2023高中物理第6章傳感器第1節(jié)傳感器及其工作原理課時作業(yè)新人教版選修3-2

PAGE傳感器及其工作原理基礎夯實一、選擇題(1～4題為單項選擇題，5、6題為多項選擇題)1．(鎮(zhèn)海中學2022～2022學年高二檢測)傳感器是指這樣一類元件，它通常能把非電學量(如力、光等)的變化，轉換為電學量(如電流、電壓等)的變化或電路的通斷，它在自動控制中有著廣泛的應用。關于制作傳感器所需要的元器件，以下說法不正確的選項是eq\x(導學號09152387)(D)A．熱敏電阻能夠把溫度的變化轉換為其阻值的變化B．金屬熱電阻能夠把溫度的變化轉換為其阻值的變化C．光敏電阻能夠把光照強弱的變化轉換為其阻值的變化D．所有傳感器都是由半導體材料制作的解析：熱敏電阻、金屬熱電阻、光敏電阻都是把溫度或光照強度的變化轉換為其阻值的變化，從而使電路中電流或電壓發(fā)生變化，應選項ABC正確；并非所有的傳感器都是由半導體材料制成的，半導體材料、陶瓷材料、金屬材料和有機材料都可以用來制作傳感器，應選項D錯誤。2．(北京市東城區(qū)高二下學期期末)非觸摸式自動水龍頭(自動感應水龍頭)如圖，其應用的傳感器是eq\x(導學號09152388)(B)A．壓力傳感器 B．光電式傳感器C．生物傳感器 D．溫度傳感器解析：自動感應水龍頭應用的是光電傳感器。3.(長沙一中2022～2022學年高二檢測)如下圖，R1為定值電阻，R2為負溫度系數(shù)的熱敏電阻(負溫度系數(shù)熱敏電阻是指阻值隨溫度的升高而減小的熱敏電阻)，L為小燈泡，當溫度降低時eq\x(導學號09152389)(C)A．R1兩端的電壓增大 B．電流表的示數(shù)增大C．小燈泡的亮度變強 D．小燈泡的亮度變弱解析：R2與燈L并聯(lián)后與R1串聯(lián)，與電源構成閉合電路，當熱敏電阻溫度降低時，電阻R2增大，外電路電阻增大，電流表讀數(shù)變小，燈L兩端電壓增大，燈泡亮度變強，R1兩端電壓減小，故C正確，其余各項均錯。4．如下圖，將一光敏電阻連入多用電表兩表筆上，將多用電表的選擇開關置于歐姆擋，用光照射光敏電阻時表針的偏角為θ，現(xiàn)用手掌擋住局部光線，表針的偏角為θ′，那么可判斷eq\x(導學號09152390)(B)A．θ′＝θB．θ′<θC．θ′>θD．不能確定θ和θ′的關系解析：光敏電阻的阻值隨光照強度的增強而減小，開始時有光照射，光敏電阻的阻值較小，當用手掌擋住局部光線時，光敏電阻的阻值增大，因為歐姆表的零刻度在表盤的右側，所以歐姆表測電阻時，阻值越大，指針張角越小，所以選項B正確。5．如圖是觀察電阻值隨溫度變化情況的示意圖?，F(xiàn)在把杯中的水由冷水變?yōu)闊崴P于歐姆表的讀數(shù)變化情況正確的選項是eq\x(導學號09152391)(BC)A．如果R為金屬熱電阻，讀數(shù)變大，且變化非常明顯B．如果R為金屬熱電阻，讀數(shù)變大，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(shù)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(shù)變化不明顯解析：假設為金屬熱電阻，溫度升高后，電阻變大，讀數(shù)變化不明顯，A錯，B對；假設為熱敏電阻，讀數(shù)將明顯變化，C對、D錯。6．電容式傳感器是用來將各種非電信號轉變?yōu)殡娦盘柕难b置。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)生變化時就能引起上述某個因素的變化，從而又可推出另一個物理量的變化，如下圖是四種電容式傳感器的示意圖，關于這四種傳感器的作用，以下說法正確的選項是eq\x(導學號09152392)(ABC)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D．丁圖的傳感器可以用來測量速度解析：甲圖角度變化能導致極板正對面積變化；乙圖高度變化能導致極板正對面積變化；丙圖F變化能導致極板間距變化；丁圖物體位置變化導致電介質位置變化。所以，甲、乙、丙、丁分別是測角度、高度、壓力、位移的物理量，故ABC正確。二、非選擇題7.將萬用表的選擇開關置于歐姆擋，再將電表的兩支表筆分別與光敏電阻Rg的兩端相連，這時表針恰好指在刻度盤的中央，假設用不透光的黑紙將Rg包裹起來，表針將向左(填“左〞或“右〞)轉動，假設用手電筒光照射Rg，表針將向右(填“左〞或“右〞)轉動。eq\x(導學號09152393)8.在熱敏特性實驗中，為了研究熱敏電阻的阻值隨溫度變化的情況，用如下圖裝置進行實驗，請指出圖中錯誤之處，R為熱敏電阻。eq\x(導學號09152394)答案：R應全部浸入水中；溫度計應懸在水中。能力提升一、選擇題(1題為單項選擇題，2～4題為多項選擇題)1．(云南昆明一中2022～2022學年高二檢測)如下圖，用光敏電阻LDR和燈泡制成的一種簡易水污染指示器，以下說法中正確的選項是eq\x(導學號09152395)(A)A．嚴重污染時，LDR是高電阻B．輕度污染時，LDR是高電阻C．無論污染程度如何，LDR的電阻不變，阻值大小由材料本身因素決定D．該儀器的使用不會因為白天和晚上受到影響解析：嚴重污染時，透過污水照到LDR上的光線較少，LDR電阻較大，A對、B錯；LDR由半導體材料制成，受光照影響電阻會發(fā)生變化，C錯；白天和晚上自然光強弱不同，或多或少會影響LDR的電阻，D錯。2．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下圖的電路中的A、B兩點后，用黑紙包住元件或者把元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數(shù)，以下說法中正確的選項是eq\x(導學號09152396)(AC)A．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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，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。3．(蘭州中學2022～2022學年高二檢測)如下圖，RT為熱敏電阻(溫度升高，電阻減小)，R1為光敏電阻，R2和R3均為定值電阻，電源電動勢為E，內阻為r，V為理想電壓表，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大，可能的原因是eq\x(導學號09152397)(AC)A．熱敏電阻溫度升高了 B．熱敏電阻溫度降低了C．光照強度減弱了 D．光照強度增強了解析：熱敏電阻溫度升高，其阻值減小，外電路的總電阻減小，總電流增大，光敏電阻的路端電壓減小，通過光敏電阻的電流減小，那么通過R3的電流增大，電壓表的示數(shù)增大，A正確；同理分析可知B錯誤；光照強度減弱，光敏電阻的阻值增大，外電路總電阻增大，路端電壓增大，那么電壓表的示數(shù)增大，C正確；同理分析可知D錯誤。4．利用光敏電阻制作的光傳感器，記錄傳送帶上工件的輸送情況，如圖甲所示為某工廠成品包裝車間的光傳感記錄器，光傳感器B能接收到發(fā)光元件A發(fā)出的光，每當工件擋住A發(fā)出的光時，光傳感器輸出一個電信號，并在屏幕上顯示出電信號與時間的關系，如圖乙所示，假設傳送帶始終勻速運動，每兩個工件間的距離為0.2m，那么下述說法正確的選項是eq\x(導學號09152398)(BC)A．傳送帶運動的速度是0.1m/sB．傳送帶運動的速度是0.2m/sC．該傳送帶每小時輸送3600個工件D．該傳送帶每小時輸送7200個工件解析：在該計數(shù)裝置中，A是發(fā)光的光源，B是光接收器，B中的主要元件是光電傳感器采用的光敏電阻，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，供應信號處理系統(tǒng)的電壓變低；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，供應信號處理系統(tǒng)的電壓變高。由題中所給條件可計算出B、C正確。二、非選擇題5.如下圖，由電源、小燈泡、電阻絲、開關組成的電路中，當閉合開關S后，小燈泡正常發(fā)光，假設用酒精燈加熱電阻絲時，發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度變暗，發(fā)生這一現(xiàn)象的主要原因是C。eq\x(導學號09152399)A．小燈泡的電阻發(fā)生了變化B．小燈泡燈絲的電阻率隨溫度發(fā)生了變化C．電阻絲的電阻率隨溫度發(fā)生了變化D．電源的電壓隨溫度發(fā)生了變化解析：溫度升高，金屬電阻絲電阻率增大，電阻增大，電路中電流減小，燈泡亮度減弱。6.如圖是一種測定油箱油量多少或變化多少的裝置。其中電源電壓保持不變，R是滑動變阻器，它的金屬滑片是金屬桿的一端。在裝置中使用了一只電壓表(圖中沒有畫出)，通過觀察電壓表示數(shù)，可以了解油量情況，你認為電壓表應該接在圖中的c、d兩點之間，按照你的接法請答復：當油箱中油量減少時，電壓表的示數(shù)將減小(填“增大〞或“減小〞)eq\x(導學號09152400)解析：把電壓表接到c、d之間，油量增加時，R減小，電路中電流增大，那么R′兩端的電壓增大，電壓表示數(shù)增大，同理，油量減少時，電壓表示數(shù)減小。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b×c×d，如下圖。其單位體積內的電子數(shù)為n、電阻率為ρ、電子電荷量為e。將此元件放在勻強磁場中，磁場方向沿z軸方向，并通有沿x軸方向的電流I。eq\x(導學號09152401)(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之中，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。假設其霍爾系數(shù)k＝eq\f(1,ned)＝10mV/mA·T，并測得UCC′＝0.6mV，I＝3mA。試求該元件所在處的磁感應強度B的大小。答案：(1)C′面較高(