2019-2020學(xué)年高中物理 第5章 傳感器及其應(yīng)用 第3節(jié) 大顯身手的傳感器學(xué)案 魯科版選修3-2

1 第第 3 3 節(jié)節(jié) 大顯身手的傳感器大顯身手的傳感器 1 了解傳感器應(yīng)用的一般模式 2 感受傳感器技術(shù)給人類生活帶來的便利 了解傳感器應(yīng)用的設(shè)計(jì)思路 3 理解傳感器在洗衣機(jī)水溫控制裝置 自動(dòng)門 指紋識(shí)別器 機(jī)器人中的工作原理 學(xué)生用書 p62 一 洗衣機(jī)水位控制裝置 1 全自動(dòng)洗衣機(jī)的水位控制裝置中使用了壓力傳感器 2 組成 外筒和內(nèi)筒 氣室 傳感器的膜盒 3 工作原理 當(dāng)洗衣機(jī)筒內(nèi)的水位達(dá)到設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí) 氣體壓強(qiáng)增大到使傳感器的膜片 向上凸起 凸起的膜片使動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)脫離 并與另外一個(gè)靜觸點(diǎn)接觸 從而控制電路 的通斷 1 壓力傳感器是將什么信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的 能否舉另外一例 提示 將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào) 常見的還有電子秤 二 自動(dòng)門 指紋識(shí)別器 1 自動(dòng)門 1 組成 紅外線傳感器 2 工作原理 當(dāng)有人接近自動(dòng)門時(shí) 傳感器接收到人體發(fā)出的紅外線 產(chǎn)生電壓輸出 信號(hào) 信號(hào)經(jīng)過電路處理后 使定時(shí)器工作 由定時(shí)器構(gòu)成的電路使繼電器通電 自動(dòng)門 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) 門自動(dòng)打開 當(dāng)人通過自動(dòng)門幾秒鐘后 定時(shí)器又使繼電器斷電 自動(dòng)門電 動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn) 門自動(dòng)關(guān)閉 3 自動(dòng)門工作流程 傳感器處理電路驅(qū)動(dòng)電路 繼電器 自動(dòng)門電動(dòng)機(jī) 延時(shí)電路 2 指紋識(shí)別器 1 組成 電容傳感器 2 2 工作原理 當(dāng)用戶的手指放在絕緣表面上時(shí) 皮膚就組成了電容陣列極板的另一 面 由于指紋的脊和谷相對(duì)于另一極之間的距離不同 使電容陣列中不同位置的電容器的 電容值也不相同 通過讀取這些電容的差異 就能夠獲取指紋信息 3 電容式傳感器的工作原理 依據(jù)平行板電容器的公式c 改變s或d或 s 4 kd 都可以改變電容器的電容c 2 在機(jī)場(chǎng) 車站 碼頭等人員集散地都設(shè)有體溫檢測(cè)點(diǎn) 為什么測(cè)體溫時(shí)一般不用水 銀溫度計(jì) 而用紅外線測(cè)溫儀 提示 用水銀溫度計(jì) 測(cè)溫時(shí)間長(zhǎng) 同時(shí)又容易引起交叉感染 用紅外線測(cè)溫儀測(cè)溫 速度快 也不需要與人體直接接觸 又避免了交叉感染 因此用紅外線測(cè)溫較好 三 傳感器與機(jī)器人 1 機(jī)器人傳感器的分類 機(jī)器人傳感器分為外部傳感器和內(nèi)部傳感器 2 傳感器用途 1 外部傳感器用于感知外部工作環(huán)境和外界事物對(duì)機(jī)器人的刺激 使機(jī)器人擁有類似 人的視覺 聽覺 觸覺 嗅覺 味覺等感覺 從而使機(jī)器人具有擬人化的特點(diǎn) 2 內(nèi)部傳感器 如角度傳感器 關(guān)節(jié)傳感器等 用于檢測(cè)機(jī)器人自身的狀態(tài) 3 機(jī)器人上安裝的傳感器和人類感官有怎樣的相對(duì)應(yīng)關(guān)系 提示 光電傳感器 視覺 聲電傳感器 聽覺 氣敏傳感器 嗅覺 化學(xué)傳感 器 味覺 壓敏 溫敏 流體傳感器 觸覺 壓力傳感器的應(yīng)用 學(xué)生用書 p63 1 應(yīng)變式力傳感器 1 組成 由金屬架和應(yīng)變片組成 2 工作原理 如圖甲所示 彈簧鋼制成的梁形元件右端固定 在梁的上下表面各帖一 個(gè)應(yīng)變片 在梁的自由端施加力f 則梁發(fā)生彎曲 上表面拉伸 下表面壓縮 上表面應(yīng) 變片的電阻變大 下表面應(yīng)變片的電阻變小 力f越大 彎曲形變?cè)酱?應(yīng)變片的電阻變 化就越大 如果讓應(yīng)變片中通過的電流保持恒定 那么上表面應(yīng)變片兩端的電壓變大 下 3 表面應(yīng)變片兩端的電壓變小 傳感器把這兩個(gè)電壓的差值輸出 力f越大 輸出的電壓差 值也就越大 2 全自動(dòng)洗衣機(jī)水位控制裝置的工作原理 全自動(dòng)洗衣機(jī)的水位控制裝置中使用了壓力傳感器 圖乙中 1 和 2 分別是洗衣機(jī)的 外筒和內(nèi)筒 3 是氣室 4 是傳感器的膜盒 氣室下部與外筒連通 上部與軟管 傳感器的 膜盒連通 向內(nèi)筒中注水時(shí) 水通過內(nèi)筒壁上的小孔流入外筒 部分水進(jìn)入氣室 氣室內(nèi) 被密封的空氣壓強(qiáng)增大 使傳感器的膜片向上凸起 如圖丙所示 當(dāng)筒中水位到達(dá)設(shè)定的 高度時(shí) 凸起的膜片使動(dòng)觸點(diǎn)a與靜觸點(diǎn)b脫離 并與靜觸點(diǎn)c接觸 從而接通控制電路 關(guān)閉進(jìn)水電磁閥門 接通洗滌電動(dòng)機(jī)電源 開始洗滌衣物 命題視角 1 全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理 下列情況不可能是由于水位控制裝置損壞引起的是 a 洗衣機(jī)不加水 b 洗衣機(jī)加水不能自動(dòng)停止 c 洗衣機(jī)不排水 d 洗衣機(jī)不洗衣 解析 洗衣機(jī)水位控制裝置正常 才能正常加水 且加到合適的水位 若損壞可能 導(dǎo)致一直不加水或一直不停地加水 所以 a b 可能 而這兩種情況都會(huì)導(dǎo)致洗衣機(jī)洗衣程 序不工作 所以 d 可能 故選項(xiàng) c 符合題意 答案 c 命題視角 2 壓力傳感器的綜合應(yīng)用 有一種測(cè)量人體重的電子秤 其原理圖如圖中的虛線所示 它主要由三部分構(gòu) 成 踏板和壓力杠桿abo 壓 力傳感器r 一個(gè)阻值可隨壓力大小而變化的電阻器 顯示體重的儀表 g 其實(shí)質(zhì)是電 流表 其中ao bo 5 1 已知壓力傳感器的電阻與其所受壓力的關(guān)系如下表所示 4 壓力 f n 050100150200250300 電阻 r 300270240210180150120 設(shè)踏板的杠桿組件的質(zhì)量不計(jì) 接通電源后 壓力傳感器兩端的電壓恒為 4 68 v 則 1 利用表中數(shù)據(jù)歸納出電阻r隨壓力f變化的函數(shù)關(guān)系式 2 該秤零刻度線 即踏板空載時(shí)的刻度線 應(yīng)標(biāo)在電流表刻度盤多少毫安處 3 如果某人站在踏板上 電流表刻度盤示數(shù)為 20 ma 這個(gè)人的體重是多少 解題探究 1 壓力傳感器的工作原理是什么 2 由圖表數(shù)據(jù)可獲取什么信息 解析 1 由表中數(shù)據(jù)可歸納得出 r 300 0 6f r和f的單位分別為 和 n 2 依題意可知 電子秤空載時(shí)壓力傳感器的電阻r1 300 電路中的電流為 i a 15 6 ma 所以該秤零刻度線應(yīng)標(biāo)在電流表刻度盤的 15 6 ma 處 u r 4 68 300 3 當(dāng)電流表刻度盤的讀數(shù)為i2 20 ma 時(shí) 壓力傳感器的電阻r2 234 u i2 4 68 0 02 由r 300 0 6f 算得f2 110 n 再由f2 ao g bo得g 550 n 答案 1 r 300 0 6f r和f的單位分別為 和 n 2 15 6 ma 3 550 n 涉及壓力傳感器應(yīng)用問題 其基本原理是通過壓力改變電阻 從而改變電路中的電流 通過電流表示數(shù)反映壓力的大小 傳感器與自動(dòng)控制 學(xué)生用書 p64 5 1 紅外線傳感器 紅外線傳感器接收攜帶著信息的紅外線 轉(zhuǎn)換成電信號(hào) 從而得知 輻射源的相關(guān)參數(shù)或信息 自然界幾乎所有的物體都能輻射波長(zhǎng)在 0 76 1 000 m 的電 磁波 即紅外線 因此紅外線傳感器不僅被廣泛應(yīng)用于航空攝影 衛(wèi)星遙感 遙測(cè)等高科 技領(lǐng)域 也被廣泛應(yīng)用于日常生活中 自動(dòng)門 生命探測(cè)器 非接觸式紅外測(cè)溫儀 家電 遙控系統(tǒng)以及防盜 防火報(bào)警器等均使用了紅外線傳感器 2 傳感器系統(tǒng)在機(jī)器人中的作用 傳感器系統(tǒng)在機(jī)器人中起著非常重要的作用 是機(jī)器人的感覺器官 可以分為外部傳 感器和內(nèi)部傳感器 1 外部傳感器用于感知外部工作環(huán)境和外界事物對(duì)機(jī)器人的刺激 外部傳感器包括視 覺傳感器 相當(dāng)于眼睛 超聲波傳感器和語音識(shí)別裝置 相當(dāng)于耳朵 溫度傳感器 相當(dāng)于 皮膚 壓力傳感器 位移傳感器和溫度傳感器 相當(dāng)于手 嗅覺 味覺傳感器等 2 內(nèi)部傳感器 如角度傳感器 關(guān)節(jié)傳感器等 用于檢測(cè)機(jī)器人自身的狀態(tài) 命題視角 1 紅外線傳感器的應(yīng)用 在防治 非典 期間 在機(jī)場(chǎng) 車站等交通出入口 使用了紅外線熱像儀 紅 外線熱像儀通過紅外線遙感 可檢測(cè)出經(jīng)過它時(shí)的發(fā)熱病人 從而可以有效控制疫情的傳 播 關(guān)于紅外線熱像儀 下列說法正確的是 a 選擇紅外線進(jìn)行檢測(cè) 主要是因?yàn)榧t外線光子能量小 可以節(jié)約能量 b 紅外線熱像儀通過發(fā)射紅外線照射人體來檢測(cè) c 紅外線熱像儀同時(shí)還具有殺菌作用 d 一切物體都能發(fā)射紅外線 而且物體在不同溫度下發(fā)射的紅外線的頻率和強(qiáng)度不同 解析 紅外線熱像儀是根據(jù)物體發(fā)射的紅外線的頻率和強(qiáng)度不同而工作的 故選項(xiàng) d 正確 答案 d 命題視角 2 自動(dòng)門的原理 如圖所示是一位同學(xué)設(shè)計(jì)的防盜門報(bào)警器的簡(jiǎn)化電路示意圖 門打開時(shí) 紅外 光敏電阻r3受到紅外線照射 電阻減小 門關(guān)閉會(huì)遮蔽紅外線源 紅外線源沒有畫出 經(jīng) 實(shí)際試驗(yàn) 燈的亮滅能反映門的開 關(guān)狀態(tài) 門打開時(shí)兩燈的發(fā)光情況以及r2兩端電壓 ur2與門關(guān)閉時(shí)相比 6 a 紅燈亮 ur2變大 b 綠燈亮 ur2變大 c 綠燈亮 ur2變小 d 紅燈亮 ur2變小 解析 門打開時(shí)r3減小 導(dǎo)致r總減小和i總增加 ur和ur1變大 ur2 e ur1 ur 減 小 ir3 i總 增加 電磁繼電器磁性增強(qiáng)把銜鐵拉下 紅燈亮 綠燈滅 選項(xiàng) ur2 r2 a b c 錯(cuò)誤 選項(xiàng) d 正確 答案 d 命題視角 3 自動(dòng)化控制的綜合應(yīng)用 如圖所示 甲為溫度在 10 左右的環(huán)境中工作的某自動(dòng)恒溫箱原理簡(jiǎn)圖 箱 內(nèi)的電阻r1 20 k r2 10 k r3 40 k rt為熱敏電阻 它的電阻隨溫度變化的 圖線如圖乙所示 當(dāng)a b端電壓uab 0 時(shí) 電壓鑒別器會(huì)令開關(guān) s 接通 恒溫箱內(nèi)的電 熱絲加熱 使箱內(nèi)溫度升高 當(dāng)uab 0 時(shí) 電壓鑒別器會(huì)令開關(guān) s 斷開 停止加熱 恒溫 箱內(nèi)的溫度恒定在 解析 設(shè)電路的路端電壓為u 當(dāng)uab 0 時(shí) 是電熱絲加熱的臨界狀態(tài) 7 此時(shí)r1 r3 解得rt 20 k u r1 r2 u r3 rt 由題圖乙知 當(dāng)rt 20 k 時(shí) t 35 答案 35 傳感器與自動(dòng)控制問題通常是利用傳感器中的敏感元件與電路結(jié)合分析 要把握兩點(diǎn) 1 明確組成傳感器的敏感元件的特性 2 注意電路的結(jié)構(gòu)及串 并聯(lián)的分析計(jì)算方法 傳感器的電路設(shè)計(jì)與分析技巧 學(xué)生用書 p65 1 感受量分析 明確傳感器所感受的物理量 如力 熱 光 磁 聲等 2 輸出信號(hào)分析 明確傳感器的敏感元件 分析它的輸入信號(hào)及輸出信號(hào) 以及輸入 信號(hào)與輸出信號(hào)間的變化規(guī)律 3 電路結(jié)構(gòu)分析 認(rèn)真分析傳感器所在的電路結(jié)構(gòu) 在熟悉常用元件工作特點(diǎn)的基礎(chǔ) 上 分析電路輸出信號(hào)與輸入信號(hào)間的規(guī)律 采用風(fēng)力發(fā)電給蓄電池充電 為路燈提供電能 是現(xiàn)代城市 亮化 工程的方 向 用光敏電阻作為傳感器控制路燈電路的開關(guān) 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制 光敏電阻的阻值隨照射 光的強(qiáng)弱而變化 作為簡(jiǎn)化模型 可以近似認(rèn)為 照射光較強(qiáng) 如白天 時(shí)電阻幾乎為 0 照射光較弱 如黑天 時(shí)電阻接近于無窮大 利用光敏電阻作為傳感器 借助電磁開關(guān) 可 以實(shí)現(xiàn)路燈自動(dòng)在白天關(guān)閉 黑天打開 電磁開關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示 1 2 兩接線柱之 間是勵(lì)磁線圈 3 4 兩接線柱分別與彈簧片和觸點(diǎn)連接 當(dāng)勵(lì)磁線圈中電流大于 50 ma 時(shí) 電磁鐵吸合鐵片 彈簧片和觸點(diǎn)分離 3 4 斷開 電流小于 50 ma 時(shí) 3 4 接通 勵(lì)磁線 圈中允許通過的最大電流為 100 ma 1 利用以下器材設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)控制路燈的電路 畫出電路原理圖 光敏電阻r1 符號(hào) 8 燈泡 l 額定功率 40 w 額定電壓 36 v 符號(hào) 保護(hù)電阻r2 符號(hào) 電磁開關(guān) 符號(hào) 蓄電池e 電壓 36 v 內(nèi)阻很小 開關(guān) s 導(dǎo)線若干 2 回答下列問題 如果勵(lì)磁線圈的電阻為 200 勵(lì)磁線圈允許加的最大電壓為 v 保護(hù)電 阻r2的阻值范圍為 在有些應(yīng)用電磁開關(guān)的場(chǎng)合 為了安全 往往需要在電磁鐵吸合鐵片時(shí) 接線柱 3 4 之間從斷開變?yōu)榻油?為此 電磁開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)如何改造 請(qǐng)結(jié)合本題中電磁開關(guān) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖說明 任意舉出一個(gè)其他的電磁鐵應(yīng)用的例子 解析 2 um imr 100 10 3 200 v 20 v e i r2 r 其中 50 ma i 100 ma 故r2在 160 520 之間 答案 1 2 20 160 520 把觸點(diǎn)從彈簧片右側(cè)移到彈簧片左側(cè) 保證當(dāng)電磁鐵吸合鐵片時(shí) 3 4 之間接通 不吸合時(shí) 3 4 之間斷開 電磁起重機(jī) 現(xiàn)有熱敏電阻 電熱絲 電源 電磁繼電器 滑動(dòng)變阻器 開關(guān)各 一個(gè) 導(dǎo)線若干 如圖所示 試設(shè)計(jì)一個(gè)溫控電路 要求溫度低于某一溫度時(shí) 電熱絲自 動(dòng)通電加熱 超過某一溫度時(shí) 又可以自動(dòng)斷電 畫出電路圖并說明工作過程 9 解析 熱敏電阻與滑動(dòng)變阻器及電磁繼電器構(gòu)成低壓控制電路 電路圖如圖所示 工作過程 閉合開關(guān) s 當(dāng)溫度低于設(shè)計(jì)值時(shí) 熱敏電阻阻值大 通過電磁繼電器的 電流小 電磁鐵磁性弱 不能將銜鐵p吸下 觸點(diǎn) k 接通 電熱絲通電加熱 當(dāng)溫度達(dá)到 設(shè)計(jì)值時(shí) 熱敏電阻阻值減小到某值 通過電磁繼電器的電流變大達(dá)到工作電流 電磁鐵 磁性增強(qiáng) 將銜鐵p吸下 觸點(diǎn) k 斷開 電熱絲斷電 停止加熱 當(dāng)溫度低于設(shè)計(jì)值時(shí) 又重復(fù)前述過程 答案 見解析 隨堂檢測(cè) 學(xué)生用書 p66 1 類人型機(jī)器人裝有作為眼睛的 傳感器 猶如大腦的 控制器 以及可以行走的 執(zhí)行器 在它碰到障礙物前會(huì)自動(dòng)避讓并及時(shí)轉(zhuǎn)彎 下列有關(guān)該機(jī)器人 眼睛 的說法 中正確的是 a 是力傳感器 b 是光傳感器 c 是溫度傳感器 d 是聲音傳感器 解析 選 b 遇到障礙物會(huì)繞開 說明它是光傳感器 b 正確 a c d 錯(cuò)誤 2 當(dāng)你走近豪華賓館 酒樓的大門時(shí) 門就自動(dòng)為你打開 當(dāng)你走進(jìn)門之后 門又在 你身后自動(dòng)關(guān)上 你覺得這可能是將下列哪種外界信息轉(zhuǎn)換為有用的信息 a 溫度 b 運(yùn)動(dòng) c 人 d 光線 解析 選 d 自動(dòng)門的自動(dòng)控制要求靈敏 可靠 自動(dòng)門使用的是紅外線傳感器 紅外 線屬于不可見光 人在白天或黑夜均發(fā)出紅外線 傳感器接收到人體發(fā)出的紅外線后傳給 自動(dòng)控制裝置的電動(dòng)機(jī) 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開門 10 3 下列關(guān)于電子秤中應(yīng)變式力傳感器的說法正確的是 a 應(yīng)變片是由導(dǎo)體材料制成的 b 當(dāng)應(yīng)變片的表面拉伸時(shí) 其電阻變大 反之變小 c 傳感器輸出的是應(yīng)變片電壓 d 外力越大 輸出的電壓差越小 解析 選 b 應(yīng)變片是由半導(dǎo)體材料制成的 a 錯(cuò)誤 應(yīng)變片的表面拉伸時(shí) r值變大 應(yīng)變片壓縮時(shí) r值變小 b 正確 傳感器輸出的是應(yīng)變片兩個(gè)電壓的差值 外力越大 輸 出電壓差值越大 c d 錯(cuò)誤 4 多選 如圖所示為電熨斗的結(jié)構(gòu)圖 下列關(guān)于電熨斗的說法正確的是 a 電熨斗能自動(dòng)控制溫度主要利用了雙金屬片 兩片金屬的膨脹系數(shù)相同 b 常溫下 上下觸點(diǎn)是接觸的 溫度過高時(shí) 雙金屬片發(fā)生彎曲使上下觸點(diǎn)分離 c 需要較高溫度熨燙時(shí) 要調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕 使升降螺絲下移并推動(dòng)彈性銅片下移 d 電熨斗中的雙金屬片是一種半導(dǎo)體材料 解析 選 bc 電熨斗主要是利用雙金屬片的膨脹系數(shù)不同而自動(dòng)控制溫度的 選項(xiàng) a 錯(cuò)誤 常溫下 上下觸點(diǎn)是接觸的 溫度過高時(shí) 雙金屬片發(fā)生彎曲使上下觸點(diǎn)分離 選 項(xiàng) b 正確 需要較高溫度熨燙時(shí) 要調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕 使升降螺絲下移并推動(dòng)彈性銅片下移 選項(xiàng) c 正確 電熨斗中的雙金屬片是金屬材料 選項(xiàng) d 錯(cuò)誤 5 如圖所示 a是浮子 b是金屬觸頭 c為住宅樓房頂上的蓄水池 m 是帶水泵的電 動(dòng)機(jī) d是彈簧 e是銜鐵 f是電磁鐵 s1 s2均為觸點(diǎn)開關(guān) s 為開關(guān) j為電池 請(qǐng) 利用上述材料 設(shè)計(jì)一個(gè)住宅樓房頂上的自動(dòng)注水裝置 1 連接電路圖 2 簡(jiǎn)述其工作原理 涉及的元件可用字母代替 11 解析 1 連接線路如圖所示 2 按圖連接好電路 合上開關(guān) s 水泵工作 水位升高 當(dāng)浮子上升使b接觸到 s1時(shí) 左側(cè)電路 控制電路 工作 電磁鐵f有磁力 拉下銜鐵e 使 s2斷開 電動(dòng)機(jī) m 不工作 停止注水 當(dāng)水位下降使b與 s1脫離 左側(cè)電路停止工作 f無磁性 d拉動(dòng)e 使 s2接 通 m 工作 答案 見解析 課時(shí)作業(yè) 學(xué)生用書 p105 單獨(dú)成冊(cè) 一 單項(xiàng)選擇題 1 電子秤使用的傳感器是 a 超聲波傳感器 b 溫度傳感器 c 壓力傳感器 d 紅外線傳感器 解析 選 c 電子秤通過感知物體對(duì)它的壓力 將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào) 并由儀表顯示 來 測(cè)量物體質(zhì)量 所以它感知的是壓力 使用了壓力傳感器 故 c 選項(xiàng)正確 2 機(jī)器人技術(shù)發(fā)展迅速 以下哪方面是現(xiàn)有的機(jī)器人不能很好地完成的 a 汽車工業(yè)中自動(dòng)焊接領(lǐng)域 b 深水探險(xiǎn) c 藝術(shù)體操和與人對(duì)話 d 機(jī)械加工 解析 選 c 現(xiàn)有的機(jī)器人技術(shù)僅限于制造工藝 計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù) 還很難達(dá) 到類似人對(duì)肢體的控制能力 其動(dòng)作精確但較僵硬 語音識(shí)別能力還很差 但在其他幾個(gè) 方面機(jī)器人都有較好表現(xiàn) 3 指紋識(shí)別器在下列哪些方面可以得到廣泛應(yīng)用 a 乘坐客車購(gòu)票時(shí) b 過公路收費(fèi)處時(shí) c 放學(xué)出校門口時(shí) d 開銀行保險(xiǎn)柜時(shí) 解析 選 d 指紋識(shí)別用于對(duì)特定人的身份識(shí)別 在具有特殊要求的場(chǎng)合應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù) 12 a b c 三項(xiàng)不需要嚴(yán)格的身份驗(yàn)證 所以不必使用這一技術(shù) 4 小強(qiáng)用恒溫箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí) 發(fā)現(xiàn)恒溫箱的溫度持續(xù)升高 無法自動(dòng)控制 經(jīng)檢查 恒溫箱的控制器沒有故障 參照?qǐng)D示 下列對(duì)故障判斷正確的是 a 只可能是熱敏電阻出現(xiàn)故障 b 只可能是溫度設(shè)定裝置出現(xiàn)故障 c 熱敏電阻和溫度設(shè)定裝置都可能出現(xiàn)故障 d 可能是加熱器出現(xiàn)故障 解析 選 c 由恒溫箱原理圖可知 若熱敏電阻出現(xiàn)故障或溫度設(shè)定出現(xiàn)故障都會(huì)向控 制器傳遞錯(cuò)誤信息 導(dǎo)致控制器發(fā)出錯(cuò)誤指令 c 正確 a b 錯(cuò)誤 若加熱器出現(xiàn)故障 只有一種可能 即不能加熱 而題中加熱器一直加熱才會(huì)使溫度持續(xù)升高 d 錯(cuò)誤 5 如圖所示為一種溫度自動(dòng)報(bào)警器的原理圖 在水銀溫度計(jì)的頂端封入一段金屬絲 以下說法正確的是 a 溫度升高至 74 時(shí) l1亮燈報(bào)警 b 溫度升高至 74 時(shí) l2亮燈報(bào)警 c 溫度升高至 78 時(shí) l1亮燈報(bào)警 d 溫度升高至 78 時(shí) l2亮燈報(bào)警 解析 選 d 當(dāng)溫度低于 78 時(shí) 線圈中沒有電流 此時(shí)燈 l1亮 但不報(bào)警 當(dāng)溫度 升高到 78 時(shí) 線圈中有電流 磁鐵吸引銜鐵 燈 l2被接通 所以燈 l2亮且報(bào)警 溫度 升高至 74 時(shí) 線圈中沒有電流 只是燈 l1亮 不會(huì)報(bào)警 6 酒精測(cè)試儀用于對(duì)機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)藛T是否酒后駕車及其他嚴(yán)禁酒后作業(yè)人員的現(xiàn)場(chǎng)檢 測(cè) 它利用的是一種二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器 酒精氣體傳感器的電阻隨酒精氣 13 體濃度的變化而變化 在如圖所示的電路中 不同的酒精氣體濃度對(duì)應(yīng)著傳感器的不同電 阻 這樣 顯示儀表的指針就與酒精氣體濃度有了對(duì)應(yīng)關(guān)系 如果二氧化錫半導(dǎo)體型酒精 氣體傳感器電阻r 的倒數(shù)與酒精氣體的濃度成正比 那么 電壓表示數(shù)u與酒精氣體濃 度c之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系正確的是 a u越大 表示c越大 c與u成正比 b u越大 表示c越大 但是c與u不成正比 c u越大 表示c越小 c與u成反比 d u越大 表示c越小 但是c與u不成反比 解析 選 b 傳感器電阻r 的倒數(shù)與濃度c是正比關(guān)系 即 kc 1 r 電路中的電流為i e r r r0 r 電壓表示數(shù) u ir0 er0 r r r0 r kr0e k r r0 r 1 c 可見電壓與濃度的關(guān)系不是正比關(guān)系 但隨濃度的增加而增加 故 b 正確 二 多項(xiàng)選擇題 7 傳感器是一種采集信息的重要器件 如圖所示是一種測(cè)定壓力的電容式傳感器 當(dāng) 待測(cè)壓力f作用于可動(dòng)膜片電極上時(shí) 可使膜片產(chǎn)生形變 引起電容的變化 將電容式傳 感器 靈敏電流計(jì)和電源串接成如圖所示的閉合電路 那么下列說法正確的是 a 當(dāng)f向上壓膜片電極時(shí) 電容將減小 b 若靈敏電流計(jì)有示數(shù) 則壓力f發(fā)生了變化 c 若靈敏電流計(jì)有向右的電流通過 則壓力f在增大 d 若靈敏電流計(jì)有向右的電流通過 則壓力f在減小 解析 選 bc 當(dāng)f向上壓膜片電極時(shí) 兩電極之間的距離變小 使得電容變大 選項(xiàng) a 錯(cuò)誤 當(dāng)靈敏電流計(jì)有示數(shù)時(shí) 說明電容式傳感器正在進(jìn)行充放電 而電容式傳感器始 14 終與電源相連 即電壓不變 所以說明其電容在發(fā)生變化 一定是壓力f發(fā)生了變化 選 項(xiàng) b 正確 由于電容式傳感器固定電極接在電源的正極 靈敏電流計(jì)有向右的電流通過 則說明電流流向電容式傳感器的固定電極 所以電容在變大 即間距在減小 力f在變大 選項(xiàng) c 正確 d 錯(cuò)誤 8 全自動(dòng)洗衣機(jī)中 排水閥是由程序控制器控制其動(dòng)作的 當(dāng)洗衣機(jī)進(jìn)行排水和脫水 工序時(shí)電磁鐵的線圈通電 使電磁鐵的鐵芯 2 動(dòng)作 牽引排水閥的活塞 排出污水 牽引 電磁鐵的結(jié)構(gòu)如圖所示 以下說法正確的是 a 若某時(shí)刻輸入控制電流時(shí) a為正 b為負(fù) 則鐵芯 2 中a端為 n 極 b端為 s 極 b 若某時(shí)刻輸入控制電流時(shí) a為正 b為負(fù) 則鐵芯 2 中a端為 s 極 b端為 n 極 c 若a b處輸入交變電流 鐵芯 2 不能吸入線圈中 d 若a b處輸入交變電流 鐵芯 2 能吸入線圈中 解析 選 bd 若輸入控制電流由a流入 b流出 則鐵芯 1 左端為 n 極 右端為 s 極 它將使鐵芯 2 被磁化 a端為 s 極 b端為 n 極 并吸入線圈中 若a b處輸入交變電流 鐵芯 2 仍能被吸入線圈中 故選 b d 9 如圖甲所示是一天花板上的火災(zāi)報(bào)警器 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理如圖乙所示 它是利用煙 霧對(duì)光的散射來工作的 下列關(guān)于該報(bào)警器原理的說法正確的是 a 罩內(nèi)的光電三極管將光強(qiáng)度這個(gè)非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電流這個(gè)電學(xué)量 b 罩內(nèi)的光電三極管將光強(qiáng)度這個(gè)非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電阻這個(gè)電學(xué)量 c 煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后對(duì)光有散射作用 使部分光線照射到光電三極管上 其電阻變小 d 煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后對(duì)光有散射作用 使部分光線照射到光電三極管上 其電阻變大 解析 選 bc 平時(shí)光電三極管收不到 led 發(fā)出的光 呈現(xiàn)高電阻狀態(tài) 煙霧進(jìn)入罩內(nèi) 后對(duì)光有散射作用 使部分光線照射到光電三極管上 其電阻變小 所以選項(xiàng) b c 正確 選項(xiàng) a d 錯(cuò)誤 15 10 如圖是電飯鍋的結(jié)構(gòu)圖 如果感溫磁體的 居里溫度 為 103 時(shí) 下列說法中 正確的是 a 常溫下感溫磁體具有較強(qiáng)的磁性 b 當(dāng)溫度超過 103 時(shí) 感溫磁體的磁性較強(qiáng) c 飯熟后 水分被大米吸收 鍋底的溫度會(huì)超過 103 這時(shí)開關(guān)按鈕會(huì)跳起 d 常壓下只要鍋內(nèi)有水 鍋內(nèi)的溫度就不可能達(dá)到 103 開關(guān)按鈕就不會(huì)自動(dòng)跳 起 解析 選 acd 感溫鐵氧體的特點(diǎn) 在 103 以下具有較強(qiáng)的磁性 在 103 以上失去磁性 故 a