人教版選修32 6.1傳感器及其工作原理 作業(yè).doc

6.1 傳感器及其工作原理課時作業(yè)基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1下列說法正確的是()a傳感器擔(dān)負(fù)著信息采集的任務(wù)b干簧管是一種磁傳感器c傳感器不是電視遙控接收器的主要元件d傳感器是力、溫度、光、聲、化學(xué)成分轉(zhuǎn)換為電信號的主要工具【解析】傳感器是將力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的主要工具，在轉(zhuǎn)換過程中，傳感器擔(dān)負(fù)著信息采集的任務(wù)，故a、d正確；干簧管是一種利用軟磁性材料制成的磁傳感器，故b正確；電視遙控接收器的主要元件是光電傳感器，因此c錯誤【答案】abd2有一電學(xué)元件，溫度升高時電阻卻大幅度減小，則這種元件可能是()a金屬導(dǎo)體 b絕緣體c半導(dǎo)體 d超導(dǎo)體【解析】上述材料中只有半導(dǎo)體的電阻隨溫度升高而減少故選c.【答案】c3如圖所示，截面為矩形的金屬導(dǎo)體，放在磁場中，當(dāng)導(dǎo)體中通有電流時，導(dǎo)體的上下表面的電勢有什么關(guān)系()aumunbumuncumund無法判斷【解析】霍爾效應(yīng)形成的原因是因為帶電粒子在磁場中受到洛倫茲力作用，做定向移動形成的根據(jù)左手定則，電子受到向下的洛倫茲力作用，向n板運動，則m板剩下正電荷，所以umun.【答案】a4.如圖所示，r1、r2為定值電阻，l為小燈泡，r3為光敏電阻，當(dāng)照射光強度增大時()a電壓表的示數(shù)增大br2中電流減小c小燈泡的功率增大d電路的路端電壓降低【解析】照射光照強度增大時，r3變小，r3、l與r2的并聯(lián)電阻變小，因為ie/(rr1r并)，所以i變大，因此電壓表示數(shù)變大，a正確；又u外eir，i變大，所以路端電壓降低，d正確；并聯(lián)電路電壓變小，流過r2的電流減小，b正確；總電流增大，所以流過l和r3的電流增大，小燈泡的功率增大，c正確【答案】abcd5關(guān)于干簧管，下列說法正確的是()a干簧管接入電路中相當(dāng)于電阻的作用b干簧管是根據(jù)熱脹冷縮的原理制成的c干簧管接入電路中相當(dāng)于開關(guān)的作用d干簧管是作為電控元件以實現(xiàn)自動控制的【解析】干簧管在電路中起到開關(guān)的作用，故c選項正確，a選項錯誤；干簧管是感知磁場信息的元件，故b、d選項錯誤【答案】c6.如圖所示是電容式話筒的示意圖，它是利用電容制作的傳感器，話筒的振動膜前面有薄薄的金屬層，膜后距膜幾十微米處有一金屬板，振動膜上的金屬層和這個金屬板構(gòu)成電容器的兩極，在兩極間加一電壓u，人對著話筒說話時，振動膜前后振動，使電容發(fā)生變化，聲音信號被話筒轉(zhuǎn)換為電信號，其中導(dǎo)致電容變化的原因可能是電容器兩板間的()a距離變化 b正對面積變化c介質(zhì)變化 d電壓變化【解析】c，在聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號過程中介電常數(shù)r沒變，正對面積s未變振動膜前后振動，使振動膜上的金屬層與金屬板間的距離發(fā)生變化，從而將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號，故a選項正確【答案】a7有一些星級賓館的洗手間裝有自動干手機(jī)，洗手后將濕手靠近，機(jī)內(nèi)的傳感器就開通電熱器加熱，有熱空氣從機(jī)內(nèi)噴出，將濕手烘干，手靠近干手機(jī)能使傳感器工作，是因為()a改變濕度 b改變溫度c改變磁場 d改變電容【解析】根據(jù)自動干手機(jī)工作的特征，手靠近干手機(jī)電熱器工作，手撤離后電熱器停止工作，人是一種導(dǎo)體，可以與其他導(dǎo)體構(gòu)成電容器手靠近時相當(dāng)于連接一個電容器，可以確定干手機(jī)內(nèi)設(shè)有電容式傳感器，由于手的靠近改變了電容大小，故d正確；用濕度和溫度來驅(qū)動電熱器工作，理論上可行，但是假如干手機(jī)是由于溫度、濕度的變化工作就成了室內(nèi)烘干機(jī)【答案】d8.如圖所示是一火警報警器的一部分電路示意圖，其中r2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，電流表為值班室的顯示器，a、b之間接報警器當(dāng)傳感器r2所在處出現(xiàn)火情時，顯示器的電流i2、報警器兩端的電壓u的變化情況是()ai2變大，u變大 bi2變小，u變小ci2變小，u變大 di2變大，u變小【解析】抓住半導(dǎo)體熱敏特性即電阻隨溫度升高而減小，再用電路動態(tài)變化的分析思路，按局部整體局部進(jìn)行當(dāng)傳感器r2處出現(xiàn)火情時，溫度升高，電阻減小，電路的總電阻減小，總電流i增大，路端電壓uabueir減小，i(rr1)增大，u并ei(rr1)減小，通過r3的電流i3減小，通過r2的電流i2ii3增大，d對【答案】d9夜晚，樓梯上漆黑一片，但隨著我們的腳步聲響，樓梯燈亮了；我們登上一層樓，燈光照亮一層樓，而身后的燈則依次熄滅，這種樓梯燈好像能“聽到”我們的到來，能“看見”我們的離去，之所以能如此，是因為電路中安裝了光聲控延時開關(guān)，探究這種開關(guān)有什么轉(zhuǎn)換器件【解析】打開光聲控開關(guān)，內(nèi)部構(gòu)造如圖光聲控延時開關(guān)中安裝有光敏感元件，用于感知外界光線的強弱還安裝有聲敏感元件用于感知外界聲響當(dāng)白天外界光線較強時，光聲控制延時開關(guān)總處于斷開狀態(tài)，燈不亮；當(dāng)夜晚光線較弱且有聲響時光聲控延時開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)，燈亮，延時一段時間后，開關(guān)斷開，燈熄滅【答案】見解析能力提升1如圖所示，r3是光敏電阻，當(dāng)開關(guān)s閉合后在沒有光照射時，a、b兩點等電勢，當(dāng)用光照射電阻r3時，則()ar3的電阻變小，a點電勢高于b點電勢br3的電阻變小，a點電勢低于b點電勢cr3的電阻變大，a點電勢高于b點電勢dr3的電阻變大，a點電勢低于b點電勢【解析】光照射r3時，由光敏電阻特性，r3的電阻變小，所以ur3減小，a點電勢升高，即a點電勢高于b點電勢，a正確【答案】a2.電磁流量計廣泛應(yīng)用于測量可導(dǎo)電流體(如污水)在管中的流量(即單位時間內(nèi)通過管內(nèi)橫截面積的流體的體積)為了簡化，假設(shè)流量計是如圖所示的橫截面為長方形的一段管道，其中空部分的長、寬、高分別為圖中的a、b、c.流量計的兩端與輸送流體的管道相連(圖中的虛線)圖中流量計的上下兩面是金屬材料，前后兩面是絕緣材料現(xiàn)于流量計所在處加磁感應(yīng)強度為b的勻強磁場，磁場方向垂直于前后兩面當(dāng)導(dǎo)電流體穩(wěn)定地流經(jīng)流量計時，在管外將流量計上、下兩表面分別與一串接了電阻r的電流表的兩端連接，i表示測得的電流值已知流體的電阻率為，不計電流表的內(nèi)阻，則可求得流量為()a. b.c. d.【解析】構(gòu)成閉合回路后，電路中的總電阻為r總r，當(dāng)在上、下兩面形成穩(wěn)定的電勢差時有qvbq，上、下兩面之間的電勢差為ui，所以流量為qsvbc，故選a.【答案】a3.如圖所示是利用硫化鎘制成的光敏電阻自動計數(shù)的示意圖，其中a是發(fā)光儀器，b是光敏電阻，r是普通定值電阻，下列說法中正確的是()a當(dāng)傳送帶上沒有物品擋住由a射向b的光信號時，光敏電阻的阻值變小，電壓表讀數(shù)變小b當(dāng)傳送帶上沒有物品擋住由a射向b的光信號時，光敏電阻的阻值變大，電壓表讀數(shù)變大c當(dāng)傳送帶上有物品擋住由a射向b的光信號時，光敏電阻的阻值變小，電壓表讀數(shù)變小d當(dāng)傳送帶上有物品擋住由a射向b的光信號時，光敏電阻的阻值變大，電壓表讀數(shù)變大【解析】b是光敏電阻，其阻值隨光照強度的增強而減小當(dāng)沒有物品擋住光時，光射向b，b的阻值減小，其電流變大，由ueir知電壓表讀數(shù)變小，a正確，b錯誤有物品時，光被擋住，b的阻值增大，電流減小，電壓表讀數(shù)變大，c錯誤，d正確【答案】ad4.在輸液時，藥液有時會從針口流出體外，為了及時發(fā)現(xiàn)，設(shè)計了一種報警裝置，電路如圖所示m是貼在針口處的傳感器，接觸到藥液時其電阻rm發(fā)生變化，導(dǎo)致s兩端電壓u增大，裝置發(fā)出警報，此時()arm變大，且r越大，u增大越明顯brm變大，且r越小，u增大越明顯crm變小，且r越大，u增大越明顯drm變小，且r越小，u增大越明顯【解析】電阻rm變化時s兩端電壓u增大，說明其電阻rm變小同時，傳感器m對全電路的控制是通過電阻rm的變化來實現(xiàn)的運用極值法：若r趨近于無限大，電阻rm與r的并聯(lián)電阻的變化就等于rm的變化；若r為有限值，則rm與r的并聯(lián)電阻的變化就會小一些所以，r越大，電阻rm阻值減小同樣的數(shù)值時，u增大的數(shù)值越大，即越明顯，c正確【答案】c5如圖所示，厚度為h，寬度為d的導(dǎo)體板放在垂直于它的磁感應(yīng)強度為b的勻強磁場中，當(dāng)電流通過導(dǎo)體時，在導(dǎo)體板的上側(cè)面a和下側(cè)面a之間會產(chǎn)生電勢差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)實驗表明，當(dāng)磁場不太強時，電勢差u、電流i和b的關(guān)系為uk，式中的比例系數(shù)k稱為霍爾系數(shù)霍爾效應(yīng)可解釋如下：外部磁場的洛倫茲力使運動的電子聚集在導(dǎo)體板的一側(cè)，在導(dǎo)體板的另一側(cè)會出現(xiàn)多余的正電荷，從而形成橫向電場橫向電場對電子施加與洛倫茲力方向相反的靜電力當(dāng)靜電力與洛倫茲力達(dá)到平衡時，導(dǎo)體板上下兩側(cè)之間就會形成穩(wěn)定的電勢差設(shè)電流i是由電子的定向流動形成的，電子的平均定向速度為v，電荷量為e，回答下列問題：(1)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，導(dǎo)體板上側(cè)面a的電勢_下側(cè)面a的電勢(填“高于”“低于”或“等于”)(2)電子所受的洛倫茲力的大小為_(3)當(dāng)導(dǎo)體板上下兩側(cè)之間的電勢差為u時，電子所受靜電力的大小為_(4)由靜電力和洛倫茲力平衡的條件，證明霍爾系數(shù)k，其中n代表單位體積中電子的個數(shù)【解析】(1)電子向左移動，由左手定則知，電子受洛倫茲力向上，故上側(cè)面a聚積負(fù)電荷，下側(cè)面a聚積正電荷，故上側(cè)面電勢低于下側(cè)面；(2)洛倫茲力fevb；(3)電子受靜電力eee；(4)電子受縱向靜電力和洛倫茲力的作用，兩力平衡，有eeeevb.得uhvb.通過導(dǎo)體的電流inevdh.由uk，有hvb，得k.【答案】(1)低于(2)evb(3)e(4)見解析6如圖甲所示為半導(dǎo)體材料做成的熱敏電阻的阻值隨溫度變化的曲線，圖乙為用此熱敏電阻r和繼電器設(shè)計的溫控電路，設(shè)繼電器的線圈電阻為rx50