2019-2020年高中物理 第06章 傳感器試題（含解析）新人教版選修3-2.doc
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2019-2020年高中物理 第06章 傳感器試題（含解析）新人教版選修3-2 一、干簧管和傳感器 1．如圖所示 （1）干簧管和電路圖介紹： （2）現(xiàn)象：有磁鐵時電路________，無磁鐵時電路________。 2．傳感器 （1）定義：傳感器是這樣一種元件，它能夠感受諸如力、溫度、光聲、化學成份等________量， 并能把它們按照一定的規(guī)律轉換為電壓、電流等________量，或轉換為電路的________。 （2）作用：把非電學量轉換為電學量或轉換為電路的通斷。 （3）目的：方便地進行測量、________、________和________。 （4）工作原理： （5）常見的傳感器有：________、________、力傳感器、氣敏傳感器、超聲波傳感器、磁敏傳感器等。 二、常見傳感器元件 1．光敏電阻 （1）材料：一般為半導體。如：硫化鎘。光敏電阻的特性：光照越________，電阻越________；光照越弱，電阻越________； （2）導電原理：無光照時，載流子（自由電子和空穴）少，導電性能________隨著光照的的增強，載流子增多，導電性變________。 （3）作用：把________這個光學量轉換為________這個電學量； （4）應用：照相機、驗鈔機、光控開關、光電計數(shù)器、報警器。 2．金屬熱電阻和熱敏電阻 （1）一般為半導體 不同溫度的水 涼水 溫水 開水 電阻值情況 熱敏電阻——隨溫度的升高電阻變________。 （2）異同點 金屬熱電阻化學穩(wěn)定性好、測量范圍________，但是靈敏度差； 熱敏電阻化學穩(wěn)定性差、測量范圍________，但是靈敏度高。 （3）作用：把________這個熱學量轉換成為________這個電學量。 （4）應用：冰箱啟動器、電飯鍋、電阻溫度計、報警器等。 3．霍爾元件 （1）構造：很小的矩形半導體薄片上制作四個電極E、F、M、N。 （2）霍爾電壓：如圖，EF間通入恒定電流I同時外加與薄片垂直的磁場B，則M、N間出現(xiàn)霍爾電壓UH，它們之間的關系為：________，D為薄片厚度，k為霍爾系數(shù) （與薄片的材料有關）。 接通 斷開 物理 電學 通斷 傳輸 處理 控制 溫度傳感器 光電傳感器 強 小 大 不好 好 光照強弱 電阻 小 大 小 溫度 電阻 熱敏電阻和金屬熱電阻的比較 比較內容 熱敏電阻 金屬熱電阻 特點 電阻隨溫度升高而減小 電阻率隨溫度升高而增大 制作材料 氧化錳 鉑 優(yōu)點 靈敏度好 化學穩(wěn)定性好，測溫范圍大 作用 將溫度這個熱學量轉換為電阻這個電學量 【例題】如圖所示，圖中1、2分別是兩種材料的電阻R隨溫度T變化的圖線，下列說法中正確的是 A．圖線1是熱敏電阻的圖線，它是用金屬材料制成的 B．圖線2是熱敏電阻的圖線，它是用半導體材料制成的 C．圖線1的材料化學穩(wěn)定性好、測溫范圍大、靈敏度高 D．圖線2的材料化學穩(wěn)定性差、測溫范圍小、靈敏度高 參考答案：BD 試題解析：由圖線可知，1為金屬熱電阻，其化學穩(wěn)定性好、測量范圍大，靈敏度差；圖線2為熱敏電阻，其化學穩(wěn)定性差、測量范圍小，靈敏度高，由此可判斷BD正確。 1．關于傳感器工作的一般流程，下列說法中正確的是 A．非電學量→敏感元件→轉換電路→電學量→轉換元件 B．電學量→敏感元件→轉換電路→轉換元件→非電學量 C．非電學量→敏感元件→轉換元件→轉換電路→電學量 D．非電學量→轉換電路→轉換元件→敏感元件→電學量 2．有關傳感器，下列說法正確的是 A．光敏電阻能把溫度這個熱學量轉為電阻這個電學量 B．金屬熱電阻的化學穩(wěn)定性好，但靈敏度差 C．熱敏電阻能把光照強弱這個電學量轉為電阻這個電學量 D．霍爾元件能把磁感應強度這個磁學量轉換為電壓這個電學量 3．關于光敏電阻，下列說法正確的是 A．光敏電阻能夠把光照強弱這個光學量轉換為電阻這個電學量 B．硫化鎘是一種半導體材料，無光照射時，載流子極少，導電性能不好 C．硫化鎘是一種半導體材料，無光照射時，載流子較少，導電性能良好 D．半導體材料的硫化鎘，隨著光照的增強，載流子增多，導電性能變好 4．關于霍爾元件，下列說法正確的是 A．把溫度這個熱學量轉化為電阻這個電學量 B．把磁感應強度這個磁學量轉化為電壓這個電學量 C．把力這個力學量轉化為電壓這個電學量 D．把光照這個光學量轉化為電阻這個電學量 5．用遙控器調換電視機頻道的過程，實際上就是傳感器把光信號轉化為電信號的過程。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 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 6．如圖所示，某半導體熱敏電阻的I-U圖線可能是 7．如圖所示，R1為定值電阻，R2為負溫度系數(shù)的熱敏電阻，當溫度降低時，電阻變大，L為小燈泡，當溫度降低時 A．R1兩端的電壓增大 B．電流表的示數(shù)增大 C．小燈泡的亮度變強 D．小燈泡的亮度變弱 8．如圖所示，R1、R2為定值電阻，L為小燈泡，R3為光敏電阻，當照射光強度增大時 A．電壓表的示數(shù)增大 B．R2中電流減小 C．小燈泡的功率增大 D．電路的路端電壓增大 9．如圖是一種測定液面高度的電容式傳感器的示意圖。金屬棒與導電液體構成一個電容器，將金屬棒和導電液體分別與直流電源的兩極相連接，從電容C和導電液與金屬棒間的電壓U的變化就能反映液面的升降情況，則以下判斷正確的是 A．電源接通后，電容C減小，反映h減小 B．電源接通后，電容C減小，反映h增大 C．電源接通再斷開后，電壓U減小，反映h減小 D．電源接通再斷開后，電壓U減小，反映h增大 10．位移傳感器的工作原理如圖所示，物體M在導軌上平移時，帶動滑動變阻器的金屬滑桿P，通過電壓表顯示的數(shù)據(jù)，來反映物體M位移的大小x。假設電壓表是理想的，則下列說法正確的是 A．物體M運動時，電源內的電流會發(fā)生變化 B．物體M運動時，電壓表的示數(shù)會發(fā)生變化 C．物體M不動時，電路中沒有電流 D．物體M不動時，電壓表沒有示數(shù) 11．街旁的路燈、江海里的航標都要求在夜晚亮，白天熄，利用半導體的電學特性制成了自動點亮、熄滅的裝置，實現(xiàn)了自動控制，這是利用半導體的 A．壓敏性 B．光敏性 C．熱敏性 D．三種特性都利用 12．溫度傳感器廣泛應用于室內空調、電冰箱等家用電器中，它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性來工作的。如圖甲所示，電源的電動勢E=9 V，內阻不計；G為靈敏電流表，內阻Rg保持不變；R為熱敏電阻，其電阻阻值與溫度的變化關系如圖乙所示。閉合開關S，當R的溫度等于20 ℃時，電流表示數(shù)I1=2 mA；當電流表的示數(shù)I2=3.6 mA時，熱敏電阻的溫度是 A．60 ℃ B．80 ℃ C．100 ℃ D．120 ℃ 13．如圖所示，Rt為半導體熱敏電阻，其他電阻都是普通的電阻，當燈泡L的亮度變暗時，說明 A．環(huán)境溫度變高 B．環(huán)境溫度變低 C．環(huán)境溫度不變 D．都有可能 14．如圖所示的電路中，電源兩端的電壓恒定，L為小燈泡，R為光敏電阻，LED為發(fā)光二極管（電流越大，發(fā)出的光越強），且R與LED距離不變，下列說法中正確的是 A．當滑動觸頭P向左移動時，L消耗的功率增大 B．當滑動觸頭P向左移動時，L消耗的功率減小 C．當滑動觸頭P向右移動時，L消耗的功率可能不變 D．無論怎樣移動滑動觸頭P，L消耗的功率都不變 15．某學習小組的同學在用多用電表研究熱敏電阻特性的實驗中，安裝好如圖所示裝置。向杯內加入冷水，溫度計的示數(shù)為20 ℃，多用電表選擇適當?shù)谋堵?，讀出熱敏電阻的阻值R1。然后向杯內加入熱水，溫度計的示數(shù)為60 ℃，發(fā)現(xiàn)多用電表的指針偏轉角度較大，則下列說法正確的是 A．應選用電流擋，溫度升高換用大量程測量 B．應選用電流擋，溫度升高換用小量程測量 C．應選用歐姆擋，溫度升高時換用倍率大的擋 D．應選用歐姆擋，溫度升高時換用倍率小的擋 16．如圖所示的電路可將聲音信號轉換為電信號，該電路中右側固定不動的金屬板b與能在聲波驅動下沿水平方向振動的鍍有金屬層的振動膜a構成一個電容器，a、b通過導線與恒定電源兩極相接。若聲源S周期性振動，則 A．a振動過程中，a、b板間的電場強度不變 B．a振動過程中，a、b板所帶電荷量不變 C．a振動過程中，靈敏電流計中始終有方向不變的電流 D．a向右的位移最大時，a、b板所構成的電容器的電容最大 17．如圖所示，Rt為金屬熱電阻，R1為光敏電阻，R2和均為定值電阻，電源電動勢為E，內阻為r，V為理想電壓表，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大，可能的原因是 A．金屬熱電阻溫度升高，其他條件不變 B．金屬熱電阻溫度降低，光照減弱，其他條件不變 C．光照增強，其他條件不變 D．光照增強，金屬熱電阻溫度升高，其他條件不變 18．如圖1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I–U關系曲線圖。 （1）為了通過測量得到如圖1所示I–U關系的完整曲線，在圖2所示的a和b兩個電路中應選擇的是圖________； （2）在圖c所示的電路中，電源電壓恒為9 V，當給熱敏電阻加熱后，電流表讀數(shù)將________（填“增大”“減小”或“不變”） 19．單位時間內通過管道截面的液體的體積稱為流量，用Q表示，其單位為m3/s。如圖為電磁流量計的示意圖，在非磁性材料制成的圓柱形管道外加一勻強磁場區(qū)域，磁感應強度大小為B，方向垂直紙面向里，當管中導電液（含有正、負離子）流過此區(qū)域時，可測得管壁上a、b兩點間的電勢差為U，根據(jù)計算可以求出流量Q。 （1）電磁流量計為一個傳感器，它可以將流速信號轉化為電信號，試判斷a、b兩點電勢的高低。 （2）設管道的直徑為D，試用學過的知識推導流量Q的表達式。 20．（xx北京卷）熱敏電阻常用于溫度控制或過熱保護裝置中。如圖所示為某種熱敏電阻和金屬熱電阻的阻值R隨溫度t化的示意圖。由圖可知，這種熱敏電阻在溫度上升時導電能力__________（選填“增強”或“減弱”）；相對金屬熱電阻而言，熱敏電阻對溫度變化的影響更__________（選填“敏感”或“不敏感”）。 21．（xx上海卷）監(jiān)控系統(tǒng)控制電路如圖所示，電鍵S閉合時，系統(tǒng)白天和晚上都工作，電鍵S斷開時，系統(tǒng)僅晚上工作。在電路中虛框處分別接入光敏電阻（受光照時阻值減小）和定值電阻，則電路中 A．C是“與門”，A是光敏電阻 B．C是“與門”，B是光敏電阻 C．C是“或門”，A是光敏電阻 D．C是“或門”，B是光敏電阻 1．C【解析】傳感器工作的一般流程為：非電學量被敏感元件感知，然后通過轉換元件轉換成電信號，再通過轉換電路將此信號轉換成易于傳輸或測量的電學量，因此A、B、D錯，C對。 2．BD【解析】光敏電阻能把光強這個光學量轉為電阻這個電學量，選項A錯誤；金屬熱電阻的化學穩(wěn)定性好，但靈敏度差，選項B正確；熱敏電阻能把溫度這個熱學量轉為電阻這個電學量，選項C錯誤；根據(jù)霍爾效應可知，霍爾元件能把磁感應強度這個磁學量轉換為電壓這個電學量，選項D正確；故選BD。 【名師點睛】此題是對傳感器的考查；要知道傳感器是把其他物理量轉化為電學量的裝置；生活中常用的傳感器由光學傳感器、聲音傳感器、溫度傳感器等；要能聯(lián)系生活實際，結合所學知識來解釋生活中的有關問題。 3．ABD【解析】光敏電阻能夠把光照強弱這個光學量轉換為電阻這個電學量，選項A正確；硫化鎘是一種半導體材料，無光照射時，載流子極少，導電性能不好，且隨著光照的增強，載流子增多，導電性能變好故選項BD正確，C錯誤。 4．B【解析】霍爾元件能夠把磁感應強度這個磁學量轉化為電壓這個電學量，故B正確。 5．A【解析】用遙控器調換電視機的頻道的過程，實際上就是傳感器把光信號轉化為電信號的過程。紅外線報警裝置是感應紅外線轉換成電學量，從而引起報警，而遙控器調換電視機的頻道的過程，也發(fā)出紅外線，故A正確；走廊照明燈的聲控開關，實際是將聲波轉化成電信號的過程，故B不正確；自動洗衣機中的壓力傳感裝置，是將壓力轉化成電信號的過程，故C不正確；電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器，是將溫度轉化成電信號的過程，故D不正確。 6．B【解析】熱敏電阻的IU圖線是非線性的，并且隨電流增大及溫度升高，電阻減小，故A、C、D錯，B正確。 7．C 【解析】R2與燈L并聯(lián)后與R1串聯(lián)，與電源構成閉合電路，當溫度降低時，電阻R2增大，外電路電阻增大，電流表讀數(shù)減小，燈L電壓增大，燈泡亮度變強，R1兩端電壓減小，故C正確。 8．ABC【解析】照射光強度增大時，R3阻值減小，外電路電阻隨R3的減小而減小，R1兩端電壓因干路電流增大而增大，同時內電壓增大，故路端電壓減小，而電壓表的示數(shù)增大，A正確，D錯誤；由路端電壓減小，而R1兩端電壓增大可知，R2兩端電壓必減小，則R2中電流減小，故B正確；結合干路電流增大可知流過小燈泡的電流必增大，則小燈泡的功率增大。故正確答案為ABC。 9．AD【解析】電源接通時，電容器的電壓一定，若電容C減小時，金屬棒與導電液的正對面積減小，h減小，故A正確B錯誤；電源接通再斷開，電容器的電量不變，電壓減小，由公式分析可知，C增大，金屬棒與導電液的正對面積增大，h增大，故C錯誤D正確。 10．B【解析】電壓表為理想電表，則電壓表不分流，故觸頭移動時不會改變電路的電阻，也就不會改變電路中的電流，故A錯誤；電壓表測的是觸頭P左側電阻分得的電壓，故示數(shù)隨物體M的移動即觸頭的運動而變化，故B正確，C、D錯誤。 11．B【解析】街旁的路燈、江海里的航標在夜晚亮，白天熄，利用半導體的是半導體材料的光敏性。故選項B正確。 12．D【解析】由圖象知，當R的溫度等于20℃時，熱敏電阻的阻值R=4 000 Ω，由串聯(lián)電路特點及閉合電路歐姆定律得：，解得：。當電流時，由串聯(lián)電路特點及歐姆定律得：解得：。 由圖象知，此時熱敏電阻的溫度t=120 ℃，所以選項D正確。 13．B【解析】燈泡L的亮度變暗，說明流過燈泡所在支路的電流減小，此支路的電阻增大，即Rt的阻值增大，故周圍環(huán)境的溫度變低，選項B正確。 14．A【解析】滑動觸頭P向左移動時，滑動變阻器接入電路的電阻減小，流過此支路的電流增大，即流過發(fā)光二極管的電流增大，從而發(fā)光增強，使光敏電阻R阻值減小，通過燈泡的電流增大效果，使L消耗的功率增大，選項A正確。 15．D【解析】多用電表與熱敏電阻構成的回路中未接入電源，故不能用電流表，AB錯誤；當溫度升高時，多用電表指針偏轉角度較大，說明熱敏電阻的阻值變小了，應該換用倍率小的擋位，C錯誤，D正確。 16．AD【解析】由于平行板電容器兩極板與電池兩極相連接，兩極板間的電壓U保持不變，根據(jù)場強，可判斷A錯誤，D正確；再由Q=CU可知，B錯誤；由于Q變化，使電容器出現(xiàn)充電、放電現(xiàn)象，顯然電流計中電流方向不斷變化，C錯誤。 17．B【解析】金屬熱電阻溫度升高，則電路電阻增大，總電流減小，路端電壓增大，即光敏電阻兩端的電壓增大，所以通過光敏電阻的電流增大，而總電流是減小的，所以通過的電流減小，故兩端的電壓減小，A錯誤；金屬熱電阻溫度降低，光照強度減弱，如果外電路電阻減小，則干路電流增大，內電壓增大，路端電壓減小，所以光敏電阻兩端的端電壓減小，即通過的電流減小，而總電流增大，所以通過的電流增大，即電壓表的示數(shù)增大，B正確；光照強度增大，則光敏電阻減小，總電阻減小，路端電壓減小，即和熱電阻兩端的電壓減小，通過的電流減小，電壓減小，即電壓表示數(shù)減小，C錯誤；光照增強，金屬熱電阻溫度升高，一個電阻減小，一個電阻增大，若總電阻減小，則總電流增大，路端電壓減小，而兩端的電壓增大，所以并聯(lián)電路電壓減小，所在支路的電阻增大，所以支路電流減小，電壓表示數(shù)減?。灰粋€電阻減小，一個電阻增大，若總電阻增大，則路端電壓增大，總電流減小，而兩端的電壓減小，所以并聯(lián)電路電壓增大，所以光敏電阻兩端的電壓增大，通過光敏電阻的電流增大，而總電流是減小的，所以所在支路的的電流減小，電壓表示數(shù)減小，故D錯誤； 【名師點睛】在分析電路動態(tài)變化時，一般是根據(jù)局部電路變化（滑動變阻器，傳感器電阻）推導整體電路總電阻、總電流的變化，然后根據(jù)閉合回路歐姆定律推導所需電阻的電壓和電流的變化（或者電流表，電壓表示數(shù)變化），也就是從局部→整體→局部 18．【答案】（1）a （2）增大 【解析】（1）圖中要求測量多組數(shù)據(jù)，所測電壓調節(jié)范圍較大，且從零開始變化，所以應選用滑動變阻器的分壓式接法，故應選圖a；熱敏電阻溫度升高時，其電阻值減小，故干路中的電流增大。 19．【答案】（1）b點電勢高于a點電勢，即Uba>0 （2） 【解析】（1）當正負離子向左流經管道時，由于磁場對運動電荷有力的作用，根據(jù)左手定則，正離子將向下遷移，負離子將向上遷移，這樣在a、b間形成感應電場，b點電勢高于a點電勢，。 （2）當電場力與磁場力平衡時，a、b間形成穩(wěn)定的電勢差，離子將不再上下遷移，則qE=qvB，故有 U=ED=BvD， 所以Q=Sv=。 20．【答案】增強 敏感 【解析】溫度越高，熱敏電阻的阻值越小，即對電流的阻礙作用越小，故導電能力增強；根據(jù)圖象可知，熱敏電阻在相同的溫度范圍內變化時，阻值變化越大，故其對溫度敏感。 21．D【解析】 開關S閉合后，C門的一個輸入端就是1，系統(tǒng)不管白天和晚上都工作，說明與另一個輸入端的邏輯值無關，這說明C門是“或”門。開關S斷開時，C門的一個輸入端就是0，要讓系統(tǒng)工作，另一個輸入端必須是1，也就是高電壓，所以B是光敏電阻，故D正確。 一、力傳感器的應用——電子秤 1．組成 常用的力傳感器是由_______和_______組成的，應變片是一種敏感元件，現(xiàn)多用半導體制成。 2．工作原理 （1）電子秤用的測力裝置是_______，由金屬梁和應變片組成； （2）應變片能夠把_______這個力學量轉換為_______這個電學量。常溫下兩觸點_______，溫度升高，兩種金屬膨脹性能不同，雙金屬片形狀發(fā)生變化，使觸點_______。 二、力傳感器的應用——電熨斗 1．電熨斗的結構 2．電熨斗的自動控溫原理 電熨斗內部裝有雙金屬片溫度傳感器，常溫下，上、下觸點應是_______，但溫度過高時，由于雙金屬片受熱膨脹系數(shù)不同，上部金屬膨脹_______，下部金屬膨脹_______，則雙金屬片向下彎曲，使觸點分離，從而切斷電源，停止加熱。溫度降低后，雙金屬片_______，重新接通電路加熱。這樣循環(huán)進行，起到自動控制溫度的作用。 三、溫度傳感器的應用——電飯鍋 1．磁性限溫元件——感溫鐵氧體 （1）材料結構：是用氧化錳、氧化鋅和氧化鐵粉末混合燒結而成的，是一種特殊的_______，在電飯鍋中與一塊_______組合構成磁鋼限溫器，實現(xiàn)限溫控制。 （2）特點：常溫下具有鐵磁性，能夠被磁體吸引，但是溫度上升到約_______時，就失去鐵磁性，不能被磁體吸引。這個溫度在物理學中稱為該材料的_______或“居里點”。感溫鐵氧體具有限溫準確，動作迅速等優(yōu)點。 2．電飯鍋工作原理 電飯鍋具有自動斷電和保溫功能，是因為它內部裝有磁鋼限溫器和雙金屬片恒溫器兩個自動裝置。 如圖所示。 （1）限溫原理（自動斷電） 煮飯時，用手按下開關按鈕，通過傳動杠桿推動永磁體向上與感溫磁體（鐵氧體）相互吸合，其吸力大于限溫器中彈簧的彈力和永磁體的自身重力，所以永磁體不會落下，杠桿支架釋放彈性金屬片，使觸點_______，電路接通，電熱板開始發(fā)熱工作。 在飯煮熟前，鍋內有水，所以電飯鍋的內膽溫度不會超過100℃，感溫磁體仍然具有磁性。繼續(xù)加熱，直到飯熟后，水份被大米吸收，鍋底溫度升高，當溫度升至_______時感溫磁體失去磁性，永磁體在自身重力及彈簧的彈力作用下被彈開，通過傳動桿使觸點分離，切斷電源，從而停止加熱。這樣就起到限溫作用。 （2）保溫原理 當電飯鍋的溫度升高時，雙金屬片受熱，使它向_______的一面彎曲。彎曲時，它把兩個觸點_______，于是電飯鍋斷電，溫度下降。而當溫度下降到一定程度時，雙金屬片逐漸冷卻_______，兩個觸點重新閉合通電，如此反復，使電飯鍋達到_______效果，溫度能夠自動維持在705℃的范圍。 四、光傳感器的應用——火災報警器 1．結構：煙霧式火災報警器的實物如圖甲所示，煙霧做上升運動，到達天花板底下，煙感報警器通過煙霧發(fā)現(xiàn)火災，所以煙霧式火災報警器安裝在_______上。如圖乙所示，帶孔的罩子內裝有_______、光電三極管和不透明的_______。 2．原理：災報警器是利用煙霧對光的_______來工作的，平時，光電三極管收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)_______狀態(tài)，煙霧進入罩內后對光有散射作用，使部分光照射到光電三極管上，其電阻_______，與傳感器連接的電路檢測出這種變化后，就會發(fā)出警報。 自動沖水機、路燈的控制、鼠標器、光電計數(shù)器、煙霧報警器等都是利用了光電傳感器的原理。 五、傳感器的應用 金屬梁 應變片 力傳感器 物體形變 電壓 分離 接觸 接觸的 大 小 恢復原狀 軟磁性材料 永久磁鐵 103 ℃ “居里溫度” 閉合 “居里點103 0C” 膨脹系數(shù)小 回復原狀 閉合 保溫 天花板 發(fā)光二極管LED 擋板 散射 高電阻 變小 傳感器問題的三個分析 1．感受量分析 明確傳感器的敏感元件，分析輸入信號及輸出信號，以及輸入、輸出信號之間的關系。 2．電路結構分析 分析傳感器的電路結構，熟悉常見電子元件的工作特點，分析輸入輸出信號之間的關系。 3．執(zhí)行機構工作分析 傳感器的應用包含非電學量向電學量轉化的過程，還包含根據(jù)信息控制執(zhí)行機構的過程。 【例題】如圖所示是一火警報警器的部分電路示意圖。其中R2為用半導體熱敏材料制成的傳感器，電流表為值班室的顯示器，a、b之間接報警器。傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時，通過顯示器的電流I、報警器兩端的電壓U的變化情況是 A．I變大，U變大 B．I變大，U變小 C．I變小，U變大 D．I變小，U變小 參考答案：D 試題解析：R2處出現(xiàn)火情，溫度升高，R2減小，路端電壓減小，U減小，導致R2兩端電壓減小，通過R3的電流減小，I減小。 1．下列有關電熨斗的說法正確的是 A．電熨斗能自動控制溫度主要利用了雙金屬片，兩片金屬的膨脹系數(shù)相同 B．常溫下，上、下觸點是接觸的；溫度過高時，雙金屬片發(fā)生彎曲使上、下觸點分離 C．需要較高溫度熨燙時，要調節(jié)調溫旋鈕，使升降螺絲下移并推動彈性銅片下移 D．電熨斗中的雙金屬片是一種半導體材料 2．下列說法正確的是 A．話筒是一種常見的紅外線傳感器 B．霍爾元件能夠把磁感應強度這個磁學量轉換為電阻這個電學量 C．電子秤所使用的測力裝置是力傳感器 D．熱敏電阻能夠把溫度高低轉換為電阻大小 3．隨著生活質量的提高，自動干手機已進入家庭，洗手后，將濕手靠近自動干手機，機內的傳感器便驅動電熱器加熱，使熱空氣從機內噴出，將濕手烘干。手靠近干手機能使傳感器工作，這是因為此過程 A． 改變了濕度 B． 改變了溫度 C． 改變了磁場 D． 改變了電容 4．有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件，將這三只元件分別接入如圖所示電路中的A、B兩點后，用黑紙包住元件或者把元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數(shù)，下列說法中正確的是 A．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是熱敏電阻 B．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變化，這只元件一定是定值電阻 C．用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是光敏電阻 D．用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)相同，這只元件一定是定值電阻 5．某同學設計的散熱排風控制電路如圖所示，M為排風扇，R是可變電阻，R0是半導體熱敏電阻，其阻值隨溫度升高而減小?？刂崎_關電路具有下列特性：當A點電勢φA＜φ0時，控制開關處于斷路狀態(tài)；當φA≥φ0時，控制開關接通電路，M開始運轉。下列說法中正確的是 A．環(huán)境溫度升高時，A點電勢升高 B．可變電阻R阻值調大時，A點電勢降低 C．可變電阻R阻值調大時，排風扇開始工作的臨界溫度升高 D．若用金屬熱電阻代替半導體熱敏電阻，電路仍能正常工作 6．為了保證行車安全和乘客身體健康，動車上裝有煙霧報警裝置，其原理如圖所示。M為煙霧傳感器，其阻值RM隨著煙霧濃度的改變而變化，電阻R為可變電阻。車廂內有人抽煙時，煙霧濃度增大，導致S兩端的電壓增大，裝置發(fā)出警報。下列說法正確的是 A．RM隨煙霧濃度的增大而增大 B．RM隨煙霧濃度的增大而減小 C．若要提高報警靈敏度可增大R D．若要提高報警靈敏度可減小R 7．如圖所示是會議室和賓館房間的天花板上裝有的火災報警器的結構原理圖：罩內裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板。平時光電三極管接收不到LED發(fā)生的光呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)，發(fā)生火災時，下列說法正確的是 A．進入罩內的煙霧遮擋了光線，使光電三極管電阻更大，檢測電路檢測出變化發(fā)出警報 B．發(fā)生火災時，光電三極管溫度升高，電阻變小，檢測電路檢測出變化發(fā)出警報 C．發(fā)生火災時，進入罩內的煙霧對光有散射作用，部分光線照到光電三極管上，電阻變小，發(fā)出警報 D．發(fā)生火災時，進入罩內的煙霧對光有折射作用，部分光線照到光電三極管上，電阻變小，發(fā)出警報 8．壓敏電阻的阻值會隨所受壓力的增大而減小，某位同學利用壓敏電阻設計了判斷電梯運動狀態(tài)的裝置，其裝置示意圖如圖甲所示，將壓敏電阻平放在電梯內，受壓面朝上，在上面放一物體m，電梯靜止時電流表示數(shù)為I0，電梯在運動過程中，電流表的示數(shù)如圖乙所示，下列判斷中正確的是 A．乙圖表示電梯做勻速直線運動 B．乙圖表示電梯做勻加速運動 C．乙圖表示電梯做變加速運動 D．乙圖表示電梯做勻減速運動 9．電熨斗能自動控制溫度，在熨燙不同的織物時，設定的溫度可以不同，下圖為電熨斗的結構圖，電熨斗內部裝有雙金屬片，雙金屬片上層金屬的膨脹系數(shù)大于下層金屬，若把熨燙的棉麻衣物換成絲綢衣物，則應如何調節(jié)調溫旋鈕 織物材料 尼龍 合成纖維 絲綢 羊毛 麻 熨燙溫度 低→高 A．向下 B．向上 C．保持原狀 D．不能確定 10．慣性制導系統(tǒng)已廣泛應用于彈道式導彈中，這個系統(tǒng)的重要元件之一是加速度計。加速度計構造和原理的示意圖如圖所示：沿導彈長度方向安裝的固定光滑桿上套一質量為m的滑塊，滑塊兩側分別與勁度系數(shù)均為k的彈簧相連；兩彈簧的另一端與固定壁相連?；瑝K原來靜止，彈簧處于自然長度，滑塊上有指針，可通過標尺測出滑塊的位移，然后通過控制系統(tǒng)進行制導。設某段時間內導彈沿水平方向運動，指針向左偏離O點的距離為x，則這段時間內導彈的加速度 A．方向向左，大小為 B．方向向右，大小為 C．方向向左，大小為 D．方向向右，大小為 11．利用傳感器和計算機可以研究快速變化的力的大小。實驗時，把圖甲中的小球舉高到繩子的懸點O處，然后讓小球自由下落。用這種方法獲得的彈性繩的拉力隨時間的變化圖線如圖乙所示。根據(jù)圖線所提供的信息，以下判斷正確的是 A．t2時刻小球所處位置是運動中的最高點 B．t1～t2期間小球速度先增大后減小 C．t3時刻小球動能最小 D．t2與t5時刻小球速度大小不同 12．如圖所示，兩塊水平放置的金屬板距離為d，用導線、開關S與一個n匝的線圈連接，線圈置于方向豎直向上的變化磁場B中。兩板間放一臺小壓力傳感器，壓力傳感器上表面靜止放置一個質量為m、電荷量為+q的小球。S斷開時傳感器上有示數(shù)，S閉合時傳感器上恰好無示數(shù)。線圈中的磁場B的變化情況和磁通量變化率分別是 A．正在增加，= B．正在減弱，= C．正在減弱，= D．正在增加，= 13．如圖所示，小鉛球P系在細金屬絲下，懸掛在O點，開始時小鉛球P沿豎直方向處于靜止狀態(tài)。當將小鉛球P放入水平流動的水中時，球向左擺動一定的角度θ，水流速度越大，θ越大。為了測定水流對小球作用力的大小，在水平方向固定一根電阻絲BC，其長為L，它與金屬絲接觸良好，不計摩擦和金屬絲的電阻，C端在O點正下方處，且OC=h。圖中還有電動勢為E的電源（內阻不計）和一只電壓表。請你連接一個電路，使得當水速增大時，電壓表示數(shù)增大。 14． 如圖所示是某一電飯煲的電路圖。S1是一個手動限溫開關，手動閉合后，當此開關溫度達到居里點103 C時，開關會自動斷開。S2是一個自動保溫開關，當溫度低于70 C時，會自動閉合；溫度高于80 C時會自動斷開，紅燈是加熱時的指示燈，黃燈是保溫時的指示燈，分流電阻R1=R2=500 Ω，加熱電阻R3=50 Ω，兩燈電阻不計。 （1）分析電飯煲的工作原理； （2）計算加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯煲消耗的電功率之比； （3）簡要回答，如果不閉合開關S1，能將飯煮熟嗎？ 15．為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場所使用光控開關控制照明系統(tǒng)。光控開關可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件（照度可以反映光的強弱，光越強照度越大，照度單位為lx）。某光敏電阻ROS在不同照度下的阻值如下表所示： 照度（lx） 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 電阻（kΩ） 75 40 28 23 20 18 （1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請在圖中給定的坐標系中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并說明阻值隨照度變化的特點。 （2）如圖所示，當1、2兩端所加電壓上升至2 V時，控制開關自動啟動照明系統(tǒng)，請利用下列器材設計一個簡單電路給1、2兩端提供電壓，要求當天色漸暗、照度降低至1.0 lx時啟動照明系統(tǒng)，在虛線框內完成電路原理圖。（不考慮控制開關對所設計電路的影響） 提供的器材如下： 光敏電阻ROS（符號，阻值見上表） 直流電源E（電動勢3 V，內阻不計）； 定值電阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ ，R3＝40 kΩ （限選其中之一并在圖中標出） 開關S及導線若干。 1．BC【解析】常溫下，上下觸點是接觸的；溫度過高時，雙金屬片發(fā)生彎曲使上下觸點分離；需要較高溫度熨燙時，要調節(jié)調溫旋鈕，使升降螺絲下移并推動彈性銅片下移；雙金屬片由膨脹系數(shù)不同的金屬材料制成，上面的膨脹系數(shù)大。 2．CD【解析】常見的話筒是電容傳感器，不是紅外線傳感器，選項A錯誤；霍爾元件能夠把磁感應強度這個磁學量轉換為電壓這個電學量而不是電阻，選項B錯誤；電子秤所使用的測力裝置是壓力傳感器，選項C正確；熱敏電阻的阻值隨著溫度的升高而減小，故能夠把溫度變化轉換為電阻變化，選項D正確。 3．D【解析】手靠近干手機能使機內的傳感器工作，是因為改變了傳感器的電容，發(fā)送啟動信號給控制芯片，控制芯片再啟動電機工作和加熱裝置工作，故選D。 4．AC【解析】熱敏電阻的阻值隨溫度變化而變化，定值電阻和光敏電阻的阻值不隨溫度變化；光敏電阻的阻值隨光照變化而變化，定值電阻和熱敏電阻的阻值不隨光照變化。故正確答案為AC。 5．A【解析】當環(huán)境溫度升高時，半導體熱敏電阻R0，其阻值隨溫度升高而減小。則電路中的電流增大， A點的電勢升高，故A正確；可變電阻R阻值調大時，導致電路的電流減小，則A點電勢升高，故B錯誤；可變電阻R阻值調大時，導致電路的電流減小，則A點電勢升高，由于當A點電勢φA＜φ0時，控制開關處于斷路狀態(tài)；當φA≥φ0時，控制開關接通電路，M開始運轉。工作臨界溫度沒變，而是提前被接通，故C錯誤；若用金屬熱電阻代替半導體熱敏電阻，當溫度升高時，其阻值增大，導致A點電勢降低，則開關會處于斷開狀態(tài)，所以起不到散熱排風的作用，故D錯誤；故選A。 6．BC【解析】S兩端電壓U增大，故傳感器兩端電壓一定減小；當有煙霧，使傳感器電阻變化，即RM變小，則有RM隨著煙霧濃度的增大而減小，故A錯誤，B正確；R越大，M與R并聯(lián)的電阻R并越接近RM，U增大越明顯，導致“S”上電壓變化最明顯，故C正確，D錯誤。故選：BC。 【名師點睛】此題如果利用傳統(tǒng)的思維，即利用閉合電路歐姆定律，由電源電動勢E、內阻r、電阻R及RM得出S上的電壓表達式，再進行討論，得到的式子是一個非常復雜的代數(shù)式，要討論還得將式子進行一系列變形才能進行，顯然非常麻煩，方法不可取；此題如果利用“等效思維”與“極限思維”便可一步到位，輕松突破。 7．C【解析】由報警器的原理可知，發(fā)生火災時煙霧進入罩內，使光發(fā)生散射，部分光線照在三極管上電阻變小，與傳感器相連的電路檢測出這種變化，發(fā)出警報，C正確。 8．C【解析】從題圖乙可以看出電流增大，由歐姆定律知道壓敏電阻阻值應該減小，結合壓敏電阻特點可以判斷，壓力增大，而且電流逐漸變大，壓力應該也是逐漸增大，所以電梯做變加速運動，A、B、D錯誤，C正確。 9．B【解析】常溫下，上下觸點是接觸的，這樣插上電源時電熨斗開始加溫，當溫度升高時，雙金屬片上層形變大，雙金屬片向下彎曲，觸點分離，停止加熱?，F(xiàn)把棉麻衣物換成絲綢衣物，熨燙溫度變低，要使溫度低時就斷開，應把調溫旋鈕向上旋轉，這樣在金屬形變較小時就能斷開電路。 10．D【解析】滑塊隨導彈一起做加速運動，向左偏離O點的距離為x，使左側彈簧被壓縮，右側彈簧被拉長，則滑塊所受合力為2kx，方向向右，故加速度方向向右。由牛頓第二定律得2kx=ma，滑塊加速度大小a=，故選D。 11．B【解析】小球下落的軌跡展開圖如圖所示，B處為繩子原長處，C處為小球重力與繩上拉力相等處，D處為小球下落的最低點，在F–t圖中，0～t1小球在OB間下落，t1～t2小球在BD間下落，t2～t3小球由D回到B處，t3～t4小球在BO間上升，而后下落至B點。由F–t圖知，小球在t2時刻下落到最大距離，然后最大距離在逐漸減小，由以上分析知，小球的最大速度出現(xiàn)在C點，對應于t1～t2之間，A錯誤，B正確；小球動能最小出現(xiàn)在t2時刻或t3～t4間某時刻，C錯誤；t2和t5分別對應小球先后兩次下落過程中經過最低點的時刻，速度大小為零，D錯誤，正確選項為B。 12．D【解析】S閉合時傳感器上恰好無示數(shù)，說明小球受豎直向上的電場力，且電場力的大小等于重力，由楞次定律可判斷磁場B正在增強，根據(jù)法拉第電磁感應定律，又得，故D正確。 13．【答案】如圖所示。 【解析】電路圖如圖所示。設CD=x，P球平衡時，由平衡條件可得① 根據(jù)閉合電路歐姆定律和部分電路歐姆定律可得② 根據(jù)電阻定律可得③ ④ 由①②③④式可得 因為水流速度越大，θ越大，所以U越大。 14．【答案】（1）見解析 （2）12:1 （3）見解析 【解析】 （1）電飯煲裝上食物后，接上電源，雙金屬片保溫開關S2自動閉合，同時手動閉合S1，這時R1與黃燈被短路，紅燈亮，電飯煲處于加熱狀態(tài)，加熱到80 C時，S2自動斷開，S1仍閉合；水燒開后，溫度升高到103 C時，開關S1自動跳起斷開，這時飯已經煮熟，黃燈亮，電飯煲處于保溫狀態(tài)。由于散熱，待溫度降至70 C時，S2又自動閉合，電飯煲重新加熱，溫度達到80 C時，S2又自動斷開，再次處于保溫狀態(tài)。 （2）加熱時電飯煲消耗的電功率P1=，保溫時電飯煲消耗的功率P2=，兩式中 R并= Ω，從而有。 （3）如果不閉合開關S1，開始S2總是閉合的，R1與黃燈被短路，功率為P1，當溫度上升到80 C時，S2自動斷開，功率降為P2，溫度降到70 C，S2又自動閉合……溫度只能在70～80 C之間變化，不能把水燒開，故不能將飯煮熟。 【名師點睛】分析電飯煲的工作原理，關鍵在于理解兩個開關的工作原理。一是手動溫控開關S1，即感溫鐵氧體限溫元件，超過居里點會自動斷開，二是自動溫控開關S2，即雙金屬片保溫元件，低于70 C時會自動閉合，高于80 C時會自動斷開。掌握了兩個開關的特點，也就會分析電飯煲的工作原理了。 15．【答案】見解析 【解析】（1）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在坐標系中描點連線，得到如圖所示的變化曲線。 由圖可知阻值隨照度變化的特點：光敏電阻的阻值隨光照強度的增大非線性減小。 （2）因天色漸暗、照度降低至1.0 lx時啟動照明系統(tǒng)，此時光敏電阻阻值為20 kΩ，兩端電壓為2 V，電源電動勢為3 V，故應加上一個分壓電阻，分壓電阻阻值為10 kΩ，即選用R1。此電路的原理圖如圖所示。 一、傳感器的應用 1．斯密特觸發(fā)器 斯密特觸發(fā)器是一種特殊的_______電路，如圖所示。當加在它的輸入端A的電壓逐漸上升到某個值時，輸出端Y會突然從高電平跳到低電平，而當輸入端A的電壓下降到另一個值的時候，Y會從低電平跳到高電平。斯密特觸發(fā)器可以將_______的模擬信號轉換為_______的數(shù)字信號。 2．光控開關 如圖所示的光控開關電路中的LED是_______，RG是_______，當有較強的光照射RG時，斯密特觸發(fā)器Y端輸出_______電平。 3．溫度報警器 如圖所示的溫度報警器電路中RT是_______，當環(huán)境溫度較高時，蜂鳴器將_______。 二、溫度傳感器的應用——測溫儀 1．測溫儀：應用溫度傳感器把_______轉換成電信號，再由指針式儀表或數(shù)字式儀表顯示出來，從而構成_______或數(shù)字式溫度計。測溫元件可以是熱敏電阻、金屬熱電阻、熱電偶等，還可以是紅外線敏感元件等。 2．特點：由于電信號可以由測溫地點傳輸?shù)狡渌攸c，所以應用溫度傳感器可以_______讀取溫度的數(shù)值，這是把非電學量轉變?yōu)殡妼W量的一大優(yōu)點。 3．非接觸式紅外測溫儀 利用紅外線敏感元件可以實現(xiàn)_______。 由于物體的_______不同，發(fā)射紅外線的情況也不同，非接觸式紅外測溫儀通過接收人體的紅外輻射實現(xiàn)體溫測試，可在距離人體50～300 cm處快速、有效地篩查出公共場所中的高溫人員，再由醫(yī)護人員對其進行確診。一般的非接觸式紅外測溫儀測溫速度小于0.5 s，分辨力達到0.l℃。與傳統(tǒng)的接觸式醫(yī)用溫度計相比有兩大優(yōu)點： （1）非接觸式紅外測溫儀在測溫時_______與被測物體表面接觸，不像口含式溫度計或紅外測溫儀那樣近距離讀取測量值； （2）可_______顯示溫度值，而口含式溫度計要30 s后才能顯示最終溫度值。 三、光傳感器的應用——鼠標器 1．結構：機械式鼠標器的內部結構如圖甲所示。其主要部件為一個滾球、兩套滾軸、有許多等間距小齒的碼盤、_______、兩個紅外線接收管。兩個紅外接收管就是兩個_______。如下圖。 2．原理：當鼠標插入計算機插孔后，兩個紅外線發(fā)光二極管就開始發(fā)光。鼠標器移動時，滾球運動通過軸帶動兩個碼盤轉動，紅外線接受管就收到斷續(xù)的紅外線脈沖，輸出相應的脈沖信號，計算機分別統(tǒng)計x、y兩個方向的脈沖信號，處理后就使屏幕上的光標產生相應的_______。 “非”門 連續(xù)變化 突變 發(fā)光二極管 光敏電阻 高 熱敏電阻 發(fā)出鳴叫聲 溫度 指針式溫度計 遠距離 無接觸測溫 溫度 不必 立即 發(fā)光二極管 光傳感器 位移 電磁繼電器的工作原理 當線圈 A中通電時，鐵芯中產生磁場，吸引銜鐵B向下運動，從而帶動觸點D向下與E接觸，將工作電路接通，當線圈A中電流為零時，電磁鐵失去磁性，銜鐵B在彈簧作用下拉起，帶動觸點D與E分離，自動切斷工作電路。 【例題】現(xiàn)有熱敏電阻、電爐絲、電源、電磁繼電器、滑動變阻器、開關和導線若干，如圖所示，試設計一個溫控電路。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。 參考答案：見解析 試題解析：（1）電路圖如圖所示：熱敏電阻R1與滑動變阻器及電磁繼電器構成低壓控制電路； （2）工作過程：閉合開關S當溫度低于設計值時，熱敏電阻阻值大，通過電磁繼電器的電流不能使它工作，K接通電爐絲加熱。當溫度達到設計值時，熱敏電阻減小到某值，通過電磁繼電器的電流達到工作電流，K斷開，電爐絲斷電，停止供熱。當溫度低于設計值，又重復前述過程。 1．由非門電路構成的一簡單控制電路如圖所示，其中R′為光敏電阻（光照時電阻變?。?，R為變阻器，L為小燈泡。當若R′受到光照時 A．B點變?yōu)楦唠娖?，小燈發(fā)光 B．A點變?yōu)楦唠娖剑舭l(fā)光 C．A點變?yōu)楦唠娖?，小燈不發(fā)光 D．減小R的阻值可提高控制靈敏度 2．如圖所示為斯密特觸發(fā)器，當加在它的輸入端A的電壓逐漸上升到某個值（1.6 V）時，輸出端Y會突然從高電平跳到低電平（0.25 V），而當輸入端A的電壓下降到另一個值的時候（0.8 V），Y會從低電平跳到高電平（3.4 V）。圖乙為一光控電路，用發(fā)光二極管LED模仿路燈，RG為光敏電阻．關于斯密特觸發(fā)器和光控電路的下列說法中錯誤的是 A．斯密特觸發(fā)器的作用是將數(shù)字信號轉換為模擬信號 B．斯密特觸發(fā)器是具有特殊功能的非門 C．要想在天更暗時路燈才會亮，應該把R1的阻值調大些 D．當輸出端Y突然從高電平跳到低電平時，二極管發(fā)光 3．如圖所示是一種延時開關，當S1閉合時，電磁鐵F將銜鐵D吸下，C線路接通，當S1斷開時，由于電磁感應作用，D將延遲一段時間才被釋放，則 A．由于A線圈的電磁感應作用，才產生延時釋放D的作用 B．由于B線圈的電磁感應作用，才產生延時釋放D的作用 C．如果斷開B線圈的電鍵S2，無延時作用 D．如果斷開B線圈的電鍵S2，延時將變長 4．在圖示由基本門電路組成的電路中，能使小燈泡發(fā)光的是 5．圖是溫度報警器電路示意圖，下列對此電路的分析正確的是 A．當RT的溫度升高時，RT減小，A端電勢降低，Y端電勢升高，蜂鳴器會發(fā)出報警聲 B．當RT的溫度升高時，RT減小，A端電勢升高，Y端電勢降低，蜂鳴器會發(fā)出報警聲 C．當增大R1時，A端電勢升高，Y端電勢降低，蜂鳴器會發(fā)出報警聲 D．當增大R1時，A端電勢降低，Y端電勢升高，蜂鳴器會發(fā)出報警聲 6．如圖所示，實線是某同學利用力傳感器懸掛一鉤碼在豎直方向從t1時刻由靜止開始運動時，數(shù)據(jù)采集器記錄下的力傳感器中拉力的大小變化情況。從圖中可以知道該鉤碼的重力約為_______N。A、B、C、D四段圖線中，鉤碼處于超重狀態(tài)的為_______，處于失重狀態(tài)的為_______。 7．氣體傳感器利用物質的化學反應將某種氣體的濃度轉換成電信號輸出，如圖所示，B為將可燃氣體或有毒氣體濃度（CO，CH4瓦斯煤氣）轉換為電信號的傳感器，簡稱電子鼻，根據(jù)如下材料，U= 220 V的電源、M為排風扇、G為繼電器、A為控制電源、S為控制開關。請設計一個家用自動排煙電路，在圖中完成連線圖。 8．如圖所示，一條形磁鐵置于水平轉臺上隨轉臺一起做勻變速轉動，一磁傳感器位于轉臺邊緣。從而可以獲得傳感器所在位置的磁感應強度隨時間的變化曲線如圖。圖中橫坐標為時間軸，讀數(shù)為3秒/每格，縱坐標為磁感應強度。求： （1）請類比平均速度的定義方法，定義平均角速度，并求出轉臺在測量期間的平均角速度； （2）請類比加速度的定義方法，定義角加速度，并求出轉臺的角加速度。 9．如圖甲所示，x軸沿水平方向，有一用釹鐵硼材料制成的圓柱形強磁體M，其圓形端面分別為N極和S極，磁體的對稱中心置于x軸的原點O。現(xiàn)有一圓柱形線圈C從原點O左側較遠處開始沿x軸正方向做勻速直線運動，圓形線圈的中心軸始終與x軸重合，且其圓面始終與x軸垂直，在線圈兩端接一阻值R= 500 Ω的定值電阻。現(xiàn)用兩個傳感器，一個測得通過圓環(huán)的磁通量隨圓環(huán)位置的變化圖象，如圖乙所示，另一個測得R兩端的電壓隨時間變化的圖象，如圖丙所示。已知在乙圖像的圖線上x=6 mm的點的切線斜率最大，丙圖中6 ms時刻到10 ms時刻之間的圖線是直線。則圓形線圈做勻速直線運動的速度大小是_________m/s，6 ms至8 ms期間流過電阻R的電荷量是______C。 10．如圖所示是工業(yè)生產中大部分光電控制設備用到的光控繼電器的示意圖，它由光源、光電管、放大器、電磁繼電器等幾部分組成。其中光電管是一種光照射后會從陰極發(fā)射出電子的元件。 （1）示意圖中，a端應是電源的________極； （2）光控繼電器的原理是：當光照射光電管時，___________________________________。 11．圖甲為某自動恒溫箱原理簡圖，箱內的電阻R1=20 kΩ，R2=10 kΩ，R3=40 kΩ，Rt為熱敏電阻，它的電阻隨溫度變化的圖線如圖乙所示。當a、b端電壓Uab<0時，電壓鑒別器使開關S接通，恒溫箱內的電熱絲發(fā)熱，溫度升高；當Uab>0時，電壓鑒別器使開關S斷開，停止加熱，則恒溫箱內的溫度恒定在多少C？ 12．熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件，現(xiàn)用伏安法研究電阻在不同溫度下的伏安特性曲線，要求特性曲線盡可能完整。已知常溫下待測熱敏電阻的阻值約4～5 Ω。將熱敏電阻和溫度計插入帶塞的保溫杯中，杯內有一定量的冷水，其他備用的儀表和器具有：盛有熱水的熱水瓶（圖中未畫出）、電源（3 V、內阻可忽略）、直流電流表（內阻約1 Ω）、直流電壓表（內阻約5 kΩ）、滑動變阻器（0～20 Ω）、開關、導線若干。 （1）在圖（a）中畫出實驗電路圖。 （2）根據(jù)電路圖，在圖（b）所示的實物圖上連線。 （3）簡要寫出完成接線后的主要實驗步驟。 13．如圖所示，一熱敏電阻RT放在控溫容器M內；A為毫安表，量程6 mA，內阻為數(shù)十歐姆；E為直流電源，電動勢約為3 V，內阻很??；R為電阻箱，最大阻值為999.9 Ω，S為開關。已知RT在95 ℃時的阻值為150 Ω，在20 ℃時的阻值約為550 Ω?，F(xiàn)要求在降溫過程中測量在20～95 ℃之間的多個溫度下RT的阻值。 （1）在圖中畫出連線，完成實驗原理電路圖。 （2）完成下列實驗步驟中的填空： a．依照實驗原理電路圖連線； b．調節(jié)控溫容器M內的溫度，使得RT的溫度為95 ℃； c．將電阻箱調到適當?shù)某踔?，以保證儀器安全； d．閉合開關，調節(jié)電阻箱，記錄電流表的示數(shù)I0，并記錄________； e．將RT的溫度降為T1（20 ℃
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