2019學(xué)年高二物理課后訓(xùn)練(人教版選修3-2)：6.1傳感器及其工作原理

1、第六章第1節(jié)詣提升訓(xùn)練一、選擇題1.（多選）美國科學(xué)家 Willard S Ble 與 George E Smith 因電荷耦合器件（CCD）的重要發(fā)明 榮獲 2009 年度諾貝爾物理學(xué)獎。CCD 是將光學(xué)量轉(zhuǎn)變成電學(xué)量的傳感器。 下列器件可作為傳 感器的有（）A .發(fā)光二極管B .熱敏電阻C.霍爾元件D .干電池答案 BC解析傳感器是指能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，并把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流等電學(xué)量的元件。發(fā)光二極管是電學(xué)元件，是電能轉(zhuǎn)換成光能的元件，不是傳感器， A 錯誤；干電池是一種電源，不是傳感器， D 錯誤；熱敏電阻受熱時， 其電阻會發(fā)生變化，能把熱學(xué)

2、量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量，是傳感器，B 正確；霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強度這個非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電壓這個電學(xué)量，是傳感器，C 正確。2 .當(dāng)你走近某些賓館、酒樓的大門時，門就會自動為你打開；當(dāng)你走進(jìn)門之后，門又在 你身后自動關(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 .運動C.人D .光線答案 D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(xiàn)自動開、關(guān)門。3金屬鉑的電阻值對溫度高低非常

3、敏感，下圖中可能表示金屬鉑電阻的 U I 圖線是（）答案 BABCD解析 金屬鉑導(dǎo)體的電阻對溫度的變化很敏感，電阻隨溫度的升高而增大，在一定溫度下其 U-I 圖線是非線性的且圖線的斜率越來越大，故B 正確。4.如圖所示，將一光敏電阻接入多用電表兩表筆上，將多用電表的選擇開關(guān)置于歐姆擋,用光照射光敏電阻時，表針自左向右的偏轉(zhuǎn)角度為0;現(xiàn)用手掌擋住部分光線，表針自左向右的偏角為0，則可判斷（）A 甲圖的傳感器可以用來測量角度B 乙圖的傳感器可以用來測量液面的高度C.丙圖的傳感器可以用來測量壓力A.0 = 0C.0 0答案 BB. 0 v0D .不能確定解析光敏電阻受光照射阻值變小，且電阻值隨光照強

4、度的增大而減小，當(dāng)用手擋住部分光線，光照強度變小，電阻值會變大，指針偏角變小，所以B 項正確。5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、下表面的電動勢有什么關(guān)系（上板為 M，下板為 N）（）A.枷 $NC.枷v枷答案 AB . 枷=權(quán)D無法判斷解析 霍爾效應(yīng)是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 恤（）N。故正確答案為 A。6.（多選）如圖所示是三種電容式傳感器的示意圖，關(guān)于這三個傳感器，下列說法正確的D .這三個傳感器都是利用改變極板間的正對面積來改變電容的答案

5、 ABC解析 甲、乙、丙中的電容器分別與B、h、F 有關(guān)，均能測量對應(yīng)物理量，甲、乙是通過改變極板間的正對面積改變電容，丙是通過改變 板間的距離改變電容，故 D 選項錯。7 在信息技術(shù)高速發(fā)展、電子計算機廣泛應(yīng)用的今天，擔(dān)負(fù)著信 采集任務(wù)的傳感器在自動控制、信息處理技術(shù)中發(fā)揮著越來越重要的作用，其中熱電傳感器 是利用熱敏電阻將熱信號轉(zhuǎn)換成電信號的元件。某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在用多用電表研究熱敏特性實驗中，安裝好如圖所示裝置。向杯內(nèi)加入冷水，溫度計的示數(shù)為20C,多用電表選擇適當(dāng)?shù)谋堵?，讀出熱敏電阻的阻值 Ri。然后向杯內(nèi)加入熱水，溫度計的示數(shù)為 60C,發(fā)現(xiàn)多用 電表的指針偏轉(zhuǎn)角度較大，則下列說法正

6、確的是（）A 應(yīng)選用電流擋，溫度升高換用大量程測量B 應(yīng)選用電流擋，溫度升高換用小量程測量 C.應(yīng)選用歐姆擋，溫度升高時換用倍率大的擋D .應(yīng)選用歐姆擋，溫度升高時換用倍率小的擋 答案 D解析多用電表與熱敏電阻構(gòu)成的回路中未接入電源故不能用電流表,度升高時多用電表指針偏轉(zhuǎn)角度較大，說明熱敏電阻的阻值變小了，應(yīng)該換用倍率小的擋, 錯誤，D 正確。8如圖所示的電路中，電源兩端的電壓恒定，L 為小燈泡，R 為光敏電阻，LED 為發(fā)光二極管（電流越大，發(fā)出的光越強），且 R 與 LED 相距不變，下列說法正確的是（）A、B 均錯，當(dāng)溫A .當(dāng)滑動觸頭 P 向左移動時,L 消耗的功率增大B .當(dāng)滑動觸頭

7、 P 向左移動時,L 消耗的功率減小C.當(dāng)滑動觸頭 P 向右移動時,L 消耗的功率可能不變*用電證的極息D .無論怎樣移動觸頭P, L 消耗的功率都不變答案 A解析 滑動觸頭 P 向左移動時，使其電阻減小，流過發(fā)光二極管的電流增大，從而發(fā)光增強，使光敏電阻 R 阻值減小，最終達(dá)到增大通過燈泡電流的效果，使項 A 正確。L 消耗的功率增大，選9.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（）A . R3的電阻變小,B . R3的電阻變小,C. R3的電阻變大,D . R3的電阻變大, 答案 A解析 R3是光敏電阻，當(dāng)有光照射時電阻

8、變小，R3兩端電壓減小， 故a 點電勢將升高，因其他電阻的阻值不變，所以a 點電勢將高于 b 點電勢。10J2019 衡水中學(xué)高二年級期末考試傳感器是一種采集信息的重要器件，如圖是由電容器作為傳感器來測定壓力變化的電路，當(dāng)待測壓力作用于膜片電極上時，下列說法中正確的是（）1若 F 向下壓膜片電極，電路中有從 a 到 b 的電流;2若 F 向下壓膜片電極，電路中有從 b 到 a 的電流;3若 F 向下壓膜片電極，電路中不會有電流產(chǎn)生；4若電流表有示數(shù)，說明壓力F 發(fā)生變化；5若電流表有示數(shù)，說明壓力F 不會發(fā)生變化。A .B .C.答案 A解析 在電容器、電流表和電源串聯(lián)成閉合電路中，電容器兩極

9、板間電壓 U 不變，當(dāng) F 向下壓膜片電極時，電容器極板間距d 變小，由 C = 猛知，電容器電容 C 變大，根據(jù) Q= CU知，極板帶電量將增大，電容器充電，電路中有從b 到 a 的電流，說法正確；若電流表有示數(shù)，說明電容器有充放電， 極板帶電量發(fā)生變化， 根據(jù) Q= CU 知，電容器電容 C 發(fā)生變化,從而判斷出作用在可動膜片電極上的壓力F 發(fā)生變化，說法正確。故 A 項正確。a 點電勢低于 b 點電勢a 點電勢高于 b 點電勢a 點電勢低于 b 點電勢D .二、非選擇題11如圖所示，是自動控制電路的原理圖，a、b 間電壓恒定，Ri為光敏電阻，R2為定值電阻。當(dāng)電路中的光敏電阻不受光的照射

10、時用電器可以正常工作。當(dāng)光敏電阻受光的照射時，其阻值和電流表的示數(shù)如何變化?（2）用電器工作狀態(tài)怎樣？答案（1）減小 減?。?）停止工作解析 分析問題時，首先要根據(jù)光敏電阻的光敏特性，明確電路中電阻如何變化，然后再運用電路的相關(guān)知識進(jìn)行判斷。受光照射時，光敏電阻的阻值會減小為原來的以當(dāng)光照射時電路總阻值變小，干路電流增大很多,R2兩端電壓增大很多，并聯(lián)部分的電壓變得很小，用電器停止工作, 電流表示數(shù)變得很小。12如圖所示，有電流I 流過長方體金屬塊，金屬塊寬度為d,高為 b，有一磁感應(yīng)強度為B 的勻強磁場，磁場方向如圖所示，金屬塊單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n,試問金屬塊上、下表面哪面電勢高？電勢

11、差是多少?答案下表面電勢高電勢差為忌解析當(dāng)電子在金屬塊中定向移動時，受到洛倫茲力的作用會向上表面聚集，下表面剩余等量的正電荷，在金屬塊中形成電場，其中上表面帶負(fù)電荷，電勢低，隨著正、負(fù)電荷的不斷向下、上(即 qE = qvB)，電荷將不再向上或向下偏轉(zhuǎn)，上、下表面間形成穩(wěn)定電壓。因為自由電荷為電子，故由左手定則可判定電子向上偏轉(zhuǎn)，則上表面聚集負(fù)電荷，下表面有等量的正電荷，故下表面電勢咼，設(shè)其穩(wěn)定電壓q* = qvB，又因為導(dǎo)體中IB的電流=neSv= nevbd，故 U =荷。13.溫度傳感器廣泛應(yīng)用于室內(nèi)空調(diào)、電冰箱等家用電器中，它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特殊性來工作的。如圖甲所示，電源的電動勢E = 9 V，內(nèi)阻不計；G 為靈敏電流表，內(nèi)阻 Rg保持不變；R 為熱敏電阻，其電阻阻值與溫度的變化關(guān)系如圖乙所示。閉合開 關(guān) S,當(dāng) R的溫度等于 20C時，電流表示數(shù) I1