1、1第六章 传感器【巩固练习】一、选择题1下列关于电饭锅的说法中正确的是（ ）A电饭锅中的温度传感器其主要元件是氧化铁B铁氧体在常温下具有铁磁性，温度很高时失去铁磁性C用电饭锅烧水，水开后能自动断电D用电饭锅煮饭时，若温控开关自动断电后，它不能自动复位2关于光传感器的应用，下列说法正确的是（ ）A火灾报警器是利用烟雾对光的反射来工作的B火灾报警器中的光电；极管平时收不到发光二极管 LED 发出的光，呈现高电阻状态C机械式鼠标器的传感器是红外发射管D当鼠标在桌面上移动时，红外接收管接收到的是断续的红外脉冲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
2、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用遥控器调换电视机频道的过程，实际上是电视机中的传感器把光信号转换为电信号的过程。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电饭锅中控制加热和保温的温控器5某城市为了节约能源，合理适时地使用路灯，要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的某种特性制成自动点亮、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三种特性都利用了6如图所示是一火警报警器电路的示意图，其中恐为用半导体热敏材料制成的传感器，这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而
3、增大。值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器。当传感器 R3所在处出现火情时，显示器的电流 I、报警器两端的电压 U 的变化情况是（ ）AI 变大，U 变小 BI 变小，U 变大CI 变小，U 变小 DI 变大，U 变大7下列关于光传感火灾报警器说法正确的是（ ）A发光二极管、光电三极管都是由半导体材料制成的B光电三极管与光敏电阻一样都是光敏感元件，都是将光信号转换为电信号C发光二极管发出的是脉冲微光D如果把挡板撤去，火灾报警器照样工作28如图所示为小型电磁继电器的构造示意图，其中 L 为含铁芯的线圈。P 为可绕 O 点转动的铁片，K 为弹簧，S 为一对触头，A、B、C、D 为
4、四个接线柱。电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求。其工作方式是（ ）AA 与 B 接信号电压，C 与 D 可跟被控电路串联BA 与 B 接信号电压，C 与 D 可跟被控电路并联CC 与 D 接信号电压，A 与 B 可跟被控电路串联DC 与 D 接信号电压，A 与 B 可跟被控电路并联9如图所示是温度报警器电路示意图，下列关于此电路的分析正确的是（ ）A当 RT的温度升高时，R T减小，A 端电势降低，Y 端电势升高，蜂鸣器会发出报警声B当 RT的温度升高时，R T减小，A 端电势升高，Y 端电势降低，蜂鸣器会发出报警声C当增大 RT时，A 端电势升高，Y 端电势降低，蜂鸣器会发出报警声
5、D当增大 RT时，A 端电势降低，Y 端电势升高，蜂鸣器会发出报警声10如图所示的光控电路用发光二极管 LED 模拟路灯，RG 是光敏电阻。A 为斯密特触发器输入端，在天黑时路灯（发光二极管）会点亮。下列说法正确的是（ ）A天黑时，Y 处于高电压B天黑时，Y 处于低电平C当 R1调大时，天更暗时，灯（发光二极管）点亮D当 R1调大时，天较亮时，灯（发光二极管）就能点亮11演示位移传感器的工作原理如图所示，物体 M 在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆 P。通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小 x，假设电压表是理想的，则下列说法中正确的是（ ）A物体 M 运动时，电路中的电流会发生变化
6、B物体 M 运动时，电压表的示数会发生变化C物体 M 不动时，电路中没有电流D物体 M 不动时，电压表没有示数二、填空题12对于与门电路，当输入_时，输出是“1” ；对于或门电路，当输入_时，输出是“1” ；对于非门电路，当输入_时，输出是“1” 。13斯密特触发器是一种特殊的_门电路，它能将连续变化的_信号，转变为连续变化的_14机械式鼠标器的内部中的光传感器接收到的是断续的_，输出相应的3_信号。15烟雾散射式火灾报警器内装有发光二极管 LED、光电三极管和不透明的挡板。平常光电三极管收不到 LED 发出的光，呈现_电阻状态。当有烟雾时因其对光的散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电
7、阻变_。与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报。16如图所示为一实验小车利用光电脉冲测量车速和行程的装置示意图，A 为光源，曰为光电接收器，A、B 均固定在车身上，C 为小车的车轮，D 为与 c同轴相连的齿轮。车轮转动时，A 发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被曰接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示。若实验显示单位时间内的脉冲数为 n，累计脉冲数为 N，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理数据是_；小车速度的表达式为v=_；行程的表达式为 s=_。三、解答题17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
8、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。18如图所示是利用光敏电阻自动计数的示意图，其中 A 是发光仪器，B 是接收光信号的仪器，B 中的主要元件是光电传感器光敏电阻。试简要叙述自动计数的原理。19电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器，他们一般具有加热和保温功能，其工作原理大致相同。图甲为某种电热式电器的简化电路图，主要元件有电阻丝 R1，R 2和自动开关 S。4（1）当自动开关 S 闭合和断开时，用电器分别处于什么状态？（2）用电器由照明电路供电（U=220 V） ，设
9、加热时用电器的电功率为 400 W，保温时用电器的电功率为 40 W，则 R1和 R2分别为多大？（3）若将图甲中的自动开关 S 换成理想的晶体二极管 D，如图乙所示，其他条件不变，求该用电器工作 1 h 消耗的电能。20请设计一个用光敏电阻来模拟路灯的自动夜开昼关的电路。提供的仪器：光敏电阻、小灯泡、电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线若干。21如图所示是一个报警器装置的逻辑电路图。R T是一个热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时电阻值很小，R 是一个阻值较小的分压电阻，A 为斯密特触发器输入端。（1）为什么在高温时电铃会响起？（2）为了提高电路的灵敏度，即将报警温度调得低些，那么 R的值应该
10、大一些还是小一些？22如图所示，A 是浮子，B 是金属触头，C 为住宅楼房顶上的蓄水池，M 是带水泵的电动机，D 是弹簧，E 是衔铁，F 是电磁铁，S 1、S 2分别为触点开关，S 为开关，J 为电池。请利用上述材料，设计一个住宅楼房顶上的自动注水装置。（1）连接电路图；（2）简述其工作原理。 （涉及的元件可用字母代替）【答案与解析】一、选择题1 【答案】BD 【解析】电饭锅中的温度传感器其主要元件是铁氧体，故 A 错，B 选项正确。因水开时温度约为 100，达不到居里温度 103，故不能自动断电，则选项 C 错。温控开关只能5手动闭合，故 D 正确。2 【答案】BD 【解析】烟雾散射式火灾报
11、警器内装有发光二极管 LED、光电三极管和不透明的挡板，平常光电三极管收不到 LED 发出的光，呈现高电阻状态，选项 B 正确；当有烟雾时，因其对光的散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小，与传感器连接的电路检测出这种变化并发出警报，选项 A 错误；机械式鼠标器的传感器是红外接收管，选项 C 错误；当鼠标移动时，红外接收管就收到断续的红外脉冲，输出相应的电脉冲信号，选项 D正确。3 【答案】C 【解析】空调机根据温度调节工作状态，所以内部使用了温度传感器，故 C 正确。4 【答案】A 【解析】遥控器发出红外线，电视中的传感器感知红外线是红外线传感器，所以 A 选项正确。5 【答案】
12、B 【解析】题目中半导体应能感知光照强度变化，并输出电信号，控制电路通断，所以利用了半导体的光敏性，故 B 正确。6 【答案】D 【解析】首先弄清电路的结构：R 2与 R3并联，再与 R1串联，当 R3所在处出现火情时，R3的温度升高，则 B 的电阻增大，故整个外电路的电阻增大，总电流减小，路端电压 U 增大，R 1两端电压减小，则 R2两端电压增大，所以 I 增大。选项 D 正确。本题考查了闭合电路的欧姆定律和传感器的有关知识。7 【答案】AB 【解析】发光二极管工作时是持续发光的，挡板撤去，光始终照到光电三极管上，始终发出警报，和有无火灾无关。8 【答案】A 【解析】由图可知 A、B 是继
13、电器线圈的接线柱，所以 A、B 应接信号电压，线圈随信号电压变化而使继电器相吸或排斥，从而使 C、D 接通或断开，进而起到控制作用，所以选项 A 正确。9BC 【解析】当墨温度升高时，电阻减小，A 端电势升高到某一数值，Y 端电势突然降低，蜂鸣器导通发出警报，A 错 B 对。当增大 R，时，A 端电势升高到某一数值，Y 端电势突然降低，电流通过蜂鸣器，发出报警声，C 对 D 错。10 【答案】BC 【解析】天黑时，R。阻值增大到一定值，斯密特触发器输入端 A 的电压上升到某个值，输出端 Y 突然由高电平跳到低电平，R 1调大时，A 端电压降低，只有天更暗时，R G电阻更大时，路灯才点亮，故 B
14、、C 正确。11 【答案】B 【解析】电压表为理想电表，则电压表不分流，故触头移动时不会改变电路的电阻，也就不会改变电路中的电流，故选项 A 错误；电压表测得的是触头 P 左侧电阻分得的电压，故示数随物体 M 的移动，亦即触头的运动而变化，故选项 B 正确，选项 c、D 错误。二、填空题12 【答案】都同时为“1” 有一个为“1”为“0”13 【答案】非 模拟 数字614 【答案】红外线脉冲 电脉冲15 【答案】高 小16 【答案】车轮半径 R 和齿轮的齿数 P 2Rn N【解析】小车的速度等于车轮周长与单位时间内车轮转动圈数的乘积。设车轮的半径为 R，单位时间内车轮转动圈数为 k，则有 v=
15、2Rk。若齿轮的齿数为 P，则齿轮转一圈电子电路显示的脉冲数即为 P，已知单位时间内的脉冲数为 n，所以单位时间内齿轮转动圈数为 nP。由于齿轮与车轮同轴相连，他们在单位时间内转动圈数相等，即 nk。由以上两式可得， 2nv。同理，设车轮转动的累计圈数为 k，则有 s=2Rk，且 NP，所以 RNs。可见，要测出小车的速度 v 和行程 s，除单位时间内的脉冲数 n 和累计脉冲数 N 外，还必须测出车轮半径 R 和齿轮的齿数 P。三、解答题17 【答案】见解析 【解析】 （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
16、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。18 【答案】见解析 【解析】当传送带上没有物品挡住由 A 射向 B 的光信号时，光敏电阻的阻值变小，供给信号处理系统的电压变低，当传送带上有物品挡住由 A 射向 B 的信号时，光敏电阻的阻值变大，供给信号处理系统的电压变高。这种高低交替变化的信号经过信号处理系统的处理，就会自动将其转化为相应的数字，实现自动计数的功能。19 【答案】 （1）S 闭合时加热 S 断开时保温 （2）121 1089 （3）0.22 kWh【解析】 （1）S 闭合，处于
17、加热状态；S 断开，处于保温状态。（2）由电功率公式得21UPR，21，联立解得 R1=121，R2=1089。（3） 120.kWhtW（或 7.92105 J） 。20 【答案】见解析 【解析】本题考查学生设计创新能力，关键要利用光敏电阻的特性和继电器启闭工作电路的作用进行设计。电路设计如图所示，原理简述：光敏电阻的阻值随入射光强度的增强而减小，白天时，照射光敏电阻的光强度大，R 1阻值减小，电流增大，电磁铁把衔铁 P吸下使 B 脱离 A，切断电灯电路，夜晚时相反。721 【答案】 （1）见解析 （2）R 的值应大一些【解析】 （1）热敏电阻的温度上升，R T变小，A 端的电压低到某一值时
18、，Y 端会由低电平跳到高电平，加在电铃两端的电压变大，电铃响起。（2）若 R 的值大，由于它的分压作用，使 RT两端的电压不太高，则外界温度不太高时，就能使蹦之间电压降到低电压输入，而当 A 端的电压降低到某一值时，Y 端会由低电平跳到高电平，加在电铃两端的电压变大，电铃响起。22 【答案】见解析【解析】 （1）连接线路图如图所示（2）按图连接好电路，合上开关 S，水泵工作，水位升高，当浮子上升使 B 接触到 S1时，左侧电路（控制电路）工作，电磁铁 F 有磁力，拉下衔铁 E，使 S2断开，电机动 M 不工作，停止注水，当水位下降使 B 与 S1脱离，电路停止工作，F 无磁性，D 拉动 E，使 S2接通，电动机 M 工作。
