1、2012年粤教版高中物理选修 3-2 3.3传感器的应用练习卷与答案（带解析） 选择题 如图所示， R1为定值电阻， R2为负温度系数的热敏电阻， L为小灯泡，当温度降低时（ ） A R1两端的电压增大 B电流表的示数增大 C小灯泡的亮度变强 D小灯泡的亮度变弱 答案： C 试题分析： R2与灯 L并联后与 R1串联，与电源构成闭合电路，当热敏电阻温度降低时，电阻 R2增大，外电路电阻增大，电流表读数减小，灯 L电压增大，灯泡亮度变强， R1两端电压减小，故 C正确，其余各项均错。 考点：本题考查了热敏电阻的特点和闭合电路的欧姆定律以及动态电路分析问题。 点评：热敏电阻相当于动态电路中滑动变阻
2、器的作用，解题思路是利用闭合回路动态问题分析法，先总后分，先不变后变的思路。 填空题 传感器的应用 （ 1）力传感器 电子秤：它的敏感元件是应变片，形变的大小可以改变其电阻的大小。应变片可以把物体 _这个力学量转换成 _这个电学量。 （ 2）声音传感器 话筒：它的敏感元件是音膜，动圈式的话筒音膜与线圈固定。电容式的话筒音膜就是一个电容器的可动极板，音膜的振动就能把 _转换成 _. （ 3）温度传感器 电熨斗：它通过温度传感器来控制电路的通断，应用的物理原理是 _。 测温仪：测温仪中的敏感元件可以是： _、 _、 _、 _等。 答案：（ 1）形变 电阻（或电压）（ 2）声音信号 电信号（ 3）
3、热胀冷缩 热敏电阻 金属热电阻 热电偶 红外线敏感元件 试题分析：根据力传感器的工作原理：力传感器，它的敏感元件是应变片，形变的大小可以改变其电阻的大小。应变片可以把物体形变这个力学量转换成电阻或电压这个电学量。 根据声音传 感器的原理：它的敏感元件是音膜，动圈式的话筒音膜与线圈固定。电容式的话筒音膜就是一个电容器的可动极板，音膜的振动就能把声音信号转换成电信号。 温度传感器，它通过温度传感器来控制电路的通断，应用的物理原理是把温度信号转变成电信号，实例是，电熨斗通过温度升高或降低热胀冷缩实现电路的开关；测温仪中的热敏电阻通过温度升高或降低阻值增加或减少来控制电路，也可以是红外线敏感元件等对温
4、度变化比较反应大的元件。 考点：本题考查了传感器的应用和工作原理。 点评：理解各种传感器的工作原理是解决此题的关键，要多看课本材料，属于理 解加记忆类的知识点。 如图所示，甲、乙是两类热敏电阻的 Rt 特征图线，如果想用热敏电阻作传感器，并与继电器相连，构成一个简单的自动报警线路，当温度过高时，由继电器接通电路报警 .采用图 _类热敏电阻较好 .答案：甲 试题分析：电路要求温度过高时报警，正常情况下电阻变化应该不是很显著才对，所以甲图温度较低时电阻变化不是很显著，有个突变的转折点，符合题目要求，乙图电阻随温度升高变化越来越不明显，所以不符合题意。 考点：本题考查了热敏电阻的特点和应用。 点评：
5、解答此题关键是从图像中分析出电阻率随温度的变化情况，报警装置要求达到某一极限时突然响起来。 简答题 如图所示为一自动控温度的电加热器的电路图， R1是热敏电阻， R2是加热电阻，试说明它是如何控制温度的？ 答案： 试题分析：闭合开关，电压加在 R1和 R2上，它们产生的热功率为 ，随着温度的升高，热敏电阻 R1阻值增大，他们产生的电热功率就减小，选择合适的热敏电阻和加热电阻，就可以将加热的温度控制在某一温度上，加热功率等于散热功率，物体的温度保持在这一温度上不变。 考点：本题考查了温度传感器的应用和工作原理。 点评：温度传感器是利用热敏电阻阻值随温度的变化而变化的电学元件，适用于自动控温设备中
6、。 某学生为了测量一物体的质量，找到了一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力（比例系数为 k），如图所示。测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为 0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压 U，现有下列器材：力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、电键及导线若干、待测物体（可置于力电转换器的受压面上）。请完成对该物体质量的测量。 （ 1）设计一个电路， 要求力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的电路图。 （ 2）简要说明测量步骤，求出比例系数 k，并测出待测物体的质量 m。 （ 3）
7、请设想实验中可能出现的一些问题。 答案： 试题分析：物体的重力 G与质量的关系是 G=mg，重力在数值上等于静止物体对水平支持物的压力 F。又题目所给的力电转换器的输出电压正比于受压面的压力即 U=kF。因此利用电压表测出的电压值可间接地测量物体的质量。 （ 1）由于测量时要求输入电压的可调范围尽可能大，所以测量电路的输入端应连成滑动变阻器的分压电路，输出端要 接电压表，用以测量输出电压，测量电路如图 3-3-11所示。 （ 2）测量步骤为： 调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零； 将砝码 m0放在转换器上，记下输出电压 U0，则 U0=km0g，得 k= ； 将待测物体放在转换器上，记下输出电压 U，测得 U=kmg 代入 k值得 m= m0。 （ 3）力电转换器作为一种测量装置就有量程和零误差问题，所以实验中可能会出现的问题有： 待测物体质量超出转换器量程； 因电源电压不够而输出电压调不到零 考点：本题考查了压力传感器的工作原理。 点评：半导体材料在生活中的应用和重力和压力的关系，知道在什么情况下，压力的大小与重力的大小相等 .
