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1、第十一章第十一章 交流电交流电 传感器传感器 第三讲第三讲 实验十二：传感器的简单使用实验十二：传感器的简单使用 课时跟踪练课时跟踪练 1关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是( ) A非电学量敏感元件转换电路电学量转换元件非电学量敏感元件转换电路电学量转换元件 B电学量敏感元件转换电路转换元件非电学量电学量敏感元件转换电路转换元件非电学量 C非电学量敏感元件转换元件转换电路电学量非电学量敏感元件转换元件转换电路电学量 D非电学量转换电路转换元件敏感元件电学量非电学量转换电路转换元件敏感元件电学量 解析：解析：传感器工作的一般流程为：非电学量被
2、敏感元件感知，然 后通过转换元件转换成电信号， 再通过转换电路将此信号转换成易于 传输或测量的电学量，因此 传感器工作的一般流程为：非电学量被敏感元件感知，然 后通过转换元件转换成电信号， 再通过转换电路将此信号转换成易于 传输或测量的电学量，因此 A、B、D 错，错，C 对对 答案：答案：C 2(多选多选)(2018孝感模拟孝感模拟)如图所示，电容式触摸屏的构造主要 是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜导体层， 再在导体层外加上一块保 护玻璃， 电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极， 在导体层内 形成一个低电压交流电场在触摸屏幕时，由于人体是导体，手指与 内部导体层间会形成一个特殊电容 如图所
3、示，电容式触摸屏的构造主要 是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜导体层， 再在导体层外加上一块保 护玻璃， 电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极， 在导体层内 形成一个低电压交流电场在触摸屏幕时，由于人体是导体，手指与 内部导体层间会形成一个特殊电容(耦合电容耦合电容)，四边电极发出的电流 会流向触点， 而电流强弱与手指到电极的距离成正比， 位于触摸屏后 的控制器便会计算电流的比例及强弱， 准确算出触摸点的位置 由以 上信息可知 ，四边电极发出的电流 会流向触点， 而电流强弱与手指到电极的距离成正比， 位于触摸屏后 的控制器便会计算电流的比例及强弱， 准确算出触摸点的位置 由以 上信息可知( )
4、 A电容式触摸屏的两极板分别是导体层和手指电容式触摸屏的两极板分别是导体层和手指 B当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越大当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越大 C当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越小当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越小 D如果用戴了手套的手触摸屏幕，照样能引起触摸屏动作如果用戴了手套的手触摸屏幕，照样能引起触摸屏动作 解析 ：解析 ： 电容触摸屏在原理上把人体当作一个电容器元件的一个极 板， 把导体层当作另一个极板， 故 电容触摸屏在原理上把人体当作一个电容器元件的一个极 板， 把导体层当作另一个极板， 故 A 正确 ； 手
5、指与屏的接触面积越大， 即两个极板的正对面积越大，故电容越大， 正确 ； 手指与屏的接触面积越大， 即两个极板的正对面积越大，故电容越大，B 正确，正确，C 错误；如果带 了手套或手持不导电的物体触摸时没有反应， 这是因为手与导体层距 离较大，不能引起导体层电场的变化， 错误；如果带 了手套或手持不导电的物体触摸时没有反应， 这是因为手与导体层距 离较大，不能引起导体层电场的变化，D 错误错误 答案：答案：AB 3.(2018太原模拟太原模拟)如图所示，由电源、小灯泡、电阻丝、开关组 成的电路中，当闭合开关 如图所示，由电源、小灯泡、电阻丝、开关组 成的电路中，当闭合开关 S 后，小灯泡正常发
6、光，若用酒精灯加热 电阻丝时， 发现小灯泡亮度变化是 后，小灯泡正常发光，若用酒精灯加热 电阻丝时， 发现小灯泡亮度变化是_， 发生这一现象的主要原 因是 ， 发生这一现象的主要原 因是_(填字母代号填字母代号) A小灯泡的电阻发生了变化小灯泡的电阻发生了变化 B小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化 C电阻丝的电阻率随温度发生了变化电阻丝的电阻率随温度发生了变化 D电源的电压随温度发生了变化电源的电压随温度发生了变化 解析 ：解析 ： 电阻丝的电阻率随温度的升高而增大，电阻也增大，根据 闭合电路欧姆定律 电阻丝的电阻率随温度的升高而增大，电阻也增大，根据 闭合电
7、路欧姆定律 I可知， 电流减小， 小灯泡的实际功率减小，可知， 电流减小， 小灯泡的实际功率减小， E E R Rr 所以变暗所以变暗 答案：答案：变暗 变暗 C 4(2018石家庄模拟石家庄模拟)一些材料的电阻随温度的升高而变化如 图甲是由某金属材料制成的电阻 一些材料的电阻随温度的升高而变化如 图甲是由某金属材料制成的电阻 R 随摄氏温度随摄氏温度 t 变化的图象， 若用该 电阻与电池 变化的图象， 若用该 电阻与电池(电动势电动势 E1.5 V，内阻不计，内阻不计)、电流表、电流表(量程为量程为 5 mA，内 阻不计 ，内 阻不计)、电阻箱、电阻箱 R串联起来，连接成如图乙所示的电路，用
8、该电阻 做测温探头， 把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度， 就得到了一 个简单的“金属电阻温度计” 串联起来，连接成如图乙所示的电路，用该电阻 做测温探头， 把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度， 就得到了一 个简单的“金属电阻温度计” (1)电流刻度较大处对应的温度刻度电流刻度较大处对应的温度刻度_(选填“较大”或 “较小” 选填“较大”或 “较小”)； (2)若电阻箱阻值若电阻箱阻值 R150 ，当电流为，当电流为 5 mA 时对应的温度数 值为 时对应的温度数 值为_. 解析：解析：(1)由题图甲可知，温度升高，电阻阻值增大，电路中电 流减小，因此电流刻度较大处对应的温度刻度较小 由题
9、图甲可知，温度升高，电阻阻值增大，电路中电 流减小，因此电流刻度较大处对应的温度刻度较小 (2)电流为电流为 5 mA 时， 电路总电阻为时， 电路总电阻为 300 ， 电阻箱阻值， 电阻箱阻值 R150 ，则，则 R150 ，由题图甲得对应的温度为，由题图甲得对应的温度为 50 . 答案：答案：(1)较小 较小 (2)50 5(2018临沂模拟临沂模拟)一台臭氧发生器一台臭氧发生器 P 的电阻为的电阻为 10 k，当供电 电压等于 ，当供电 电压等于 24 V 时能正常工作，否则不产生臭氧现要用这种臭氧发时能正常工作，否则不产生臭氧现要用这种臭氧发 生器制成自动消毒装置， 要求它在有光照时能
10、产生臭氧， 在黑暗时不 产生臭氧，拟用一个光敏电阻 生器制成自动消毒装置， 要求它在有光照时能产生臭氧， 在黑暗时不 产生臭氧，拟用一个光敏电阻 R1对它进行控制，对它进行控制，R1的阻值在有光照 时为 的阻值在有光照 时为 100 ，黑暗时为，黑暗时为 1 000 ，允许通过的最大电流为，允许通过的最大电流为 3 mA； 电 源 ； 电 源 E 的电压为的电压为 36 V，内阻不计 ； 另有一个滑动变阻器，内阻不计 ； 另有一个滑动变阻器 R2，阻值为，阻值为 0 100 ，允许通过的最大电流为，允许通过的最大电流为 0.4 A； 一个开关； 一个开关 S 和导线若干臭 氧发生器 和导线若干
11、臭 氧发生器 P 和光敏电阻和光敏电阻 R1的符号如图所示的符号如图所示 设计一个满足上述要求的电路图，图中各元件要标上字母代号， 其中滑动变阻器两固定接线柱端分别标上字母 设计一个满足上述要求的电路图，图中各元件要标上字母代号， 其中滑动变阻器两固定接线柱端分别标上字母 A、 B(电路图画在虚线 框内 电路图画在虚线 框内) 解析 ：解析 ： 为了能控制臭氧发生器， 应该用滑动变阻器的分压式接法， 有光照时 为了能控制臭氧发生器， 应该用滑动变阻器的分压式接法， 有光照时 P 能正常工作，无光照时能正常工作，无光照时 P 不工作电路图如图所示不工作电路图如图所示 答案：答案：见解析图见解析图
12、 6(2016北京卷北京卷)热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置 中图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值 热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置 中图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值 R 随温度随温度 t 变化的示意 图由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力 变化的示意 图由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力_(选填 “增强”或“减弱” 选填 “增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化 的响应更 ；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化 的响应更_(选填“敏感”或“不敏感”选填“敏感”或“不敏感”) 解析：解析：由由 Rt 图象可知，热敏电阻在温度上升时电阻减小，则导
13、电能力增强 相对金属热电阻， 热敏电阻在相同的温度变化情况下电 阻变化大，则热敏电阻对温度变化的响应更敏感 图象可知，热敏电阻在温度上升时电阻减小，则导 电能力增强 相对金属热电阻， 热敏电阻在相同的温度变化情况下电 阻变化大，则热敏电阻对温度变化的响应更敏感 答案：答案：增强 敏感增强 敏感 7为节约能源采用光电池为路灯提供电能，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 为节约能源采用光电池为路灯提供电能，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
14、，作为简化模型，可以近似认为，照射光较强(如白天如白天) 时电阻几乎为时电阻几乎为 0；照射光较弱；照射光较弱(如天黑如天黑)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， 天黑时打开电磁开关的内部结构如图所示 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， 天黑时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， 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 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 50 mA 时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点
15、分离，时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4 断开 ； 电流小于 断开 ； 电流小于 50 mA 时，时， 3、 4 接通 励磁线圈中允许通过的最大电流为接通 励磁线圈中允许通过的最大电流为 100 mA. (1)利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，在方框中画出 电路原理图 利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，在方框中画出 电路原理图 光敏电阻光敏电阻 R1，符号，符号； 灯泡灯泡 L，额定功率，额定功率 40 W，额定电压，额定电压 36 V，符号；，符号； 保护电阻保护电阻 R2，符号，符号； 电磁开关，符号电磁开关，符号； 蓄电池蓄电池 E，电压，电压 36 V，电阻很小；
16、开关，电阻很小；开关 S，导线若干，导线若干 (2)回答下列问题：回答下列问题： 如果励磁线圈的电阻为如果励磁线圈的电阻为 200 ，励磁线圈允许加的最大电压 为 ，励磁线圈允许加的最大电压 为_V，保护电阻，保护电阻 R2的阻值范围为的阻值范围为_. 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 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 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 解
17、析：解析：(1)要使光敏电阻能够对电路进行控制，且有光照时路灯 熄灭，光敏电阻应与 要使光敏电阻能够对电路进行控制，且有光照时路灯 熄灭，光敏电阻应与 1、2 串联，串联，3、4 与路灯串联，电路图如图所示与路灯串联，电路图如图所示 (2)由由 UIR 得励磁线圈允许加的最大电压得励磁线圈允许加的最大电压 UmImR 0.1200 V20 V；依据允许通过励磁线圈的电流最大值和最小值计 算得 ；依据允许通过励磁线圈的电流最大值和最小值计 算得 R2min 160 ，R2max E EUm m I Im m 1 16 6 0 0. .1 1 E ERIm mi in n I Im mi in n
18、 2 26 6 0 0. .0 05 5 520 ，因此保护电阻，因此保护电阻 R2的阻值范围为的阻值范围为 160520 ；解析略；解析略 答案：答案：(1)见解析 见解析 (2)20 160520 把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧， 保证当电磁铁吸合铁片把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧， 保证当电磁铁吸合铁片 时，时，3、4 之间接通；不吸合时，之间接通；不吸合时，3、4 之间断开之间断开 8传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作 用，传感器能够将感受到的物理量 传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作 用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等如温度、光、
19、声等)转换成便于测 量的量 转换成便于测 量的量(通常是电学量通常是电学量)例如热敏传感器，主要是应用半导体材料制 成的热敏电阻， 热敏电阻阻值随温度变化的图线如图甲所示， 图乙所 示是由热敏电阻 例如热敏传感器，主要是应用半导体材料制 成的热敏电阻， 热敏电阻阻值随温度变化的图线如图甲所示， 图乙所 示是由热敏电阻 R1作为传感器制作的简单自动报警器线路图作为传感器制作的简单自动报警器线路图 图甲 图乙 图甲 图乙 (1)为了使温度过高时报警器铃响，为了使温度过高时报警器铃响， c 应接在应接在_(选填选填 “a”或或 “b” ) 处处 (2)若要使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片若
20、要使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片 P 向向 _(选填“左”或“右”选填“左”或“右”)移动移动 (3)如果在调试报警器达最低报警温度时，无论如何调节滑动变 阻器滑片 如果在调试报警器达最低报警温度时，无论如何调节滑动变 阻器滑片 P 都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都 能处于工作状态，则造成工作电路不能工作的原因可能是 都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都 能处于工作状态，则造成工作电路不能工作的原因可能是 _ 解析：解析：(1)从题图甲的图线可知，热敏电阻阻值随温度的升高而 减小，从而使电路中的电流变大，要求温度过高时报警器铃响，则 从题图甲的图线可知，
21、热敏电阻阻值随温度的升高而 减小，从而使电路中的电流变大，要求温度过高时报警器铃响，则 c 应接在应接在 a 处时电路才会接通处时电路才会接通 (2)由题给线路图易知，滑动变阻器滑片由题给线路图易知，滑动变阻器滑片 P 向左移动时，会使启 动报警的温度提高 向左移动时，会使启 动报警的温度提高 (3)电路连接完好且各元件都处于工作状态，而电路不能工作， 说明电路中电流过小， 电磁铁的磁性太弱， 以致不能控制右侧的电路 接通，原因可能是左边电源路端电压过小，或线圈的匝数过少，或弹 电路连接完好且各元件都处于工作状态，而电路不能工作， 说明电路中电流过小， 电磁铁的磁性太弱， 以致不能控制右侧的电路 接通，原因可能是左边电源路端电压过小，或线圈的匝数过少，或弹 簧的劲度系数过大等簧的劲度系数过大等 答案：答案：(1)a (2)左左 (3)题图乙中左边电源路端电压太小，或线圈的匝数太少，或弹 簧的劲度系数太大等 题图乙中左边电源路端电压太小，或线圈的匝数太少，或弹 簧的劲度系数太大等