高中人教版 (2019)1 认识传感器精品测试题

第五章 传感器

课时5.3.1 传感器（加强练习）

考点1　传感器敏感元件的特性

1.[]热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。如图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图。由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力　　　(选填“增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更　　　　(选填“敏感”或“不敏感”)。 

考点2　传感器的应用

2.()笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，一块宽为a、长为c的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为v。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压U，以此控制屏幕的熄灭。则元件的 (　　)

A.前表面的电势比后表面的低

B.前、后表面间的电压U与v无关

C.前、后表面间的电压U与c成正比

D.自由电子受到的洛伦兹力大小为

考点3　热敏电阻与电学实验综合

3.()某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在25 ℃~80 ℃范围内某热敏电阻的温度特性。所用器材有：置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT，其标称值(25 ℃时的阻值)为900.0 Ω；电源E(6 V，内阻可忽略)；电压表(量程150 mV)；定值电阻R0(阻值20.0 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω)；电阻箱R2(阻值范围0~999.9 Ω)；单刀开关S1，单刀双掷开关S2。

图(a)

实验时，先按图(a)连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0 ℃。将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0；保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0；断开S1，记下此时R2的读数。逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0 ℃。实验得到的R2-t数据见下表。

回答下列问题：

(1)在闭合S1前，图(a)中R1的滑片应移动到　　　　(填“a”或“b”)端； 

(2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并作出R2-t曲线；

图(b)

(3)由图(b)可得到RT在25 ℃~80 ℃范围内的温度特性。当t=44.0 ℃时，可得RT=　　　　Ω； 

(4)将RT握于手心，手心温度下R2的相应读数如图(c)所示，该读数为　　　　Ω，则手心温度为　　　　℃。 

图(c)

应用实践

1.()如图是安装在潜水器上深度表的电路简图，显示器由电流表改装而成，压力传感器的电阻随压力的增大而减小，电源电压、内阻不变，R0是定值电阻。在潜水器下潜过程中，电路中有关物理量的变化情况是 (　　)

A.通过显示器的电流减小

B.R0两端的电压增大

C.传感器两端的电压增大

D.电路的总功率减小

2.()(多选)检测煤气管道是否漏气通常使用气敏电阻传感器。某气敏电阻的阻值随空气中煤气浓度的增大而减小，某同学用该气敏电阻R1设计了图示电路，R为滑动变阻器，a、b间接报警装置。当a、b间电压高于某临界值时，装置将发出警报。则 (　　)

A.煤气浓度越高，a、b间电压越高

B.煤气浓度越高，流过R1的电流越小

C.煤气浓度越低，电源的功率越大

D.调整变阻器R的阻值会影响报警装置的灵敏度

3.()(多选)如图所示为火警报警装置的电路简图，R1为热敏电阻，若温度升高，则R1的阻值会急剧减小，引起电铃两端电压的增加，当电铃两端的电压达到一定值时，电铃会响。下列说法正确的是 (　　)

A.要使报警的临界温度升高，可以适当增大电源的电动势

B.要使报警的临界温度升高，可以把R2的滑片P适当向下移

C.要使报警的临界温度降低，可以适当增大电源的电动势

D.要使报警的临界温度降低，可以把R2的滑片P适当向下移

4.()(多选)在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是PTC元件，PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率ρ随温度t的变化关系如图所示，由于这种特性，使PTC元件具有发热、保温双重功能。以下判断正确的是 (　　)

A.通电后，其电功率先增大，后减小

B.通电后，其电功率先减小，后增大

C.当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1不变

D.当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1和t2之间的某一值不变

迁移创新

5.()一般的电熨斗用合金丝作发热元件，合金丝电阻随温度T变化的关系如图中实线①所示，由于环境温度以及熨烫的衣服厚度、干湿等情况不同，电熨斗的散热功率不同，因而电熨斗的温度可能会在较大范围内波动，易损坏衣物。

有一种用主要成分为BaTiO3(被称为“PTC”)的特殊材料作发热元件的电熨斗，具有升温快、能自动控制温度的特点，PTC材料的电阻随温度变化的关系如图中实线②所示。根据图线分析：

(1)为什么原处于冷态的“PTC”电熨斗刚通电时比普通电熨斗升温快?

(2)通电一段时间后“PTC”电熨斗温度自动稳定在哪个范围之内?

答案全解全析

五年选考练

1.答案　增强　敏感

解析　由R-t图知热敏电阻的阻值R随t增大而减小，所以导电能力增强；由题图中可看出，相对金属热电阻而言，随温度变化，热敏电阻的阻值变化更明显，即热敏电阻对温度变化的响应更敏感。

2.D　根据左手定则判断出电子受力情况，可知电子偏转到后表面，前表面电势高于后表面电势，故A项错误。再由Ee=Bev=F洛，E=，解得U=Bva，F洛=，U与v成正比、U与c无关，故B、C项错误，D项正确。

3.答案　(1)b　(2)如图所示　

　　(3)450　(4)620.0　33.0

解析　(1)滑动变阻器是限流式接法，S1闭合前，滑片应置于使滑动变阻器连入电路的阻值最大的位置，即b端。

　　(2)由题给数据描完点后，观察这些点的分布规律，应画一条平滑曲线，让尽可能多的点落在线上，不在线上的点要均匀分布在线的两侧。

　　(3)由R2-t图线知，当t=44.0 ℃时，RT=450 Ω。

　　(4)电阻箱的读数为(6×100+2×10+0×1+0×0.1)Ω=620.0 Ω，由R2-t图像知，当R2=620.0 Ω时，t=33.0 ℃。

三年模拟练

1.B　潜水器下潜的过程中，压力传感器的电阻随压力的增大而减小，所以电路中的总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律I=可知电路中的电流增大，定值电阻R0两端的电压U=IR0，U增大，选项A错误，B正确；传感器两端的电压U传=E-I(R0+r)，由于I增大，E、R0、r都不变，所以传感器两端的电压减小，选项C错误；电路的总功率P=EI，由于I增大，则P增大，选项D错误。

2.AD　煤气浓度越高，气敏电阻的阻值越小，根据闭合电路欧姆定律有I=，可知电路中电流越大，则a、b间电压U=IR越大，电源的功率P=EI越大，选项A正确，B、C错误；由U=IR==可知，调整变阻器R的阻值会影响报警装置的灵敏度，选项D正确。

3.CD　报警的临界温度升高，R1对应的阻值减小，电路中电流会增大，电铃两端的电压会增大，而电铃两端电压达到一定值时，电铃会响，要使电铃两端的电压仍为原来的值，可以适当减小电源的电动势；相反，要使报警的临界温度降低，可以适当增大电源的电动势，选项A错误，C正确。要使报警的临界温度升高，根据串联电路的特点可知，也可以把R2的滑片P适当向上移，以减小R2接入电路的阻值，使电铃两端的电压减小；相反，要使报警的临界温度降低，可以把R2的滑片P适当向下移，选项B错误，D正确。

4.AD　在电热灭蚊器温度由初温升高到t1的过程中，电阻器的电阻率随温度的升高而减小，其电阻也随之减小，由于加在灭蚊器上的电压U保持不变，灭蚊器的电功率P增大，当t=t1时，功率达到最大；在温度由 t1升高到 t2的过程中，ρ增大，R增大，P减小，因此在t1~t2之间的某一温度会有产热功率等于散热功率，这时是保温状态。

5.答案　(1)见解析　(2)T6<T<T7

解析　(1)由于冷态时PTC材料电阻较小，根据公式P=知，其发热功率很大，故升温快。(2)温度在T6以下时，“PTC”电熨斗发热元件的电阻较小，发热功率较大，发热快于散热，温度升高；温度在T7以上时，发热元件的电阻较大，发热功率较小，散热快于发热，温度降低。故通电一段时间后“PTC”电熨斗温度T自动稳定在T6~T7范围之内。