高中物理選修二5.1常見傳感器的工作原理練習3（含答案）

魯科版（2019）高中物理（選擇）必修第二冊5.1常見傳感器的工作原理同步練習一、多選題1．如圖所示，邊長為L不可形變的正方形導線框內(nèi)有半徑為r的圓形磁場區(qū)域，其磁感應強度B隨時間t的變化關系為B=kt（常量k>0）．回路中滑動變阻器R的最大阻值為2R0，滑片P位于滑動變阻器中央，定值電阻R1=R2=R0，電容器與R2并聯(lián).閉合開關S，電壓表的示數(shù)為U，不考慮虛線MN右側導體的感應電動勢，則A．正方形導線框中的感應電動勢為kL2B．電容器的a極板帶負電C．R2兩端的電壓為U/5D．滑動變阻器R的熱功率為電阻R2的5倍2．.如圖為握力器原理示意圖，握力器把手上的連桿與彈簧一起上下移動，握力的大小可通過特定的換算關系由電流表的示數(shù)獲得．當人緊握握力器時，如果握力越大，下列判斷正確的有（）A．電路中電阻越大B．電路中電阻越小C．電路中電流越小D．電路中電流越大3．如圖是利用太陽能給LED路燈供電的自動控制電路的示意圖。R是光敏電阻，R0是保護定值電阻，日光充足時，電磁繼電器把銜鐵吸下，GH接入電路，太陽能電池板給蓄電池充電，光線不足時，銜鐵被彈簧拉起，與EF接入電路，蓄電池給LED路燈供電，路燈亮起，下列關于該電路分析正確的是（）A．該光敏電阻阻值隨光照強度增大而減小B．增加電電動勢可以增加路燈照明時間C．并聯(lián)更多的LFD路燈可延長每天路燈照明時間D．增大保護電阻R0阻值可延長每天路燈照明時間4．如圖所示，為A、B兩電阻的伏安特性曲線，關于兩電阻的描述正確的是()A．電阻A的電阻隨電流的增大而增大，電阻B阻值不變B．在兩圖線交點處，電阻A的阻值大于電阻BC．在兩圖線交點處，電阻A的阻值等于電阻BD．在兩圖線交點處，電阻A的阻值小于電阻B5．利用霍爾效應制作的霍爾元件，廣泛應用于測量和自動控制等領域．下圖是霍爾元件的工作原理示意圖，磁感應強度垂直于霍爾元件的工作面向下，通入圖示方向的電流I，C、D兩側面會形成電勢差UCD．下列說法中正確的是A．電勢差UCD僅與材料有關B．若霍爾元件的載流子是自由電子，則電勢差UCD<0C．僅增大磁感應強度時，電勢差UCD可能不變D．霍爾元件是能夠把磁感應強度這一磁學量轉換為電壓這一電學量的傳感器二、單選題6．下列說法中正確的是（

）A．電飯鍋張的熱敏元件是光敏電阻B．溫度傳感器中測溫元件是熱敏電阻C．電熨斗中的敏感元件是應變片D．電子秤中的敏感元件是雙金屬片7．關于多用電表的說法，正確的是（）A．測量電阻時，如果指針偏轉過大，則將選擇開關撥至倍率較小的擋位后即可測量B．測電阻時應將待測電阻與其它元件斷開，為使表筆與待測電阻兩端接觸良好，可用雙手同時捏緊兩表筆的金屬部分C．使用完畢，應將選擇開關置于OFF擋或交流電壓最高擋D．與表內(nèi)電負極相連接的是黑表筆8．半導體材料制成的光敏電阻，光照強度增大電阻變??；如圖所示，R1、R2為定值電阻，R3為光敏電阻，U為R2兩端的電壓，I為流過R2的電流，下圖反映物理量間的關系可能正確的是A． B．C． D．9．用圖示裝置可以檢測霍爾效應．利用電磁鐵產(chǎn)生磁場，電流表檢測輸入霍爾元件的電流，電壓表檢測元件輸出的電壓，已知圖中的霍爾元件是半導體，與金屬導體不同，它內(nèi)部形成電流的“載流子”是空穴，空穴可視為能自由移動的帶正電的粒子，圖中的1、2、3、4是霍爾元件上的四個接線端，當開關S1、S2閉合后，電流表A和電表B、C都有明顯示數(shù)，下列說法中正確的是A．電表B為電壓表，電表C為電流表B．接線端4的電勢低于接線端2的電勢C．若增大R1，則電壓表示數(shù)增大D．若增大R2，則電壓表示數(shù)減小10．在圖示電路中，二氧化錫半導體型酒精氣體傳感器的電阻值r′與酒精氣體的濃度c成反比，其余電阻是定值電阻，那么，電壓表的示數(shù)U與酒精氣體濃度c之間的對應關系正確的是A．U越大，表示c越小，c與U成反比B．U越大，表示c越小，但是c與U不成反比C．U越大，表示c越大，c與U成正比D．U越大，表示c越大，但是c與U不成正比11．交通警察用酒精測試儀對涉嫌違章駕駛員進行現(xiàn)場酒精測試．酒精測試儀利用的是以下哪種傳感器（

）A．聲音傳感器 B．氣體傳感器 C．力傳感器 D．光傳感器參考答案與試題解析1．BCD【解析】根據(jù)法拉第電磁感應定律，導線框中產(chǎn)生的感應電動勢為：，所以A錯誤；由B=kt（常量k>0）知，磁感應強度增大，根據(jù)楞次定律可知導線框中感應電流的方向為逆時針，可知b板帶正電，A板帶負電，B正確；由圖知，外電路的連接是R2與滑動變阻器的右邊一半并聯(lián)，然后與R1、滑動變阻器左邊部分串聯(lián)，外電路總電阻為5R0/2，總電壓為U，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可求R2兩端的電壓為U/5，C正確；由題意知滑動變阻器與R2并聯(lián)部分的電阻阻值與R2相等都是R0，所以消耗的功率相同為P，滑片左邊部分阻值也是R0，但電流是R2的2倍，根據(jù)P=I2R可知，其功率是R2的4倍，即為4P，所以滑動變阻器消耗的功率為5P，是R2消耗功率的5倍，故D正確．2．BD【解析】由圖看出，握力越大，變阻器接入電路的電阻越小，外電路的總電阻越小，故B正確，A錯誤；根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路中電流越大．故D正確，C錯誤．所以BD正確，AC錯誤．3．AD【解析】A．當電磁繼電器內(nèi)電流大，銜鐵被吸下來，蓄電池開始充電。當電流小時銜鐵拉與EF接觸，蓄電池給LED路燈供電，根據(jù)閉合電路歐姆定律，當日光充足時光敏電阻R減小，電流大，銜鐵被吸下來，該光敏電阻阻值隨光照強度增大而減小，故A正確；B．電動勢增大，電阻不變情況下，電流增大，減少了光照時間，故B錯誤；C．LED燈的盞數(shù)不影響控制電路，考慮蓄電池容量一定，可能減少照明時間，故C錯誤；D．增大保護電阻，減小了電流，增大了照明時間，故D正確。故選AD。4．AC【考點】本題考查伏安特性曲線的應用，要注意明確UI圖象中圖象的斜率表示電阻；斜率變大時，電阻增大．但是求解某一電壓下的電阻時要用歐姆定律求解．【解析】由圖可知，電阻A的圖象的斜率越來越大，故A的電阻隨電流的增大而增大，電阻B阻值不變，故A正確；兩圖象的交點處，電流和電壓均相同，則由歐姆定律可知，兩電阻的阻值大小相等，故C正確，BD錯誤；故選AC．5．BD【考點】解決本題的關鍵知道霍爾元件中移動的是自由電子，以及自由電子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡．【解析】在霍爾元件中，移動的是自由電子，根據(jù)左手定則判斷出電子所受洛倫茲力方向，從而知道兩側面所帶電荷的電性，即可知道C、D兩側面會形成電勢差UCD的正負．CD間存在電勢差，之間就存在電場，電子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡，根據(jù)平衡推導出電勢差UCD與什么因素有關.【詳解】A、根據(jù)題意，磁感應度垂直于霍爾元件的工作面向下，電流方向如題圖所示，設霍爾元件的長寬高分別為a、b、c，則有，I=nqvS=nqvbc，則，n由材料決定，故UCD與材料有關；UCD還與厚度c成反比，與寬b無關，同時還與磁場B與電流I有關，故A錯誤；B、若霍爾元件的載流子是自由電子，自由電子受到的洛倫茲力方向指向C側，則自由電子受到的電場力應該指向D側，電場CD內(nèi)電場方向應該指向C，所以C端電勢較低，故B正確；C、由可知，僅增大磁感應強度，電勢差增大，故C錯誤；D、霍爾元件是能夠把磁感應強度這一磁學量轉換為電壓這一電學量的傳感器，故D正確.故選BD.6．B【解析】電飯鍋中的敏感元件是溫度傳感器，溫度傳感器能夠將溫度轉化為電學量，即感知溫度變化，此傳感器有熱敏電阻、金屬熱電阻，A錯誤；溫度傳感器中測溫元件是熱敏電阻，阻值一定隨溫度的變化而變化，B正確；電熨斗中的敏感元件是溫度傳感器，通常為雙金屬片，C錯誤；電子秤中的敏感元件是力傳感器，通常為應變片，D錯誤．7．C【解析】A．測量電阻時，如果指針偏轉過大，則將選擇開關撥至倍率較小的擋位后，需要重新進行歐姆調(diào)零后再進行測量，A錯誤；B．測電阻時應將待測電阻與其它元件斷開，為使表筆與待測電阻兩端接觸良好，不可用雙手同時捏緊兩表筆的金屬部分，因為人體本身也是一個電阻，用雙手捏住后，相當測該電阻與人的并聯(lián)阻值，B錯誤；C．使用完畢，應將選擇開關置于OFF擋或交流電壓最高擋，C正確；D．根據(jù)紅進黑出的規(guī)律可知，與表內(nèi)電負極相連接的是紅表筆，D錯誤。故選C。8．C【解析】隨光照強度的增加，R3電阻減小，則總電阻減小，總電流變大，即R2的電流I變大，R2兩端的電壓U變大，故選項C正確，ABD錯誤.9．D【解析】A項：B表為測量通過霍爾元件的電流，C表測量霍爾電壓，所以電表B為電流表，電表C為電壓表，故A錯誤；B項：由安培定則可知，磁場方向向上，通過安霍爾元件的電流由1流向接線端3，由左手定則可知，正電的粒子偏向接線端4，所以接線端4的電勢高于接線端2的電勢，故B錯誤；C項：若增大R1，電磁鐵中的電流減小，產(chǎn)生的磁場減小，由公式可知，電壓表示數(shù)減小，故C錯誤；D項：若增大R2，流過霍爾元件的電流減小，由公式可知，電壓表示數(shù)減小