鲁科版高中物理选修3-2同步练测：第五章第一节揭开传感器的“面纱”第二节常见传感器的工作原理.docx

学 习 目 标知 识 脉 络1.知道什么是传感器．2.知道传感器的作用和意义．(重点)3.知道传感器的种类．(重点)4.理解传感器的工作原理．(难点)传 感 器1．什么是传感器(1)定义：能够感受外界信息，并将其按照一定的规律转换成电信号的器件或装置．(2)功能：传感器通常用在自动测量和自动控制系统中，担负着信息采集和转化任务，把非电学量转化为电学量．2．种类繁多的传感器(1)分类：按传感器的工作原理的不同，把传感器分为物理传感器、化学传感器和生物传感器．(2)传感器的一般结构非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量1．传感器就是传递某种信息的电学元件．(×)2．所有传感器的工作原理都一样．(×)3．传感器内部一定有某种转换元件．(√)在家庭生活中，人们不必直接接触就可以控制一些机器，试举一些生活中的例子，看哪些生活用品是通过传感器来完成的．【提示】电视机及空调机的遥控器、电冰箱、自动干手机、自动水龙头、楼道内的声控灯等．有自动控制功能的蔬菜大棚，要靠传感器感知作物生长所需的各种信息．如图5－1－1所示为蔬菜大棚内信息采集与自动控制示意图．试结合图中信息，分析讨论：图5－1－1探讨1：在蔬菜种植大棚中要用到哪些传感器？【提示】需要五种传感器：光传感器、湿度传感器、温度传感器、气敏传感器、温敏传感器．探讨2：这些传感器的作用是什么？【提示】光传感器测光照强度，湿度传感器测空气湿度，温度传感器测空气温度，气敏传感器测二氧化碳浓度，温敏传感器测土壤温度．1．传感器的构成传感器主要由敏感元件、转换元件及转换电路组成，各部分作用如下：(1)敏感元件是利用材料的某种敏感效应(如热敏、光敏、压敏、力敏、湿敏)制成的．(2)转换元件是传感器中能将敏感元件输出的、与被测物理量成一定关系的非电信号转换成电信号的电子元件．(3)转换电路的作用是将电信号转换成易于传输或测量的电学量输出．2．传感器的工作原理传感器感受的通常是非电学量，如力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等，而输出的通常是电学量，如电压、电流、电荷量等．这些输出的信号是非常微弱的，通常需要经过放大后，再送给控制系统产生各种控制动作．3.传感器的分类及特点按工作原理分类原理举例特点物理传感器利用物质的物理性质和物理效应感知并检测出待测对象信息电容传感器、电感传感器，光电、压电传感器等品种多、应用广、发展快化学传感器利用化学反应识别和检测信息气敏传感器、湿敏传感器广泛应用于环保、火灾报警、医疗卫生生物传感器利用生物化学反应识别和检测信息组织传感器、细胞传感器、酶传感器含有生命物质，专一性好，易操作、快速、准确【答案】D3. 全面了解汽车的运行状态(速度、水箱温度、油量)是确保汽车安全行驶和驾驶员安全的举措之一，为模仿汽车油表原理，自制一种测定油箱油量多少或变化多少的装置．如图5－1－2所示，其中电源电压保持不变，R是滑动变阻器，它的金属滑片是金属杆的一端．小阳同学在装置中使用了一只电压表(图中没有画出)，通过观察电压表示数，可以了解油量情况，你认为电压表应该接在图中的________两点之间，按照你的接法请回答：当油箱中油量减少时，电压表的示数将________(填“增大”或“减小”).【导学号：05002125】图5－1－2【解析】由题图可知当油箱内液面高度变化时，R的金属滑片将会移动，从而引起R两端电压的变化，且当R′≫R时，UR＝IR可视为UR与R成正比，所以电压表应接在b、c之间，当油量减少时，电压表示数将增大．【答案】b、c 增大对传感器的进一步理解1．不同的传感器的原理不同，但都是通过敏感元件把非电学量的变化转变为电学量的变化．2．传感器输出的电学量可能为电流、电压、电路通断等，不一定是电压．3．敏感元件只是传感器的一个关键部分并不一定就是一个完整的传感器．。

一、必做题1．下列说法中正确的是()A．凡将非电学量转化为电学量的传感器都是物理传感器B．湿敏传感器只能是物理传感器C．物理传感器只能将采集到的信息转化为电压输出D．物理传感器利用的是物质的物理性质和物理效应解析：选D．各种传感器虽然工作原理不同，但基本功能相似，多数是将非电学量转化为电学量，故A错误；湿敏传感器为化学传感器，故B错误；传感器既可将信息转化为电压输出，也可转化为电流、电阻等输出，故C错误；由物理传感器定义知D正确．2．关于光敏电阻和热敏电阻，下列说法中正确的是()A．光敏电阻是用半导体材料制成的，其阻值随光照增强而减小，随光照的减弱而增大B．光敏电阻是能把光照强度这个光学量转换为电流这个电学量的传感器C．热敏电阻是用金属铂制成的，它对温度感知很灵敏D．热敏电阻是把热量这个热学量转换为电阻这个电学量的传感器解析：选 A.光敏电阻是把光强转换为电阻的元件，热敏电阻是把温度转换为电阻的元件，故B、D错误；热敏电阻和光敏电阻都是半导体材料制成的，半导体具有光敏性和热敏性，金属铂与热敏电阻相反，故C错误．3．如图所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时() A．电压表的示数减小B．R2中电流强度增大C．小灯泡的功率增大D．电路的路端电压升高解析：选C.当照射光强度增大时，R3变小，R3、L与R2的并联电阻变小，因为I＝Er＋R1＋R并，所以I变大，因此电压表示数变大．又因U外＝E－Ir，I变大，所以路端电压变小，并联电路电压减小，流过R2的电流减小，总电流增大，所以流过L和R3的电流增大，小灯泡功率增大，故A、B、D错误，C正确．4．如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻．对光电计数器的基本工作原理描述错误的是()A．当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压B．当有光照射R1时，信号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．工件每挡住光一次，信号处理系统就计数一次解析：选B．当有光照射R1时，光敏电阻减小，电路中的电流增大，R2上获得的电压增大，信号处理系统获得高电压，故A正确B错误．当工件每挡住一次光时，应该计一次数，故信号处理系统每获得一次低电压就计数一次，C、D正确．二、选做题5．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图所示电路中的A、B两点后，用黑纸包住元件或者把元件置于热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是()A．置于热水中与不置于热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻B．置于热水中与不置于热水中相比，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，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻解析：选AC.热敏电阻的阻值随温度变化而变化，定值电阻和光敏电阻的阻值不随温度变化；光敏电阻的阻值随光照变化而变化，定值电阻和热敏电阻的阻值不随光照变化．6．传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻随温度变化的图线如图甲所示，图乙是用热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警器原理图．则(1)为了使温度过高时报警器铃响，开关应接在________(填“a”或“b”)．(2)若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器的滑片P向________移动(填“左”或“右”)．解析：温度较高时，热敏电阻阻值减小，图乙中通电螺线管的磁性增强，将与弹簧相连的金属导体向左吸引，要使报警器所在电路接通并报警的话，开关应接在a.要实现温度更高时，即热敏电阻更小时才将报警器电路接通的话，应该将滑动变阻器连入电路的阻值调大，即P 向左移动．答案：(1)a(2)左。

第五章 传感器及其应用一、选择题 (本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1.下列说法正确的是 ( )A ．凡将非电学量转化为电学量的传感器都是物理传感器B ．湿敏传感器只能是物理传感器C ．物理传感器只能将采集到的信息转化为电压输出D ．物理传感器利用的是物质的物理性质和物理效应2.下列有关传感器的说法中错误的是( ) A ．恒温箱利用了温度传感器B ．“嫦娥二号”卫星的立体相机获取月球数据利用了光传感器C ．电子秤称量物体质量是利用了力传感器D ．火灾报警器能够在发生火灾时报警是利用了温度传感器 3.街旁的路灯、江海里的航标都要求在夜晚亮，白天熄灭，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 4.人类发射的绕地球运转的所有航天器，在轨道上工作时都需要电能，所需要的电能几乎都是由太阳能电池把太阳能转化为电能得到的，要求太阳能电池板总是对准太阳，为达到这一要求应利用下列哪种传感器来感知太阳方位( ) A ．力传感器 B ．光传感器 C ．温度传感器 D ．生物传感器5.2007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”，基于巨磁电阻效应开发的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6.某电容式话筒的原理示意图如图1所示，E 为电源，R 为电阻，薄片P 和Q 为两金属极板．对着话筒说话时，P 振动而Q 可视为不动．在P 、Q 间距增大过程中( )图1A ．P 、Q 构成的电容器的电容增大B ．P 上电荷量保持不变C ．M 点的电势比N 点的低D ．M 点的电势比N 点的高7.如图2所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，为光敏电阻、为定值电阻，A 、B 接监控装置．则( )图2①当有人通过而遮蔽光线时，A 、B 之间电压升高②当有人通过而遮蔽光线时，A 、B 之间电压降低③当仅增大的阻值时，可增大A 、B 之间的电压④当仅减小的阻值时，可增大A 、B 之间的电压A ．①③B ．①④C ．②③D ．②④ 8.如图3所示，为负温度系数的半导体热敏电阻，其他电阻都是普通的电阻，当灯泡L 的亮度变暗时，说明( )图3A ．环境温度变高B ．环境温度变低C ．环境温度不变D ．都有可能9.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图4甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球．小车向右做直线运动的过程中，电流表示数如图乙所示，下列判断正确的是()图4A ．从t 1到t 2时间内，小车做匀速直线运动B ．从t 1到t 2时间内，小车做匀加速直线运动C ．从t 2到t 3时间内，小车做匀速直线运动D ．从t 2到t 3时间内，小车做匀加速直线运动 10.如图5所示，为正温度系数热敏电阻，为光敏电阻，和均为定值电阻，电源电动势为，内阻为，V 为理想电压表，现发现电压表示数增大，可能的原因是()图5①热敏电阻温度升高，其他条件不变 ②热敏电阻温度降低，其他条件不变 ③光照增强，其他条件不变 ④光照减弱，其他条件不变 A ．①③ B ．①④ C ．②③ D ．②④二、填空题(本题共1小题，共8分．按题目要求作答)11.一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6实线①所示，由于环境温度以及熨烫的衣物厚度、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被称为“PTC”的特殊材料BaTiO 3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 材料制成的电熨斗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：图6(1)为什么原来处于冷态的PTC 电熨斗刚通电时比普通电熨斗升温快？_________________________(2)通电一段时间后电熨斗温度t 自动地稳定在________范围之内．三、简答与计算题(本题共4小题，共52分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 12.(12分)全自动洗衣机中，排水电磁阀是由程序控制器控制其动作的．当洗衣机进行排水和脱水程序时，电磁铁的线圈通电，使电磁铁的铁芯2动作，牵引排水阀的活塞打开，排出污水．牵引电磁铁的结构如图7所示．铁芯1接阀门线圈铁芯2图7当程序控制器的控制电流通过线圈时，线圈和铁芯1产生一个强的磁场，使铁芯2磁化，由于磁体相互作用，将铁芯2吸入线圈，此时铁芯2将拉动阀门使阀门打开排水．同样，控制器不输出控制电流时，电磁铁将失去磁性，弹簧(图中未画)将铁芯2拉回原位，从而关闭阀门．想一想：(1)某时刻输入控制电流时，接正极，接负极，则铁芯2中A端和B端分别为什么磁极？(2)处输入的是交变电流，铁芯2是否仍然能吸入线圈？与恒定电流相比会有什么不同？13.(12分)在科技活动中某同学利用自制的电子秤来称量物体的质量．如图8所示，托盘和弹簧的质量均不计，滑动变阻器的滑动端通过一水平绝缘轻杆与弹簧上端相连，当托盘中没有放物体时，电压表示数刚好为零．设滑动变阻器的总电阻为，总长度为，电源电动势为，内阻为，限流电阻的阻值为，弹簧的劲度系数为，不计一切摩擦和其他阻力，电压表为理想电压表．当托盘上放上某物体时，电压表的示数为，求此时所称量物体的质量．图8 14.(14分)用如图9所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度．该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由压敏电阻组成的压力传感器．用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg的滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出．现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器在前，传感器在后．汽车静止时，两弹簧处于压缩状态，传感器的示数均为10 N.图9(1)若传感器的示数为14 N、的示数为6.0 N，求此时汽车的加速度大小和方向．(2)当汽车以怎样的加速度运动时，传感器的示数为零．15.(14分)如图10所示为检测某传感器的电路图．传感器上标有“”的字样(传感器可看作一个纯电阻用电器)，滑动变阻器上标有“A”的字样，电流表的量程为，电压表的量程为．求：图10(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，在之间所加的电源电压最大值是多少？ (3)如果传感器的电阻变化超过标准值，则该传感器就失去作用．实际检测时，将一个恒压电源加在图中之间，闭合开关S ，通过调节，来改变电路中的电流和两端的电压．检测记录如下：电压表示数这个传感器是否仍可使用？此时间所加的电压是多少？第五章传感器及其应用得分：一、选择题二、填空题11.（1）（2）三、计算题12.13.14.15.第五章传感器及其应用参考答案一、选择题1.D 解析：各种传感器虽然工作原理不同，但基本功能相似，多数是将非电学量转化为电学量，故A错；湿敏传感器为化学传感器，故B错；传感器既可将信息转化为电压输出，也可转化为电流、电阻等输出，故C错；由物理传感器定义知D正确．2.D 解析：恒温箱利用了温度传感器，立体相机是利用了光传感器，电子秤是利用了压力传感器，火灾报警是在烟雾浓度达到一定程度时能够输出电信号，使警铃发声或使红灯闪烁，自动报警，利用了烟雾传感器而不是利用了温度传感器，A、B、C对，D错．3.B 解析：由“夜晚亮、白天熄灭”的特性可知，此半导体材料为光敏性的．4.B 解析：太阳能电池板的有效采光面积不同，所产生的电流不同，当电流最大时正对太阳，所以应用的是光传感器，B对．A、C、D错．5.D 解析：热敏电阻对温度很敏感，光敏电阻对光照很敏感，电阻丝可用于电加热，所以A、B、C均正确．交流电、直流电均可通过电阻，电阻对它们均可产生阻碍作用，所以D错误．6.D 解析：当P、Q间距增大时，据平行板电容器电容公式知，增大则减小，选项A错．稳定后电容器两极板间的电压不变，则据知减小不变，则减小，选项B错．电容器两极板的电荷量减少，产生放电电流，方向从M→N，因此M点的电势比N点的电势高，选项C错，选项D正确．7.C 解析：是光敏电阻，有光照射时，电阻变小，当有人通过而遮蔽光线时，的阻值变大，回路中的电流减小，A、B间的电压减小，故①项错误，②项正确；由闭合电路欧姆定律得：，当仅增大的阻值时，电路中的电流减小，A、B间的电压增大，故③项正确；当仅减小的阻值时，电路中的电流增大，A、B间的电压减小，故④项错误，故应选C.8.B 解析：当灯泡L变暗时，通过L的电流变小，的阻值变大，根据热敏电阻的特点知环境温度变低了．9.D 解析：在0～t1时间内，I恒定，压敏电阻阻值不变，由小球的受力不变可知，小车可能做匀速或匀加速直线运动，在t1～t2时间内，I变大，压敏电阻阻值变小，压力变大，小车做变加速运动，A、B均错．在t2～t3内，I不变，压力恒定，小车做匀加速直线运动，C错，D对．10.D 解析：电压表示数变大，而为定值电阻，说明流经的电流增大，由电路结构可知，这可能是由于减小或增大，由热敏电阻和光敏电阻特性知，可能是由于温度降低或光照减弱，故②、④正确，①、③错误．二、填空题11.(1)由于冷态时PTC材料制成的电熨斗电阻较小，由知，其发热功率较大，所以升温快．(2)T6～T7解析：从图象发现当温度比较低时，PTC电熨斗的电阻较小，在电压恒定时，电热功率比较大，发热大于散热，升温较快；当温度较高时电阻迅速增大，发热功率减小，当发热功率和散热功率相等时，保持恒定温度不变．(1)由于冷态时PTC电熨斗电阻较小，故由知，其发热功率较大，所以升温快．(2)从图上可以看出，温度较低时，电阻较小，热功率较大，所以发热快于散热，温度升高，电阻值迅速增大，相应发热功率减小，当发热功率小于散热功率时，电阻温度降低，电阻值减小，发热功率会相应增大，当发热功率等于散热功率时，温度会稳定在T6～T7之间．三、计算题12.(1)利用安培定则判断，A端为S极，B端为N极．(2)仍能吸入线圈，因为铁芯仍能被磁化，且磁化后的磁性总是与线圈发生相吸的作用．但与恒定电流产生的磁场相比，交变电流产生的磁场强弱有变化，当磁性减弱的时刻弹簧会将铁芯2拉离线圈，因而会有振动而产生噪声．13.解析：设托盘上放上质量为的物体时弹簧压缩量为，由平衡条件得①此时滑动变阻器滑片已下滑，由分压原理知，电压表上的电压值：②由①②两式得.14.(1)与同方向，即向前(向右) (2)，方向向左图11解析：(1)如图11所示，依题意：左侧弹簧对滑块向右的推力，右侧弹簧对滑块的向左的推力.滑块所受合力产生加速度，根据牛顿第二定律有，得与同方向，即向前(向右)．(2)传感器的读数恰为零，即左侧弹簧的弹力，因两弹簧相同，左侧弹簧伸长多少，右侧弹簧就缩短多少，所以右侧弹簧的弹力变为．滑块所受合力产生加速度为，由牛顿第二定律得，解得：，方向向左．15.见解析解析：(1)，.(2)最大电流.电源电压最大值，为传感器的额定电压，为时两端的电压，即，故.(3)设实际检测时加在间的电压为，传感器的实际电阻为，根据第一次实验记录数据有：，根据第二次实验记录数据有：，代入数据解得：.传感器的电阻变化为，所以此传感器仍可使用．。

高中物理学习材料唐玲收集整理第一节揭开传感器的“面纱”第二节常见传感器的工作原理建议用时实际用时满分实际得分45分钟50分一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，每小题4分，共40分）1.关于物理传感器、化学传感器和生物传感器的下列说法中，正确的是( )A．物理传感器利用材料的某种物理性质工作，因而只能用于机械加工行业不能用于化工领域B．化学传感器是利用某种化学反应来工作的，因而只能输出某种化学物质而不能输出电学量C．生物传感器的适用范围广，可在任意温度条件下工作D．生物传感器由于含有生命物质，因而对使用传感器的环境条件有一定要求2.关于传感器的下列说法正确的是( )A．所有传感器都是由半导体材料做成的B．金属材料也可以制成传感器C．传感器主要是通过感知电压的变化来传递信息的D．以上说法都不正确3.传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用的传感器是( )A．生物传感器 B．红外传感器C．温度传感器 D．压力传感器4.如图1所示是电阻R的阻值随温度T变化的图象，下列说法中正确的是( )图1A．图线1是热敏电阻的图象，它是用金属材料制成的B．图线2是热敏电阻的图象，它可以用半导体材料制成C．图线1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高D．图线2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度低5.如图2所示，是光敏电阻，当开关S闭合后在没有光照射时，、两点等电势，当用光照射电阻R3时，则( )图2A．的电阻变小，点电势高于点电势B．的电阻变小，点电势低于点电势C．的电阻变大，点电势高于点电势D．的电阻变大，点电势低于点电势6.如图3所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，为光敏电阻，LED为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且与LED间距离不变，下列说法正确的是( )图3A ．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 ．无论怎样移动触头P ，L 消耗的功率都不变 7.如图4所示是观察某电阻阻值随温度变化情况的示意图．现把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是(设水对电阻阻值的影响不计)()图4A ．如果R 为金属热电阻，欧姆表读数变大，且变化非常明显B ．如果R 为金属热电阻，欧姆表读数变小，且变化不明显C ．如果R 为热敏电阻(用半导体材料制成)，欧姆表读数变化非常明显D ．如果R 为热敏电阻(用半导体材料制成)，欧姆表读数变化不明显8.下列哪些装置的传感器中可能应用了光敏电阻作为敏感元件( )A ．天亮报晓鸟在天亮后就能发出鸟叫声B ．非接触式测温仪不用直接接触就能感知人的体温C ．大型场馆的自动门只要见人靠近到一定距离就打开D ．恒温箱内温度恒定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5甲所示，电源的电动势 ，内阻不计；G 为灵敏电流表，内阻 保持不变；R 为热敏电阻，其电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 ℃时，电流表示数 ；当电流表的示数 时，热敏电阻的温度是()图5A ． ℃B ． ℃C ． ℃D ． ℃10.(2011年桂林高二检测)利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况，如图6甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光传感器B 能接收到发光元件A 发出的光，每当工件挡住A 发出的光时，光传感器就输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙所示．若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为0.2 m ，则下述说法正确的是()图6①传送带运动的速度是0.1 m/s ②传送带运动的速度是0.2 m/s ③该传送带每小时输送3600个工件 ④该传送带每小时输送7200个工件 A ．①③ B ．①④ C ．②③ D ．②④二、填空题（本题共2小题，每小题5分，共10分.请将正确的答案填到横线上）11.当光照射到光敏电阻上时，光敏电阻的阻值______(填“变大”、“不变”或“变小”)．半导体热敏电阻是利用半导体材料的电阻率随________变化而改变的特性制成的．12.利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器，一般体积很小，可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精确度高．(1)如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路，其他因素不变，只要热敏电阻所处区域的温度降低，电路中电流将变________(填“大”或“小”)．(2)上述电路中，我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度．如果刻度盘正中的温度为 ℃(如图7甲所示)，则 ℃的刻度应在 ℃的刻度的________(填“左”或“右”)侧．AR T配有温度刻度热敏电阻甲 乙图7(3)为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度变化，请用图乙中的器材(可增加元器件)设计一个电路.第一节 揭开传感器的“面纱” 第二节 常见传感器的工作原理得分：一、选择题题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案二、填空题11.12.（1） （2）（3）第一节揭开传感器的“面纱”第二节常见传感器的工作原理参考答案一、选择题1.D 解析：化学传感器可以把非电学量转换成电学量输出，故B错．物理传感器在化工领域也可以使用，如温度传感器等，故A错．生物传感器能够使用的前提是感受器中的生命物质保持生物活性，故C错D对．2.B 解析：半导体材料可以制成传感器，其他材料也可以制成传感器，所以A错，B正确；传感器不但能感知电压的变化，还能感受力、温度、光、声、化学成分等非电学量的变化，所以C错．3.C 解析：空调机是根据温度调节工作状态的，所以其内部使用了温度传感器，故选项C正确．4.B 解析：图线1是金属热电阻的图象，金属热电阻的化学稳定性好，测量范围大，但是灵敏度较低，故选项A、C错误．图线2是热敏电阻的图象，热敏电阻可以用半导体材料制成，热敏电阻的化学稳定性差，测量范围小，但灵敏度高，故选项B正确，D错误．5.A 解析：当光照射时，阻值变小，分得的电压变大，则点电势将会升高，所以点电势高于点电势．6.A 解析：触头P左移，使滑动变阻器连入电路的电阻减小，流过二极管的电流增大，从而发光增强，使光敏电阻阻值减小，最终达到增大流过灯泡的电流的效果．7.C 解析：金属热电阻的阻值随温度的升高而增大，但灵敏度较差．而热敏电阻(用半导体材料制成)灵敏度高，所以选C.8.A 解析：天亮报晓鸟在天亮后才发出鸟叫声，可能是当光敏电阻感受到光后使电路导通，发出鸟叫声的．不用直接接触就能测体温的这种传感器是红外传感器．自动门是一种红外传感器，能感受人的存在．恒温箱应用了温度传感器.9.D 解析：由图象可知：在℃时，Ω，由得，Ω，当时，由可得：Ω，对照乙图中的图象可知，当Ω时，温度℃，故D项正确．10.C 解析：从乙图可以知道：每间隔1秒的时间光传感器就输出一个电信号，而在这一段时间内传送带运动了两个工件之间的距离，所以传送带运动的速度是.故①错②对．传送带每小时传送的距离为：，运送的工件个数为：个．③对④错．故选项C正确．二、填空题11.变小温度解析：光敏电阻是感光元件，它的阻值随光照强度的增强而减小，它可把光学量变为电阻这一电学量，常用以制造光控开关，热敏电阻对温度敏感，它的阻值随温度的升高而减小．12.(1)小(2)右(3)如图9所示解析：(1)因为负温度系数热敏电阻温度升高时电阻减小，温度降低时，电阻增大，故温度降低时电路中电流会减小．(2)由(1)的分析知，温度越高，电流越大，℃的刻度应对应较大电流，故℃的刻度在℃对应刻度的右侧．(3)如图9所示．配有温度刻度A热敏电阻R T 图9。

选修3-2第一章《电磁感应》参考答案1.1【学习反馈】C1.1【达标检测】1、C ；2、B ；3、C ；4、D ；5、A ；6、D 。

1.2【学习反馈】A ；C ；B ；B 。

1.2【达标检测】1、C ；2、B ；3、B ；4、A ；5、B ；6、B ；7、(1)mg2LR P (2)2P mg1.3【学习反馈】B ；C ；C 。

1.3【达标检测】1、D ；2、A ；3、C ；4、C ；5、A ；6、D 。

第二章《楞次定律和自感现象》参考答案2.1感应电流的方向学习探究 问题1当回路的磁通量增大时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反。

感应电流的磁场 “阻碍”原磁通量的变化。

若是原磁通量减小，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，感应电流的磁场 “阻碍”原磁通量的变化。

【学习反馈】 1.顺时针问题2感应电流产生的磁场起阻碍作用，阻碍的是原磁通量的变化。

如果原磁通量增大，则感应产生反向的磁场，如果原磁通量减小，则感应产生同向的磁场：即“增反减同”。

感应电流的磁场只能阻碍原磁通量的变化，不能阻止原磁通量的变化。

阻碍的根本原因是要在电磁感应现象中满足能量守恒定律。

【学习反馈】2.开关闭合时，顺时针；开关断开时，逆时针。

3.D 问题3【学习反馈】 4．B5.穿过线圈的磁场方向向右．当线圈从磁铁中央向磁极N 位置移动时，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律判断得知：线圈中产生的感应电流的方向为adcba 。

线圈面积减小。

问题4右手定则适用范围：用于导线在磁场中切割磁感线而产生感应电流（或感应电动势）的问题 【学习反馈】 6.C达标检测1.B2.A3.A4. C.(由于A 带负电，当转动时相当于电荷定向移动，从而产生电流，并且电流的变化，导致B 的磁通量发生变化，最终使金属环B 有电流．)5.A(电流先沿正方向减小，产生的磁场将减小，此时由右手定则可知，穿过线框的磁场垂直于线框向里且减小，故电流顺时针，由左手定则可知左侧竖直导线受到的安培力大于右侧边框受到的安培力，故水平向左；当电流减小到零在反向增大时，此时由右手定则可知，穿过线框的磁场垂直于线框向外且增大，故电流顺时针，由左手定则可知左侧竖直导线受到的安培力小于右侧边框受到的安培力，故水平向右)6.B7．有，从a向b8.进入磁场时，逆时针方向；全在磁场中时，无感应电流；出磁场时，顺时针方向。

一、选择题1．下列器件是应用光传感器的是( )A ．鼠标器B ．火灾报警器C ．测温仪D ．电子秤解析：选A.测温仪应用温度传感器，火灾报警器利用烟雾传感器，电子秤是应用力传感器，鼠标应用光传感器．2．传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用的传感器是( )A ．生物传感器B ．红外传感器C ．温度传感器D ．压力传感器解析：选C.空调机是根据温度调节工作状态的，所以其内部使用了温度传感器，故选项C 正确．3．关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是( )A ．非电学量→敏感元件→转换电路→电学量→转换元件B ．电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量C ．非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量D ．非电学量→转换电路→转换元件→敏感元件→电学量解析：选 C.传感器工作的一般流程为：非电学量――→(被)敏感元件――→(感知，然后通过)转换元件――→(转换成电信号，再通过)转换电路――→(将此信号转换成易于传输或测量的)电学量，因此A 、B 、D 错误，C 正确．4.如图所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图．现把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是(设水对电阻阻值的影响不计)( )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(用半导体材料制成)，读数变化非常明显D ．如果R 为热敏电阻(用半导体材料制成)，读数变化不明显解析：选C.金属热电阻的阻值随温度的升高而增大，但灵敏度较差．而热敏电阻(用半导体材料制成)灵敏度高，所以选C.5．(多选)美国科学家Willard S. Boyle 与George E. Smith 因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖．CCD 是将光学量转变成电学量的传感器．下列器件可作为传感器的有( )A ．发光二极管B ．热敏电阻C ．霍尔元件D ．干电池解析：选BC.热敏电阻和霍尔元件是常见的传感器，但干电池和发光二极管不能作为传感器，故B 、C 正确．6．如图所示是电阻R 随温度T 变化的图象，下列说法中正确的是( )A ．图线1是热敏电阻的图象，它是用金属材料制成的B ．图线2是热敏电阻的图象，它可以用半导体材料制成C ．图线1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高D ．图线2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度低解析：选B ．图线1是金属热电阻的图象，金属热电阻的化学稳定性好，测量范围大，但是灵敏度较低，故选项A 、C 错误．图线2是热敏电阻的图象，热敏电阻可以用半导体材料制成，热敏电阻的化学稳定性差，测量范围小，但灵敏度高，故选项B 正确，D 错误．7．如图所示，是一个测定液面高度的传感器，在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放在导电液体中，导线芯和导电液体构成电容器的两极，把这两极接入外电路，当外电路的电流变化说明电容值增大时，则导电液体的深度h 变化为( )A．h增大B．h减小C．h不变D．无法确定解析：选A.由题意知，导线和导电液体构成电容器的两极，类似于平行板电容器的两极，当液面高度发生变化时相当于两极正对面积发生变化，会引起电容的变化，与平行板电容器类比可得，导电液体深度h增大时，导线芯和导电液体正对面积增大，电容器的电容值变大．8．在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示．M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻R M发生变化，导致S两端电压U 增大，装置发出警报，此时()A．R M变大，且R越大，U增大越明显B．R M变大，且R越小，U增大越明显C．R M变小，且R越大，U增大越明显D．R M变小，且R越小，U增大越明显解析：选C.当R M变大时，回路的总电阻R总变大，根据I总＝ER总，得干路中的电流变小，S两端的电压U＝I总R S变小，故选项A、B错误；当R M变小时，回路的总电阻R总＝1 1R＋1R M＋R S变小，根据I总＝ER总，得干路中的电流变大，S两端的电压U＝I总R S变大，而且R越大，R M变小时，对回路的总电阻变化的影响越明显，故选项C正确，选项D错误．☆9.如图所示为测定压力的电容式传感器，将平行板电容器、灵敏电流表(零刻度在中间)和电源串联成闭合回路，当压力F作用于可动膜片电极上时，膜片发生形变，引起电容的变化，导致灵敏电流表指针偏转，在对膜片开始施加压力使膜片电极从图中的虚线推到图中实线位置并保持固定的过程中，灵敏电流表指针偏转情况为(电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏)()A．向右偏到某一刻度后回到零刻度B．向左偏到某一刻度后回到零刻度C．向右偏到某一刻度后不动D．向左偏到某一刻度后不动解析：选A.压力F作用时，极板间距d变小，由C＝εr S4πkd电容器电容C变大．又根据Q＝CU，极板带电荷量变大，所以电容器应充电．灵敏电流计中产生由正接线柱流入的电流，所以指针将右偏，极板保持固定后，充电结束，指针回到零刻度．☆10.如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，则()A．t1时刻小球动能最大B．t2时刻小球动能最大C．t2～t3这段时间内，小球的动能先增加后减少D．t2～t3这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能解析：选C.0～t1时间内小球做自由落体运动，落到弹簧上并往下运动的过程中，小球重力与弹簧对小球弹力的合力方向先向下后向上，故小球先加速后减速，t2时刻到达最低点，动能为0，A、B错误；t2～t3时间内小球向上运动，合力方向先向上后向下，小球先加速后减速，动能先增加后减少，C正确；t2～t3时间内由能量守恒知小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能减去小球增加的重力势能，D错误．二、非选择题11.如图所示，将多用电表的选择开关置于“欧姆挡”，再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻R t的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间．若往R t上擦一些酒精，表针将向________(填“左”或“右”)偏；若用吹风机将热风吹向电阻，表针将向________(填“左”或“右”)偏．解析：若往R t上擦一些酒精，由于酒精蒸发吸热，热敏电阻R t温度降低，电阻值增大，指针应该向左偏；用吹风机将热风吹向电阻，电阻R t温度升高，电阻值减小，指针应该向右偏．答案：左右12．有自动控制功能的蔬菜大棚，要靠传感器感知作物生长所需的各种信息．如图为蔬菜大棚内信息采集与自动控制示意图．试结合图上信息，分析讨论：(1)在种植蔬菜大棚中要用到哪些传感器？它们的作用是什么？(2)为了控制大棚中的蔬菜的生长条件，还需要哪些设施与传感器配合使用．答案：(1)在蔬菜大棚中要用到检测光照的光敏传感器；检测温度的温度传感器；检测空气湿度和土壤湿度的湿度传感器；检测二氧化碳浓度的二氧化碳浓度传感器等．(2)配套设施有：调节光照的遮阳棚，调整温度的加热装置与通风装置，调整湿度的通风加湿装置和喷淋器，调整二氧化碳浓度的自动排气装置．。

高中物理学习材料唐玲收集整理1．关于传感器的作用，下列说法正确的是( )A．通常的传感器可以直接用来进行自动控制B．传感器可以将感受到的一些信息转换为电学量C．传感器可以将所有感受到的信息都转换为电学量D．以上说法均不正确解析：传感器主要是用来采集信息，并将采集到的信息转换成便于测量的量；但并不是将其感受到的所有信息都转换为电学量。

答案：B2．下列说法不正确的是( )A．传感器担负着信息采集的任务B．干簧管是一种磁传感器C．传感器不是电视遥控接收器的主要元件D．传感器是将力、温度、光、声、化学成分等转换为电信号的主要工具解析：电视遥控接收器主要是利用传感器来接收信息的。

答案：C3.关于光敏电阻和热敏电阻，下列说法中正确的是( )A．光敏电阻是用半导体材料制成的，其阻值随光照增强而减小，随光照的减弱而增大B．光敏电阻是能把光照强度这个光学量转换为电流这个电学量的传感器C．热敏电阻是用金属铂制成的，它对温度感知很灵敏D．热敏电阻是把热量这个热学量转换为电阻这个电学量的传感器解析：光敏电阻是把光照强度转换为电阻的元件；热敏电阻是把温度转换为电阻的元件，故B、D错误；热敏电阻和光敏电阻都是半导体材料制成的，半导体具有光敏性和热敏性，金属铂与热敏电阻相反，故C错误。

答案：A4．如图1所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，LED为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与LED相距不变，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消耗的功率减小图1 C．当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率可能不变D．无论怎样移动触头P、L消耗的功率都不变解析：发光二极管为光敏电阻R提供光源，当光照强度增大时光敏电阻R电阻变小，电源两端的电压恒定，电流增加，L消耗的功率增大。

答案：A5．如图2所示是观察电阻值随温度变化情况示意图。

现在把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是( )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，且变化不明显图2C．如果R为NTC热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变小，读数变化非常明显D．如果R为NTC热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变小，读数变化不明显解析：如图所示，②是NTC热敏电阻的温度特性曲线，根据曲线的特点可以看出，当热敏电阻温度升高时，其电阻急剧减小。

揭开传感器的“面纱”第1、2节常见传感器的工作原理1.传感器能够将非电学量转化为电学量，按工作原理可分为物理传感器、化学传感器和生物传感器。

2．传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路组成，其中敏感元件是传感器的核心部分。

3．光敏电阻由半导体材料制成，光照越强电阻越小，导电性越好。

4．热敏电阻的电阻率随温度的变化有明显变化，常见两种类型，即正温度系数热敏电阻(PTC热敏电阻)，其电阻率随温度的升高而增大；负温度系数热敏电阻(NTC热敏电阻)，其电阻率随温度的升高而减小。

一、什么是传感器1．定义能够感受外界信息，并将其按照一定的规律转换成电信号的器件或装置。

2．作用传感器在自动测量和自动控制系统中担负着信息采集和转化任务，把非电学量转化为电学量。

二、种类繁多的传感器1．传感器的分类(按工作原理)及特点2．传感器的一般结构 非电学量电学量 三、光电传感器和温度传感器1．自主思考——判一判(1)传感器能够将非电学量转化为电学量，其核心部件是敏感元件。

(√)(2)光电传感器、温度传感器属于物理传感器，气敏传感器、湿敏传感器属于化学传感器。

(√)(3)光敏电阻电学性质随光照增强电阻减小。

(√) (4)热敏电阻电学性质随温度升高，电阻一定减小。

(×) (5)干簧管继电器在电路中作用相当于一个开关。

(√) 2．合作探究——议一议(1)在家庭生活中，人们不必直接接触就可以控制一些机器，试举一些生活中的例子，看哪些生活用品是通过传感器来完成的。

提示：电视机及空调机的遥控器、电冰箱、自动干手机、自动水龙头、楼道内的声控灯等。

(2)在光电报警装置中，干簧管的工作原理是什么？它在电路中所起的作用是什么？ 提示：如图所示，当干簧管处于磁场中时，两个软铁质簧片被磁化，相互吸引而接通电路，它在电路中起到开关的作用。

(3)热敏电阻的阻值一定随温度的升高而减小吗？提示：热敏电阻的阻值随温度的升高不一定减小，正温度系数的热敏电阻(PTC)，其阻值随温度的升高而增大；而负温度系数的热敏电阻(NTC)，其阻值随温度的升高而减小。