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1、第六章 传感器 (时间：90分钟分值：100分)一、单项选择题(本题共10小题，每小题3分，共30分在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求)1关于传感器，下列说法正确的是 ()A光敏电阻和热敏电阻都是由半导体材料制成的B金属材料不可以制成传感器C传感器主要是通过感知电阻的变化来传递信号的D以上说法都不正确答案：A2电子秤使用的是()A超声波传感器B压力传感器C温度传感器 D红外传感器答案：B3在电梯门口放置一障碍物，会发现电梯门不停地开关，这是由于在电梯门上装有的传感器是()A光传感器 B温度传感器 C声传感器 D压力传感器解析：当电梯门碰到人或其他障碍物时立即停止关门以防挤伤人，故为
2、压力传感器答案：D4下列器件不是应用温度传感器的是()A电熨斗 B话筒 C电饭锅 D测温仪答案：B5有一电学元件，温度升高时电阻却大幅度减小，则这种元件可能是()A金属导体 B绝缘体C半导体 D超导体解析：金属导体温度升高时电阻增大；绝缘体温度升高时电阻保持不变；对于超导体，在其临界温度以下，温度升高电阻仍为零，高于临界温度，温度升高电阻往往增大；某些半导体材料受到光照或者温度升高时，会有更多的电子获得能量成为自由电子，于是导电性有明显增强，电阻大幅度减小答案：C6.如图所示为小型电磁继电器的构造示意图其中L为含铁芯的线圈P为可绕O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线
3、柱电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求，其工作方式是()AA与B接信号电压，C与D跟被控电路串联BA与B接信号电压，C与D跟被控电路并联CC与D接信号电压，A与B跟被控电路串联DC与D接信号电压A与B跟被控电路并联解析：由题图可知A、B接电磁继电器线圈，所以A、B应接信号电压，从而使C、D接通或断开进而起到控制作用，所以选项A正确答案：A7.如图所示是家用电冰箱的压缩启动装置的电路，其中的运行绕组是电冰箱在工作时电动机定子由于家用交流电是单相的，启动时必须靠启动绕组的帮助才能产生旋转磁场在启动绕组的支路中串联有一个PTC元件这是一种以钛酸钡为主要材料的热敏电阻器，电流流过PTC元件，元
4、件发热，它的电阻率随温度升高而发生显著变化，当电动机转动正常以后PTC元件温度较高，电阻很大，启动绕组电流很小，以下判断正确的是()电冰箱的电动机启动时比正常工作时耗电少电冰箱的电动机正常工作时比启动时耗电少电冰箱启动后，启动绕组功率不变，运行绕组功率是变化的电冰箱启动后，启动绕组功率是变化的，运行绕组功率不变A BC D解析：启动时，由于PTC元件温度低电阻小故耗电多，正确启动后，随PTC元件温度升高，PTC元件电阻增大，通过启动绕组的电流减小故启动绕组功率是变化的，而运行绕组电压不变，故功率不变，则正确，故选B.答案：B8为了保证汽车刹车时车轮不被抱死，使车轮仍有一定的滚动而不是纯滑动，这
5、样既可以提高刹车效果，又不使车轮失去控制为此需要一种测定车轮是否还在转动的装置，这种检测装置称为电磁脉冲传感器，如果该装置检测出车轮不再转动，它就会自动放松刹车机构，让车轮仍保持转动状态，这就是ABS防抱死系统如图是电磁脉冲传感器示意图，B是一根永久磁体，外面绕有线圈，它们的左端靠近一个铁质齿轮A.齿轮与转动的车轮是同步的，则以下说法正确的是()A车轮转动时，由于齿轮在永久磁体的磁场中切割磁感线，产生感应电流B车轮转动时，由于齿轮被磁化使线圈中的磁场发生变化，产生感应电流C车轮转速减慢时，输出电流的周期变小电流强度也变小D车轮转速减慢时，输出电流的周期变大，电流强度也变大解析：此传感器是利用线
6、圈中磁通量的变化产生感应电流的原理来实现检测的当车轮转动时，带动齿轮转动相当于将铁块插入和拔出线圈，从而使线圈中磁通量发生变化而产生感应电流故选项A错误，B正确：当车轮转速减慢时，线圈中磁通量的变化减慢，产生的感应电流的周期变大，由E可知，电流强度变小故选项C、D错误答案：B9.如图所示是某种汽车上的一种自动测定油箱内油面高度的装置R是滑动变阻器它的金属滑片是杠杆的一端，从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度就可以知道油箱内油面的高度，当滑动变阻器的金属滑片向下移动时()A电路中的电流减小油箱油面降低B电路中的电流减小，油箱油面升高C电路中的电流增大，油箱油面降低D电路中的电流增大油箱油面
7、升高解析：当油箱油面升高时，由于浮力作用使金属滑片向下移动，而回路电阻减小，电流增大，故D项正确答案：D10.如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因是电容器两板间的()A距离变化 B正对面积变化C介质变化 D电压变化解析：平行板电容器的电容C，本例中的介质没有变化，正对面积也没有变化，引起电容变化的因素是板间距离d.故选A.答案：A二、多项选择题(本
8、题共4小题，每小题5分，共20分在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求，全部选对得5分，漏选得3分，错选或不选得0分)11电吉他之所以能以其独特的魅力吸引众多的音乐爱好者，是因为它的每一根琴弦下面都安装了一种叫作“拾音器”的装置，能将琴弦的振动转化为电信号，电信号经扩音器放大，再经过扬声器就能播出优美的音乐如下图是“拾音器”的结构示意图，多匝绕制的线圈置于永久磁铁与钢质的琴弦之间，当琴弦沿着线圈振动时，线圈中就会产生感应电流，关于感应电流以下说法正确的是()A琴弦振动时，线圈中产生的感应电流是变化的B琴弦振动时，线圈中产生的感应电流大小变化，方向不变C琴弦振动时，线圈中产生的感应电流大小和
9、方向都会发生变化D琴弦振动时，线圈中产生的感应电流大小不变，方向变化解析：由题意及图可知，电吉他是利用振动的钢质琴弦使线圈切割磁感线而产生感应电流，再将该电流放大并与扩音器相连从而发出声音，属于法拉第电磁感应现象因琴弦在振动时速度的大小和方向均变化，故感应电流不是恒定的，故A、C正确答案：AC12电容式话筒的保真度比动圈式话筒好，其工作原理如图所示Q是绝缘支架，薄金属膜M和固定电极N形成一个电容器，被直流电源充电当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流当膜片向右运动的过程中，有()A电容变大B电容变小C导线AB中有向左的电流D导线AB中有向右的电流答案：AC13下列说法正确的是(
10、)A话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号B电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断C电子秤所使用的测力装置是力传感器D半导体热敏电阻常用作温度传感器，因为温度越高，它的电阻值越大答案：BC14.演示位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P，通过电压表显示的数据来反映物体位移的大小x.假设电压表是理想电压表，则下列说法正确的是()A物体M运动时，电源内的电流不会发生变化B物体M运动时，电压表的示数会发生变化C物体M不动时，电路中没有电流D物体M不动时，电压表没有示数解析：电压表不分流，故触头移动
11、不会改变电路的总电阻，也就不会改变电路中的总电流，故A正确，电压表测量触头P与左侧电阻之间的电压，故示数随物体M的移动，亦即随触头的运动而变化故B正确，C、D错误答案：AB三、实验题(本题共2小题，共16分，把答案填在题中横线上或按要求作答)15(6分)热敏电阻是阻值随温度的改变而变化，且对温度很敏感的元件某同学把一个热敏电阻连入电路中，通过实验他测出了一组数据，并画出了IU关系曲线，如图所示问：你认为该同学实验时选用的是图甲和图乙两电路图中的_电路图图甲图乙解析：由图象中热敏电阻两端电压特点可判断出选用的是甲电路图滑动变阻器分压式接法答案：图甲16(10分)影响物质材料电阻率的因素很多，一般
12、金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减小某课题研究小组在研究用某种材料制作的用电器件Z的导电规律时，利用如图(a)所示的分压电路测得其电压与电流的关系如下表所示：U/V0.400.600.801.001.201.501.60I/A0.200.450.801.251.802.813.20图(a)图(b)(1)根据表中数据，判断用电器件Z可能属于_材料(2)把用电器件Z接入如图(b)所示的电路中，闭合开关电流表的读数为1.8 A，电池的电动势为3 V，内阻不计，则电阻R的电功率为_解析：(1)由表格中数据可得，电阻随电压的增大而减小，而电压越大，用电器
13、件温度越高，所以材料应为半导体(2)查表I1.8 A时，Z的电压为1.2 V，则URE2UZ3 V1.2 V1.8 V，PRIUR3.24 W.答案：(1)半导体(2)3.24 W四、计算题(本题共3小题，共34分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)17(10分)如图所示为“神舟七号”飞船发射升空时火箭内测试仪平台上放置的一个压力传感器，传感器上面压一质量为M的物体，火箭点火后从地面向上加速升空，当升到某一高度时，加速度为a，压力传感器此时显示出物体对平台的压力为点火前压力的，已知地球的半径为R，g为地面附近的重力加速度，试求此时火箭离地面的高度解析：设此时
14、火箭升空高度为H，此处重力加速度为g.则有FMgMa，由万有引力定律可得：，又因为FMg，由得：H.18.(10分)如图所示为检测某传感器的电路图传感器上标有“3 V0.9 W”的字样(传感器可看作一个纯电阻)，滑动变阻器R0上标有“101 A”的字样，电流表的量程为0.6 A，电压表的量程为3 V求：(1)传感器的电阻和额定电流；(2)为了确保电路各部分的安全，在a、b之间所加的电源电压的最大值解析：(1)R传10，I传0.3 A.(2)最大电流II传0.3 A，电源电压最大值：UmU传U0.U传为传感器的额定电压，U0为R0m10时R0两端的电压，即U0I传R0m0.310 V3 V，未超过电压表量程，所以UmU传U03 V3 V6 V.19(14分)如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置其中R是滑动变阻器，阻值范围是0100，它的金属滑片是杠杆的一端，油量表是由电流表改装而成的，实际是量程为00.6 A的电流表，从指针所指的刻度可知油箱内油面的高度；R为校准电阻已知电源电压为12 V，油箱空和油箱满时金属滑片恰在滑动变阻器的两端点a、b处(1)当油
