传感器及其工作原理练习

发布 2019-08-06 01:31:57 阅读 3282

一、选择题(包括9小题,每小题8分,共72分)

1.用遥控器调换电视机频道的过程,实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程.下列属于这类传感器的是( )

a.红外报警装置。

b.走廊照明灯的声控开关。

c.自动洗衣机中的压力传感装置。

d.电饭煲中控制加热和保温的温控器。

解析:遥控器是利用红外线传输信号的,故a项正确.

答案:a2.2023年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家,以表彰他们发现“巨磁电阻效应”,基于巨磁电阻效应的开发用于读取硬盘数据的技术,被认为是纳米技术的第一次真正应用.在下列有关其他电阻应用的说法中,错误的是( )

a.热敏电阻可应用于温度测控装置中。

b.光敏电阻是一种光电传感器。

c.电阻丝可应用于电热设备中。

d.电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用。

解析:电阻在电路中对直流电和交流电都有阻碍作用,将电能转换为热能,故d项错误.

答案:d3.在一些星级宾馆的洗手间经常装有自动干手机,洗手后将湿手靠近,机内的传感器就开通电热器加热,有热空气从机内喷出,将湿手烘干.手靠近于手机能使传感器工作,是因为( )

a.改变温度b.改变湿度。

c.改变磁场d.改变电容。

解析:干手机是一个电容器,当手靠近时,手本身就是导体,在电容器中放入导体,改变了电容器的电容,电路中电容发生改变,干手机开始工作,故选d.

答案:d4.有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件,将这三只元件分别接入如右图所示电路中的a、b两点后,用黑纸包住元件或者把元件加热,观察欧姆表的示数,下列说法中正确的是( )

a.加热与不加热相比,欧姆表示数变化较大,这只元件一定是热敏电阻。

b.加热与不加热相比,欧姆表示数不变化,这只元件一定是定值电阻。

c.用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数变化较大,这只元件一定是光敏电阻。

d.用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数相同,这只元件一定是定值电阻。

解析:热敏电阻的阻值随温度变化而变化,定值电阻和光敏电阻却没有明显变化;光敏电阻的阻值随光照强度变化而变化,定值电阻和热敏电阻变化不明显.

答案:ac5.传感器是一种采集信息的重要器件,如图所示的是一种测定压力的电容式传感器,当待测压力f作用于可动膜片的电极上时,以下说法中正确的是( )

若f向上压膜片电极,电路中有从a到b的电流。

若f向上压膜片电极,电路中有从b到a的电流。

若f向上压膜片电极,电路中不会出现电流。

若电流表有示数,则说明压力f发生变化。

若电流表有示数,则说明压力f不发生变化。

ab.①④cd.①⑤

解析:当f向上压时,由c=,知c增大,q=cu,电容器充电,有充电电流.

答案:a6.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:利用半导体材料对光照强度的敏感特性来实现昼、夜的自动控制.

答案:b7.如右图所示的实验电路中,电源两端的电压恒定,l为小灯泡,r为光敏电阻,d为发光二极管(电流越大,发出的光越强),且r与d相距很近,下列说法正确的是( )

a.当滑动触头p向左移动时,l消耗的功率增大。

b.当滑动触头p向左移动时,l消耗的功率减小。

c.当滑动触头p向右移动时,l消耗的功率可能不变。

d.无论怎样移动滑动触头p,l消耗的功率都不变。

解析:当p左移时,滑动变阻器电阻减小,通过二极管的电流变大,发光变强,光敏电阻阻值减小,灯泡中电流变大.

答案:a8.如右图所示,r3是光敏电阻,当开关s闭合后在没有光照射时,a、b两点等电势,当用光照射r3时,则( )

a.r3的电阻变小,a点电势高于b点电势。

b.r3的电阻变小,a点电势低于b点电势。

c.r3的电阻变大,a点电势高于b点电势。

d.r3的电阻变大,a点电势低于b点电势。

解析:光照射时光敏电阻阻值减小,故r3减小,则r3与r4支路中电流增大,故r4两端电压增大,a点电势高于b点电势.

答案:a9.如下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,由于交流是单相的,启动时必须依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,这是一种以酞酸钡为主要材料的热敏电阻器,电流流过ptc元件,元件发热,它的电阻率随温度升高而发生显著变化,当电动机正常转动以后,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( )

a.电冰箱的电动机启动时比正常工作时耗电少。

b.电冰箱的电动机正常工作时比启动时耗电少。

c.电冰箱启动后,启动绕组功率不变,运行绕组功率是变化的。

d.电冰箱启动后,启动绕组功率是变化的,运行绕组功率不变。

解析:启动时,由于ptc元件温度低,电阻小,故耗电多,b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d正确.

答案:bd二、非选择题(第10题8分,第11题20分,共28分)

10.如右图所示,有的计算机键盘的每一个键下面都连一小块金属片,与该金属片隔有一定空隙还有另一块小的固定金属片,这两块金属片组成一个小电容器,该电容器的电容c可用公式c=e计算,式中常量e=9×10-12 f·m-1,s表示金属片的正对面积,d表示两金属片间的距离.当键被按下时,此小电容器的电容发生变化,与之相连的电子线路就能检测出哪个键被按下了,从而给出相应的信号.设每个金属片的正对面积为50 mm2,键未被按下时两金属片间的距离为0.6 mm.如果电容变化了0.

25 pf,电子线路恰能检测出必要的信号,则键至少要被按下___mm.

解析:本题考查电传感器的应用.计算机键盘是一个电容传感器,由题意知它是靠改变两极板间距从而改变电容,得到相应的电信号.又因两极板间距减小,电容变大,设原间距为d0,按下键后间距为d时电子线路恰能检测出必要的信号,则根据c=e,δc=es(-)得d=

m0.45×10-3 m=0.45 mm,所以键至少要被按下的距离为。

0.6 mm-0.45 mm=0.15 mm.

答案:0.15

11.如图甲所示是一个霍尔元件,其大小仅为普通发光二极管的五分之一左右.霍尔元件是一个四端元件,其中a、c端输入。

控制电流,b、d端输出霍尔电压,可用多用电表的电压挡来检测.

1)如图乙所示,将霍尔元件的b、d端与多用电表的最灵敏端相连(由于霍尔电压很小,把它直接加在电流表两端,通过测量电流的变化,就可以知道电压的变化.也可用数字多用电表直接测量霍尔电压).电源e(6 v~12 v)与可变电阻r(0~470 ω)串联后连到霍尔元件的a、c端,用以输入控制电流,r的滑动端置于中间位置.将条形磁铁的磁极靠近霍尔元件h,观察多用电表指针读数的变化.保持霍尔元件h与条形磁铁磁极的相对位置不变,改变r的大小,再观察多用电表指针读数的变化.由此得出,霍尔电压与___有关.

2)使用这个简易检测装置,来检测收音机扬声器附近的磁场分布情况.

检测的结果是。

3)怎样用霍尔元件制成的磁场检测器来粗略检测磁场中某处磁感线的方向?说明你的判断依据.

解析:(1)电流的强弱。

2)离扬声器越近的区域,电势差越大,表示该区域磁场较强;离扬声器越远的区域,电势差越小,表示该区域磁场较弱。

3)当磁场检测器移动到某一位置,如果这时的霍尔电压最大,则该处磁感线的方向与霍尔元件的工作面垂直,因为霍尔电压与磁感应强度成正比.

6 1传感器及其工作原理

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