课时跟踪检测(十七) 认识传感器 常见传感器的工作原理（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（教科版）

课时跟踪检测(十七)　认识传感器　常见传感器的工作原理 1.如图所示,某半导体负温度系数热敏电阻的I⁃U图线可能是 (　 ) 2.对于常见的可燃气体浓度的检测,现在一般用催化燃烧检测器。它的原理如下:传感器的核心为一惠斯通电桥,其中一桥臂上有催化剂,当与可燃气体接触时,可燃气体在有催化剂的电桥上燃烧,该桥臂的电阻发生明显变化,其余桥臂的电阻不变化,从而引起整个电路的输出电流发生变化,而该变化与可燃气体的浓度成比例,从而实现对可燃气体的检测。由此可推断有催化剂的桥臂上的电阻材料为 (　 ) A.铜 B.合金 C.半导体 D.绝缘体 3.某楼梯口的电灯开关装有传感器,天黑时,出现声音才能发光,而白天即使有声音,电灯也不能发光,该开关中有两种传感器,它们可能是 (　 ) A.热敏电阻和光敏电阻 B.金属热电阻和光敏电阻 C.热敏电阻和霍尔元件 D.光敏电阻和驻极体话筒 4.(多选)如图为握力器原理示意图,握力器把手上的连杆与弹簧一起上下移动,握力的大小可通过一定的换算关系由电流表的示数获得。当人紧握握力器时,如果握力越大,下列判断正确的有 (　 ) A.电路中电阻越大 B.电路中电阻越小 C.电路中电流越小 D.电路中电流越大 5.(多选)如图所示是用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器,下列说法中正确的是 (　 ) A.严重污染时,LDR是高电阻 B.轻度污染时,LDR是高电阻 C.无论污染程度如何,LDR的电阻不变,阻值大小由材料本身因素决定 D.该仪器的使用会因为白天和晚上受到影响 6.(多选)如图所示电路,理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1,电流表、电压表均为理想交流电表,R是光敏电阻(其阻值随照射光强度增大而减小),原线圈接入电压随时间按u=220sin 100πt V变化的交流电,下列说法正确的是 (　 ) A.交流电的频率为100 Hz B.电压表的示数为110 V C.照射R的光强度增大时,电流表的示数变大 D.照射R的光强度增大时,电压表示数变大,灯泡变得更亮 7.如图所示,RT为负温度系数的热敏电阻,R为定值电阻,若往RT上擦些酒精,在环境温度不变的情况下,关于电 压表示数的变化情况,下列说法中正确的是 (　 ) A.变大 B.变小 C.先变大后变小再不变 D.先变小后变大再不变 8.(多选)如图所示,导电物质为电子的霍尔元件样品置于磁场中,上表面与磁场方向垂直,图中的1、2、3、4是霍尔元件上的四个接线端。当开关S1、S2闭合后,三个电表都有明显示数,下列说法正确的是 (　 ) A.通过霍尔元件的磁场方向竖直向下 B.接线端2的电势低于接线端4的电势 C.仅将电源E1、E2反向接入电路,电压表的示数不变 D.若适当减小R1、增大R2,则电压表示数一定增大 9.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,电铃报警、指示灯亮 D.温度低于警戒温度时,电铃不报警、指示灯亮 10.如图甲是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图,其中S为激光源,R1为光敏电阻(有光照射时,阻值较小;无光照射时,阻值较大),R2为定值保护电阻,a、b间接“示波器”(示波器的接入对电路无影响)。水平传送带匀速前进,每当传送带上的产品通过S与R1之间时,射向光敏电阻的光线会被产品挡住。若传送带上的产品为均匀正方体,示波器显示的电压随时间变化的关系如图乙所示。已知计数器电路中电源两极间的电压恒为6 V,保护电阻R2的阻值为400 Ω。则 (　 ) A.有光照射时光敏电阻R1的阻值为800 Ω B.有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比为1∶2 C.有光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比为1∶2 D.每1 h通过S与R1之间的产品个数为6 000个 11.(8分)磁传感器是把磁场、电流、温度、光等外界因素引起的敏感元件磁性能变化转换成电信号,以这种方式来检测相应物理量的器件。磁敏电阻是利用某些材料电阻的磁敏效应制成的,其外形结构如图(a)所示。把磁敏电阻GMR接入如图(b)所示的电路中,它的阻值随所处空间磁场的增强而增大,电源的内阻不可忽略。 闭合开关S1和S2后,当滑片P向右滑动时,灯泡L1、L2的亮度怎样变化? 12.(10分)如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的示意图,A为光源,B为光电接收器,A、B均固定在小车上,C为小车的车轮。D为与C同轴相连的齿轮,车轮转动时,A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号,被B接收并转换成电信号,由电子电路记录和显示。若实验显示单位时间的脉冲数为n,累积脉冲数为N。试回答下列问题。 (1)要测出小车的速度和行程,还必须测量的物理数据有哪些?(4分) (2)推导小车速度的表达式;(4分) (3)推导小车行程的表达式。(2分) 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 课时跟踪检测(十七) 1.选B　负温度系数热敏电阻的I⁃U图线是非线性的,且其阻值随温度的升高而减小,故A、C、D错误,B正确。 2.选C　由题意可知,该电阻为热敏电阻,热敏电阻的材料为半导体材料,C正确,A、B、D错误。 3.选D　两种传感器分别把声音信号转换为电信号、把光信号转换为电信号,所以D正确。 4.选BD　由题图可知,握力越大,变阻器接入电路的电阻越小,外电路的总电阻越小,根据闭合电路欧姆定律可知,电路中电流越大,B、D正确,A、C错误。 5.选AD　严重污染时,透过污水照到LDR上的光线较少,LDR电阻较大,A正确,B错误;LDR由半导体材料制成,受光照影响电阻会发生变化,C错误;白天和晚上自然光强弱不同,或多或少会影响LDR的电阻,D正确。 6.选BC　原线圈接入u=220sin 100πt V的交流电压,T=0.02 s,所以频率为f==50 Hz,故A错误;交流电的有效值为U1=220 V,根据=,则U2=110 V,故B正确;R阻值随光强度增大而减小,根据I2=知,副线圈电流增大,副线圈输出功率增大,即灯泡变得更亮,因为理想变压器输入功率等于输出功率,所以原线圈输入功率增大,原线圈电流增大,所以电流表的示数增大,但是电压表示数不变,故C正确,D错误。 7.选D　往RT上擦酒精后,酒精蒸发吸热,热敏电阻RT温度降低,电阻值增大,根据串联电路的分压特点,电压表示数变小。当酒精蒸发完毕后,RT的温度逐渐升高到环境温度后不变,所以热敏电阻的阻值逐渐变小,最后不变,故电压表的示数将逐渐变大,最后不变,D正确。 8.选ABC　根据安培定则可知,通过霍尔元件的磁场的方向竖直向下,A正确;通过霍尔元件的电流由接线端1流向接线端3,电子带负电荷,电子移动方向与电流的方向相反,由左手定则可知,电子偏向接线端2,所以接线端2的电势低于接线端4的电势,B正确;仅将电源E1、E2反向接入电路时,电子所受的洛伦兹力大小和方向均不变,则2、4两接线端的电势高低关系不发生改变,电压表示数不变,C正确;适当减小R1,电磁铁中的电流增大,产生磁场的磁感应强度B增大,而增大R2,流过霍尔元件的电流I减小,由UH=k可知,电压表示数不一定增大,D错误。 9.选D　温度高于警戒温度时,控制电路的电磁铁中有电流通过,电磁铁有磁性,此时电铃通过触点3与工作电路接通,电铃报警,此时指示灯的电路中没有电流,指示灯熄灭,A、C错误;温度低于警戒温度时,控制电路处于开路状态,电磁铁中没有电流通过,没有磁性,此时指示灯与工作电路接通,指示灯亮,电铃不报警,B错误,D正确。 10.选D　由题图甲可知,R1、R2串联,当有光照射时,R1的阻值变小,电路的总电阻变小;根据I=可知,电路中的电流变大;根据U=IR可知,R2两端的电压变大;根据串联电路总电压等于各分电压之和可知,R1两端的电压变小,即R1两端的电压较低,由题图乙知R1两端的电压U1=2 V,则U2=U-U1=6 V-2 V=4 V,电路中的电流I== A=0.01 A,光敏电阻的阻值R1== Ω=200 Ω,A错误;无光照射时,由题图乙可得U1'=4 V,U2'=U-U1'=6 V-4 V=2 V,所以,有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比U2∶U2'=4 V∶2 V=2∶1,B错误;无光照时电流I'== A=0.005 A,此时电阻R1'的阻值:R1'== Ω=800 Ω,所以,有光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比R1∶R1'=200 Ω∶800 Ω=1∶4,C错误;由题图乙可知,每经过0.6 s,就有一个产品通过计数装置,每1 h通过S与R1之间的产品个数为n=6 000个,D正确。 11.解析:当滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值增大,电源电压不变,所以电磁铁电路中的电流减小,电磁铁的磁场减弱,磁敏电阻阻值减小,总电流变大,路端电压减小,故灯泡L2变暗;由于通过L1支路的电流变大,故L1变亮。 答案:L1变亮　L2变暗 12.解析:(1)小车的速度等于车轮的周长与单位时间内车轮转动圈数的乘积,行程等于车轮的周长与累积时间内车轮转动圈数的乘积,所以还要测量车轮的半径R和齿轮的齿数P。 (2)齿轮转一圈电子电路显示的脉冲数即为P。已知单位时间内的脉冲数为n,所以单位时间内齿轮转动圈数为,则有小车速度的表达式v=。 (3)小车行程的表达式s=。 答案:(1)车轮半径R和齿轮齿数P　(2)v= (3)s= $