9.1 传感器及其敏感元件（分层作业）物理沪科版选择性必修第二册

9.1 传感器及其敏感元件（原卷版） 目　录 2 一、传感器与敏感元件的基本概念 2 二、光敏电阻与光电传感器 2 三、热敏电阻与温度传感器 3 四、磁敏与电容式传感器 4 五、传感器控制电路与数字化实验 6 8 一、传感器与敏感元件的基本概念 1．传感器可以进行信息采集并把采集到的信息转换为易于控制的量，其工作过程可能是（　　） A．将力学量（如形变量）转换成磁学量 B．将电学量转换成热学量 C．将光学量转换成电学量 D．将电学量转换成力学量 2．传感器的功能与人的视觉、听觉、触觉、嗅觉等功能相似。在人们的日常生活中，许多地方会用到传感器，关于传感器的实际情景，下列说法正确的是（　　） A．交警使用的酒精检测仪应用了葡萄糖生物传感器 B．人脸识别机进行人面识别需要使用光传感器和位移传感器 C．电饭锅自动控制温度是使用压力传感器来实现的 D．烟雾散射火灾报警器是应用声传感器实现火灾报警 3．关于传感器，下列说法不正确的是（     ） A．传感器担负着信息采集的任务 B．干簧管是一种能够感知磁场的传感器 C．传感器不是电视遥控接收器的主要元件 D．传感器是把力、温度、光、声、化学成分等转换为电信号的主要工具 4．关于传感器，下列说法正确的是（　　） A．传感器输出的信号一定是电压、电流这些电学量 B．从传感器输出的电信号可以直接带动执行机构实现控制动作 C．传感器的制作基础不一定是物理原理 D．压电晶体只有敏感元件，没有转换元件 5．关于传感器的作用，下列说法正确的是（　　） A．传感器一般是把电学量转换为非电学量 B．传感器一定是把非电学量转换为电路的通断 C．电磁感应是把磁学量转换成电学量，所以电磁感应也是传感器 D．传感器把非电学量转换为电学量是为了方便进行测量、传输、处理和控制 二、光敏电阻与光电传感器 6．曲靖市某中学物理兴趣小组设计了一个烟雾报警器，其核心部件是光敏电阻。当有烟雾时，光照减弱，光敏电阻阻值增大，导致报警电路触发。该报警器利用了光敏电阻的（     ） A．热敏特性 B．光敏特性 C．压敏特性 D．磁敏特性 7．在机场、车站等公共场所有时需要对人是否发热进行快速判断，可选择的最佳仪器是（     ） A．水银温度计 B．酒精温度计 C．红外测温仪 D．热敏电阻传感器 8．如图所示的电路中，R是光敏电阻，当光照强度增大时，它的阻值减小。当外界的光照强度增强时，下列说法正确的是（      ） A．灯泡L变亮 B．电压表的示数增大 C．电源的总功率减小 D．电源内阻的发热功率减小 9．随着科学的发展与生活水平的提高，传感器已经进入日常生活。如图所示为某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，为光敏电阻（随光照强度的增强，阻值减小）、为定值电阻，A、B接监控装置。则下列说法正确的是（     ） A．当有人通过遮蔽光线时，A、B之间的电压升高 B．当有人通过遮蔽光线时，A、B之间的电压降低 C．当仅增大的阻值时，A、B之间的电压升高 D．当仅减小的阻值时，A、B之间的电压升高 三、热敏电阻与温度传感器 10．传感器在生产生活中得到广泛应用，温控开关中需要用到的传感器元件是（     ） A．双金属片 B．干簧管 C．电阻应变片 D．光敏电阻 11．某种材料具有电阻率随温度变化的特性，利用这种材料可以制成（     ） A．热敏电阻 B．光敏电阻 C．电容器 D．电感器 12．下列关于常见传感器及其应用说法正确的有（     ） A．光敏电阻属于光电传感器，光照越强阻值越大 B．热敏电阻一定随温度升高电阻均匀增大 C．声控灯利用了声音传感器，将声信号转为电信号 D．普通电饭锅主要利用压力传感器实现自动跳闸 13．观察电阻阻值随温度变化情况的装置示意图如图所示。现把杯中的水由冷水变为热水，水对电阻阻值的影响不计，关于欧姆表的读数变化情况，下列说法正确的是（　　） A．如果R为金属热电阻，那么欧姆表读数变大，且变化非常明显 B．如果R为金属热电阻，那么欧姆表读数变小，且变化不明显 C．如果R为用半导体材料制成的热敏电阻，那么欧姆表读数变化非常明显 D．如果R为用半导体材料制成的热敏电阻，那么欧姆表读数变化不明显 14．某种感温式火灾报警器如图1所示，其简化的工作电路如图2所示。变压器原线圈接电压有效值恒定的交流电源。副线圈连接报警系统，其中RT为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，R0为滑动变阻器，R1为定值电阻。当警戒范围内发生火灾，环境温度升高达到预设值时，报警装置（图中未画出）通过检测R1的电流触发报警。下列说法正确的是（     ） A．警戒范围内出现火情时，副线圈两端电压减小 B．警戒范围内出现火情时，原线圈输入功率变小 C．通过定值电阻R1的电流过高时，报警装置就会报警 D．通过定值电阻R1的电流过低时，报警装置就会报警 四、磁敏与电容式传感器 15．（24-25高二下·上海长宁·阶段检测）下列传感器的元件能将磁学量转换为电学量的是（    ） A．应变片 B．光敏电阻 C．热敏电阻 D．霍尔元件 16．下列关于传感器元件说法正确的是（     ） A．如图甲，当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，干簧管起到开关作用 B．如图乙，电容式位移传感器是将电信号转化为位移信号的装置 C．如图丙，是一种光敏电阻，随着光照增强，光敏电阻变大 D．如图丁，当力F越大，金属梁弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越小 17．电容式话筒含有电容式传感器，如图所示。导电性振动膜片与固定电极构成一个电容器，当振动膜片在声压的作用下左右振动时，两个电极间的电容发生变化，电路中电流随之变化，这样声信号就转变为电信号。下列说法正确的是（     ） A．当没有声信号时，流过R的电流为0 B．当有声信号时，流过R的电流自右向左 C．当膜片向左运动时，电容器充电 D．当膜片向左运动时，电阻R上电流方向自右向左 18．小盒子A的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关。如果把磁体B放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁体移走，灯泡熄灭。盒内的传感器元件应是（　　） A．干簧管 B．应变片 C．光敏电阻 D．热敏电阻 19．一个门窗防盗报警装置示意图如图所示，门的上沿嵌入一块永磁体，当门窗紧闭时，蜂鸣器不响，指示灯亮；打开时，蜂鸣器响，指示灯灭。为实现上述功能，最适合的传感器是（　　） A．光敏电阻 B．电阻应变片 C．热敏电阻 D．干簧管 五、传感器控制电路与数字化实验 20．如图所示为用传感器控制保温箱温度的保温装置，继电器衔铁被电磁铁吸住时，与加热电源一端连接的触头接通b，衔铁复位时，触头接通a，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。关于该保温装置，下列说法正确的是（　　） A．超过设定的温度时衔铁复位，加热电阻丝停止加热 B．低于设定的温度时衔铁被吸住，加热电阻丝开始加热 C．若增大电阻箱的电阻，将提高设置的温度 D．若换用劲度系数更大的弹簧，将降低设置的温度 21．如图所示是一种可测量油箱内油面高度的装置，是定值电阻，滑动变阻器R的金属滑片是杠杆的一端，通过油量表（由电表改装而成）的示数变化可以反映油面的高度变化。关于此装置，下列说法正确的是（　　） A．油量表是由电压表改装而成的 B．当油面高度升高时，滑动变阻器R接入电路的阻值变大 C．当油面高度降低时，油量表的示数减小 D．当油面高度降低到最低时，油量表的示数为零 22．如图所示为某同学设计的加速度计，滑块可以在光滑的框架中左右滑动，滑块两侧用轻弹簧与框架相连；R为滑动变阻器，初始时与滑块刚性连接的金属滑片位于变阻器中央位置；两电源电动势相同，内阻不计。将该装置固定在运动的物体上，下列说法正确的是（     ） A．物体向右匀速时，P点电势低于Q点电势 B．物体向右加速时，P点电势低于Q点电势 C．物体向左减速时，P点电势高于Q点电势 D．物体向左匀速时，P点电势高于Q点电势 23．电控调光玻璃具有根据两端电压高低自动调节透明度的功能。当玻璃两端电压降低时，其透明度下降；当玻璃两端电压升高时，其透明度上升。如图所示是电控调光玻璃的原理图，其中为光敏电阻，其阻值随光照的增强而变小，R0是定值电阻，电源电压不变，下列关于电控调光玻璃判断正确的是（     ） A．光照增强，两端的电压变小，玻璃透明度下降 B．光照增强，两端的电压变大，玻璃透明度上升 C．光照减弱，两端的电压变小，玻璃透明度上升 D．光照减弱，两端的电压变大，玻璃透明度下降 24．（22-23高二上·上海嘉定·阶段检测）如图所示为用DIS 研究通电螺线管的磁感应强度的实验： （1）该实验用的是_________传感器（填传感器名称）； 对该传感器调零时，应在螺线管通电_________进行。（选填“前”或“后”） （2）甲同学实验得到的磁感应强度随传感器伸入的距离变化关系如图。图像在第四象限的原因是____________； （3）若将通电螺线管内部的磁场近似看作匀强磁场，磁感应强度为B，已知：螺线管长度L、匝数N、横截面积S、电阻R，则穿过通电螺线管的磁通量为__________。 25．如图所示，电路中和分别为电压传感器和电流传感器，R为定值电阻。电容器C充满电后，闭合开关S。传感器所测电压U和电流I的关系可能正确的是（　　） A． B． C． D． 26．图甲为某感温式火灾报警器，其简化电路如图乙所示。理想变压器原线圈接入电压有效值不变的正弦交流电源，副线圈连接报警系统，为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，为定值电阻，滑动变阻器用于设定报警温度。当流过的电流大于设定临界值时就会触发报警。那么出现火情时（    ） A．副线圈两端电压会随着副线圈电路端温度的变化而变化 B．热敏电阻两端电压升高 C．原线圈输入功率变小 D．滑片下移一点可以降低报警温度 27．（2026·上海·一模）汽车安全气囊 汽车安全气囊的组成主要包括传感器、控制器、气体发生器和气袋等部件。其中传感器的作用是在车辆发生猛烈撞击时，能迅速给控制器发出信号，让气袋充气，形成保护屏障，从而减轻司乘人员的受伤程度。根据不同的车型和安装的部位，传感器有多种模式。请完成下列问题： (1)充气后的气袋在人体受撞击时能产生缓冲作用，其物理原理是通过增加作用时间实现（　　） A．减小人受到的冲力 B．减小人受到的冲量 C．减小人的动量变化 D．减小人的能量变化 (2)如图所示是滚球碰撞传感器。正常行驶时，传感器处于一种水平状态，滚球被永磁体吸附在右侧。当碰撞强度达到一定程度时，滚球将脱离永磁体向左滚动，撞击两个触点开关，向控制器发出信号。 ①当汽车在以下哪种情况下，能使滚球向左滚动( ) A．向右以足够大速度匀速行驶       B．向左以足够大速度匀速行驶 C．向右以足够大速度发生碰撞       D．向左以足够大速度发生碰撞 ②假设滚球的质量为50g，永磁体对它的最大吸引力为6N，滚球在管道内运动时不受阻力作用。如果汽车以144km/h的速度撞到障碍物，并在0.2秒内停下。则是否会触发安全气囊？ 答：_______；通过计算说明理由：__________。 (3)电阻应变计式碰撞传感器内的硅膜片如图（a）所示，有四个电阻R1、R2、R3、R4，连接成图（b）所示的电路。在汽车碰撞时，传感器中的硅膜片发生扭曲变形，导致4个电阻的阻值发生变化，可检测AB间的电势差，将电信号输送给控制器。 假设正常情况下加在电路两端的电压U=6V，R1=8Ω，R2=4Ω，R3=6Ω，测得AB两点间电压为0，则R4=________Ω。当硅膜片发生形变，电阻值发生改变后，电阻R1=9Ω，R2=6Ω，R3=8Ω，R4=4Ω，则此时A、B两点电势较高的是______点，电势差UAB=________V。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 9.1 传感器及其敏感元件（解析版） 目　录 2 一、传感器与敏感元件的基本概念 2 二、光敏电阻与光电传感器 3 三、热敏电阻与温度传感器 5 四、磁敏与电容式传感器 7 五、传感器控制电路与数字化实验 10 13 一、传感器与敏感元件的基本概念 1．传感器可以进行信息采集并把采集到的信息转换为易于控制的量，其工作过程可能是（　　） A．将力学量（如形变量）转换成磁学量 B．将电学量转换成热学量 C．将光学量转换成电学量 D．将电学量转换成力学量 【答案】C 【详解】传感器是将所感受到的不便于测量的物理量（如力、热、光、声等）转换成便于测量的物理量（一般是电学量）的一类元件。 故选C。 2．传感器的功能与人的视觉、听觉、触觉、嗅觉等功能相似。在人们的日常生活中，许多地方会用到传感器，关于传感器的实际情景，下列说法正确的是（　　） A．交警使用的酒精检测仪应用了葡萄糖生物传感器 B．人脸识别机进行人面识别需要使用光传感器和位移传感器 C．电饭锅自动控制温度是使用压力传感器来实现的 D．烟雾散射火灾报警器是应用声传感器实现火灾报警 【答案】B 【详解】A．交警使用的酒精检测仪应用了气敏传感器，故A错误； B．人脸识别机要判断人的位置和捕捉人的面部信息，故需要用到位移传感器和光传感器，故B正确； C．电饭锅自动控制温度是使用温度传感器来实现的，故C错误； D．烟雾散射火灾报警器是应用光传感器和热敏传感器实现火灾报警，故D错误。 故选B。 3．关于传感器，下列说法不正确的是（     ） A．传感器担负着信息采集的任务 B．干簧管是一种能够感知磁场的传感器 C．传感器不是电视遥控接收器的主要元件 D．传感器是把力、温度、光、声、化学成分等转换为电信号的主要工具 【答案】C 【详解】A．传感器能将被测信号量的微小变化转换成电信号，担负着信息采集的任务，故A正确； B．干簧管的两软铁片在磁场中被磁化，两触点为异名磁极，两触点相吸，电路接通，移走磁铁后磁性消失，两触点断开，故干簧管是一种能够感知磁场的传感器，故B正确； C．电视遥控接收器是利用传感器把红外线信号转化为电信号，故C错误； D．传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，即能够将力、温度、光、声、化学成分转换为电信号，故D正确。 本题选择不正确的，故选C。 4．关于传感器，下列说法正确的是（　　） A．传感器输出的信号一定是电压、电流这些电学量 B．从传感器输出的电信号可以直接带动执行机构实现控制动作 C．传感器的制作基础不一定是物理原理 D．压电晶体只有敏感元件，没有转换元件 【答案】C 【详解】A．传感器输出的信号不一定是电压、电流这类电学量，例如光纤传感器可输出光信号，A错误； B．传感器输出的电信号通常十分微弱，需要经过放大、调理等电路处理后才能驱动执行机构，无法直接带动执行机构完成控制动作，B错误； C．传感器的制作原理可以是物理原理，也可以是化学原理（如气敏传感器基于化学反应）、生物原理（如生物传感器基于生物效应），C正确； D．压电晶体利用压电效应工作，既可以作为敏感元件感受压力等力学量，也可以作为转换元件将力学量转换为电信号，兼具两类元件的功能，并非没有转换元件，D错误。 故选C。 【点睛】 5．关于传感器的作用，下列说法正确的是（　　） A．传感器一般是把电学量转换为非电学量 B．传感器一定是把非电学量转换为电路的通断 C．电磁感应是把磁学量转换成电学量，所以电磁感应也是传感器 D．传感器把非电学量转换为电学量是为了方便进行测量、传输、处理和控制 【答案】D 【详解】A．传感器的作用是将非电学量转换为电学量，故A错误； B．传感器输出的不一定是电路的通断，也可能是连续的电学量（如电压、电流），故B错误； C．电磁感应是物理原理，传感器是具体装置，二者不能等同，故C错误； D．传感器将非电学量转换为电学量，便于测量、传输、处理和控制，故D正确。 故选D。 二、光敏电阻与光电传感器 6．曲靖市某中学物理兴趣小组设计了一个烟雾报警器，其核心部件是光敏电阻。当有烟雾时，光照减弱，光敏电阻阻值增大，导致报警电路触发。该报警器利用了光敏电阻的（     ） A．热敏特性 B．光敏特性 C．压敏特性 D．磁敏特性 【答案】B 【详解】A．热敏特性是指元件电阻随温度变化的性质，本题中光敏电阻阻值变化由光照强度变化导致，与温度无关，故A错误； B．光敏特性是指元件电阻随光照强度变化的性质，题中光照减弱时光敏电阻阻值增大，触发报警电路，正是利用了光敏特性，故B正确； C．压敏特性是指元件电阻随压力变化的性质，本题过程不涉及压力变化，故C错误； D．磁敏特性是指元件电阻随磁场变化的性质，本题过程与磁场无关，故D错误。 故选B。 7．在机场、车站等公共场所有时需要对人是否发热进行快速判断，可选择的最佳仪器是（     ） A．水银温度计 B．酒精温度计 C．红外测温仪 D．热敏电阻传感器 【答案】C 【详解】A．水银温度计利用液体热胀冷缩原理测温，需要与人体接触且达到热平衡的时间长，无法满足公共场所快速大批量筛查的需求，故A错误； B．酒精温度计的测温原理、使用方式与水银温度计一致，同样需要接触、测温耗时久，不适用于该场景，故B错误； C．红外测温仪通过接收人体辐射的红外线实现非接触式测温，响应速度极快，可快速完成大量人员的体温筛查，是该场景的最佳选择，故C正确； D．热敏电阻传感器需要与人体接触才能准确测温，筛查效率远低于红外测温仪，不适合公共场所快速检测的需求，故D错误。 故选C。 8．如图所示的电路中，R是光敏电阻，当光照强度增大时，它的阻值减小。当外界的光照强度增强时，下列说法正确的是（      ） A．灯泡L变亮 B．电压表的示数增大 C．电源的总功率减小 D．电源内阻的发热功率减小 【答案】A 【详解】A．当光照强度增强时，光敏电阻的阻值减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律 可知，电路中总电流增大。灯泡的功率，因电流增大，故灯泡功率增大，灯泡L变亮，故A正确； B．电压表测量路端电压，根据，由于、不变，电流增大，则路端电压减小，即电压表的示数减小，故B错误； C．电源的总功率，由于不变，电流增大，则电源的总功率增大，故C错误； D．电源内阻的发热功率，由于不变，电流增大，则电源内阻的发热功率增大，故D错误。 故选A。 9．随着科学的发展与生活水平的提高，传感器已经进入日常生活。如图所示为某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，为光敏电阻（随光照强度的增强，阻值减小）、为定值电阻，A、B接监控装置。则下列说法正确的是（     ） A．当有人通过遮蔽光线时，A、B之间的电压升高 B．当有人通过遮蔽光线时，A、B之间的电压降低 C．当仅增大的阻值时，A、B之间的电压升高 D．当仅减小的阻值时，A、B之间的电压升高 【答案】B 【详解】AB．为光敏电阻，有光照射时，电阻减小，当有人通过而遮蔽光线时，光强减小，的阻值变大，总电阻变大，回路中的电流减小，为定值电阻，A、B之间的电压即两端的电压，根据可知电压降低，故A错误，B正确； C．当仅增大的阻值时，回路中的电流减小，同理可得A、B之间的电压降低，故C错误； D．当仅减小的阻值时，总电阻变小，可知回路中的电流变大，根据 可知A、B之间的电压降低，故D错误。 故选B。 三、热敏电阻与温度传感器 10．传感器在生产生活中得到广泛应用，温控开关中需要用到的传感器元件是（     ） A．双金属片 B．干簧管 C．电阻应变片 D．光敏电阻 【答案】A 【详解】A．双金属片由两种不同热膨胀系数的金属片贴合而成，温度变化时双金属片会发生弯曲，从而控制电路的通断，常用于温控开关，故A正确； B．干簧管是一种磁敏传感器，常用于磁控开关，故B错误； C．电阻应变片是一种力敏传感器，常用于测量力或形变，故C错误； D．光敏电阻是一种光敏传感器，其阻值随光照强度变化，常用于光控开关，故D错误。 故选A。 11．某种材料具有电阻率随温度变化的特性，利用这种材料可以制成（     ） A．热敏电阻 B．光敏电阻 C．电容器 D．电感器 【答案】A 【详解】热敏电阻通常由电阻率随温度显著变化的材料制成，可将温度变化转化为电阻变化。 故选A。 12．下列关于常见传感器及其应用说法正确的有（     ） A．光敏电阻属于光电传感器，光照越强阻值越大 B．热敏电阻一定随温度升高电阻均匀增大 C．声控灯利用了声音传感器，将声信号转为电信号 D．普通电饭锅主要利用压力传感器实现自动跳闸 【答案】C 【详解】A．光敏电阻属于光电传感器，光照越强阻值越小，故A错误； B．热敏电阻分为正温度系数和负温度系数两类，负温度系数热敏电阻温度升高时电阻减小，且电阻变化也不一定是均匀变化，故B错误； C．声控灯利用声音传感器工作，作用是将声信号转换为电信号，实现控制，故C正确； D．普通电饭锅是利用温度传感器（感温磁钢），温度达到居里点后磁性消失实现自动跳闸，不是压力传感器，故D错误。 故选C。 13．观察电阻阻值随温度变化情况的装置示意图如图所示。现把杯中的水由冷水变为热水，水对电阻阻值的影响不计，关于欧姆表的读数变化情况，下列说法正确的是（　　） A．如果R为金属热电阻，那么欧姆表读数变大，且变化非常明显 B．如果R为金属热电阻，那么欧姆表读数变小，且变化不明显 C．如果R为用半导体材料制成的热敏电阻，那么欧姆表读数变化非常明显 D．如果R为用半导体材料制成的热敏电阻，那么欧姆表读数变化不明显 【答案】C 【详解】AB．金属材料的电阻率随温度升高而增大，当水从冷水变为热水时，温度升高，金属热电阻的阻值会随之变大。但金属热电阻的阻值随温度的变化幅度相对平缓，不会出现非常剧烈的改变，因此欧姆表的读数会变大，且变化并不十分明显，AB错误； CD．用半导体材料制成的热敏电阻，其电阻率随温度升高会发生非常显著的变化；温度升高时半导体的载流子浓度快速提升，阻值会急剧减小，阻值随温度的变化幅度远大于金属热电阻，因此欧姆表的读数会出现非常明显的变化，C正确，D错误； 故选C。 14．某种感温式火灾报警器如图1所示，其简化的工作电路如图2所示。变压器原线圈接电压有效值恒定的交流电源。副线圈连接报警系统，其中RT为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，R0为滑动变阻器，R1为定值电阻。当警戒范围内发生火灾，环境温度升高达到预设值时，报警装置（图中未画出）通过检测R1的电流触发报警。下列说法正确的是（     ） A．警戒范围内出现火情时，副线圈两端电压减小 B．警戒范围内出现火情时，原线圈输入功率变小 C．通过定值电阻R1的电流过高时，报警装置就会报警 D．通过定值电阻R1的电流过低时，报警装置就会报警 【答案】C 【详解】A．变压器副线圈两端电压由原线圈电压和匝数比决定，根据，由于和匝数比不变，所以警戒范围内出现火情时，副线圈两端电压不变，故A错误； B．警戒范围内出现火情时，温度升高，热敏电阻阻值减小，副线圈回路总电阻减小。根据欧姆定律，副线圈电流增大。输出功率增大，理想变压器输入功率等于输出功率，所以原线圈输入功率变大，故B错误； C．当发生火灾时，温度升高，减小，副线圈电流增大，即通过定值电阻的电流增大。题目指出“环境温度升高达到预设值时触发报警”，说明是当电流增大到某一特定值（即电流过高）时报警，故C正确； D．由C选项分析可知，报警时通过的电流是增大的，即电流过高时报警，而不是电流过低，故D错误。 故选C。 四、磁敏与电容式传感器 15．（24-25高二下·上海长宁·阶段检测）下列传感器的元件能将磁学量转换为电学量的是（    ） A．应变片 B．光敏电阻 C．热敏电阻 D．霍尔元件 【答案】D 【详解】应变片是将力学量转换为电学量，光敏电阻是将光学量转换为电学量，热敏电阻是将热学量转换为电学量，霍尔元件是将磁学量转换为电学量。 故选D。 16．下列关于传感器元件说法正确的是（     ） A．如图甲，当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，干簧管起到开关作用 B．如图乙，电容式位移传感器是将电信号转化为位移信号的装置 C．如图丙，是一种光敏电阻，随着光照增强，光敏电阻变大 D．如图丁，当力F越大，金属梁弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越小 【答案】A 【详解】A．如图甲，当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，当磁体远离干簧管时，软磁性材料制成的簧片失去磁性，两簧片又分开，经常被用于控制电路的通断，故A正确； B．如图乙，电容式位移传感器：是把位移（机械量）转化为电信号（电学量），故B错误； C．如图丙是一光敏电阻，随着光照增强，光敏电阻变小，故C错误； D．如图丁，当力F越大，金属梁弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越大，故D错误。 故选A。 17．电容式话筒含有电容式传感器，如图所示。导电性振动膜片与固定电极构成一个电容器，当振动膜片在声压的作用下左右振动时，两个电极间的电容发生变化，电路中电流随之变化，这样声信号就转变为电信号。下列说法正确的是（     ） A．当没有声信号时，流过R的电流为0 B．当有声信号时，流过R的电流自右向左 C．当膜片向左运动时，电容器充电 D．当膜片向左运动时，电阻R上电流方向自右向左 【答案】A 【详解】A．当没有声信号时，振动膜片不动，电容器电容不变，电容器带电量不变，没有充放电，流过R的电流为0，故A正确； B．有声信号时，膜片左右往复振动，电容时而增大、时而减小，电容器交替充电、放电，电阻R中电流方向会交替变化，不是一直自右向左，故B错误； CD．膜片向左运动，极板间距d增大，由可知电容C减小；电容器两端电压U不变，由可知电荷量Q减小，电容器放电，电阻R上电流方向自左向右，故CD错误。 故选A。 18．小盒子A的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关。如果把磁体B放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁体移走，灯泡熄灭。盒内的传感器元件应是（　　） A．干簧管 B．应变片 C．光敏电阻 D．热敏电阻 【答案】A 【详解】盒内的传感器元件应是干簧管；把磁体B放到盒子上面，干簧管的两个簧片被磁化而接通，灯泡会发光；把磁体移走，干簧管的两个簧片分开，灯泡熄灭。 故选A。 19．一个门窗防盗报警装置示意图如图所示，门的上沿嵌入一块永磁体，当门窗紧闭时，蜂鸣器不响，指示灯亮；打开时，蜂鸣器响，指示灯灭。为实现上述功能，最适合的传感器是（　　） A．光敏电阻 B．电阻应变片 C．热敏电阻 D．干簧管 【答案】D 【详解】可利用干簧管在磁场中的特性实现上述功能。如图所示，门的上沿嵌入一小块永磁体M，门框内与M相对的位置嵌入干簧管SA，并将干簧管接入报警电路。干簧管可将门与门框的相对位置这一非电学量转换为电路的通断。 故选D。 【点睛】 五、传感器控制电路与数字化实验 20．如图所示为用传感器控制保温箱温度的保温装置，继电器衔铁被电磁铁吸住时，与加热电源一端连接的触头接通b，衔铁复位时，触头接通a，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。关于该保温装置，下列说法正确的是（　　） A．超过设定的温度时衔铁复位，加热电阻丝停止加热 B．低于设定的温度时衔铁被吸住，加热电阻丝开始加热 C．若增大电阻箱的电阻，将提高设置的温度 D．若换用劲度系数更大的弹簧，将降低设置的温度 【答案】C 【详解】A．当保温装置超过设定的温度时，温度升高，热敏电阻的阻值减小，电磁铁上电流增大吸住衔铁，加热电阻丝与加热电源断开停止加热，可知超过设定温度时衔铁被吸住而非复位，故A错误； B．当保温装置低于设定的温度时，热敏电阻阻值增大，电磁铁上电流减小，衔铁复位，加热电阻丝与电源接通，加热电阻丝开始加热，故B错误； C．因电磁铁吸住衔铁的工作电流大小不变，若增大电阻箱的电阻，则电磁铁达到工作电流时，对应的热敏电阻的阻值需更小，即保温箱的温度将更高，故C正确； D．若换用劲度系数更大的弹簧，电磁铁吸住衔铁的工作电流将增大，此时对应的热敏电阻的阻值应更小，即保温箱的温度更高，故D错误。 故选C。 21．如图所示是一种可测量油箱内油面高度的装置，是定值电阻，滑动变阻器R的金属滑片是杠杆的一端，通过油量表（由电表改装而成）的示数变化可以反映油面的高度变化。关于此装置，下列说法正确的是（　　） A．油量表是由电压表改装而成的 B．当油面高度升高时，滑动变阻器R接入电路的阻值变大 C．当油面高度降低时，油量表的示数减小 D．当油面高度降低到最低时，油量表的示数为零 【答案】C 【详解】当滑动变阻器的金属滑片上移时，油箱油面降低，R接入电路的有效电阻变大，则回路的总电阻变大，由欧姆定律知，电路中的电流减小，油量表的示数减小；反之油面高度升高时，滑动变阻器R接入电路的阻值变小，电流增大，所以油量表是由电流表改装而成的。当油面高度降低到最低时，R接入电路的阻值最大，但根据欧姆定律可知，油量表的示数不为零。 故选C。 22．如图所示为某同学设计的加速度计，滑块可以在光滑的框架中左右滑动，滑块两侧用轻弹簧与框架相连；R为滑动变阻器，初始时与滑块刚性连接的金属滑片位于变阻器中央位置；两电源电动势相同，内阻不计。将该装置固定在运动的物体上，下列说法正确的是（     ） A．物体向右匀速时，P点电势低于Q点电势 B．物体向右加速时，P点电势低于Q点电势 C．物体向左减速时，P点电势高于Q点电势 D．物体向左匀速时，P点电势高于Q点电势 【答案】B 【详解】AD．由题意可知，变阻器中央与Q点电势差为0，右侧电势偏高，左侧电势偏低。物体向右或向左匀速时，合外力为0，弹簧无形变，滑片保持在变阻器中央位置，P点电势等于Q点电势。故AD错误； BC．物体向右加速或向左减速时，合外力向右，左弹簧压缩、右弹簧拉伸，滑片移至变阻器偏左位置，P点电势低于Q点电势。故B正确，C错误。 故选B。 23．电控调光玻璃具有根据两端电压高低自动调节透明度的功能。当玻璃两端电压降低时，其透明度下降；当玻璃两端电压升高时，其透明度上升。如图所示是电控调光玻璃的原理图，其中为光敏电阻，其阻值随光照的增强而变小，R0是定值电阻，电源电压不变，下列关于电控调光玻璃判断正确的是（     ） A．光照增强，两端的电压变小，玻璃透明度下降 B．光照增强，两端的电压变大，玻璃透明度上升 C．光照减弱，两端的电压变小，玻璃透明度上升 D．光照减弱，两端的电压变大，玻璃透明度下降 【答案】A 【详解】AB．光照增强，的阻值变小，由闭合电路欧姆定律有 知干路电流变大，由，知两端的电压变小，即玻璃两端的电压变小，玻璃透明度下降，A正确，B错误； CD．光照减弱，的阻值变大，由闭合电路欧姆定律有 知干路电流减小，由，知两端的电压变大，即玻璃两端的电压升高，玻璃透明度上升，CD错误。 故选A。 【点睛】 24．（22-23高二上·上海嘉定·阶段检测）如图所示为用DIS 研究通电螺线管的磁感应强度的实验： （1）该实验用的是_________传感器（填传感器名称）； 对该传感器调零时，应在螺线管通电_________进行。（选填“前”或“后”） （2）甲同学实验得到的磁感应强度随传感器伸入的距离变化关系如图。图像在第四象限的原因是____________； （3）若将通电螺线管内部的磁场近似看作匀强磁场，磁感应强度为B，已知：螺线管长度L、匝数N、横截面积S、电阻R，则穿过通电螺线管的磁通量为__________。 【答案】 磁 前 通过螺旋管的电流方向相反或将探管从螺线管的另一端插入 BS 【详解】（1）[1]研究通电螺线管的磁感应强度，用磁传感器。 [2]在对螺线管通电前必须对磁传感器进行调零，否则就会有测量误差。 （2）[3] 图像在第四象限的原因是通过螺旋管的电流方向相反或将探管从螺线管的另一端插入。 （3）[4]穿过通电螺线管的磁通量为 25．如图所示，电路中和分别为电压传感器和电流传感器，R为定值电阻。电容器C充满电后，闭合开关S。传感器所测电压U和电流I的关系可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】电路中测量定值电阻两端的电压，测量流过定值电阻的电流（电表均为理想电表），根据欧姆定律有 可得 所以传感器所测电压U和电流I呈线性关系，B正确。 故选B。 26．图甲为某感温式火灾报警器，其简化电路如图乙所示。理想变压器原线圈接入电压有效值不变的正弦交流电源，副线圈连接报警系统，为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，为定值电阻，滑动变阻器用于设定报警温度。当流过的电流大于设定临界值时就会触发报警。那么出现火情时（    ） A．副线圈两端电压会随着副线圈电路端温度的变化而变化 B．热敏电阻两端电压升高 C．原线圈输入功率变小 D．滑片下移一点可以降低报警温度 【答案】D 【详解】A．理想变压器副线圈两端电压由原线圈电压和匝数比决定，关系式为 由于和匝数比均不变，所以副线圈两端电压保持不变，与温度变化无关，故A错误； B．出现火情时，温度升高，热敏电阻阻值减小，副线圈回路总电阻减小。根据欧姆定律可知，副线圈电流增大。定值电阻和滑动变阻器两端的电压增大，而两端电压，因不变、增大，所以减小，故B错误； C．原线圈输入功率等于副线圈输出功率，即 由于不变，减小，所以输出功率增大，原线圈输入功率也增大，故C错误； D．报警条件是流过的电流大于临界值，即 降低报警温度，意味着在温度较低（即阻值较大）时就能触发报警。为了在较大时电流仍能达到，需要减小电路中的其他电阻，即减小的阻值。由图乙可知，滑片下移时，接入电路的阻值减小，从而降低了报警温度，故D正确。 故选D。 27．（2026·上海·一模）汽车安全气囊 汽车安全气囊的组成主要包括传感器、控制器、气体发生器和气袋等部件。其中传感器的作用是在车辆发生猛烈撞击时，能迅速给控制器发出信号，让气袋充气，形成保护屏障，从而减轻司乘人员的受伤程度。根据不同的车型和安装的部位，传感器有多种模式。请完成下列问题： (1)充气后的气袋在人体受撞击时能产生缓冲作用，其物理原理是通过增加作用时间实现（　　） A．减小人受到的冲力 B．减小人受到的冲量 C．减小人的动量变化 D．减小人的能量变化 (2)如图所示是滚球碰撞传感器。正常行驶时，传感器处于一种水平状态，滚球被永磁体吸附在右侧。当碰撞强度达到一定程度时，滚球将脱离永磁体向左滚动，撞击两个触点开关，向控制器发出信号。 ①当汽车在以下哪种情况下，能使滚球向左滚动( ) A．向右以足够大速度匀速行驶       B．向左以足够大速度匀速行驶 C．向右以足够大速度发生碰撞       D．向左以足够大速度发生碰撞 ②假设滚球的质量为50g，永磁体对它的最大吸引力为6N，滚球在管道内运动时不受阻力作用。如果汽车以144km/h的速度撞到障碍物，并在0.2秒内停下。则是否会触发安全气囊？ 答：_______；通过计算说明理由：__________。 (3)电阻应变计式碰撞传感器内的硅膜片如图（a）所示，有四个电阻R1、R2、R3、R4，连接成图（b）所示的电路。在汽车碰撞时，传感器中的硅膜片发生扭曲变形，导致4个电阻的阻值发生变化，可检测AB间的电势差，将电信号输送给控制器。 假设正常情况下加在电路两端的电压U=6V，R1=8Ω，R2=4Ω，R3=6Ω，测得AB两点间电压为0，则R4=________Ω。当硅膜片发生形变，电阻值发生改变后，电阻R1=9Ω，R2=6Ω，R3=8Ω，R4=4Ω，则此时A、B两点电势较高的是______点，电势差UAB=________V。 【答案】(1)A (2) D 会触发安全气囊 根据动量定理可得 解得 由此可知，滚球将会触发安全气囊 (3) 3 A 0.4 【详解】（1）根据动量定理 可知，充气后的气袋在人体受撞击时能产生缓冲作用，其物理原理是通过增加作用时间实现减小人受到的冲力。 故选A。 （2）[1] AB．当汽车匀速行驶时，滚球受力平衡，将不能脱离永磁体向左运动，故AB错误； CD．若汽车向右以足够大速度发生碰撞，则滚球的速度变化量较大，加速度较大，方向向左，滚球受到永磁体向左的弹力变大，则滚球不会脱离永磁体向左运动 同理当汽车向左以足够大速度发生碰撞，滚球的速度变化量较大，加速度较大，方向向右，所以滚球受到向左的弹力减小，当弹力减小到0时，滚球将脱离永磁体向左运动，故C错误，D正确。 故选D。 [2][3]略。 （3）[1] AB两点间电压为0时，电桥达到平衡 结合电压分配关系可得 解得 [2][3] 根据欧姆定律可得 ， 当硅膜片发生形变，电阻值发生改变后，R1、R3左端电势相等， 二者两端的电压分别为 ， 电流经过电势降低较少，故A点电势高。 所以 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $