常见传感器的工作原理试题及答案-高中物理-云返教育

霍尔式位移传感器的测量原理如图所示，有一个沿z轴方向均匀变化的匀强磁场，磁感应强度B=B₀+kz(B₀、k均为常数)。将霍尔元件固定在物体上，保持通过霍尔元件的电流I不变(方向如图9所示)，当物体沿z轴正方向平移时，由于位置不同，霍尔元件在y轴方向的上、下表面的电势差U也不同。则 AB

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类型： 多选题 难度系数：中
如图所示，为光敏电阻自动计数器的示意图，其中A是发光仪器，B是传送带上物品，R₁为光敏电阻，R₂为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理应是 AC

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类型： 多选题 难度系数：中
用电流传感器可以清楚的演示一些电学元件对电路中电流的影响。如图4所示，在A、B间分别接入电容器、电感线圈和定值电阻，闭合开关时，计算机显示的电流随时间变化的图象如图甲、乙、丙所示，则下列说法正确的是

图4

A．A、B间接入定值电阻显示图象甲
B．A、B间接入电容器显示图象甲
C．A、B间接入电感线圈显示图象乙
D．A、B间接入电感线圈显示图象丙

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类型： 解答题 难度系数：易
由门电路构成的一简单路灯控制电路如图所示，其中R’为光敏电阻，光照时电阻很小，R为变阻器，L为灯泡。其工作情况是：当光敏电阻受到光照时，灯L不亮，不受光照时，灯L亮。虚框内该逻辑电路是门电路。若路灯系统发生了故障，无论有无光照灯L都亮，经检查发现光敏电阻工作正常，则发生该故障的原因是　。

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类型： 解答题 难度系数：易
如图所示的是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F作用于可动膜片的电极上时，以下说法正确的是

①若F向上压膜片电极，电路中有从a到b的电流
②若F向上压膜片电极，电路中有从b到a的电流
③若F向上压膜片电极，电路中不会出现电流
④若电流表有示数，则说明压力F发生变化
⑤若电流表有示数，则说明压力F不发生变化
A．②④ B．①④
C．③⑤ D．①⑤

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类型： 解答题 难度系数：易
下列说法正确的是
A．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
B．楼道里的灯只有天黑时出现声音才亮，说明它的控制电路中只有声传感器
C．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
D．电子秤所使用的测力装置是温度传感器

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类型： 解答题 难度系数：易
（16分）实验小组为了测量一栋26层的写字楼每层的平均高度（层高）及电梯运行情况，请一质量为m=60 kg的同学站在放于电梯的水平地板上的体重计上，体重计内安装有压力传感器，电梯从一楼直达26楼，已知t=0至t=1 s内，电梯静止不动，与传感器连接的计算机自动画出了体重计示数随时间变化的图线，如下图．求：
（1）电梯启动和制动时的加速度大小：
（2）该大楼每层的平均层高．

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类型： 解答题 难度系数：易
下列器件可作为传感器的有．
A．热电阻 B．干电池
C．电键 D．二极管

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类型： 解答题 难度系数：易
关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是 A．应变片是由导体材料制成 B．当应变片的表面拉伸时,其电阻变大,反之变小C．传感器输出的是应变片上的电压 D．外力越大,输出的电压差值也越大

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类型： 解答题 难度系数：易
某实验小组控制一种热敏电阻的温度特性．现有器材：直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等．

(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性，请你在图(1)中的实物图上连线．
(2)实验的主要步骤：
①正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值；
②在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，，　，断开开关．
③实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得R－t关系图线．请根据图(2)中的图线写出该热敏电阻的R－t关系式：R＝　＋　 t(Ω)保留3位有效数字．

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类型： 解答题 难度系数：易
（8分）运用玻意耳定律可以测量小晶体的密度，实验步骤如下：
Ⅰ．取适量小晶体，用天平测出其质量，然后将小晶体装入注射器内；
Ⅱ．缓慢推动活塞至某一位置，记录活塞所在位置的容积刻度V₁，通过压强传感器、数据采集器从计算机上读取此时气体的压强P₁；
Ⅲ．重复步骤Ⅱ，记录活塞在另一位置的容积刻度V₂和读取相应的气体的压强P₂；
Ⅳ．处理记录的数据，算出小晶体的密度．

（1）为了减小实验误差，现采用作直线图线的方法来处理表格中的实验数据．按此要求，右边方格图的纵坐标应标明的物理量是，横坐标则应标明　，根据表格数据在方格图中画出相应图线；

（2）如果图线的斜率用k表示，则注射器内小晶体的体积v₀与容积刻度V、气体的压强P 的关系表达式为：v₀=　；
（3）实验测得这些小晶体的质量为6.48×10^-3kg，则小晶体的密度大小为　 kg/m³．

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类型： 解答题 难度系数：易
(2009·宁夏)青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电，为路灯提供电能．用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制．
光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为，照射光较强(如白天)时电阻几乎为0；照射光较弱(如黑天)时电阻接近于无穷大。利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打开。电磁开关的内部结构如图所示。1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接。当励磁线圈中电流大于50mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于50mA时，3、4接通。励磁线圈中允许通过的最大电流为100mA.

(1)利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图．
光敏电阻R₁，符号
灯泡L，额定功率40W，额定电压36V，符号
保护电阻R₂，符号
电磁开关，符号蓄电池E，电压36V，内阻很小；开关S，导线若干。
(2)回答下列问题：
①如果励磁线圈的电阻为200Ω，励磁线圈允许加的最大电压为 V，保护电阻R₂的阻值范围为　 Ω。
②在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱3、4之间从断开变为接通。为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合本题中电磁开关内部结构图说明．
答：　
　
③任意举出一个其它的电磁铁应用的例子。
答：　
　

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类型： 解答题 难度系数：易
（6分）某同学利用光电门传感器设计了一个研究小物体自由下落时机械能是否守恒的实验，实验装置如图所示，图中A、B两位置分别固定了两个光电门传感器．实验时测得小物体上宽度为d的挡光片通过A的挡光时间为t₁，通过B的挡光时间为t₂．为了证明小物体通过A、B时的机械能相等，还需要进行一些实验测量和列式证明．

（1）（单选）选出下列必要的实验测量步骤
A．用天平测出运动小物体的质量m
B．测出A、B两传感器之间的竖直距离h
C．测出小物体释放时离桌面的高度H
D．用秒表测出运动小物体通过A、B两传感器的时间△t
（2）若该同学用d和t的比值来反映小物体经过A、B光电门时的速度，并设想如果能满足关系式，即能证明在自由落体过程中小物体的机械能是守恒的．
（3）该同学的实验设计可能会引起明显误差的地方是（请写出一种）：
　．

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类型： 解答题 难度系数：易
R₁为定值电阻，R₂为滑动变阻器，2个电阻采用如图（a）方式接在电动势为E，内阻为r的电源上，利用电压传感器和电流传感器研究R₂上的电压与电流变化关系。当自上向下滑动R₂上的滑片时，通过数据采集器将电压与电流信号输入计算机后，在屏幕上得到的U-I图像应为右图中的

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类型： 解答题 难度系数：易
遥控器能调换电视机频道，利用的是光传感器。下列属于应用这类传感器的是
（A）红外报警装置（B）金属电阻温度计
（C）电子电路中使用的“干簧管” （D）霍尔元件

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类型： 解答题 难度系数：易
在探究超重和失重规律时，某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作。传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图象，则下列图象中可能正确的是

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类型： 解答题 难度系数：易
陶瓷传感器可以用于分析气体中酒精蒸气的含量，常用于检查酒后驾驶的人员．如果司机饮酒．血液中的酒精成分会扩散到呼出的气体中，呼出的气体喷吹传感器，传感器的电阻将随酒精蒸气浓度发生相应的变化，从而可以检测血液中的酒精含量．某种陶瓷气敏传感器的电导（即电阻的倒数）与气体中酒精蒸气浓度C的关系如图甲所示．现用其组成如图乙所示的检测电路（电池内阻为r，电流表内阻不计）．对此．以下说法正确的是

A．此陶瓷气敏传感器的电阻与气体中酒精蒸气的浓度成正比
B．气体中酒精蒸气的浓度越大，则电流表指针偏转的角度越大
C．气体中酒精蒸气的浓度越大，则电池的路端电压越小，电阻R₀两端的电压也越小
D．电池用的时间长了，电动势降低，内阻变大，则会导致测得的酒精浓度偏低

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类型： 解答题 难度系数：易
电子体重秤的原理图如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R（是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表G（实质是理想电流表）．设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3A，电源电动势为12V，内阻为2Ω，电阻R随踏板变化的函数式为R =30–0.02F（F和R的单位分别是N和Ω）．下列说法正确是

A 该秤能测量的最大体重是1400N
B 该秤能测量的最大体重是1300N
C 该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表G刻度盘0.375A处
D 该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘0.400A处

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类型： 解答题 难度系数：易
有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆AOB、压力传感器R（一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表G（其实质是电流表）。其中AO︰BO=4︰1。已知压力传感器的电阻与其所受压力的关系如下表所示：压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 …… 电阻R/300 270 240 210 180 150 120 ……
设踏板和杠杆组件的质量不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.5V，则：
（1）利用表中数据归纳出电阻R随压力F变化的函数关系式；
（2）该电子秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘多少毫安处？
（3）如果某人站在踏板上，电流表刻度盘示数为20mA，这个人的体重是多少？

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类型： 解答题 难度系数：易
温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器产品中，它是利用热敏电阻的阻值随温度而变化的特性工作的。在右图中已知电源的电动势为，内电阻可以忽略不计；G为灵敏电流表，内阻保持不变，R为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如右图中图线所示。闭合开关，当R的温度等于20℃时，电流表示数mA，当电流表的示数=3.6mA时，热敏电阻R的温度是多少℃？

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类型： 解答题 难度系数：易

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