯可延长每天路灯照明时间 【答案】C 【详解】A．日光充足时，电磁继电器把衔铁吸下，根据闭合电路欧姆定律，控制电路中电阻变小，电流变大，衔铁被吸下，则当日光充足时光敏电阻R阻值减小，故A错误； B．电动势增大，电阻不变情况下，电流增大，电磁继电器把衔铁吸下，减少了路灯照明时间，故B错误； C．增大保护电阻R0，减小了电流，延长了照明时间，故C正确； D．LED灯的盏数不影响控制电路，考虑蓄电池容量一定，可能减少照明时间，故D错误。 故选C。 8．许多楼道灯具有这样的功能，天黑时，出现声音就开启，而在白天时，即使有声音它也没有什么反应，它的控制电路中接入的两个传感器是（　　） A．温度传感器和声传感器 B．温度传感器和力传感器 C．光传感器和力传感器 D．光传感器和声传感器 【答案】D 【详解】依题意，天黑时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没有反应，故电路中有光传感器，即使天黑，没有声音灯也不亮，故用到了声音传感器，即控制电路中接入了光传感器和声传感器，故选D。 9．如图是一个火警报警装置的逻辑电路图，Rt是热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时电阻值很小，R是阻值较小的可调电阻，以下说法中正确的是（　　） A．要使电铃平时不响，而发生火灾时由于高温响起，图中虚线内应接入“非门”元件 B．要使电铃平时不响，而发生火灾时由于高温响起，图中虚线内应接入“与门”元件 C．要使电铃平时不响，而发生火灾时由于高温响起，图中虚线内应接入“或门”元件 D．为提高电路的灵敏度，图中的电阻R应调的小一些 【答案】A 【详解】ABC．发生火灾时由于高温，Rt热敏电阻阻值变小，X点的电位低，要使电铃报警，则图中虚线内应输出高电位，故虚线内应接入“非门”元件，故BC错误A正确； D．要使报警器在更低温度时报警，就是温度稍低时，Rt热敏电阻阻值较大，但还要X点的电位低，即两端电压较高，则应该更大，因此R较大时，反应较灵敏，故D错误。 故选A。 二、多选题 10．关于下列仪器的原理说法正确的是（    ） A．当有烟雾进入火灾报警器时，由于烟雾颗粒对光的散射，光电三极管将接收到光信号，从而触发火灾警报 B．红外体温计是根据物体的温度越高发射的红外线波长越长的原理进行工作的 C．电熨斗熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度，这时调节调温旋钮使调温旋钮上升 D．电熨斗当温度升高时，双金属片下层的膨胀大于上层 【答案】AC 【详解】A．当有烟雾进入火灾报警器时，LED发出的光经烟雾作用后到达光电三极管，从而触发火灾警报，故A正确； B．红外测温仪是根据物体的温度越高发射的红外线越强的原理进行工作的，故B错误； C．熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度，即温度较低时金属片就需离开触点，所以要将调温旋钮旋转上升，保证在温度达到一定值时，金属片与触点断开，故C正确； D．当温度升高时，双金属片向膨胀系数小的一侧弯曲，从而断开触点，因此可知金属片上层的膨胀系数大于下层的膨胀系数，金属片向下弯曲，故D错误。 故选AC。 11．关于电子秤中应变式力传感器说法正确的是（　　） A．应变片由导体材料制成 B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变大，反之变小 C．传感器输出的是金属架上的电压 D．外力越大，输出的电压差值也越大 【答案】BD 【详解】AB．应变片多用半导体材料制成，应变片的表面拉伸时，其电阻变大，反之变小，A错误，B正确； CD．传感器输出的是应变片上、下两表面的电压差，并且随着外力的增大，输出的电压差值也增大，C错误，D正确。 故选BD。 三、实验题 12．某同学利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性，制作了一个简易的汽车低油位报警装置。 （1）该同学首先利用多用电表欧姆“×100”挡粗测该热敏电阻在常温下的阻值，示数如图甲所示，则此时热敏电阻的阻值为RT= Ω。 （2）该同学为了进一步探究该热敏电阻阻值随温度变化的关系，设计了如图乙所示的实验电路，定值电阻R0=2.0kΩ，则在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于最 （选填“左”或“右”）端；在某次测量中，若毫安表A1的示数为2.25mA，A2的示数为1.50mA，两电表可视为理想电表，则热敏电阻的阻值为 kΩ。 （3）该同学利用此热敏电阻设计的汽车低油位报警装置如图丁所示，其中电源电动势E=6.0V，定值电阻R=1.8kΩ，长为=50cm的热敏电阻下端紧靠在油箱底部，不计报警器和电源的内阻。已知流过报警器的电流I≥2.4mA时报警器开始报警，若测得报警器报警时油液内热敏电阻的温度为30°，油液外热敏电阻的温度为70°，由此可知油液的警戒液面到油箱底部的距离约为 cm。 【答案】 左 /3 10 【详解】（1）[1] 由多用电表欧姆表的读数规则可知，此时热敏电阻的阻值为 （2）[2] [3] 滑动变阻器采用分压接法，为保护电路安全，在开关闭合前应将滑动变阻器的滑片P置于最左端，由于和并联，故有 代入数据解得 （3）[4] 设警戒液面到油箱底部的距离为x，温度为30℃时热敏电阻的阻值为，则在油液内的热敏电阻的阻值为 同理，可得油液外的热敏电阻的阻值为 其中，由闭合电路欧姆定律有 将E＝6V、I＝2.4mA、R＝1.8kΩ代入可得 x＝10cm 四、解答题 13．一路灯控制装置如图所示，RG为光敏电阻，光照射RG时，RG变小。白天时，继电器J两端电压是较大还是较小？要使路灯比平时早一些时间亮起来，应如何调节R1? 【答案】较小，调节R1使其变小 【详解】由题可知，引起电路状态变化的原因是照射光敏电阻RG的光的强弱。白天光照强，RG的阻值较小，其两端分压较小，此时A端为高电平，则Y端为低电平，继电器两端电压较小，不工作，路灯不亮。若要使路灯早一些亮，即光照强度较大、RG较小时，就使A端为低电平，则需要RG分压增大，根据并联分压规律可知此时应调节R1使其变小。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$