《傳感器及其工作原理》雙基限時練

《傳感器及其工作原理》雙基限時練1．關于傳感器的下列說法正確的是()A．所有傳感器的材料都是由半導體材料做成的B．金屬材料也可以制成傳感器C．傳感器主要是通過感知電壓的變化來傳遞信號的D．以上說法都不正確解析半導體材料可以制成傳感器，其他材料也可以制成傳感器，如金屬氧化物就可以制成熱敏電阻，故A選項錯誤，B選項正確；傳感器不僅能感知電壓的變化，也能感知力、溫度、光、聲等非電學量的變化，故C選項錯誤．答案B2．關于干簧管，下列說法正確的是()A．干簧管接入電路中相當于電阻的作用B．干簧管是根據熱脹冷縮的原理制成的C．干簧管接入電路中相當于開關的作用D．干簧管是作為電控元件以實現自動控制的解析干簧管在電路中起到開關的作用，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C3．在一些星級賓館的洗手間經常裝有自動干手機，洗手后將濕手靠近，機內的傳感器就開通電熱器加熱，有熱空氣從機內噴出，將濕手烘干，手靠近干手機能使傳感器工作，是因為()A．改變溫度 B．改變濕度C．改變磁場 D．改變電容解析干手機是一個電容器，當手靠近時，手本身是導體，電容器中放入導體后，改變了電容器的電容，從而傳感器感知到這個變化，干手機開始工作，故選項D正確．答案D4．如圖所示為電阻R隨溫度T變化的圖線．下列說法中錯誤的是()A．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對應的電阻材料化學穩(wěn)定性好、測溫范圍大，但靈敏度低D．圖線2對應的電阻材料化學穩(wěn)定性差、測溫范圍小、靈敏度高解析金屬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的升高而減小，其變化規(guī)律均不成比例，所以A選項說法錯誤；選項B說法正確；由圖可以看出，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，但靈敏度較高，故C、D選項說法正確．答案A5．美國科學家WillardS·Boyle與GeorgeE·Smith因電荷耦合器件(CCD)的重要發(fā)明榮獲2009年度諾貝爾物理學獎．CCD是將光學量轉換成電學量的傳感器．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．干電池解析傳感器是指能夠感受諸如力、溫度、光等非電學量，并把它們按照一定的規(guī)律轉換成電壓、電流等電學量的元件，發(fā)光二極管是電學元件，是電能轉化成光能的元件，不是傳感器，選項A錯誤；干電池是電源，不是傳感器，故選項D錯誤；熱敏電阻、霍爾元件能把溫度及磁感應強度轉換成電學量是傳感器，故選項B、C正確．答案BC6．有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件，將這三只元件分別接入如圖所示電路中的A、B兩點后，用黑紙包住元件或者把元件置于熱水中，觀察歐姆表的示數，下列說法中正確的是()A．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數變化較大，這只元件一定是熱敏電阻B．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數不變化，這只元件一定是定值電阻C．用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數變化較大，這只元件一定是光敏電阻D．用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數相同，這只元件一定是定值電阻解析熱敏電阻的阻值隨溫度變化而變化，而定值電阻和光敏電阻不隨溫度變化，光敏電阻的阻值隨光照變化而變化，定值電阻和熱敏電阻不隨之變化，故A、C選項正確．答案AC7．如圖所示，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()A．R3的電阻變小，a點電勢高于b點電勢B．R3的電阻變小，a點電勢低于b點電勢C．R3的電阻變大，a點電勢高于b點電勢D．R3的電阻變大，a點電勢低于b點電勢解析光敏電阻R3被光照后電阻變小，所在支路電流增大，a點電勢升高，故A選項正確．答案A8．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，聲音信號被話筒轉換為電信號，其中導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．介質變化 D．電壓變化解析C＝eq\f(εrS,4kπd)，在聲音信號轉換為電信號過程中介電常數εr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，從而將聲音信號轉換為電信號，故A選項正確．答案A9．如圖所示是觀察電阻值隨溫度變化情況的示意圖．現把杯中的水由冷水變?yōu)闊崴P于歐姆表的讀數變化情況正確的是(設水對電阻阻值的影響不計)()A．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(用半導體材料制成)，讀數變化非常明顯D．如果R為熱敏電阻(用半導體材料制成)，讀數變化不明顯解析金屬熱電阻的阻值隨溫度的升高而增大，但靈敏度較差，而熱敏電阻靈敏度較高，隨溫度的升高，電阻減小，故C選項正確．答案C10．如圖所示，厚度為h，寬度為d的導體板放在垂直于它的磁感應強度為B的勻強磁場中，當電流通過導體時，在導體板的上側面A和下側面A′之間會產生電勢差，這種現象稱為霍爾效應．實驗表明，當磁場不太強時，電勢差U、電流I和B的關系為U＝keq\f(IB,d)，式中的比例系數k稱為霍爾系數．霍爾效應可解釋如下：外部磁場的洛倫茲力使運動的電子聚集在導體板的一側，在導體板的另一側會出現多余的正電荷，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．當靜電力與洛倫茲力達到平衡時，導體板上下兩側之間就會形成穩(wěn)定的電勢差．設電流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)達到穩(wěn)定狀態(tài)時，導體板上側面A的電勢________下側面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)當導體板上下兩側之間的電勢差為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k＝eq\f(1,ne)，其中n代表單位體積中電子的個數．解析(1)電子向左移動，由左手定則知，電子受洛倫茲力向上，故上側面A聚積負電子，下側面A′聚積正電荷，故上側面電勢低于下側面；(2)洛倫茲力F＝evB；(3)電子受靜電力eE＝eeq\f(U,h)；(4)電子受縱向靜電力和洛倫茲力的作用，兩力平衡，有eE＝eeq\f(U,h)＝evB.得U＝hvB.通過導體的電流I＝nev·d·h.由U＝keq\f(IB,d)，有hvB＝eq\f(k·nev·d·h·B,d)，得k＝eq\f(1,ne).答案(1)低于(2)evB(3)eeq\f(U,h)(4)見解析11．熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件．現用伏安法研究熱敏電阻在不同溫度下的伏安特性曲線，要求特性曲線盡可能完整．已知常溫下待測熱敏電阻的阻值約4Ω～5Ω.熱敏電阻和溫度計插入帶塞的保溫杯中，杯內有一定量的冷水，其他備用的儀表和器具有：盛有熱水的熱水瓶(圖中未畫出)、電源(3V、內阻可忽略)、直流電流表(內阻約1Ω)、直流電壓表(內阻約5kΩ)、滑動變阻器(0～20Ω)、開關、導線若干．(1)在虛線框中畫出實驗電路圖，要求測量誤差盡可能?。?2)根據電路圖，在如圖所示的實物圖上連線．(3)簡要寫出完成接線后的主要實驗步驟．解析(1)為獲得更多的數據，應使電壓從