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第三章 傳感器 章末檢測卷(三) (時間：90分鐘　滿分：100分) 一、單項選擇題(本題共6小題，每小題4分，共24分) 1．下列器件不是應(yīng)用溫度傳感器的是 (　　) A．電熨斗 B．話筒 C．電飯鍋 D．測溫儀 答案　B 解析　電熨斗、電飯鍋和測溫儀都是把非電學(xué)量溫度轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的元件，都要使用溫度傳感器．話筒是把非電學(xué)量聲音轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的元件，不需要使用溫度傳感器． 2．有一種在光照或溫度升高時排氣扇都能啟動的自動控制裝置，下列說法正確的是 (　　) A．兩個傳感器都是光電傳感器 B．兩個傳感器分別是光電傳感器和溫度傳感器 C．兩個傳感器可能分別是溫度傳感器、電容式傳感器 D．只有光照和溫度都適合時排氣扇才能工作 答案　B 解析　題中提到有光照或溫度升高時排氣扇都能啟動，由此可見兩個傳感器一個是光電傳感器，一個是溫度傳感器，而且排氣扇自動工作只需光照或溫度一個滿足條件即可，A、C、D錯，B對． 3．用遙控器調(diào)換電視機頻道的過程，實際上就是傳感器把光信號轉(zhuǎn)化為電信號的過程．下列屬于這類傳感器的是 (　　) A．紅外報警裝置 B．走廊照明燈的聲控開關(guān) C．自動洗衣機中的壓力傳感裝置 D．電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器 答案　A 4.如圖1所示是某種汽車上的一種自動測定油箱內(nèi)油面高度的裝置．R是滑動變阻器．它的金屬滑片是杠桿的一端，從油量表(由電流表改裝而成)指針?biāo)傅目潭?，就可以知道油箱?nèi)油面的高度，當(dāng)滑動變阻器的金屬滑片向下移動時(　　) 圖1 A．電路中的電流減小，油箱油面降低 B．電路中的電流減小，油箱油面升高 C．電路中的電流增大，油箱油面降低 D．電路中的電流增大，油箱油面升高 答案　D 解析　當(dāng)油箱油面升高時，由于浮力作用使金屬滑片向下移動，而回路電阻減小，電流增大，故D項正確． 5．某儀器內(nèi)部電路如圖2所示，其中M是一個質(zhì)量較大的金屬塊，左、右兩端分別與金屬絲制作的彈簧相連，并套在光滑水平細(xì)桿上，a、b、c三片金屬片的間隙很小(b固定在金屬塊上)．當(dāng)金屬塊處于平衡時兩根彈簧均處于原長狀態(tài)．若將該儀器固定在一輛汽車上，則下列說法正確的是 (　　) 圖2 A．當(dāng)汽車加速前進時，甲燈亮 B．當(dāng)汽車加速前進時，乙燈亮 C．當(dāng)汽車剎車時，乙燈亮 D．當(dāng)汽車剎車時，甲、乙燈均不亮 答案　B 解析　向右加速時，M向左移動，b與a接觸，乙燈亮；當(dāng)剎車時，M向右移動，b與c接觸，甲燈亮．故選項B正確． 6．氧化錫傳感器主要用于汽車尾氣中一氧化碳濃度的檢測．它的電阻隨一氧化碳濃度的變化而變化，在圖3甲所示的電路中，不同的一氧化碳濃度對應(yīng)著傳感器的不同電阻，這樣，顯示儀表的指針就與一氧化碳濃度有了對應(yīng)關(guān)系，觀察儀表指針就能判斷一氧化碳濃度是否超標(biāo)．有一種氧化錫傳感器，其技術(shù)資料中給出的是電導(dǎo)(即電阻的倒數(shù))—CO濃度曲線如圖乙所示，請判斷，下列選項中電壓表示數(shù)U0與一氧化碳濃度c之間的對應(yīng)關(guān)系正確的是 (　　) 圖3 答案　B 解析　由題圖乙知一氧化碳濃度越高，傳感器電阻越小，電路中的電流越大，電壓表示數(shù)U0越大，B正確． 二、多項選擇題(本題共4小題，每小題5分，共20分，每題至少有2個選項正確，選對得5分，漏選得2分，錯選得0分) 7．關(guān)于傳感器的作用，下列說法中正確的是 (　　) A．通常傳感器可以直接用來進行自動控制 B．傳感器可以用來采集信息 C．傳感器可以將感受到的一些信號轉(zhuǎn)換為電學(xué)量 D．傳感器可以將所有感受到的信號都轉(zhuǎn)換為電學(xué)量 答案　BC 解析　傳感器是將感受的非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的儀器，不同的傳感器感受不同的信號，B、C對． 8．下列說法正確的是 (　　) A．話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將電信號轉(zhuǎn)換為聲信號 B．電熨斗能夠自動控制溫度的原因是它裝有雙金屬片溫度傳感器，這種傳感器作用是控制電路的通斷 C．電子秤所使用的測力裝置是力傳感器 D．半導(dǎo)體熱敏電阻常用作溫度傳感器，因為溫度越高，它的電阻值越大 答案　BC 9．下列說法正確的是(　　) A．熱敏電阻是把熱量這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量的元件 B．金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性好，但靈敏度差 C．電熨斗中的雙金屬片是溫度傳感器 D．霍爾元件是能夠把磁學(xué)量磁感應(yīng)強度轉(zhuǎn)換為電壓的傳感元件 答案　BCD 解析　熱敏電阻是把溫度這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量的元件，A錯誤；B、C、D正確． 10.電容式話筒的保真度比動圈式話筒好，其工作原理如圖4所示．Q是絕緣支架，薄金屬膜M和固定電極N形成一個電容器，被直流電源充電．當(dāng)聲波使膜片振動時，電容發(fā)生變化，電路中形成變化的電流．當(dāng)膜片向右運動的過程中，有(　　) 圖4 A．電容變大 B．電容變小 C．導(dǎo)線AB中有向左的電流 D．導(dǎo)線AB中有向右的電流 答案　AC 三、填空題(本題共2小題，共10分) 11．(4分)目前有些居民區(qū)內(nèi)樓道燈的控制，使用的是一種延時開關(guān)，該延時開關(guān)的簡化原理如圖5所示．圖中D是紅色發(fā)光二極管(只要有很小的電流通過就能使其發(fā)出紅色亮光)，R為限流電阻，K為按鈕式開關(guān)，虛線框內(nèi)S表示延時開關(guān)電路，當(dāng)按下K接通電路瞬間，延時開關(guān)觸發(fā)，相當(dāng)于S閉合，這時釋放K后，延時開關(guān)S約在1 min后斷開，燈泡熄滅．根據(jù)上述信息和原理圖，我們可推斷： 圖5 按鈕開關(guān)K按下前，發(fā)光二極管是________(填“發(fā)光的”或“熄滅的”)，按鈕開關(guān)K按下再釋放后，燈泡L發(fā)光持續(xù)時間約________ min.這一過程中發(fā)光二極管是________．限流電阻R的阻值和燈絲電阻RL相比，應(yīng)滿足R________RL的條件． 答案　發(fā)光的　1　熄滅的　? 解析　開關(guān)K按下前，S斷開，有電流經(jīng)過發(fā)光二極管，故發(fā)光二極管是發(fā)光的．當(dāng)按下開關(guān)K后，延時開關(guān)S閉合，二極管和R被短路，二極管不發(fā)光，由于延時開關(guān)S約1 min后斷開，故燈泡L能持續(xù)發(fā)光1 min，由于R為限流電阻，且二極管只要有很小的電流通過就能發(fā)光，故應(yīng)滿足R?RL. 12．(6分)傳感器是把非電學(xué)量(如速度、溫度、壓力等)的變化轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的變化的一種元件，在自動控制中有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用．有一種測量人的體重的電子秤，其測量部分的原理圖如圖6中的虛線框所示，它主要由壓力傳感器R(電阻值會隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻)和顯示體重大小的儀表(實質(zhì)是理想的電流表)組成．壓力傳感器表面能承受的最大壓強為1107 Pa，且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關(guān)系如下表所示．設(shè)踏板和壓桿的質(zhì)量可以忽略不計，接通電源后，壓力傳感器兩端的電壓恒為4.8 V，取g＝10 m/s2.請回答： 圖6 壓力F/N 0 250 500 750 1 000 1 250 1 500 …… 電壓R/Ω 300 270 240 210 180 150 120 …… (1)該秤零起點(即踏板空載時)的刻度線應(yīng)標(biāo)在電流表刻度盤________A處． (2)如果某人站在該秤踏板上，電流表刻度盤的示數(shù)為20 mA，這個人的質(zhì)量是________kg. 答案　(1)1.610－2　(2)50 解析　(1)由題表知，踏板空載時，壓力傳感器電阻R＝300 Ω，此時中電流 I＝＝ A＝1.610－2 A. (2)當(dāng)電流I′＝20 mA＝210－2 A時，壓力傳感器的電阻R′＝＝ Ω＝240 Ω，對應(yīng)表格中，這個人的質(zhì)量為50 kg. 四、計算題(本題共4小題，共46分) 13．(8分)(1)用如圖7所示的傳感器可以測運動物體的位移，說明它的工作原理是什么？ 圖7 (2)電子電路中常用到一種稱為“干簧管”的元件，它的結(jié)構(gòu)是玻璃管內(nèi)封入的兩個軟磁性材料制成的簧片，如圖8所示，它是傳感器嗎？ 圖8 答案　見解析 解析　(1)它可以將位移變化轉(zhuǎn)化為電容信號，當(dāng)物體向左運動時，電容增大；向右運動時，電容減?。? (2)它是傳感器，可以感知磁場． 玻璃管內(nèi)封入兩個軟磁性材料制成的簧片，當(dāng)存在磁場時，如條形磁鐵靠近，兩個簧片被磁化而相互吸引接觸，燈泡就發(fā)光，因此能感知磁場的存在． 14．(10分)溫度傳感器廣泛應(yīng)用于室內(nèi)空調(diào)、電冰箱和微波爐等家電產(chǎn)品中，它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性工作的．在圖9甲中，電源的電動勢E＝9.0 V，內(nèi)阻可忽略不計；G為靈敏電流表，內(nèi)阻Rg保持不變；R為熱敏電阻，其阻值與溫度的變化關(guān)系如圖乙中的R－t圖線所示．閉合開關(guān)，當(dāng)R的溫度等于20℃時，電流表示數(shù)I1＝2 mA；當(dāng)電流表的示數(shù)I2＝3.6 mA時，熱敏電阻R的溫度是多少？ 圖9 答案　120℃ 解析　溫度為20℃時R為4 kΩ，由I＝，得Rg＝500 Ω， 若I＝3.6 mA，可得R＋Rg＝2.5 kΩ，則R＝2 kΩ 根據(jù)題圖乙得，此時溫度為120℃. 15．(14分)某種電飯鍋的工作原理圖如圖10所示，煮飯時開關(guān)S是閉合的，紅色指示燈亮；飯熟后(溫度大約為103℃)保護開關(guān)S自動斷開，黃燈亮． 圖10 (1)電阻R1的作用是保護紅色指示燈不致因電流過大而燒毀，與電飯鍋發(fā)熱板的等效電阻相比，二者大小應(yīng)有什么關(guān)系？為什么？ (2)通常情況下用這種電飯鍋燒水時，它的自動斷電功能是否起作用？為什么？ 答案　見解析 解析　(1)R1應(yīng)該遠(yuǎn)大于發(fā)熱板的等效電阻．因為R1紅色指示燈只起指示作用，R1和紅色指示燈消耗的電功率應(yīng)遠(yuǎn)小于發(fā)熱板的功率，兩者又是并聯(lián)接入電路的，電壓相同，所以流過R1和紅色指示燈的電流應(yīng)遠(yuǎn)小于流過發(fā)熱板的電流，因此R1應(yīng)該遠(yuǎn)大于發(fā)熱板的等效電阻． (2)水沸騰時的溫度為100℃，燒開時水溫不會達(dá)到103℃，所以自動斷電功能不起作用． 16．(14分)現(xiàn)有熱敏電阻、電爐絲、電源、電磁繼電器、滑動變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線若干．如圖11所示，試設(shè)計一個溫控電路．要求溫度低于某一溫度時，電爐絲自動通電供熱，超過某一溫度時，又可以自動斷電，畫出電路圖說明工作過程． 圖11 答案　電路圖如圖所示　工作過程見解析 工作過程：閉合S，當(dāng)溫度低于設(shè)計值時，熱敏電阻阻值大，通過電磁繼電器的電流不能吸下P，K接通，電爐絲加熱．當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)計值時，熱敏電阻減小到某值，通過電磁繼電器的電流達(dá)到工作電流，吸下P，使觸點K斷開，電爐絲斷電，停止供熱．當(dāng)溫度低于設(shè)計值時，又重復(fù)前述過程．