1、第第 1 1 节节 传感器及其工作原理传感器及其工作原理 基础过关 1在街旁的路灯，江海里的航标都要求在夜晚亮，白天熄，利用半导体的电学 特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的( ) A压敏性 B光敏性 C热敏性 D三种特性都利用 解析 本题中路灯的自动控制是利用了半导体的光敏性。选项 B 正确。 答案 B 2(多选)利用半导体材料可以制成( ) A标准电阻 B热敏电阻 C光敏电阻 D晶体管 解析 标准电阻是几乎不受温度影响的电阻， 一般是用锰铜合金或镍铜合金制作 的。利用半导体材料可以制成热敏电阻、光敏电阻和晶体管。选项 B、C、D 正 确。 答案 BCD 3(多选
2、)如图 1 所示，干簧管放在磁场中时两个舌簧能被磁化。关于干簧管， 下列说法正确的是( ) 图 1 A干簧管接入电路中相当于电阻的作用 B干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的 C干簧管接入电路中相当于开关的作用 D干簧管是作为电控元件以实现自动控制的 解析 干簧管能感知磁场， 因为两个舌簧由软磁性材料制成， 当周围存在磁场时， 两个舌簧被磁化，就会相互吸引，所以是作开关来使用，作为控制元件以实现自 动控制的。选项 C、D 正确。 答案 CD 4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
3、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 解析 当声波使膜片前后振动时，线圈切割磁感线产生感应电流，将声音信号转 变成电信号，是根据电磁感应原理工作的，故选项 A 错误，B 正确；膜片随着 声波而周期性振动， 穿过金属线圈的磁通量也是周期性变化的， 故选项 C 错误， 膜片振动时，金属线圈切割磁感线，会产生感应电动势，故选项 D 错误。 答案 B 5.如图 2 是观察电阻值随温度变化情况的示意图。现在把杯中的水由冷水变为热 水
4、，关于欧姆表的读数变化情况正确的是( ) 图 2 A如果 R 为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显 B如果 R 为金属热电阻，读数变小，且变化不明显 C如果 R 为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化非常明显 D如果 R 为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化不明显 解析 若为金属热电阻，温度升高后，电阻变大，读数变化不明显，选项 A、B 错误；若为热敏电阻，读数将明显变化，选项 C 正确、D 错误。 答案 C 6.(多选)计算机光驱的主要部分是激光头，它可以发射脉冲激光信号，激光扫描 光盘信息时， 激光头利用光敏自动计数器将反射回来的脉冲信号传输给信号处理 系统， 再通过计算机显示出相
5、应信息。 光敏电阻自动计数器的示意图如图 3 所示， 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 3 A当有光照射 R1时，处理系统获得高电压 B当有光照射 R1时，处理系统获得低电压 C信号处理系统每获得一次低电压就计数一次 D信号处理系统每获得一次高电压就计数一次 解析 当有光照射 R1时，电阻减小，处理系统获得高电压；信号处理系统每获 得一次高电压就计数一次。 答案 AD 7如图 4 所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻，L 为小灯泡，当 温度降低时( ) 图 4 AR1两端的电压增大 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
6、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，电流表读数减小，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，故只有选项 C 正确。 答案 C 能力提升 8传感器是一种采集信息的重要器件，如图 5 为测定压力的电容式传感器。将 电容器、灵敏电流表(零刻度在中间)和电源串联成闭合电路，当压力 F 作用于可 动膜片电极上时，膜片产生形变，引起电容的变化，导致灵敏电流表指针偏转。 在对膜片开始施加恒定压力到膜片稳定后，灵敏电流表指针的偏转情况为(电流 从电流表正接线柱流入时指针向右偏)( ) 图 5 A向
7、右偏到某刻度后回到零刻度 B向左偏到某刻度后回到零刻度 C向右偏到某刻度后不动 D向左偏到某刻度后不动 解析 两极板间电压不变，在压力 F 作用下，极板间距 d 减小，由 C rS 4kd知电 容器电容 C 将增大，由 QCU 知 Q 增加，电容器充电，电流从电流表正接线柱 流入，指针向右偏。当极板电荷量不变时，电路里没有电流，指针不再偏转，回 到零刻度，选项 A 正确。 答案 A 9温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻 的阻值随温度变化的特性来工作的。如图 6 甲所示，电源的电动势 E9 V，内 阻不计；G 为灵敏电流表，内阻 Rg保持不变；R 为热敏电阻，其电
8、阻阻值与 温度的变化关系如图乙所示。闭合开关 S，当 R 的温度等于 20 时，电流表的 示数 I12 mA；当电流表的示数 I23.6 mA 时，热敏电阻的温度是( ) 图 6 A60 B80 C100 D120 解析 在 20 时，R4 k，由 E(RgR1)I1，得 Rg500 ，在温度为 t 时， E(RgR2)I2， 代入数据得 R22 000 2 k， 从题图乙中可以看出 t120 ， 故选项 D 正确。 答案 D 10(多选)如图 7 所示为一种自动跳闸的闸刀开关，O 是转轴，A 是绝缘手柄， C 是闸刀卡口，M、N 接电源线，闸刀处于垂直纸面向里、磁感应强度 B1 T 的匀强磁
9、场中，C、O 间距离为 10 cm。当磁场力为 0.2 N 时，闸刀开关会自动跳 开。则要使闸刀开关能跳开，CO 中通过的电流的大小和方向为( ) 图 7 A电流方向 CO B电流方向 OC C电流大小为 2 A D电流大小为 1 A 解析 只有当 OC 受到向左的安培力时，闸刀才能自动跳开，根据左手定则知电 流的方向是 OC，CO 所受安培力大小为 F安BIL1I0.1 N0.2 N，从而 解得 I2 A。选项 B、C 正确。 答案 BC 11(多选)如图 8 所示，电源的电动势为 E，内阻为 r，R1、R2、R3为定值电阻， R4为光敏电阻(光敏电阻被光照射时阻值变小)，C 为电容器。闭合
10、开关 S，电路 稳定后，用光照射 R4，下列说法正确的是( ) 图 8 A电压表示数增大 B电源的效率增大 C电容器所带电荷量增加 DR2上消耗的功率增大 解析 因有光照射时，光敏电阻的阻值减小，故总电阻减小；由闭合电路的欧姆 定律可知，干路电路中电流增大，由 UEIr 可知路端电压减小，所以电压表 示数减小，故选项 A 错误；电源的效率 P 出 P总 EII2r EI 1Ir E，电流增大，则 电源效率减小，故选项 B 错误；电容器两板间的电压与 R2两端的电压相等，因 R4电阻变小，总电阻变小，总电流增大，外电压变小，通过 R1的电流减小，则 通过 R2的电流增大，所以电容器两板间的电压增
11、大，根据 QCU 可知，电容器 所带电荷量一定增加，故选项 C 正确；通过 R2的电流增大，根据 PI2R 可知， R2上消耗的功率增大，故选项 D 正确。 答案 CD 12.为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图 9 所示的流量计。该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为 a、b、c，左右两端 开口。在垂直于上下底面方向加磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，在前后两个 内侧面分别固定有金属板作为电极。污水充满管口从左向右流经该装置时，电压 表将显示两个电极间的电压 U。若用 Q 表示污水流量(单位时间内排出的污水体 积)，下列说法中正确的是( ) 图 9 A若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高 B若污水中负离子较多，则前表面比后表面电势高 C污水中离子浓度越高电压表的示数将越大 D污水流量 Q 与 U 成正比，与 a、b 大小无关 解析 由左手定则可以判断出正离子较多时， 正离子受到的洛伦兹力使其向后表 面偏转聚集而导致后表面电势升高，同理负离子较多时，负离子向前表面偏转聚 集而导致前表面电势低，故选项 A、B 错误；设前、后表面间的最高电压为 U， 则qU b qvB，所以 UvBb，由此可知 U 与离子浓度无关，故选项 C 错误；因 Q vbc，而 UvBb，所以 QcU B ，选项 D 正确。 答案 D