《2019-2020學(xué)年高中物理 第5章 傳感器及其應(yīng)用 第3節(jié) 大顯身手的傳感器學(xué)案 魯科版選修3-2》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020學(xué)年高中物理 第5章 傳感器及其應(yīng)用 第3節(jié) 大顯身手的傳感器學(xué)案 魯科版選修3-2（17頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第3節(jié)　大顯身手的傳感器 　1.了解傳感器應(yīng)用的一般模式．　2.感受傳感器技術(shù)給人類(lèi)生活帶來(lái)的便利，了解傳感器應(yīng)用的設(shè)計(jì)思路． 3．理解傳感器在洗衣機(jī)水溫控制裝置、自動(dòng)門(mén)、指紋識(shí)別器、機(jī)器人中的工作原理． 　[學(xué)生用書(shū)P62]) 一、洗衣機(jī)水位控制裝置 1．全自動(dòng)洗衣機(jī)的水位控制裝置中使用了壓力傳感器． 2．組成：外筒和內(nèi)筒、氣室、傳感器的膜盒． 3．工作原理：當(dāng)洗衣機(jī)筒內(nèi)的水位達(dá)到設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，氣體壓強(qiáng)增大到使傳感器的膜片向上凸起，凸起的膜片使動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)脫離，并與另外一個(gè)靜觸點(diǎn)接觸，從而控制電路的通斷． 1．壓力傳感器是將什么信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的？能否舉另外一例？ 提示

2、：將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，常見(jiàn)的還有電子秤． 二、自動(dòng)門(mén)、指紋識(shí)別器 1．自動(dòng)門(mén) (1)組成：紅外線傳感器． (2)工作原理：當(dāng)有人接近自動(dòng)門(mén)時(shí)，傳感器接收到人體發(fā)出的紅外線，產(chǎn)生電壓輸出信號(hào)；信號(hào)經(jīng)過(guò)電路處理后，使定時(shí)器工作；由定時(shí)器構(gòu)成的電路使繼電器通電，自動(dòng)門(mén)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，門(mén)自動(dòng)打開(kāi)；當(dāng)人通過(guò)自動(dòng)門(mén)幾秒鐘后，定時(shí)器又使繼電器斷電，自動(dòng)門(mén)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，門(mén)自動(dòng)關(guān)閉． (3)自動(dòng)門(mén)工作流程 →→→ 　　　　　　　　　　　　↑ 　　　　　　　　　　 2．指紋識(shí)別器 (1)組成：電容傳感器． (2)工作原理：當(dāng)用戶的手指放在絕緣表面上時(shí)，皮膚就組成了電容陣列極板的另一面．由于指紋

3、的脊和谷相對(duì)于另一極之間的距離不同，使電容陣列中不同位置的電容器的電容值也不相同．通過(guò)讀取這些電容的差異，就能夠獲取指紋信息． 3．電容式傳感器的工作原理：依據(jù)平行板電容器的公式C＝，改變S或d或ε，都可以改變電容器的電容C. 2．在機(jī)場(chǎng)、車(chē)站、碼頭等人員集散地都設(shè)有體溫檢測(cè)點(diǎn)，為什么測(cè)體溫時(shí)一般不用水銀溫度計(jì)，而用紅外線測(cè)溫儀？ 提示：用水銀溫度計(jì)，測(cè)溫時(shí)間長(zhǎng)，同時(shí)又容易引起交叉感染，用紅外線測(cè)溫儀測(cè)溫速度快，也不需要與人體直接接觸，又避免了交叉感染，因此用紅外線測(cè)溫較好． 三、傳感器與機(jī)器人 1．機(jī)器人傳感器的分類(lèi) 機(jī)器人傳感器分為外部傳感器和內(nèi)部傳感器． 2．傳感器用途

4、 (1)外部傳感器用于感知外部工作環(huán)境和外界事物對(duì)機(jī)器人的刺激，使機(jī)器人擁有類(lèi)似人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué)等感覺(jué)，從而使機(jī)器人具有擬人化的特點(diǎn)． (2)內(nèi)部傳感器(如角度傳感器、關(guān)節(jié)傳感器等)用于檢測(cè)機(jī)器人自身的狀態(tài)． 3．機(jī)器人上安裝的傳感器和人類(lèi)感官有怎樣的相對(duì)應(yīng)關(guān)系？ 提示：光電傳感器——視覺(jué)；聲電傳感器——聽(tīng)覺(jué)；氣敏傳感器——嗅覺(jué)；化學(xué)傳感器——味覺(jué)；壓敏、溫敏、流體傳感器——觸覺(jué)． 　壓力傳感器的應(yīng)用[學(xué)生用書(shū)P63] 1．應(yīng)變式力傳感器 (1)組成：由金屬架和應(yīng)變片組成． (2)工作原理：如圖甲所示，彈簧鋼制成的梁形元件右端固定，在梁的上下表面各帖一個(gè)

5、應(yīng)變片，在梁的自由端施加力F，則梁發(fā)生彎曲，上表面拉伸，下表面壓縮，上表面應(yīng)變片的電阻變大，下表面應(yīng)變片的電阻變?。越大，彎曲形變?cè)酱?，?yīng)變片的電阻變化就越大，如果讓?xiě)?yīng)變片中通過(guò)的電流保持恒定，那么上表面應(yīng)變片兩端的電壓變大，下表面應(yīng)變片兩端的電壓變?。畟鞲衅靼堰@兩個(gè)電壓的差值輸出．力F越大，輸出的電壓差值也就越大． 2．全自動(dòng)洗衣機(jī)水位控制裝置的工作原理 全自動(dòng)洗衣機(jī)的水位控制裝置中使用了壓力傳感器．圖乙中，1和2分別是洗衣機(jī)的外筒和內(nèi)筒，3是氣室，4是傳感器的膜盒．氣室下部與外筒連通，上部與軟管、傳感器的膜盒連通．向內(nèi)筒中注水時(shí)，水通過(guò)內(nèi)筒壁上的小孔流入外筒，部分水進(jìn)入氣室

6、，氣室內(nèi)被密封的空氣壓強(qiáng)增大，使傳感器的膜片向上凸起，如圖丙所示，當(dāng)筒中水位到達(dá)設(shè)定的高度時(shí)，凸起的膜片使動(dòng)觸點(diǎn)a與靜觸點(diǎn)b脫離，并與靜觸點(diǎn)c接觸，從而接通控制電路，關(guān)閉進(jìn)水電磁閥門(mén)，接通洗滌電動(dòng)機(jī)電源，開(kāi)始洗滌衣物． 命題視角1　全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理 　下列情況不可能是由于水位控制裝置損壞引起的是(　　) A．洗衣機(jī)不加水 B．洗衣機(jī)加水不能自動(dòng)停止 C．洗衣機(jī)不排水 D．洗衣機(jī)不洗衣 [解析]　洗衣機(jī)水位控制裝置正常，才能正常加水，且加到合適的水位，若損壞可能導(dǎo)致一直不加水或一直不停地加水，所以A、B可能，而這兩種情況都會(huì)導(dǎo)致洗衣機(jī)洗衣程序不工作，所以D可能，故選項(xiàng)C

7、符合題意． [答案]　C 命題視角2　壓力傳感器的綜合應(yīng)用 　有一種測(cè)量人體重的電子秤，其原理圖如圖中的虛線所示．它主要由三部分構(gòu)成：踏板和壓力杠桿ABO、壓 力傳感器R(一個(gè)阻值可隨壓力大小而變化的電阻器)、顯示體重的儀表G(其實(shí)質(zhì)是電流表)．其中AO∶BO＝5∶1.已知壓力傳感器的電阻與其所受壓力的關(guān)系如下表所示： 壓力F/N 0 50 100 150 200 250 300 … 電阻R/Ω 300 270 240 210 180 150 120 … 設(shè)踏板的杠桿組件的質(zhì)量不計(jì)，接通電源后，壓力傳感器兩端的電壓恒為4.68 V，則：

8、 (1)利用表中數(shù)據(jù)歸納出電阻R隨壓力F變化的函數(shù)關(guān)系式； (2)該秤零刻度線(即踏板空載時(shí)的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表刻度盤(pán)多少毫安處？ (3)如果某人站在踏板上，電流表刻度盤(pán)示數(shù)為20 mA，這個(gè)人的體重是多少？ [解題探究] (1)壓力傳感器的工作原理是什么？ (2)由圖表數(shù)據(jù)可獲取什么信息？ [解析]　(1)由表中數(shù)據(jù)可歸納得出： R＝300－0.6F(R和F的單位分別為Ω和N)． (2)依題意可知，電子秤空載時(shí)壓力傳感器的電阻R1＝300 Ω，電路中的電流為I＝＝ A＝15.6 mA，所以該秤零刻度線應(yīng)標(biāo)在電流表刻度盤(pán)的15.6 mA處． (3)當(dāng)電流表刻度盤(pán)的讀數(shù)為I2＝

9、20 mA時(shí)，壓力傳感器的電阻R2＝＝ Ω＝234 Ω 由R＝300－0.6F(Ω)，算得F2＝110 N 再由F2·AO＝G·BO得G＝550 N. [答案]　(1)R＝300－0.6F(R和F的單位分別為Ω和N) (2)15.6 mA　(3)550 N 涉及壓力傳感器應(yīng)用問(wèn)題，其基本原理是通過(guò)壓力改變電阻，從而改變電路中的電流，通過(guò)電流表示數(shù)反映壓力的大?。? 　傳感器與自動(dòng)控制[學(xué)生用書(shū)P64] 1．紅外線傳感器：紅外線傳感器接收攜帶著信息的紅外線，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而得知輻射源的相關(guān)參數(shù)或信息．自然界幾乎所有的物體都能輻射波長(zhǎng)在0.76～1 000 μm的電磁波，即紅

10、外線，因此紅外線傳感器不僅被廣泛應(yīng)用于航空攝影、衛(wèi)星遙感、遙測(cè)等高科技領(lǐng)域，也被廣泛應(yīng)用于日常生活中，自動(dòng)門(mén)、生命探測(cè)器、非接觸式紅外測(cè)溫儀、家電遙控系統(tǒng)以及防盜、防火報(bào)警器等均使用了紅外線傳感器． 2．傳感器系統(tǒng)在機(jī)器人中的作用 傳感器系統(tǒng)在機(jī)器人中起著非常重要的作用，是機(jī)器人的感覺(jué)器官，可以分為外部傳感器和內(nèi)部傳感器． (1)外部傳感器用于感知外部工作環(huán)境和外界事物對(duì)機(jī)器人的刺激．外部傳感器包括視覺(jué)傳感器(相當(dāng)于眼睛)，超聲波傳感器和語(yǔ)音識(shí)別裝置(相當(dāng)于耳朵)，溫度傳感器(相當(dāng)于皮膚)，壓力傳感器、位移傳感器和溫度傳感器(相當(dāng)于手)，嗅覺(jué)、味覺(jué)傳感器等． (2)內(nèi)部傳感器(如角度傳

11、感器、關(guān)節(jié)傳感器等)用于檢測(cè)機(jī)器人自身的狀態(tài)． 命題視角1　紅外線傳感器的應(yīng)用 　在防治“非典”期間，在機(jī)場(chǎng)、車(chē)站等交通出入口，使用了紅外線熱像儀，紅外線熱像儀通過(guò)紅外線遙感，可檢測(cè)出經(jīng)過(guò)它時(shí)的發(fā)熱病人，從而可以有效控制疫情的傳播．關(guān)于紅外線熱像儀，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．選擇紅外線進(jìn)行檢測(cè)，主要是因?yàn)榧t外線光子能量小，可以節(jié)約能量 B．紅外線熱像儀通過(guò)發(fā)射紅外線照射人體來(lái)檢測(cè) C．紅外線熱像儀同時(shí)還具有殺菌作用 D．一切物體都能發(fā)射紅外線，而且物體在不同溫度下發(fā)射的紅外線的頻率和強(qiáng)度不同 [解析]　紅外線熱像儀是根據(jù)物體發(fā)射的紅外線的頻率和強(qiáng)度不同而工作的，故選項(xiàng)D正確

12、． [答案]　D 命題視角2　自動(dòng)門(mén)的原理 　如圖所示是一位同學(xué)設(shè)計(jì)的防盜門(mén)報(bào)警器的簡(jiǎn)化電路示意圖．門(mén)打開(kāi)時(shí)，紅外光敏電阻R3受到紅外線照射，電阻減?。婚T(mén)關(guān)閉會(huì)遮蔽紅外線源(紅外線源沒(méi)有畫(huà)出)．經(jīng)實(shí)際試驗(yàn)，燈的亮滅能反映門(mén)的開(kāi)、關(guān)狀態(tài)．門(mén)打開(kāi)時(shí)兩燈的發(fā)光情況以及R2兩端電壓UR2與門(mén)關(guān)閉時(shí)相比(　　) A．紅燈亮，UR2變大　　　　 B．綠燈亮，UR2變大 C．綠燈亮，UR2變小 D．紅燈亮，UR2變小 [解析]　門(mén)打開(kāi)時(shí)R3減小，導(dǎo)致R總減小和I總增加，Ur和UR1變大，UR2＝E－(UR1＋Ur)減小，IR3＝I總－增加，電磁繼電器磁性增強(qiáng)把銜鐵拉下，紅燈亮，綠燈

13、滅，選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確． [答案]　D 命題視角3　自動(dòng)化控制的綜合應(yīng)用 　如圖所示，甲為溫度在10 ℃左右的環(huán)境中工作的某自動(dòng)恒溫箱原理簡(jiǎn)圖，箱內(nèi)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(dāng)a、b端電壓Uab＜0時(shí)，電壓鑒別器會(huì)令開(kāi)關(guān)S接通，恒溫箱內(nèi)的電熱絲加熱，使箱內(nèi)溫度升高；當(dāng)Uab>0時(shí)，電壓鑒別器會(huì)令開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，停止加熱，恒溫箱內(nèi)的溫度恒定在________ ℃. [解析]　設(shè)電路的路端電壓為U，當(dāng)Uab＝0時(shí)，是電熱絲加熱的臨界狀態(tài)． 此時(shí)R1＝R3，解得RT＝20 kΩ. 由題

14、圖乙知，當(dāng)RT＝20 kΩ時(shí)，t＝35 ℃. [答案]　35 傳感器與自動(dòng)控制問(wèn)題通常是利用傳感器中的敏感元件與電路結(jié)合分析，要把握兩點(diǎn)： (1)明確組成傳感器的敏感元件的特性． (2)注意電路的結(jié)構(gòu)及串、并聯(lián)的分析計(jì)算方法．　 　傳感器的電路設(shè)計(jì)與分析技巧[學(xué)生用書(shū)P65] 1．感受量分析：明確傳感器所感受的物理量，如力、熱、光、磁、聲等． 2．輸出信號(hào)分析：明確傳感器的敏感元件，分析它的輸入信號(hào)及輸出信號(hào)，以及輸入信號(hào)與輸出信號(hào)間的變化規(guī)律． 3．電路結(jié)構(gòu)分析：認(rèn)真分析傳感器所在的電路結(jié)構(gòu)，在熟悉常用元件工作特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，分析電路輸出信號(hào)與輸入信號(hào)間的規(guī)律． 　采用

15、風(fēng)力發(fā)電給蓄電池充電，為路燈提供電能，是現(xiàn)代城市“亮化”工程的方向．用光敏電阻作為傳感器控制路燈電路的開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制．光敏電阻的阻值隨照射光的強(qiáng)弱而變化，作為簡(jiǎn)化模型，可以近似認(rèn)為，照射光較強(qiáng)(如白天)時(shí)電阻幾乎為0，照射光較弱(如黑天)時(shí)電阻接近于無(wú)窮大．利用光敏電阻作為傳感器，借助電磁開(kāi)關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)路燈自動(dòng)在白天關(guān)閉、黑天打開(kāi)．電磁開(kāi)關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示.1、2兩接線柱之間是勵(lì)磁線圈，3、4兩接線柱分別與彈簧片和觸點(diǎn)連接．當(dāng)勵(lì)磁線圈中電流大于50 mA時(shí)，電磁鐵吸合鐵片，彈簧片和觸點(diǎn)分離，3、4斷開(kāi)；電流小于50 mA時(shí)，3、4接通．勵(lì)磁線圈中允許通過(guò)的最大電流為100 mA.

16、(1)利用以下器材設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)控制路燈的電路，畫(huà)出電路原理圖． 光敏電阻R1，符號(hào) 燈泡L，額定功率40 W，額定電壓36 V，符號(hào) 保護(hù)電阻R2，符號(hào) 電磁開(kāi)關(guān)，符號(hào) 蓄電池E，電壓36 V，內(nèi)阻很小；開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干． (2)回答下列問(wèn)題： ①如果勵(lì)磁線圈的電阻為200 Ω，勵(lì)磁線圈允許加的最大電壓為_(kāi)_______V，保護(hù)電阻R2的阻值范圍為_(kāi)_________ Ω. ②在有些應(yīng)用電磁開(kāi)關(guān)的場(chǎng)合，為了安全，往往需要在電磁鐵吸合鐵片時(shí)，接線柱3、4之間從斷開(kāi)變?yōu)榻油ǎ疄榇?，電磁開(kāi)關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)如何改造？請(qǐng)結(jié)合本題中電磁開(kāi)關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖說(shuō)明． ③任意舉出一個(gè)其他的電磁鐵應(yīng)用的例

17、子． [解析]　(2)①Um＝ImR＝100×10－3×200 V＝20 V E＝I(R2＋R)，其中50 mA

18、繼電器構(gòu)成低壓控制電路，電路圖如圖所示． 工作過(guò)程：閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)溫度低于設(shè)計(jì)值時(shí)，熱敏電阻阻值大，通過(guò)電磁繼電器的電流小，電磁鐵磁性弱，不能將銜鐵P吸下，觸點(diǎn)K接通，電熱絲通電加熱；當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，熱敏電阻阻值減小到某值，通過(guò)電磁繼電器的電流變大達(dá)到工作電流，電磁鐵磁性增強(qiáng)，將銜鐵P吸下，觸點(diǎn)K斷開(kāi)，電熱絲斷電，停止加熱；當(dāng)溫度低于設(shè)計(jì)值時(shí)，又重復(fù)前述過(guò)程． 答案：見(jiàn)解析 [隨堂檢測(cè)] [學(xué)生用書(shū)P66] 1．類(lèi)人型機(jī)器人裝有作為眼睛的“傳感器”，猶如大腦的“控制器”，以及可以行走的“執(zhí)行器”，在它碰到障礙物前會(huì)自動(dòng)避讓并及時(shí)轉(zhuǎn)彎．下列有關(guān)該機(jī)器人“眼睛”的說(shuō)法中正確的是

19、(　　) A．是力傳感器　　 B．是光傳感器 C．是溫度傳感器 D．是聲音傳感器 解析：選B.遇到障礙物會(huì)繞開(kāi)，說(shuō)明它是光傳感器，B正確，A、C、D錯(cuò)誤． 2．當(dāng)你走近豪華賓館、酒樓的大門(mén)時(shí)，門(mén)就自動(dòng)為你打開(kāi)；當(dāng)你走進(jìn)門(mén)之后，門(mén)又在你身后自動(dòng)關(guān)上．你覺(jué)得這可能是將下列哪種外界信息轉(zhuǎn)換為有用的信息(　　) A．溫度 B．運(yùn)動(dòng) C．人 D．光線 解析：選D.自動(dòng)門(mén)的自動(dòng)控制要求靈敏、可靠、自動(dòng)門(mén)使用的是紅外線傳感器，紅外線屬于不可見(jiàn)光，人在白天或黑夜均發(fā)出紅外線，傳感器接收到人體發(fā)出的紅外線后傳給自動(dòng)控制裝置的電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)門(mén)． 3．下列關(guān)于電子秤中應(yīng)變式力傳感器的

20、說(shuō)法正確的是(　　) A．應(yīng)變片是由導(dǎo)體材料制成的 B．當(dāng)應(yīng)變片的表面拉伸時(shí)，其電阻變大；反之變小 C．傳感器輸出的是應(yīng)變片電壓 D．外力越大，輸出的電壓差越小 解析：選B.應(yīng)變片是由半導(dǎo)體材料制成的，A錯(cuò)誤；應(yīng)變片的表面拉伸時(shí)，R值變大，應(yīng)變片壓縮時(shí)，R值變小，B正確；傳感器輸出的是應(yīng)變片兩個(gè)電壓的差值，外力越大，輸出電壓差值越大，C、D錯(cuò)誤． 4．(多選) 如圖所示為電熨斗的結(jié)構(gòu)圖，下列關(guān)于電熨斗的說(shuō)法正確的是(　　) A．電熨斗能自動(dòng)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(diǎn)是接觸的，溫度過(guò)高時(shí)，雙金屬片發(fā)生彎曲使上下觸點(diǎn)分離 C．需要

21、較高溫度熨燙時(shí)，要調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕，使升降螺絲下移并推動(dòng)彈性銅片下移 D．電熨斗中的雙金屬片是一種半導(dǎo)體材料 解析：選BC.電熨斗主要是利用雙金屬片的膨脹系數(shù)不同而自動(dòng)控制溫度的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；常溫下，上下觸點(diǎn)是接觸的，溫度過(guò)高時(shí)，雙金屬片發(fā)生彎曲使上下觸點(diǎn)分離，選項(xiàng)B正確；需要較高溫度熨燙時(shí)，要調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕，使升降螺絲下移并推動(dòng)彈性銅片下移，選項(xiàng)C正確；電熨斗中的雙金屬片是金屬材料，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 5．如圖所示，A是浮子，B是金屬觸頭，C為住宅樓房頂上的蓄水池，M是帶水泵的電動(dòng)機(jī)，D是彈簧，E是銜鐵，F(xiàn)是電磁鐵，S1、S2均為觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，S為開(kāi)關(guān)，J為電池．請(qǐng)利用上述材料，設(shè)計(jì)一個(gè)住宅樓房頂上的

22、自動(dòng)注水裝置． (1)連接電路圖； (2)簡(jiǎn)述其工作原理(涉及的元件可用字母代替)． 解析：(1)連接線路如圖所示． (2)按圖連接好電路，合上開(kāi)關(guān)S，水泵工作，水位升高，當(dāng)浮子上升使B接觸到S1時(shí)，左側(cè)電路(控制電路)工作，電磁鐵F有磁力，拉下銜鐵E，使S2斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)M不工作，停止注水，當(dāng)水位下降使B與S1脫離，左側(cè)電路停止工作，F(xiàn)無(wú)磁性，D拉動(dòng)E，使S2接通，M工作． 答案：見(jiàn)解析 [課時(shí)作業(yè)] [學(xué)生用書(shū)P105(單獨(dú)成冊(cè))] 一、單項(xiàng)選擇題 1．電子秤使用的傳感器是(　　) A．超聲波傳感器 B．溫度傳感器 C．壓力傳感器 D．紅外線傳感器 解析

23、：選C.電子秤通過(guò)感知物體對(duì)它的壓力，將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并由儀表顯示，來(lái)測(cè)量物體質(zhì)量，所以它感知的是壓力，使用了壓力傳感器，故C選項(xiàng)正確． 2．機(jī)器人技術(shù)發(fā)展迅速，以下哪方面是現(xiàn)有的機(jī)器人不能很好地完成的(　　) A．汽車(chē)工業(yè)中自動(dòng)焊接領(lǐng)域 B．深水探險(xiǎn) C．藝術(shù)體操和與人對(duì)話 D．機(jī)械加工 解析：選C.現(xiàn)有的機(jī)器人技術(shù)僅限于制造工藝、計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)，還很難達(dá)到類(lèi)似人對(duì)肢體的控制能力，其動(dòng)作精確但較僵硬，語(yǔ)音識(shí)別能力還很差，但在其他幾個(gè)方面機(jī)器人都有較好表現(xiàn)． 3．指紋識(shí)別器在下列哪些方面可以得到廣泛應(yīng)用(　　) A．乘坐客車(chē)購(gòu)票時(shí) B．過(guò)公路收費(fèi)處時(shí) C．放學(xué)出

24、校門(mén)口時(shí) D．開(kāi)銀行保險(xiǎn)柜時(shí) 解析：選D.指紋識(shí)別用于對(duì)特定人的身份識(shí)別，在具有特殊要求的場(chǎng)合應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)，A、B、C三項(xiàng)不需要嚴(yán)格的身份驗(yàn)證，所以不必使用這一技術(shù)． 4.小強(qiáng)用恒溫箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)恒溫箱的溫度持續(xù)升高，無(wú)法自動(dòng)控制．經(jīng)檢查，恒溫箱的控制器沒(méi)有故障．參照?qǐng)D示，下列對(duì)故障判斷正確的是(　　) A．只可能是熱敏電阻出現(xiàn)故障 B．只可能是溫度設(shè)定裝置出現(xiàn)故障 C．熱敏電阻和溫度設(shè)定裝置都可能出現(xiàn)故障 D．可能是加熱器出現(xiàn)故障 解析：選C.由恒溫箱原理圖可知，若熱敏電阻出現(xiàn)故障或溫度設(shè)定出現(xiàn)故障都會(huì)向控制器傳遞錯(cuò)誤信息，導(dǎo)致控制器發(fā)出錯(cuò)誤指令，C正確，A、B錯(cuò)誤

25、；若加熱器出現(xiàn)故障，只有一種可能，即不能加熱，而題中加熱器一直加熱才會(huì)使溫度持續(xù)升高，D錯(cuò)誤． 5．如圖所示為一種溫度自動(dòng)報(bào)警器的原理圖，在水銀溫度計(jì)的頂端封入一段金屬絲，以下說(shuō)法正確的是(　　) A．溫度升高至74 ℃時(shí)，L1亮燈報(bào)警 B．溫度升高至74 ℃時(shí)，L2亮燈報(bào)警 C．溫度升高至78 ℃時(shí)，L1亮燈報(bào)警 D．溫度升高至78 ℃時(shí)，L2亮燈報(bào)警 解析：選D.當(dāng)溫度低于78 ℃時(shí)，線圈中沒(méi)有電流，此時(shí)燈L1亮，但不報(bào)警；當(dāng)溫度升高到78 ℃時(shí)，線圈中有電流，磁鐵吸引銜鐵，燈L2被接通，所以燈L2亮且報(bào)警，溫度升高至74 ℃時(shí)，線圈中沒(méi)有電流，只是燈L1亮，不會(huì)報(bào)警．

26、 6．酒精測(cè)試儀用于對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)駕駛?cè)藛T是否酒后駕車(chē)及其他嚴(yán)禁酒后作業(yè)人員的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，它利用的是一種二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器．酒精氣體傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的變化而變化，在如圖所示的電路中，不同的酒精氣體濃度對(duì)應(yīng)著傳感器的不同電阻，這樣，顯示儀表的指針就與酒精氣體濃度有了對(duì)應(yīng)關(guān)系．如果二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器電阻r′的倒數(shù)與酒精氣體的濃度成正比，那么，電壓表示數(shù)U與酒精氣體濃度c之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系正確的是(　　) A．U越大，表示c越大，c與U成正比 B．U越大，表示c越大，但是c與U不成正比 C．U越大，表示c越小，c與U成反比 D．U越大，表示c越小，但是c與U不成反

27、比 解析：選B.傳感器電阻r′的倒數(shù)與濃度c是正比關(guān)系，即＝kc. 電路中的電流為I＝， 電壓表示數(shù) U＝IR0＝＝， 可見(jiàn)電壓與濃度的關(guān)系不是正比關(guān)系，但隨濃度的增加而增加．故B正確． 二、多項(xiàng)選擇題 7.傳感器是一種采集信息的重要器件，如圖所示是一種測(cè)定壓力的電容式傳感器，當(dāng)待測(cè)壓力F作用于可動(dòng)膜片電極上時(shí)，可使膜片產(chǎn)生形變，引起電容的變化．將電容式傳感器、靈敏電流計(jì)和電源串接成如圖所示的閉合電路，那么下列說(shuō)法正確的是(　　) A．當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí)，電容將減小 B．若靈敏電流計(jì)有示數(shù)，則壓力F發(fā)生了變化 C．若靈敏電流計(jì)有向右的電流通過(guò)，則壓力F在增大 D．若

28、靈敏電流計(jì)有向右的電流通過(guò)，則壓力F在減小 解析：選BC.當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí)，兩電極之間的距離變小，使得電容變大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)靈敏電流計(jì)有示數(shù)時(shí)，說(shuō)明電容式傳感器正在進(jìn)行充放電，而電容式傳感器始終與電源相連，即電壓不變，所以說(shuō)明其電容在發(fā)生變化，一定是壓力F發(fā)生了變化，選項(xiàng)B正確；由于電容式傳感器固定電極接在電源的正極，靈敏電流計(jì)有向右的電流通過(guò)，則說(shuō)明電流流向電容式傳感器的固定電極，所以電容在變大，即間距在減小，力F在變大，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤． 8.全自動(dòng)洗衣機(jī)中，排水閥是由程序控制器控制其動(dòng)作的．當(dāng)洗衣機(jī)進(jìn)行排水和脫水工序時(shí)電磁鐵的線圈通電，使電磁鐵的鐵芯2動(dòng)作，牽引排水閥的活塞，

29、排出污水，牽引電磁鐵的結(jié)構(gòu)如圖所示．以下說(shuō)法正確的是(　　) A．若某時(shí)刻輸入控制電流時(shí)，a為正，b為負(fù)，則鐵芯2中A端為N極，B端為S極 B．若某時(shí)刻輸入控制電流時(shí)，a為正，b為負(fù)，則鐵芯2中A端為S極，B端為N極 C．若a、b處輸入交變電流，鐵芯2不能吸入線圈中 D．若a、b處輸入交變電流，鐵芯2能吸入線圈中 解析：選BD.若輸入控制電流由a流入，b流出，則鐵芯1左端為N極，右端為S極，它將使鐵芯2被磁化，A端為S極，B端為N極，并吸入線圈中．若a、b處輸入交變電流，鐵芯2仍能被吸入線圈中，故選B、D. 9．如圖甲所示是一天花板上的火災(zāi)報(bào)警器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理如圖乙所示．它是

30、利用煙霧對(duì)光的散射來(lái)工作的．下列關(guān)于該報(bào)警器原理的說(shuō)法正確的是(　　) A．罩內(nèi)的光電三極管將光強(qiáng)度這個(gè)非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電流這個(gè)電學(xué)量 B．罩內(nèi)的光電三極管將光強(qiáng)度這個(gè)非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電阻這個(gè)電學(xué)量 C．煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后對(duì)光有散射作用，使部分光線照射到光電三極管上，其電阻變小 D．煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后對(duì)光有散射作用，使部分光線照射到光電三極管上，其電阻變大 解析：選BC.平時(shí)光電三極管收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)．煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后對(duì)光有散射作用，使部分光線照射到光電三極管上，其電阻變?。赃x項(xiàng)B、C正確，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤． 10．如圖是電飯鍋的結(jié)構(gòu)圖，如果感溫磁體的“居里溫度”為10

31、3 ℃時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．常溫下感溫磁體具有較強(qiáng)的磁性 B．當(dāng)溫度超過(guò)103 ℃時(shí)，感溫磁體的磁性較強(qiáng) C．飯熟后，水分被大米吸收，鍋底的溫度會(huì)超過(guò)103 ℃，這時(shí)開(kāi)關(guān)按鈕會(huì)跳起 D．常壓下只要鍋內(nèi)有水，鍋內(nèi)的溫度就不可能達(dá)到103 ℃，開(kāi)關(guān)按鈕就不會(huì)自動(dòng)跳起 解析：選ACD.感溫鐵氧體的特點(diǎn)：在“103 ℃”以下具有較強(qiáng)的磁性，在“103 ℃”以上失去磁性，故A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)溫度達(dá)到103 ℃開(kāi)關(guān)自動(dòng)斷開(kāi)，低于103 ℃開(kāi)關(guān)不能自動(dòng)斷開(kāi)，故C、D正確． 三、非選擇題 11．如圖甲是汽車(chē)過(guò)橋時(shí)對(duì)不同類(lèi)型橋面壓力變化的實(shí)驗(yàn)．采用DIS方法對(duì)模型進(jìn)行測(cè)量，其結(jié)果

32、如圖乙中電腦屏幕所示． (1)圖甲中的傳感器為_(kāi)_______傳感器． (2)圖甲中①②③分別為三種不同類(lèi)型的橋面，對(duì)于凸形橋①，其相對(duì)應(yīng)的壓力圖線應(yīng)是屏幕上的________．(填“a”“b”或“c”) 解析：(1)由于是將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，所以是壓力傳感器． (2)橋面如題圖①所示時(shí)，小球在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力小于重力； 橋面如題圖②所示時(shí)，小球?qū)虻膲毫Σ蛔?，總等于重力? 橋面如題圖③所示時(shí)，小球在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力大于重力； 由此可得：對(duì)應(yīng)凸形橋①的壓力圖線是電腦屏幕上的c.答案：(1)壓力　(2)c 12．如圖所示為某種電子秤的原理示意圖，AB為一均勻的滑線電阻

33、，阻值為R，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，兩邊分別有P1、P2兩個(gè)滑動(dòng)頭，P1可在豎直絕緣光滑的固定桿MN上保持水平狀態(tài)而上下自由滑動(dòng)．彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，P1剛好指著A端，P1與托盤(pán)固定相連．若P1、P2間出現(xiàn)電壓時(shí)，該電壓經(jīng)過(guò)放大，通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換后在顯示屏上將顯示物體重力的大?。阎獜椈傻膭哦认禂?shù)為k，托盤(pán)自身質(zhì)量為m0，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間.求： (1)托盤(pán)上未放物體時(shí)，在托盤(pán)自身重力作用下，P1與A端的距離x1； (2)托盤(pán)上放有質(zhì)量為m的物體時(shí)，P1與A端的距離x2； (3)在托盤(pán)上未放物體時(shí)通常先校準(zhǔn)零點(diǎn)，其方法是調(diào)節(jié)P2，使P2離A端的距離也為x1，從而使P1、P2間的

34、電壓為零．校準(zhǔn)零點(diǎn)后，將物體m放在托盤(pán)上，試推導(dǎo)出物體質(zhì)量m與P1、P2間的電壓U之間的函數(shù)關(guān)系式． 解析：托盤(pán)的移動(dòng)帶動(dòng)P1移動(dòng)，使P1、P2間出現(xiàn)電勢(shì)差，電勢(shì)差的大小反映了托盤(pán)向下移動(dòng)距離的大小，由于R為均勻滑線電阻，則其阻值與長(zhǎng)度成正比． (1)由力的平衡知識(shí)得：m0g＝kx1，解得x1＝. (2)放上物體m重新平衡得：m0g＋mg＝kx2， 解得：x2＝. (3)由閉合電路歐姆定律知：E＝IR 由部分電路歐姆定律知：U＝IR串(R串為P1、P2間電阻)由＝，其中x為P1、P2間的距離， 則x＝x2－x1＝ 聯(lián)立以上各式解得：m＝. 答案：(1)　(2)　(3)m＝ 17