§6.《传感器》测试 选择题 　１．利用半导体可以制成　　　　　　　　　　　　　　　　　（　　　　） 　Ａ．标准电阻　　　　　　　Ｂ．热敏电阻 　Ｃ．光敏电阻　　　　　　　Ｄ．晶体管 　２．下列说法不正确的是 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．热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量 ３．下列方法有可能使半导体材料的电阻率减小的是　（　　） Ａ．升高半导体的温度　　　　　　　Ｂ．用光来照射半导体 Ｃ．在半导体中加入微量其他杂质　　Ｃ．以上情况都不可能 ４．有一电学元件，温度升高时电阻却大幅度减小，则这种元件可能是　（　　） Ａ．金属导体　　　　　　Ｂ．绝缘体 Ｃ．半导体　　　　　　　Ｄ．超导体 ５．有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图６－１所示的电路中的A、B两点后，用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是（ ） Ａ．入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻 Ｂ．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻 Ｃ．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻 Ｄ．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻 ６．图６－２所示是一种延时开关，当Ｓ１闭合时，电磁铁将衔铁吸下，将Ｃ线路接通，当Ｓ１断开时，由于电磁作用，Ｄ将延迟一段时间才被释放，则（　） Ａ．由于Ａ线圈的电磁感应作用，才产生延时释放Ｄ的作用 Ｂ．由于Ｂ线圈的电磁感应作用，才产生延时释放Ｄ的作用 Ｃ．如果断开Ｂ线圈的开关Ｓ２，无延时作用 Ｄ．如果断开Ｂ线圈的开关Ｓ２，延时将变长 ７．如图６－３所示将一光敏电阻接入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关至于欧姆挡，用光照光敏电阻时，表针的偏角为θ；先用手掌挡住部分光线，表针的偏角为θ１，则可判断 （ ） Ａ．θ１==θ Ｂ．θ１＜θ　　　Ｃ．θ１＞θ　Ｄ．不能确定 ８．演示位移传感器的工作原理如图６－4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，则下列说法正确的是 （ ） Ａ．物体Ｍ运动时，电源内的电流会发生变化 Ｂ．物体Ｍ运动时，电压表的示数会发生变化 图 Ｃ．物体Ｍ运动时，电路中没有电流 Ｄ．物体Ｍ不动时，电压表没有示数 ６－４ ９．如图６－５所示，Ｒ１、Ｒ２为定值电阻，Ｌ为小灯泡，Ｒ３为光敏电阻，当照射光强度增大时　　　　　　　　（ ） Ａ，电压表的示数增大　　　　　Ｂ．Ｒ２中电流强度减小 Ｃ．小灯泡的功率增大　　　　　Ｄ．电路的路端电压降低 10．如图６－６所示为一测定液面高低的传感示意图，Ａ为固定的导体芯，Ｂ为导体芯外面的一层绝缘物质，Ｃ为导电液体，把传感器接到图示电路中，已知灵敏电流表指针偏转方向与电流方向相同．如果发现指针正向右偏转，则导电液体的深度ｈ变化为　　　　　　　　　（　　　） Ａ．ｈ正在增大　　　　　　　　Ｂ．ｈ正在减小 Ｃ．ｈ不变　　　　　　　　　　Ｄ．无法确定 11．图６－７是温度报警器电路示意图，下列关于对此电路的分析正确的是（ ） 当RT的温度升高时，RT减小,A端电势降低，Ｙ端电势升高，蜂鸣器会发出报警声 当RT的温度升高时，RT减小，A端电势升高，Ｙ端电势降低，蜂鸣器会发出报警声 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 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 12．惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，这个系统的重要元件之一是加速度计．加速度计的构造原理的示意图如图６－８所示．延导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为ｍ的滑块，滑块两侧分别与劲渡系数均为ｋ的弹簧相连；两弹簧的另一端与固定壁相连．滑块原来静止，弹簧处于自然长度，滑块上有指针可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导．设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离Ｏ点的距离为ｓ，则这段时间内导弹的加速度　（　　） Ａ．方向向左，大小为ks/m B．方向向右，大小为ks/m Ｃ．方向向左，大小为2ks/m D．方向向右，大小为2ks/m 填空题 13．热敏电阻能够将＿＿＿信号转化为电阻变化信号，话筒能将＿＿＿信号转化为＿＿＿信号．霍尔元件能将＿＿＿信号转化为＿＿＿信号． 14．将普通热敏电阻、数字电流表、电源按图6-９连接；将烧杯装入2/3的水，用铁架台固定在加热器上。闭合开关S，当热敏电阻未放入水中时，电流表示数I１，放入温水中时电流表示数I2，热敏电阻放在热水中，若示数为I3则 I１＿＿＿I2＿＿＿I3（填“大于”“等于”“小于”）。
图６－９ 15．如图6-10的光控电路用发光二极管LED模仿路灯,RG为光敏电阻,当有较强的光照在RG上，二极管＿＿＿。如果要想在天更暗时路灯才会亮，应将Ｒ1的阻值调＿＿＿。

图６－10
三．计算题 16．角速度计可测得航天器自转的角速度ω，其结构如图6－11所示，当系统OO１转动时，元件A在光滑杆上发生滑动，并输出电信号成为航天器的制导信号源．已知A质量为m，弹簧的劲度系数为k，原长为Ｌo，电源电动势为Ｅ，内阻不计．滑动变阻器总长为Ｌ，电阻分布均匀，系统静止时滑动变阻器滑动触头Ｐ在中点，与固定接头Ｑ正对，当系统以角速度ω转动时，求： 弹簧形变量ｘ与ω的关系式； （2）电压表的示数Ｕ与角速度ω的函数关系．
图６－11 17．如图６－１2所示是一种悬球式加速度仪，它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度。金属球的质量为ｍ，它系在金属丝的下端。金属丝的上端悬挂在Ｏ点。ＡＢ是一根长为Ｌ的均匀电阻丝，其阻值为Ｒ。金属丝与电阻丝接触良好，摩擦不计。电阻丝的中点Ｃ焊接一根导线，从O点也引出一根导线，两线之间接入一个电压表V，金属丝和导线的电阻不计。图中虚线OC与AB垂直，且OC=h .电阻丝AB接在电压为U的直流稳压电源上，整个装置固定在列车中使AB沿着车前进的方向。列车静止时金属丝呈竖直状态；当列车加速或减速前进时，金属丝将偏离竖直方向。从电压表V的读数变化可以测出加速度的大小。 当列车向右作匀加速直线运动时，试导出加速度a与电压表读数U１的关系式（用Ｕ１，Ｕ，Ｌ，ｈ及重力加速度ｇ表示）． 用导出的ａ与Ｕ１的关系式说明表盘刻度表示ａ，其刻度是否均匀？ 图6－12 18．电磁流量计广泛应用于测量可导电流体（如污水）在管中的流量（单位时间内通过管内横截面流体的体积）.为了简化，假设流量计是如图6-13所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中ａ、ｂ、ｃ．流量计的两端与输送流体的管道相连接（图中虚线）．图６－13中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料。现于流量计所在处加磁感应强度为Ｂ的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面．当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下面表面分别与一串接了电阻Ｒ的电流表两端连接，Ｉ表示测得的电流值。已知流体的电阻率为ρ，不计电流表的内阻。试论述说明流量Ｑ＝


图6-13 图6-14 19．如图６－１６所示，电饭锅是一种可以自动煮饭并自动保温，又不会把饭烧焦的家用电器．它的电路由控制部分ＡＢ和工作部分ＢＣ组成．Ｋ1时限温开关，受动笔和，当温度达到103o时自动断开,不能自动闭合. Ｋ2是自动开关，当温度超过80o时自动断开,温度低于70o时自动闭合．R2是限流电阻，阻值2140
，Ｒ1是工作电阻，阻值６0
．锅中放好适量的米和水，插电源（220V，50HZ）,手动闭合Ｋ1后，电饭锅就能自动煮好米饭并保温．试问：　（！）加热过程电饭锅消耗的电功率Ｐ1是多大？Ｋ1＼Ｋ2都断开时电饭锅消耗的电功率Ｐ２是多大？ （２）插上电源后没有手动闭合Ｋ1，能煮熟饭吗？为什么？
图６－１６ 参考答案 选择题 １．ＢＣＤ　２．A 3．ＡＢＣ　４．Ｃ　５．ＡＣ　６．ＢＣ　７．Ｂ　８．Ｄ　 ９．ＡＣＤ　１0．Ｃ　11．ＢＣ　12．Ｂ 填空题 13. 热学 声音 电学 磁 电 14. 小于 小于 15. 熄灭 大 三．计算题 16. 当系统绕OO1转动时,A在光滑杆上发生滑动,使弹簧发生形变,触头P也随之而移动． 由牛顿第二定律，Ｆ＝ｍω2R，R=Lo＋ｘ，即kx=ｍω2(Lo＋ｘ)， ｘ＝ｍω2／Lo/(k-ｍω2). （２）　电压表的示数Ｕ＝
E=
ｍω2LoE／L(k-ｍω2)
17. (1)a=g
(2)是 解析 (１)设列车的加速度为ａ时，小球偏离竖直方向
角，此时小球受力情况如图所示．根据牛顿第二定律有mgtan
=ma ①
由几何关系有tan
=
② 由①②两式解得a=g
③ 列车加速度为a时，设电压表的读数为U`．则有U`=
．

　　　　④ 由④得　　　　　　　　
＝
　　　　　　　　　　　　　　　⑤ 将⑤代入③得　　　　　ａ＝g
　　　　　　　　　⑥ 由⑥可知，ｇ．Ｌ．Ｕ．ｈ均为常数，则列车的加速度与电压表读数U`成正比，可将电压表的刻度一一对应地改成ａ的数值，因而可知表盘上ａ的刻度值与电压刻度一样是均匀的． 18．设管中流体的流速为ｖ，则在△t时间内流体在管中向前移动的距离为ｖ△t,这样如图6-14画线的流体在△t时间内都将流过横截面,设此横截面的面积为S,则画线的流体体积 △V=Sｖ△t，除以时间△t，则得到流体在该管中流量为Ｑ＝△V／△t＝Sｖ．对于题干所给的流量计，横截面积S＝bc，故流过流量计的流量Ｑ＝vbc，对于给定的流量计，ｂ与ｃ是常量，可见测流量实质上是测流速．流量计的上．下两面产生感应电动势Ｅ＝vBc,其中B时垂直于流量计前后两面的匀强磁场的磁感应强度,c时流过流量计流体的厚度,v是可导电流体在流量计中的流速.如图6-15所示电路,电阻包括外接的电阻R和克导电流体的电阻r=ρ
.这样根据欧姆定律,得到闭合电路中的电流等于I=

图6-15 由此就得到可导电流体在流量计中流速为 v=
(R+
) 于是就得到流过流量计的流量 Q=vbc=
) 19．（１）Ｐ1=
=807W，Ｐ2=
=22W （２）若Ｋ1未闭合,开始K2总是闭合的,R2被短路,功率为Ｐ1，当温度上升到８0o时，K2自动断开，功率降为Ｐ2，温度降低到７0o，K2自动闭合……温度只能在７0o－８0o　　之间变化，不能煮熟饭

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