人教物理選修32 傳感器及其工作原理 作業(yè).doc

課時分層作業(yè)(十二)基礎達標練(時間：15分鐘分值：50分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分)1人類發(fā)射的繞地球運轉的所有航天器，在軌道上工作時都需要電能，所需要的電能都是由太陽能電池把太陽能轉化為電能得到的，要求太陽能電池板總是對準太陽，為達到這一要求應利用下列哪種傳感器來感知太陽方位()a力傳感器b光傳感器c溫度傳感器 d生物傳感器【解析】太陽能電池板的有效采光面積不同，所產生的電流不同，當電流最大時正對太陽，所以應用的是光傳感器，選項b正確，選項a、c、d錯誤【答案】b2關于光敏電阻和熱敏電阻，下列說法中正確的是()a光敏電阻是用半導體材料制成的，其阻值隨光照增強而減小，隨光照的減弱而增大b光敏電阻是能把光照強度這個光學量轉換為電流這個電學量的傳感器c熱敏電阻是用金屬鉑制成的，它對溫度感知很靈敏d熱敏電阻是把熱量這個熱學量轉換為電阻這個電學量的傳感器【解析】光敏電阻是把光強轉換為電阻的元件；熱敏電阻是把溫度轉換為電阻的元件，故b、d錯誤；熱敏電阻和光敏電阻都是半導體材料制成的，半導體具有光敏性和熱敏性，金屬鉑與熱敏電阻的阻值隨溫度的變化趨勢相反，故c錯誤【答案】a3當你走近某些賓館、酒樓的大門時，門就會自動為你打開；當你走進門之后，門又在你身后自動關上你覺得這可能是將下列哪種外界信息轉換為有用的信息()a溫度 b運動c人 d光線【解析】自動門的自動控制要求靈敏、可靠，若以溫度控制，人的體溫與夏季氣溫接近，則在夏季自動門將無法使用自動門實際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控制裝置的電動機，實現自動開、關門故d正確【答案】d4如圖6113(a)所示的電路中，光敏電阻r2加上圖(b)所示的光照時，r2兩端的電壓變化規(guī)律是圖中的()【導學號：57272137】圖6113【解析】光敏電阻隨光照的增強電阻減小，電路中電流增大，電阻r1兩端電壓增大，r2兩端電壓減小，但不能減小到零故選項b正確【答案】b5如圖6114所示是觀察電阻r隨溫度變化情況的示意圖現在把杯中的水由冷水換為熱水，關于歐姆表的讀數變化情況正確的是()圖6114a如果r為金屬熱電阻，讀數變大，且變化非常明顯b如果r為金屬熱電阻，讀數變小，且變化不明顯c如果r為熱敏電阻(用半導體材料制作)，讀數變化非常明顯d如果r為熱敏電阻(用半導體材料制作)，讀數變化不明顯【解析】若為金屬熱電阻，溫度升高后，電阻變大，但由于金屬熱電阻靈敏度較差，故歐姆表讀數變大但不明顯，選項a、b錯誤；若為用半導體材料制作的熱敏電阻，由于熱敏電阻的靈敏度較高，讀數將明顯變化，選項c正確，選項d錯誤【答案】c6(多選)如圖6115所示是利用硫化鎘制成的光敏電阻自動計數的示意圖，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()圖6115a當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，電壓表讀數變小b當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，電壓表讀數變大c當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，電壓表讀數變小d當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，電壓表讀數變大【解析】b是光敏電阻，其阻值隨光照強度的增大而減小當沒有物品擋住光時，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，電壓表讀數變大，c錯誤，d正確【答案】ad二、非選擇題(14分)7影響物質材料電阻率的因素很多，一般金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大，而半導體材料的電阻率則與之相反，隨溫度的升高而減小某課題研究組在研究某種導電材料的用電器件z的導電規(guī)律時，利用如圖6116甲所示的分壓電路，測得其電壓與電流的關系如表所示：u/v0.400.600.801.001.201.501.60i/a0.200.450.801.251.802.813.20甲乙圖6116(1)根據表中數據，用電器件z可能屬于上述哪類材料？(2)把用電器件z接入圖乙所示的電路中，閉合開關，電流表的讀數為1.8 a，電池的電動勢為3 v，內阻不計，電阻r的電功率為多大？【解析】(1)由表格中數據可得，電阻隨電壓的增大而減小，而電壓越大，用電器件溫度越高，所以材料為半導體(2)查表i1.8 a時，z的電壓為1.2 v，則ure2uz3 v1.2 v1.8 v.priur1.81.8 w3.24 w.【答案】(1)半導體(2)3.24 w能力提升練(時間：25分鐘分值：50分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分)1(多選)如圖6117為電阻r隨溫度t變化的圖線下列說法中正確的是()圖6117a圖線1是熱敏電阻的圖線，它是用金屬材料制成的b圖線2是熱敏電阻的圖線，它是用半導體材料制成的c圖線1對應的材料化學穩(wěn)定性好、測溫范圍大、靈敏度高d圖線2對應的材料化學穩(wěn)定性差、測溫范圍小、靈敏度高【解析】金屬熱電阻的阻值隨溫度升高而增大，半導體材料的熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，所以a錯誤，b正確；圖線1對應的材料化學穩(wěn)定性好但靈敏度低，圖線2對應的材料化學穩(wěn)定性差但靈敏度高，所以c錯誤，d正確【答案】bd2如圖6118所示，r3是光敏電阻，當開關s閉合后在沒有光照射時，a、b兩點等電勢，當用光照射電阻r3時，則()圖6118ar3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】a3某同學設計的散熱排風控制電路如圖6119所示，m為排風扇，r是可變電阻，r0是半導體熱敏電阻，其阻值隨溫度升高而減小控制開關電路具有下列特性：當a點電勢a0時，控制開關處于斷路狀態(tài)；當a0時，控制開關接通電路，m開始運轉下列說法中正確的是()圖6119a環(huán)境溫度升高時，a點電勢升高b可變電阻r阻值調大時，a點電勢降低c可變電阻r阻值調大時，排風扇開始工作的臨界溫度升高d若用金屬熱電阻代替半導體熱敏電阻，電路仍能正常工作【解析】當環(huán)境溫度升高時，半導體熱敏電阻r0的阻值隨溫度升高而減小，則電路中的電流增大，所以a點的電勢升高，故a正確；可變電阻r阻值調大時，導致電路的電流減小，則a點電勢升高，故b錯誤；可變電阻r阻值調大時，導致電路的電流減小，則a點電勢升高，由于當a點電勢a0時，控制開關處于斷路狀態(tài)；當a0時，控制開關接通電路，m開始運轉，工作臨界溫度沒變，而是提前被接通，故c錯誤；若用金屬熱電阻代替半導體熱敏電阻，當溫度升高時，其阻值增大，導致a點電勢降低，則開關會處于斷開狀態(tài)，所以起不到散熱排風的作用，故d錯誤【答案】a4壓敏電阻是力電傳感器中很重要的元件之一，其性能是隨壓力的增大壓敏電阻的阻值減小某研究小組為了分析壓敏電阻對電路的影響，設計了如圖6120所示的電路，在一絕緣盒內，將一壓敏電阻與一定值電阻并聯(lián)接在一內阻不可忽略的電源兩端，在壓敏電阻上放置一重物，當裝置靜止不動時，理想電流表的示數為i0.則()圖6120a如果整個裝置豎直向上做勻速直線運動，則電流表的示數大于i0b如果整個裝置豎直向上做勻加速直線運動，則電流表的示數大于i0c如果整個裝置豎直向上做勻減速直線運動，則電流表的示數大于i0d無論裝置做何種運動，電流表的示數恒為i0【解析】當系統(tǒng)靜止時，壓敏電阻所受的壓力等于重物的重力，如果整個裝置做勻速直線運動，則壓敏電阻所受的壓力大小不變，壓敏電阻的阻值不變，則電流表的示數恒為i0，a錯誤；當系統(tǒng)豎直向上做加速運動時，加速度向上，壓敏電阻所受的壓力大于重物的重力，壓敏電阻的阻值減小，總電阻減小，總電流增大，內壓增大，則路端電壓減小，電流表的示數小于i0，反之大于i0，則b、d錯誤，c正確【答案】c5(多選)電容式傳感器的用途非常廣泛，由于電容器的電容c取決于極板正對面積s、極板間距離d以及極板間的電介質這幾個因素，當某一物理量發(fā)生變化時就能引起電容的變化，如圖6121是某種電容式傳感器的示意圖，關于這個傳感器的作用，下列說法正確的是()【導學號：57272138】圖6121a可以通過電介質的左右移動來測量位移b可以通過電介質的左右移動再結合時間來測量速度c可以通過電介質的左右移動來測量極板受到的壓力d可以通過電介質的左右移動結合時間來測量極板的速度【解析】電容器可以由電介質的變化引起電容的變化測量位移x，也可以結合時間來測量位移變化的快慢即速度故a、b選項正確；電介質的運動與極板的變化都影響電容的變化，故不能通過電介質的運動來測量極板受到的壓力及極板的運動快慢，c、d錯誤【答案】ab6電磁流量計廣泛應用于測量可導電流體(如污水)在管中的流量(即單位時間內通過管內橫截面積的流體的體積)為了簡化，假設流量計是如圖6122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于流量計所在處加磁感應強度為b的勻強磁場，磁場方向垂直于前后兩面當導電流體穩(wěn)定地流經流量計時，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，不計電流表的內阻，則可求得流量為()圖6122a. b.c. d.【解析】構成閉合回路后，電路中的總電阻為r總r，當在上、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】a二、非選擇題(14分)7一塊n型半導體薄片(稱霍爾元件)，其橫截面為矩形，體積為bcd，如圖6123所示已知其單位體積內的電子數為n、電阻率為、電子電荷量為e.將此元件放在勻強磁場中，磁場方向沿z軸正方向，并通有沿x軸正方向的電流i. 圖6123(1)此元件的c、c兩個側面中，哪個面電勢高？(2)試證明在磁感應強度一定時，此元件的c、c兩個側面的電勢差與其中的電流成正比；(3)磁強計是利用霍爾效應來測量磁感應強度b的儀器其測量方法為：將導體放在勻強磁場中，用毫安表測量通過的電流i，用毫伏表測量c、c間的電壓ucc，就可測得b.若已知