5.1 了解傳感器基礎(chǔ)知識(shí) 2021-2022 高中物理教材版（2019）精選
性欲必修書 2
一、選擇題（共15道題）
1. 下列哪項(xiàng)關(guān)于傳感器的陳述是正確的？
答：交警使用的酒精測(cè)試儀是一種通過吹氣壓力來工作的物理傳感器。
B.紅外傳感器的工作原理是接收加熱物體發(fā)出的紅外線。
C.紅外傳感器是溫度傳感器
D.傳感器是把電量轉(zhuǎn)換成非電量的元件。
2、如圖所示，這是“極距可變電容傳感器”部分元件示意圖，當(dāng)移動(dòng)板與固定板之間的距離d變化時(shí)
當(dāng)電容C發(fā)生變化時(shí)，通過測(cè)量電容C的變化量就可以知道兩極板之間的距離d。
正確反映。與d之間的變化規(guī)律的圖形是（）
3、如圖所示，這是電容式麥克風(fēng)的原理示意圖。0為絕緣支架，薄金屬膜M和固定電極N組成電容器。
對(duì)著麥克風(fēng)講話時(shí)，M 會(huì)振動(dòng)，而 N 可以視為靜止。以下哪項(xiàng)陳述是正確的？
到達(dá)
放
大的
設(shè)備
A.該麥克風(fēng)的傳感器是薄金屬膜M
B.傳感器的敏感元件是由M、N組成的電容器
CM與N之間的電壓始終等于電源電壓
D.傳感器把聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電容器的電容量
4. 下列哪項(xiàng)表述是正確的？
A. 凡是能將非電量轉(zhuǎn)換成電量的傳感器都是物理傳感器
B.大多數(shù)傳感器都是基于化學(xué)原理制成的
C.物理傳感器只能將采集到的信息轉(zhuǎn)換成電壓輸出
D.物理傳感器利用物質(zhì)的物理特性或物理效應(yīng)。
5.如圖所示，物體放在水平傳送帶上，物體的下表面和傳送帶的上表面都是粗糙的，右側(cè)是導(dǎo)電性能好的彈簧
彈簧一端連接物體和滑動(dòng)變阻器滑塊高中物理公式，彈簧左端固定在墻壁上，忽略滑塊與滑動(dòng)變阻器線圈之間的摩擦力。
若物體沿箭頭方向運(yùn)動(dòng)，速度為v，則物體與傳送帶間存在相對(duì)滑動(dòng)，當(dāng)傳送帶逐漸加速到2y時(shí)，物體所受的摩擦力為
力和燈泡的亮度將（）
A.摩擦力不變，燈泡亮度變亮
B.摩擦力不變，燈泡亮度不變
C.摩擦力增大，燈泡亮度增大
D.摩擦力減小，燈泡亮度變暗
6. 下列哪項(xiàng)表述是正確的？
水銀溫度計(jì)是一種傳感器
B.傳感器主要通過感應(yīng)電壓的變化來傳輸信號(hào)
C.傳感器不是電視遙控接收器的主要部件
D.傳感器是將力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的主要工具
7、為做好新冠疫情防控工作，小區(qū)物業(yè)使用紅外測(cè)溫儀對(duì)進(jìn)出人員進(jìn)行體溫檢測(cè)。紅外測(cè)溫儀是一種
該設(shè)備利用紅外線測(cè)量體溫，被測(cè)量者發(fā)出的紅外線可以被溫度計(jì)捕捉，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
溫度計(jì)屬于同一類型的傳感器：
A.飲水機(jī)中自動(dòng)控制加熱、保溫的溫控器
B. 走廊照明聲控開關(guān)
C.火災(zāi)紅外報(bào)警器
D.電子秤壓力傳感器裝置
8、擁有多名長(zhǎng)江學(xué)者的天津大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院，為全國(guó)的傳感器生產(chǎn)企業(yè)輸送了大量人才。
傳感器是一種能把感受到的物理量（如力、熱、光、聲等）轉(zhuǎn)換成可測(cè)量的量（通常是電量）的裝置。
在自動(dòng)控制中應(yīng)用十分廣泛，圖中所示裝置為測(cè)量液位的電容式傳感器。
微小的變化就能反映出液位高度h，所以正確的說法是
AC增加表示增加
BC 增加表示力量下降
C.金屬芯線與電介質(zhì)組成電容器
D.圖中液體可能不是導(dǎo)電液體
9. 下列哪項(xiàng)關(guān)于傳感器的論述是正確的？
A.??一般傳感器可直接用于自動(dòng)控制
B. 傳感器可用于收集信息
C.金屬材料不能制成傳感器
D.傳感器能把所有感測(cè)到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成電量
10、如圖所示電路中，電流表、電壓表均為理想交流電表，變壓器為理想變壓器。
接上干簧管，原來P點(diǎn)無磁場(chǎng)，現(xiàn)在讓磁棒的一端靠近P點(diǎn)，下列說法正確的是？
A.干簧管的工作原理與日光燈電路中的啟輝器完全相同，在電路中起的作用也相同。
B、電壓表Vi的讀數(shù)不變，電流表Ai的讀數(shù)增大
C、電壓表V?的讀數(shù)增大，電流表A2的讀數(shù)增大。
D.如果電壓表V3的讀數(shù)為5伏，則磁芯中磁通量的最大變化率為5wb/s
11. 某角速度計(jì)，其結(jié)構(gòu)如圖所示。當(dāng)整個(gè)裝置繞軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)。。'，元件4相對(duì)于軸線發(fā)生位移，并通過滑動(dòng)
可變電阻輸出電壓，電壓傳感器（內(nèi)阻無窮大）接收相應(yīng)的電壓信號(hào)。已知力的質(zhì)量為相，彈簧為
電阻系數(shù)為攵，自然長(zhǎng)度為/，電源電動(dòng)勢(shì)忽略內(nèi)阻。滑動(dòng)變阻器總長(zhǎng)度為/，阻值均勻分布，裝置
靜止時(shí)，滑塊P位于變阻器最左端8處。當(dāng)系統(tǒng)以角速度3旋轉(zhuǎn)時(shí)，則（）
A.電路中的電流隨著角速度的增加而增加。
B.電路中的電流隨著角速度的增加而減小
C.彈簧的伸長(zhǎng)量為
k-mcD”
D.輸出電壓U與截止的函數(shù)為“=烏叱
公里（a~
12. 下列哪項(xiàng)不是現(xiàn)代傳感器的應(yīng)用？
A. 將銀行卡插入 ATM 即可取款，無需麻煩銀行工作人員。
B、當(dāng)電梯兩扇門靠近并碰到人時(shí)，電梯門會(huì)自動(dòng)打開，不會(huì)傷害到任何人。
C.電飯鍋能自動(dòng)加熱保溫，不糊飯
D.當(dāng)你走近自動(dòng)門時(shí)，門會(huì)自動(dòng)打開
13、唱卡拉OK用的麥克風(fēng)里面有傳感器，其中一種是動(dòng)圈式的，它的工作原理是將一個(gè)
將一小塊金屬線圈置于永久磁鐵的磁場(chǎng)中，當(dāng)聲波引起振膜來回振動(dòng)時(shí)，聲音信號(hào)就轉(zhuǎn)化成電信號(hào)。
下列說法正確的是（ ）
A.傳感器的工作原理是電流的磁效應(yīng)。
B.傳感器的工作原理是電磁感應(yīng)原理
C.該傳感器的敏感元件是線圈
D.本傳感器的轉(zhuǎn)換元件為永磁體
14、圖中所示為測(cè)量位移的電容式傳感器，其工作原理是：哪個(gè)量的變化引起其電容的變化（）
1噸
至尊龍
A. 電介質(zhì)進(jìn)入板的長(zhǎng)度
B. 兩板之間的距離
C. 面對(duì)面區(qū)域
D. 極板所帶電量
15、傳感器是把非電量（如溫度、速度、壓力等）的變化轉(zhuǎn)換成電量變化的元件。
它的應(yīng)用范圍很廣。圖為測(cè)量液位的電容式傳感器示意圖。電容的變化可以反映
關(guān)于二者關(guān)系表述正確的是（）
AC增加，意味著力量減少。B減少，意味著人數(shù)增加。
CC的減少意味著A的減少，DC的變化和人的變化沒有直接的關(guān)系。
二、填空題（共4題）
16、傳感器定義：能感受力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等，并能按照一定的規(guī)律進(jìn)行轉(zhuǎn)換的傳感器。
轉(zhuǎn)換成便于傳輸和處理的可用信號(hào)輸出。通常是電壓、電流等，或轉(zhuǎn)換成電路
17.非電量轉(zhuǎn)換成電量的意義：將非電量轉(zhuǎn)換成電量可以方便地進(jìn)行測(cè)量、處理和
18.實(shí)驗(yàn)問題
（1）利用DIS實(shí)驗(yàn)測(cè)量小車加速度時(shí)，將位移傳感器部分固定在小車上。
部件固定在軌道的上端并將其連接到。
（2）如果我們根據(jù)公式M=2g4設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，研究自由落體是否為勻速直線運(yùn)動(dòng)，則需要的測(cè)量?jī)x器有：
傳感器和（非傳感器）。
19. 一個(gè)興趣小組想要組裝一個(gè)酒精測(cè)試儀，它使用二氧化錫半導(dǎo)體酒精氣體傳感器。
電阻芯隨酒精氣體濃度的變化情況如圖A所示。目前，我國(guó)交警經(jīng)常使用酒精測(cè)試儀來測(cè)量駕駛?cè)藛T的酒精氣體濃度。
酒精測(cè)試儀測(cè)定的酒駕標(biāo)準(zhǔn)為“0.2mg/mLW酒精氣體濃度<0.8mg/mL”，醉駕標(biāo)準(zhǔn)為“酒精氣體濃度<0.8mg/mL”。
濃度（K）8mg/mL目前可用的設(shè)備有：
圖A
A.二氧化錫半導(dǎo)體酒精傳感器必須
B.直流電源（電動(dòng)勢(shì)為5V，內(nèi)阻可忽略）
C.電壓表（量程3V，內(nèi)阻很大，作為濃度計(jì)使用）
D.電阻箱（最大阻值為999.9）。
E.定值電阻掛鉤（阻值為20Ω）
F.定值電阻&（阻值為IOQ）
G. 一個(gè)單刀雙擲開關(guān)和幾根電線
（1）圖B為酒精測(cè)試儀的電路圖。請(qǐng)完成圖C中的物理連接。
圖B
圖C
（2）電路中的R應(yīng)為定值電阻（填R或R2）；
（3）為便于識(shí)別，測(cè)試儀調(diào)整如下：
□連接電路前，先將電阻箱調(diào)至30.0Ω，再將開關(guān)撥至（填入“%”或“*”）
將末端封閉，電壓表指針?biāo)鶎?duì)應(yīng)的刻度線標(biāo)明為0.2mg/ml；
匚逐漸減小電阻箱的阻值，電壓表的讀數(shù)會(huì)不斷增加。根據(jù)圖A中的數(shù)據(jù)，在電壓表上標(biāo)出“電壓”刻度線為“酒精氣體濃度”
當(dāng)電阻箱調(diào)節(jié)到時(shí)，標(biāo)出電壓表指針對(duì)應(yīng)的刻度線為0.8mg/ml；
匚閉合另一端開關(guān)，測(cè)試儀即可正常使用。
三、綜合題（共4道題）
20、如圖所示為光電煙霧濃度計(jì)原理圖，請(qǐng)說明其工作原理。
“n
J8-9
2---------B4JL
一、光源1、聚焦透鏡3、半透半反鏡4、反射器5、待測(cè)煙霧
6. 7.光電轉(zhuǎn)換 8.計(jì)算 9.HL顯示
21、簧片開關(guān)結(jié)構(gòu)：如圖A所示，將兩個(gè)用軟磁材料制成的簧片封在玻璃管內(nèi)，接在圖B中的電路中。
靠近簧片開關(guān)時(shí)：
（1）會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？為什么？
（2）簧片開關(guān)的作用是什么？
22. 隨著科技的發(fā)展，傳感器技術(shù)濫用的問題逐漸顯現(xiàn)。如果我們過分依賴傳感器的靈敏度，過分相信其準(zhǔn)確性，
如果傳感器發(fā)生故障，很容易引發(fā)事故。例如，聲音傳感器用于驗(yàn)證車主身份，然后啟動(dòng)系統(tǒng)。
如果因?yàn)楹鋵?dǎo)致聲音變化，傳感器出現(xiàn)故障，系統(tǒng)可能無法啟動(dòng)。您如何看待傳感器？
這種弊端？
23.動(dòng)圈式麥克風(fēng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，該裝置能將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)流，經(jīng)揚(yáng)聲器放大后傳送至喇叭。
揚(yáng)聲器。
（1）請(qǐng)?jiān)囍忉寗?dòng)圈麥克風(fēng)如何將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
（2）此類動(dòng)圈式麥克風(fēng)若發(fā)生故障，故障最容易發(fā)生在哪里？怎樣檢測(cè)和排除故障？
隔膜
線圈
參考答案
1.B
2.A
3.D
4.D
5.B
6.D
7.C
8.A
9.B
10.D
11.D
12.A
13.B
14.A
15.C
16.電量通斷
17.傳動(dòng)控制
18.發(fā)射機(jī)接收機(jī)數(shù)據(jù)采集器測(cè)速刻度
19.&a10
20.
當(dāng)沒有煙霧時(shí)，光的傳播方向不變，Ui與S相等；當(dāng)煙霧濃度較大時(shí)，光被煙霧吸收或散射。
發(fā)光越多，到6的時(shí)候發(fā)出的亮度就會(huì)越少，所以5和5之間的差距就會(huì)越大，經(jīng)過計(jì)算電路的處理之后，5和5之間的差距就會(huì)越大。
即可得到煙霧的濃度。
21、（1）燈泡亮，是因?yàn)楫?dāng)條形磁鐵靠近簧片開關(guān)時(shí)，兩個(gè)簧片被磁化并導(dǎo)通；（2）簧片開關(guān)起著開關(guān)的作用。
它是一種可以感知磁場(chǎng)的傳感器。
22。
任何傳感器都有它的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)貝語網(wǎng)校，任何高科技的東西都有它的弊端，我們要辯證地看待，不能全盤否定。
但當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)任何不足的時(shí)候，就要不斷改進(jìn)，以便它們能夠更好地服務(wù)于人類。
23。
（1）當(dāng)人對(duì)著麥克風(fēng)講話時(shí)，聲音通過空氣，使振膜振動(dòng)。然后，振膜上的線圈繞組圍繞著永久磁鐵。
將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成隨聲音變化的電信號(hào)。
經(jīng)過放大后，通過揚(yáng)聲器還原成聲音。
（2）此類動(dòng)圈式話筒若發(fā)生故障，故障很有可能是出在與線圈相連的電路部分。
無聲：用萬用表電阻塊測(cè)量音頭兩個(gè)焊接點(diǎn)，若阻值為無窮大，則證明音頭音圈斷路。
如果該值與麥克風(fēng)標(biāo)稱值相同或接近，說明環(huán)路良好，故障在插頭、屏蔽線或開關(guān)處。可以仔細(xì)檢查一下屏幕。
檢查屏蔽網(wǎng)線、屏蔽線內(nèi)的芯線是否與插頭脫焊；開關(guān)是否接觸不良；開關(guān)接線是否脫焊等。
找到故障部位后重新焊接即可排除故障，如果是音頭音圈斷路，一般要更換新的。
輕重音及失真：首先，將麥克風(fēng)的前網(wǎng)罩?jǐn)Q開，將萬用表打到Rxi位置，用兩只測(cè)試表筆分別接觸音頭引線的焊接端。
如果聲音很弱，用×100擋測(cè)量?jī)蓚€(gè)焊接點(diǎn)（音圈
如果電阻值明顯小于麥克風(fēng)的標(biāo)稱阻抗值，則說明音圈內(nèi)部存在短路，導(dǎo)致靈敏度下降。
如果用手觸摸音頭兩端的焊接點(diǎn)，振動(dòng)膜會(huì)發(fā)出明顯的“刮擦”聲和摩擦聲，說明音圈或振動(dòng)膜的位置發(fā)生了變化，導(dǎo)致音圈和
如果檢測(cè)后沒有發(fā)現(xiàn)上述故障，一般是音頭磁鐵磁性減弱所致，此種故障不易修復(fù)。
更換音頭。
嘯叫：嘯叫是麥克風(fēng)常見的故障，除了麥克風(fēng)與音箱距離太近而產(chǎn)生“聲反饋”外，造成這種故障的原因還有
一般是屏蔽線斷了高中物理公式，或者屏蔽線與插頭焊片之間焊接脫落，只有芯線正常。
當(dāng)麥克風(fēng)插入功放的輸入插孔時(shí)，由于屏蔽線斷開且未接地，手握麥克風(fēng)時(shí)，人體感應(yīng)或者外界干擾信號(hào)就會(huì)傳到功放。
喇叭產(chǎn)生自激振蕩，引起嘯叫，此種故障只需將屏蔽網(wǎng)線重新焊一下即可。
