第六章 检测试题
(时间:60分钟 满分:100分)
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知识点
题号
1.热敏电阻特性
2、9、10
2.传感器应用
1、3、7、12
3.电容式传感器
4
4.温度报警器
6、8、11
5.力传感器
5
一、选择题(每小题6分,共48分)
1.关于传感器的作用,下列说法中正确的有( BC )
A.通常的传感器可以直接用来进行自动控制
B.传感器可以用来采集信息
C.传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量
D.传感器可以将所有感受到的信号都转换为电学量
解析:传感器是将感受的非电学量转化为电学量的仪器,不同的传感器感受不同的信号,B、C对.
2.如图所示,某半导体热敏电阻IU图线可能是( B )
解析:半导体热敏电阻随温度的升高电阻减小,在IU图线中,斜率越大,电阻越小,故B选项正确.
3.下列说法中正确的是( BC )
A.话筒是一种常用的声传感器,其作用是将电信号转换为声信号
B.电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器,这种传感器作用是控制电路的通断
C.电子秤所使用的测力装置是力传感器
D.半导体热敏电阻常用作温度传感器,因为温度越高,它的电阻值越大
解析:话筒是一种常用的声传感器,其作用是将声信号转换为电信号,选项A错误;半导体热敏电阻的温度越高,它的电阻值越小,选项D错误.电熨斗是利用双金属片温度传感器控制电路,电子秤是利用力传感器测质量,故B、C正确.
4.(2012年浙江省杭师大附中高二上学期期末)传感器是一种采集信息的重要器件,如图所示是一种测定压力的电容式传感器,当待测压力F作用于可动膜片电极时,可使膜片发生形变,引起电容的变化.将电容
器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路,那么( AD )
A.当F向上压膜片电极时,电容将增大
B.当F向上压膜片电极时,电容将减小
C.若电流计有示数,则压力F可能不发生变化
D.若电流计有示数,则压力F发生变化
解析:当F向上压膜片电极时,电容器极板间距d变小,由C=,电容器电容C变大,选项A正确;在电容器、灵敏电流计和电源串联成的闭合电路中,电容器两极板间电压U不变,若电流计有示数,说明电容器有充放电,极板带电量发生变化,根据Q=CU知,电容器电容C发生变化,从而判断出作用在可动膜片电极上的压力F发生变化,选项D正确.
电容器的电容决定于极板的正对面积S、极板间距d、极板间的电介质这几个因素.如果某个物理量的变化引起上述某个因素的变化,从而引起电容的变化,通过电容的变化就可以确定上述物理量的变化,作这种用途的传感器称电容式传感器.
5.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置,其工作原理如图(甲)所示,将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上,中间放置一个绝缘重球.小车向右做直线运动过程中,电流表示数变化与时间t的关系如图(乙)所示,下列判断正确的是( D )
A.从t1到t2时间内,小车做匀速直线运动
B.从t1到t2时间内,小车做匀加速直线运动
C.从t2到t3时间内,小车做匀速直线运动
D.从t2到t3时间内,小车做匀加速直线运动
解析:在0~t1内,I恒定,压敏电阻阻值不变,小球的受力不变,小车可能做匀速或匀加速直线运动.在t1~t2内,I变大,阻值变小,压力变大,小车做变加速运动,A、B均错.在t2~t3内,I不变,压力不变,小车做匀加速直线运动,C错,D对.
6.如图所示为一种温度自动报警器的原理图,在水银温度计的顶端封入一段金属丝,以下说法中正确的是( D )
A.温度升高至74 ℃时,L1亮灯报警
B.温度升高至74 ℃时,L2亮灯报警
C.温度升高至78 ℃时,L1亮灯报警
D.温度升高至78 ℃时,L2亮灯报警
解析:当温度低于78 ℃时,继电器线圈中没有电流,此时灯L1亮,但不报警;当温度升高到78 ℃时,继电器线圈有电流,磁铁吸下衔铁,灯L2被接通,所以灯L2亮且报警,温度升高至74 ℃时,只是灯L1亮,不会报警,故A、B、C选项错,D选项正确.
7.如图所示为小型断电器的构造示意图,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为一对触头开关,A、B、C、D为四个接线柱.断电器与传感器配合可完成自动控制的要求,其工作方式是( A )
A.A与B接信号电压,C与D跟被控电路串联
B.A与B接信号电压,C与D跟被控电路并联
C.C与D接信号电压,A与B跟被控电路串联
D.C与D接信号电压,A与B跟被控电路并联
解析:由图可知A、B是电磁继电器线圈的两端,所以A、B应接信号电压,线圈随信号电压的变化可以使用电磁继电器通断,从而使C、D接通或断开,起到了控制作用,所以C、D只能与被控电路串联,故A项正确,B、C、D均不正确.
8.(2012年四川省雅安中学高二下学期3月月考)如图所示为火警报警装置的一部分电路示意图,其中RT为用半导体材料制成的NTC热敏电阻,R0为一定值电阻,当传感器RT处出现火情时,电流表的示数I、报警器两端电压U的变化情况是( A )
A.I变大,U变大 B.I变小,U变小
C.I变大,U变小 D.I变小,U变大
解析:当传感器RT处出现火情时,温度升高,半导体材料制成的NTC热敏电阻阻值减小,电路中电流增大,电流表的示数I变大,定值电阻R0两端电压变大,报警器两端电压U变大,故A正确.
二、实验题(共32分)
9.(8分)如图所示,将多用电表的选择开关置于“欧姆”挡,再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻R1的两端相连,这时表针恰好指在刻度盘的正中间.若在R1上擦一些酒精,表针将向 (填“左”或“右”)偏转;若用吹风机将热风吹向电阻R1,表针将向 (填“左”或“右”)偏转.?
解析:若在R1上擦一些酒精,由于酒精蒸发吸热,热敏电阻R1温度降低,阻值增大,所以指针应向左偏;用吹风机将热风吹向电阻R1,电阻R1温度升高,阻值减小,指针应向右偏.
答案:左 右
10.(12分)影响物质材料电阻率的因素很多,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大,而半导体材料的电阻率则与之相反,随温度的升高而减小.某课题研究小组在研究用某种材料制作的用电器件Z的导电规律时,利用如图(a)所示的分压电路测得其电压与电流的关系如下表所示:
U/V
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.50
1.60
I/A
0.20
0.45
0.80
1.25
1.80
2.81
3.20
(1)根据表中数据,判断用电器件Z可能属于 材料;?
(2)把用电器件Z接入如图(b)所示的电路中,闭合开关电流表的读数为1.8 A,电池的电动势为3 V,内阻不计,则电阻R的电功率为 .?
解析:(1)由表格中数据可得,电阻随电压的增大而减小,而电压越大,用电器件温度越高,所以材料应为半导体.
(2)查表I=1.8 A时,Z的电压为1.2 V,
则UR=E2-UZ=3 V-1.2 V=1.8 V,
PR=IUR=3.24 W.
答案:(1)半导体 (2)3.24 W
11.(2012年江西省丰城中学、樟树中学、高安中学高二年级期末三校联考)(12分)(1)图(甲)为斯密特触发器的符号,当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值(1.6 V)时,输出端Y会突然从高电平跳到低电平(0.25 V),而当输入端A的电压下降到另一个值的时候(0.8 V),Y会从低电平跳到高电平(3.4 V).由此可知,斯密特触发器是具有特殊功能的 (填“与门”、“或门”或“非门”).?
(2)如图(乙)、(丙)是某同学设计的两个电路图.图中R1是可调电阻,RT是热敏电阻,其阻值会随温度的升高而减小.回答下面问题:
①能作为温度报警器的电路图是 (填“(乙)”或“(丙)”);?
②为使热敏电阻在感测到更高温度时才报警,应该调节R1,使其阻值 (填“增大”或“减小”).?
解析:(1)斯密特触发器的输出状态和输入状态相反,相当于“非门”电路.
(2)①温度升高时,热敏电阻阻值减小,其两端电压减小,图(乙)中,斯密特触发器的输入端A的电压升高,输出端Y跳
到低电平,蜂鸣器两端电压增大,蜂鸣器工作报警;而图(丙)中,温度升高时,热敏电阻两端电压减小,斯密特触发器的输入端A的电压降低,输出端Y跳到高电平,蜂鸣器两端电压减小,蜂鸣器不工作.②高温度时,热敏电阻阻值减小,而斯密特触发器的输入端A的电压要保持不变,则应使得图(乙)中R1阻值减小.
答案:(1)非门 (2)①乙 ②减小
三、计算题(20分)
12.如图(甲)所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置.其中R是滑动变阻器,阻值范围是0~100 Ω,它的金属滑片是杠杆的一端,油量表是由电流表改装而成的,实际是量程为0~0.6 A的电流表,从指针所指的刻度可知油箱内油面的高度,R'为校准电阻.已知电源电压为12 V,油箱空和油箱满时金属滑片恰在滑动变阻器的两端点a、b处.
(1)当油箱满时,电流表示数恰好为满偏刻度0.6 A,求校准电阻R'的阻值和油箱空时电流表的示数;
(2)若将电流表改换为电压表,用电压表的指针指示的刻度显示油箱内油面的高度,要求油面上升时电压表的读数增大,请将电压表V画在图(乙)中,并标明电压表的“+”、“-”接线柱.若改装后电路中校准电阻的阻值不变,求电压表示数的变化范围.
解析:(1)当电流表示数为满偏刻度0.6 A时,金属滑片在b处,此时滑动变阻器连入电路的电阻R=0.
R'== Ω=20 Ω
油箱空时,金属滑片在a处,滑动变阻器连入电路的电阻R=100 Ω,
则电流表的示数为I1== A=0.1 A.
(2)为符合油面上升时,电压表读数增大的要求,应使电压表与校准电阻R'并联,电压表示数变化的范围,由滑片在a、b两处时校准电阻R'两端的电压决定,如图所示.
U1=UR'/(R+R')=2 V,U2=12 V
故电压表示数的变化范围为2 V~12 V.
答案:(1)20 Ω 0.1 A
(2)图见解析 2 V~12 V
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