實(shí)驗(yàn)十一：傳感器的簡單使用一、單項(xiàng)選擇題1美國科學(xué)家Willard SBoyle與George ESmith因電荷耦合器件(CCD)的重要發(fā)明榮獲2009年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)CCD是將光學(xué)量轉(zhuǎn)變成電學(xué)量的傳感器，下列器件不可作為傳感器的有()A光敏電阻 B熱敏電阻C霍爾元件 D干電池2唱卡拉OK用的話筒，內(nèi)有傳感器其中有一種是動(dòng)圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個(gè)輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場中，當(dāng)聲波使膜片前后振動(dòng)時(shí)，就將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栂铝姓f法正確的是()A該傳感器是根據(jù)電流的磁效應(yīng)工作的B該傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的C膜片振動(dòng)時(shí)，穿過金屬線圈的磁通量不變D膜片振動(dòng)時(shí)，金屬線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢3半導(dǎo)體電阻的大小隨溫度的變化會(huì)發(fā)生明顯的改變，用半導(dǎo)體材料制成的電阻叫熱敏電阻熱敏電阻可以用來監(jiān)控汽車元件溫度的變化，圖KS111甲所示是熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律圖，現(xiàn)將該電阻與阻值為50 的電阻R0組成如圖乙所示的電路，電源電壓為12 V，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.2 A時(shí)，熱敏電阻的溫度為() 甲 乙圖KS111A10 B30 C60 D90 4利用金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的變化而變化的特點(diǎn)可以制成電阻溫度計(jì)圖KS112甲所示為某種金屬導(dǎo)體的電阻R隨溫度t變化的圖線(直線)如果用這種金屬導(dǎo)體做成測溫探頭，再將它連入如圖乙所示的電路中，隨著測溫探頭處待測溫度的變化，電流表示數(shù)也會(huì)發(fā)生變化則在t1t2溫度范圍內(nèi)() 甲 乙圖KS112A待測溫度越高，電流表的示數(shù)越大B待測溫度越高，電流表的示數(shù)越小C待測溫度升高，電流表的示數(shù)均勻增大D待測溫度升高，電流表的示數(shù)均勻減小5在輸液時(shí)，藥液有時(shí)會(huì)從針口流出體外，為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)了一種報(bào)警裝置，電路如圖KS113所示M是貼在針口處的傳感器，接觸到藥液時(shí)其電阻RM發(fā)生變化，導(dǎo)致S兩端電壓U增大，裝置發(fā)出警報(bào)，此時(shí)()圖KS113ARM變大，且R越大，U增大越明顯BRM變大，且R越小，U增大越明顯CRM變小，且R越大，U增大越明顯DRM變小，且R越小，U增大越明顯二、多項(xiàng)選擇題6圖KS114所示為光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)器的示意圖，圖中虛線表示激光，圓柱體表示隨傳送帶運(yùn)動(dòng)的貨物，其中R1為光敏電阻，R2為定值電阻，此光電計(jì)數(shù)器的基本工作原理是()圖KS114A當(dāng)光照射R1時(shí)，信號處理系統(tǒng)獲得高電壓B當(dāng)光照射R1時(shí)，信號處理系統(tǒng)獲得低電壓C信號處理系統(tǒng)每獲一次低電壓就計(jì)數(shù)一次D信號處理系統(tǒng)每獲一次高電壓就計(jì)數(shù)一次7傳感器是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的一種元件如圖KS115所示，圖乙、圖丙是兩種常見的電容式傳感器，現(xiàn)將圖乙、圖丙兩種傳感器分別接到圖甲的電路中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(電流從電流表正接線柱流入時(shí)指針向右偏)，下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中正確的是() 甲 乙丙圖KS115A當(dāng)乙傳感器接入電路實(shí)驗(yàn)時(shí)，若F變小，則電流表指針向右偏轉(zhuǎn)B當(dāng)乙傳感器接入電路實(shí)驗(yàn)時(shí)，若F變大，則電流表指針向右偏轉(zhuǎn)C當(dāng)丙傳感器接入電路實(shí)驗(yàn)時(shí)，若導(dǎo)電溶液深度h變大，則電流表指針向左偏轉(zhuǎn)D當(dāng)丙傳感器接入電路實(shí)驗(yàn)時(shí)，若導(dǎo)電溶液深度h變小，則電流表指針向左偏轉(zhuǎn)8工業(yè)生產(chǎn)中需要物料配比的地方常用“吊斗式”電子秤，圖KS116甲所示的是“吊斗式”電子秤的結(jié)構(gòu)圖，其中實(shí)現(xiàn)稱質(zhì)量的關(guān)鍵性元件是拉力傳感器拉力傳感器的內(nèi)部電路如圖丙所示，R1、R2、R3是定值電阻，R120 k，R210 k，R0是對拉力敏感的應(yīng)變片電阻，其電阻值隨拉力變化的圖象如圖乙所示，已知料斗重1103 N，沒裝料時(shí)Uba0，g取10 m/s2.下列說法正確的是() 甲 乙 丙圖KS116AR3阻值為40 kB裝料時(shí)，R0的阻值逐漸變大，Uba的值逐漸變小 C拉力變大，應(yīng)變片電阻阻值也變大，Uba傳感器的示數(shù)也變大D應(yīng)變片的作用是把物體形變這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量三、非選擇題9(2017年河南大聯(lián)考)圖KS117甲所示是一種常用的力傳感器，它是利用金屬電阻應(yīng)變片將力的大小轉(zhuǎn)換為電阻大小變化的傳感器常用的力傳感器由金屬梁和應(yīng)變片組成，且力F越大，應(yīng)變片彎曲程度越大，應(yīng)變片的電阻變化就越大，輸出的電壓差U|U1U2|也就越大已知傳感器不受壓力時(shí)的電阻約為19 ，為了準(zhǔn)確地測量該阻值，設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)原理圖如圖乙所示甲 乙 丙圖KS117實(shí)驗(yàn)室提供以下器材：A定值電阻R0(R05 )B滑動(dòng)變阻器(最大阻值為2 ，額定功率為50 W)C電流表(0.6 A，內(nèi)阻r11 )D電流表(0.6 A，內(nèi)阻r2約為5 )E直流電源E1(電動(dòng)勢3 V，內(nèi)阻約為1 )F直流電源E2(電動(dòng)勢6 V，內(nèi)阻約為2 )G開關(guān)S及導(dǎo)線若干(1)當(dāng)金屬梁沒有受到壓力時(shí)，兩應(yīng)變片的電阻相等，通過兩應(yīng)變片的電流相等，則輸出的電壓差U_(填“大于零”“小于零”或“等于零”)(2)圖乙中為電流表，其中電流表選_(填“”或“”)，電源選_(填“E1”或“E2”)(3)在供電電路中滑動(dòng)變阻器有兩種連接方式：一種是限流式，另一種是分壓式，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇的方式為_(4)在圖丙中，將原電路B、C間導(dǎo)線斷開，并將滑動(dòng)變阻器與原設(shè)計(jì)的電路A、B、C端的一些端點(diǎn)連接，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，測量多組數(shù)據(jù)，從而使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確，請?jiān)趫D丙中正確連接電路(5)結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟可以得出電阻的表達(dá)式為_(兩電流表的電流分別用I1、I2表示)10圖KS118所示為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變，且對溫度很敏感)的IU關(guān)系曲線圖圖KS118(1)為了通過測量得到如圖所示IU關(guān)系的完整曲線，在圖KS119所示的甲和乙兩個(gè)電路中應(yīng)選擇的是圖_；簡要說明理由：_.(電源電動(dòng)勢為9 V，內(nèi)阻不計(jì)，滑動(dòng)變阻器的阻值為0100 )圖KS119(2)圖丙電路中，電源電壓恒為9 V，電流表示數(shù)為70 mA，定值電阻R1250 ，由熱敏電阻的IU關(guān)系曲線可知，熱敏電阻兩端的電壓為_V；電阻R2的阻值為_.(3)舉出一個(gè)可以應(yīng)用熱敏電阻的例子：_.11圖KS1110所示裝置可以用來測量硬彈簧(即勁度系數(shù)較大的彈簧)的勁度系數(shù)k.電源的電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻可忽略不計(jì)，滑動(dòng)變阻器全長為l，重力加速度為g，為理想電壓表當(dāng)木板上沒有放重物時(shí)，滑動(dòng)變阻器的觸頭位于圖中a點(diǎn)，此時(shí)電壓表示數(shù)為零在木板上放置質(zhì)量為m的重物，滑動(dòng)變阻器的觸頭隨木板一起下移，由電壓表的示數(shù)U及其他給定條件，可計(jì)算出彈簧的勁度系數(shù)k.圖KS1110(1)寫出m、U與k之間所滿足的關(guān)系式：_.(2)已知E 1.50 V，l 12.0 cm，g9.80 m/s2.測量結(jié)果如下表：m/kg1.001.503.004.506.007.50U/V0.1080.1540.2900.4460.6080.740圖KS1111在圖KS1111中給出的坐標(biāo)紙上利用表中數(shù)據(jù)描出mU直線mU直線的斜率為_kg/V.彈簧的勁度系數(shù)k_N/m.(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)12傳感器擔(dān)負(fù)著信息的采集任務(wù)，在自動(dòng)控制中發(fā)揮著重要作用，傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹?如溫度、光、聲等)轉(zhuǎn)換成便于測量的量(通常是電學(xué)量)例如熱敏傳感器，主要是應(yīng)用了半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻，熱敏電阻隨溫度變化的圖線如圖KS1112甲所示，圖乙是由熱敏電阻Rt作為傳感器制作的簡單自動(dòng)報(bào)警器線路圖圖KS1112(1)為了使溫度過高時(shí)報(bào)警器鈴響，c應(yīng)接在_(填“a”或“b”)(2)若使啟動(dòng)報(bào)警的溫度提高些，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片P向_(填“左”或“右”)移動(dòng)(3)如果在調(diào)試報(bào)警器達(dá)最低報(bào)警溫度時(shí)，無論如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P都不能使報(bào)警器工作，且電路連接完好，各電路元件都能處于工作狀態(tài)，則造成工作電路實(shí)際不能工作的原因可能是：_.