高中沪科版（2020）第二节 常见传感器的工作原理练习题

【名师】物理沪科版选择性必修第二册第2节热敏电阻的温度特性-1课时练习

一．单项选择

1．某同学关注到了一条疫情新闻：在沈阳疫情期间，为确保社区居家隔离观察人员管控技防措施有效发挥作用，皇姑区民政局基层政权科与门磁设备供应商合力行动，确保智能门磁系统使用无误，他对门磁系统比较感兴趣，于是他自己设计了如图所示的门磁系统，强磁棒固定在门框上，线圈和发射系统固定在房门上，当房门关闭时穿过线圈的磁通量最大，当线圈中出现一定强度的电压．电流信号时，自动触发后面的信号发射系统，远程向后台发出报警信号，下列说法中正确是（　　）

A．线圈平面与房门平面相互平行

B．当房门缓慢打开时门磁报警系统可能不会报警

C．只有房门向外打开时门磁系统才会报警

D．此种门磁系统装在左右移动的房门上不能起到报警的作用

2．在生活中，许多地方都应用了传感器，像路灯的自动控制就要用到（   ）

A．位移传感器   

B．光传感器                       

C．温度传感器                       

D．压力传感器

3．动圈式话筒和磁带录音机都应用了电磁感应现象，图1是话筒原理图，图2是录音机的录音．放音原理图，由图可知不正确的是（　　） 

A．话筒工作时磁铁不动线圈振动而产生感应电流

B．录音机放音时变化的磁场在静止的线圈里产生感应电流

C．录音机放音时线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场

D．录音机录音时线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场

4．如图为电容式话筒原理图，则电容式话筒中使用的是(    )

A．温度传感器                       B．压力传感器   

C．超声波传感器                     D．红外线传感器

5．全自动洗衣机的控制器一般选择（　 　）

A．与门控制方式 B．或门控制方式

C．非门控制方式 D．与非门控制方式

6．许多楼道照明灯具有这样的功能：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，它的控制电路中可能接入的传感器是(    )

①温度传感器       ②光传感器       ③声音传感器       ④热传感器

A．①②            B．②③         C．③④            D．②④ 

7．如图所示为一种常见的身高体重测量仪测量仪顶部向下发射波速为v的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔质量为的测重台置于压力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的压力成正比当测重台没有站人时，测量仪记录的时间间隔为，输出电压为，某同学站上测重台，测量仪记录的时间间隔为t，输出电压为U，则该同学的身高和质量分别为

A.
B.
C.
D.

8．如图所示为一种呼气酒精测试仪的原理图，其中酒精气体传感器的电阻值r′的倒数与接触到酒精气体的浓度c成正比。则下列说法正确的是（　　）

A. 电压表的示数无法表示浓度c的变化

B. 电压表的示数越大，表示浓度c越小

C. 酒精气体传感器把电信息转化成非电信息

D. 当醉酒人员对传感器呼气时，电压表示数变大

9．如图是气敏传感器的工作原理图，RCO是对一氧化碳（CO）敏感的二氧化锡半导体元件，其电阻随一氧化碳浓度的增加而减小，R是一可变电阻．在ac间接12V的恒定电压，bc间接报警器．当环境中一氧化碳浓度增加到一定值时报警器发出警告．则（　　）

A.当一氧化碳的浓度升高时，b点的电势降低

B.减小R的阻值，可以提高气敏传感器的灵敏度

C.适当增大ac间的电压，可以提高气敏传感器的灵敏度

D.若ac间的电压减小可减小R的阻值使气敏传感器正常工作

10．某同学做探究变压器工作原理实验时，他用多用电表的欧姆挡正确测量了完全相同的两个螺线管的不同匝数A．B线圈的电阻值分别为12Ω和3Ω，如图所示。某同学先去掉可拆变压器上压紧横条的胶木螺钉，并将横条放在U形铁芯的左侧上。变压器左边的螺线管A接12V低压交流电源上，右边的螺线管B接一个标称为“3.0V．1.0A”的小灯泡和电阻值可视为无穷大电压传感器。闭合电键S1，断开电键S2后，把横条铁芯慢慢推向右侧，直至与右侧完全闭合。正确说法的是（　　）

A. 线圈A．B的匝数之比是1:4

B. 电压传感器示数为一个定值

C. 穿过螺线管B的最大磁通量在逐渐增加

D. 铁芯完全闭合后再闭合电键S2，小灯泡能正常发光

11．如图是一火警报警电路的示意图．其中R3为用某种材料制成的传感器，这种材料的电阻率随温度的升高而增大．值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器．当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I．报警器两端的电压U的变化情况是（　　）

A.I变大，U变小 B.I变小，U变大 C.I变大，U变大 D.I变小，U变小

12．下列电器中，应用了压力传感器的是（　　）

A.红外数字温度计 B.天黑自动开启的路灯

C.数字体重计 D.白炽灯泡

13．关于传感器，下列说法中正确的是（   ）

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，这种传感器的作用是控制电路的通断

C．霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成这个电阻电学量

D．光敏电阻在光照射下其电阻会显著变大

14．下列情况中，应用了温度传感器的是(？？   )

A. 夜间自动打开的路灯

B. 商场里的自动玻璃门

C. 电视遥控器

D. 自动恒温冰箱

15．如图所示，X1．X2，Y1．Y2，Z1．Z2分别表示导体板左．右，上．下，前．后六个侧面，将其置于垂直Z1．Z2面向外．磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流I通过导体板时，在导体板的两侧面之间产生霍耳电压UH．已知电流I与导体单位体积内的自由电子数n．电子电荷量e．导体横截面积S和电子定向移动速度v之间的关系为I=neSv．实验中导体板尺寸．电流I和磁感应强度B保持不变，下列说法正确的是（　　）

A.导体内自由电子只受洛伦兹力作用

B.UH存在于导体的Z1．Z2两面之间

C.单位体积内的自由电子数n越大，UH越小

D.通过测量UH，可用R=求得导体X1．X2两面间的电阻

参考答案与试题解析

1．【答案】B

【解析】

A．线圈平面与房门平面相互垂直，故A错误；

B．当房门缓慢打开时，产生的感应电压．电流过低，门磁报警系统可能不会报警，故B正确；

C．只有房门向内．向外打开时，都会产生感应电压．电流，门磁系统都会报警，故C错误；

D．此种门磁系统装在左右移动的房门上也会产生感应电压．电流，能起到报警的作用，故D错误。

故选B。

2．【答案】B

【解析】【来源】广东省台山市华侨中学2016-2017学年高二下学期期中考试物理（理)试题

灯要求夜晚亮．白天熄．则白天有光，黑夜没有光，则是由光导致电路的电流变化，所以电路中光传感器导致电阻变化，实现动控制，因此是利用半导体的光敏性，即为光电传感器，故B正确，ACD错误．故选B.

点睛：热敏电阻是当温度变化时，导致电阻的阻值发生变化；而光敏电阻则是当有光时，其电阻的阻值发生变化．当它们起作用时，其电阻的阻值都是变小，而金属电阻则是变大．

3．【答案】C

【解析】【来源】河北省邢台市育才中学高中物理选修3-2：第六章第二节传感器的应用（一)及第三节 传感器的应用（二)同步练习题

试题分析：（1）录音时，声音先转变成强弱变化的电流，这样的电流通过录音磁头，产生了弱变化的磁场．磁带划过磁头时，磁带上的小颗粒被强弱不同地磁化，于是记录了一连串有关磁性变化的信息；（2）放音时，磁带贴着放音磁头运动，磁性强弱变化的磁带使放音磁头中产生变化的感应电流，电流经放大后使扬声器发声，这便“读”出了录音带中记录的信息．

话筒工作时，通过线圈切割磁感线，产生感应电动势，从而形成感应电流，A正确，录音时是电生磁，即利用了电流的磁效应原理；放音时是磁生电，即利用了电磁感应现象原理，BD正确C错误；

4．【答案】B

【解析】

试题分析：电容式话筒中使用的是压力传感器，故选B。

考点：传感器

【名师点睛】此题是对传感器的考查；要认识生活中的传感器的类型，了解各种传感器的原理。

5．【答案】A

【解析】

全自动洗衣机中只有所有条件都满足时，控制器才启动，这是与门控制方式。

故选A。

6．【答案】B

【解析】

7．【答案】D

【解析】

8．【答案】D

【解析】

【详解】ABD．酒精气体传感器和定值电阻串联在电路中，电压表测R0两端的电压，酒精气体传感器的电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，测试到的酒精气体浓度越大则传感器的电阻的倒数越大，所以传感器的电阻越小，根据欧姆定律可知电路中电流越大，R0两端的电压越大，所以U越大。表示c越大，AB错误D正确；

C．酒精气体传感器把非电信息（酒精气体浓度）转化成电信息（电压），C错误。

故选D。

9．【答案】C

【解析】

考点： 传感器在生产．生活中的应用；电势差．

分析： 由电路图可知，定值电阻与传感器电阻串联，电压表测定值电阻两端的电压；如果测试时电压表示数越大，根据欧姆定律可知电路中的电流越大，说明酒精气体传感器的电阻越小，而酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的增大而减小，据此判断测试到的酒精气体浓度大小．

解答： 解：A．由电路图可知，定值电阻与传感器电阻串联，当一氧化碳的浓度升高时，RCO减小，bc之间的电压等于变阻器两端的电压；  ①增大．故b点的电势升高．故A错误；

B．C．由公式①得：  ②，要提高气敏传感器的灵敏度，可以采用的方法有：增大电源的电动势（ac之间的电压）．或增大变阻器R的电阻值．故B错误，C正确；

D．由②可得，若ac间的电压减小需要增大R的阻值使气敏传感器正常工作．故D错误．

故选：C．

点评： 对于传感器，关键是理解其工作原理，本题首先要读懂题意，抓住电导与浓度的关系，列出表达式，其次利用欧姆定律研究电压表示数与浓度的关系．

10．【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．根据电阻定律，两个线圈中导线的长度之比等于电阻之比，两性圈的导线长度之比为4:1，则A．B线圈的匝数之比也为4:1，选项A错误;

B．把横条铁芯慢慢推向右侧的过程中，B线圈的漏磁越来越小，电压传感器示数越来越大，选项B错误;

C．把横条铁芯慢慢推向右侧的过程中，螺线管B的漏磁越来越小，穿过的最大磁通量越来越大，选项C正确；

D．两个线圈均有电阻，该变压器不能看作理想变压器，小灯泡实际得到的电压小于3V，小灯泡不能正常发光，选项D错误。

故选C。

11．【答案】C

【解析】

考点： 闭合电路的欧姆定律；传感器在生产．生活中的应用．

专题： 恒定电流专题．

分析： 当传感器R3所在处出现火情时，R3的电阻增大，外电路总电阻增大，根据欧姆定律分析干路电流与路端电压的变化．报警器两端的电压U等于路端电压．根据干路电流的变化，分析并联电路电压的变化．当并联电路的电压增大时，电流表的读数也增大．

解答： 解：当传感器R3所在处出现火情时，R3的电阻增大，外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流I减小，路端电压变大，即报警器两端的电压U变大．传感器R3与电阻R2并联部分的电压U并=E﹣I（r+R1），I减小，U并变大，电流表的读数变大．

故选C

点评： 本题是实际问题，实质上是电路的动态变化分析问题，按“局部到整体，再到局部”的思路分析，并不难．

12．【答案】C

【解析】考点： 传感器在生产．生活中的应用．

分析： 传感器作为一种将其它形式的信号与电信号之间的转换装置，在我们的日常生活中得到了广泛应用，不同传感器所转换的信号对象不同，我们应就它的具体原理进行分析．

解答： 解：A．红外数字温度计应用了红外传感器，不符合题意；故A错误；

B．天黑自动开启的路灯使用了光敏电阻传感器，不符合题意；故B错误；

C．数字体重计采用了压力传感器，符合题意；故C正确；

D．白炽灯泡将电能转化为热，然后转化为光，不符合题意．故D错误．

故选：C．

点评： 本题考查的知识点是传感器，但是不同的传感器有不同的具体应用，要具体问题具体分析．

13．【答案】B

【解析】

试题分析：话筒是一种常用的声波传感器，其作用是声信号转换为电信号，故A错误；热双金属片传感器和干簧管在电路中相当于开关，可以控制电路的通断，故B正确；霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量，故C错误；光敏电阻在光照射下其电阻会显著变小，D错误；

考点：考查了传感器的应用

【名师点睛】该题考查常见的传感器的特点与应用，属于对基础知识点的考查，多加积累即可做好这一类的题目

14．【答案】D

【解析】

【详解】A．夜间自动打开的路灯是利用了光传感器，A错误；

B．商场里的自动玻璃门应用了红外线传感器，B错误；

C．电视机的遥控器是应用了红外线传感器，C错误；

D．自动恒温冰箱是利用了温度传感器，D正确；

15．【答案】C

【解析】考点：霍尔效应及其应用．

【分析】:由于磁场的作用，电子受洛伦兹力，向Y2面聚集，在Y1．Y2平面之间累积电荷，在Y1．Y2之间产生了匀强电场；电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡状态．

解：A．由于磁场的作用，电子受洛伦兹力，向Y2面聚集，在Y1．Y2平面之间累积电荷，在Y1．Y2之间产生了匀强电场，故电子也受电场力，故A错误；

B．电子受洛伦兹力，向Y2面聚集，在Y1．Y2平面之间累积电荷，在Y1．Y2之间产生了电势差UH，故B错误；

C．电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡状态，有：

qvB=qE

其中：E=（d为Y1．Y2平面之间的距离）

根据题意，有：

I=neSv

联立得到：

∝，故单位体积内的自由电子数n越大，UH越小，故C正确；

D．由于，与导体的电阻无关，故D错误；

故选：C．

【点评】:本题关键明确附加电压的产生原理，磁场的作用使电子受洛伦兹力，向Y2面聚集，在Y1．Y2平面之间累积电荷，在Y1．Y2之间产生了匀强电场；不难．