高三物理专项基础训练 第58练 传感器及其工作原理(1).doc

第13章 传感器第58练 传感器及其工作原理基础过关一、单项选择题（每小题只有一个选项符合题意）1干簧管是一种常见的传感器，它能感知的物理量是（ ） a温度b磁场c电流d电场 2有一电学元件，温度升高时电阻却大幅度减小，则这种元件可能是（ ）a金属导体b绝缘体c半导体d超导体 3关于光敏电阻，下列说法中不正确的是（ ）a光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量b硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子极少，导电性能不好c硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子较少，导电性能良好d半导体材料的硫化镉，随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好 4动圈式话筒和磁带有录音机都应用了电磁感应现象，如左图所示是话筒原理图，如图右所示是录音机的录音、放音原理图，由图可知：话筒工作时磁铁不动线圈振动而产生感应电流录音机放音时变化的磁场在静止的线圈里产生感应电流录音机放音时线圈中变化了的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场录音机录音时线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场.其中正确的是（ ） abcd 5如图所示的电路中，电源两端的电压恒定，l为小灯泡，r为光敏电阻，led为发光二极管（电流越大，发出的光越强），且led相距不变，下列说法中正确的是（ ）a当滑动触头p向左移动时，l消耗的功率增大b当滑动触头p向左移动时，l消耗的功率减小c当滑动触头p向右移动时，l消耗的功率可能不变d无论怎样移动触头p，l消耗的功率都不变 6如图所示是热水器系统的恒温器集成电路，当温度低时，热敏电阻的阻值很大，温度高时热敏电阻的阻值就很小，只有当热水器中有水或水的温度低时，发热器才会开启并加热；反之，便会关掉发热器.如果热水器中没有水时，电路中bc部分就处于 路，这个逻辑电路是 门电路（ ）a断，与b断，或c短，非d短，或非二、多项选择题（每小题有多个选项符合题意）7. 关于传感器，下列说法中正确的有（ ）a通常的传感器可以直接用来进行自动控制b传感器可以用来采集信息c传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量d电磁感应是把磁学的量转换为电学量，所以电磁感应也是传感器 8家用电热灭蚊器中电热部分的主要部件是ptc元件，ptc元件是由酞酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率与温度的关系如图所示，由于这种特性，ptc元件具有发热、控温两重功能，对此下列说法中正确的是（ ）a通电后其功率先增大后减小b通电后其功率先减小后增大c当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1至t2的某一值不变d当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1至t2不变 9如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，对于一个霍尔元件d、k为定值，如果保持i恒定，则可以验证uh随b的变化情况.下列说法中正确的是（ ）a将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面，uh将变大b在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平c在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平d改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，uh将发生变化 10利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况.如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光传感器b能接收到发光元件a发出的光.每当工件挡住a发出的光时，当传感器就输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙所示.若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为0.1m，则下列说法中正确的是（ ）a传送带运动的速度是0.1m/sb传送带运动的速度是0.2m/sc该传送带每小时输送3 600个工件d该传送带每小时输送7 200个工件 11一个用半导体材料制成的电阻器d，其电流i随它两端电压u的关系图像如图甲所示，将它与两个标准电阻r1、r2并联后接在电压恒为u的电源两端，三个用电器消耗的电功率均为p.现将它们连接如图乙所示的电路，接在该电源的两端，设电阻器d和电阻r1、r2消耗的电功率分别是pd、p1、p2，它们之间的大小关系有（ ）ap1=4pdbpd=pcpdp2dp14p2三、计算或论述题12在开展研究性学习的过程中，某同学设计了一个利用线圈测量转轮转速的装置.如图所示，在轮子的边缘贴上小磁体，将小线圈靠近轮边放置，接上数据采集器和电脑（即dis实验器材）.如果小线圈的面积为s，圈数为n匝，小磁体附近的磁感应强度最大值为b，回路的总电阻为r，实验发现，轮子转过角，小线圈的磁感应强度由最大值变为零.因此，他说“只要测得此时感应电流的平均值i，就可以测出转轮转速的大小.“请你运用所学的知识，通过计算对该同学的结论作出评价.能力提升13加速度计是测定物体加速度的仪器，在现代科技中它已成为导弹、飞机、潜艇或宇宙飞船制导定位的信息源.如图为应变式加速度计，当系统加速时，加速度计中的敏感元件也处于加速状态，敏感元件下端滑动臂可在滑动变阻器r上自由滑动，当系统加速时，敏感元件发生位移，并转换成电信号输出.已知敏感元件的质量为m，两侧弹簧的劲度系数为k，电源电动势为e，内阻不计，滑动变阻器的总电阻为r，有效长度为l，系统静止时滑片位于滑动变阻器中央，电表指针恰好位于表头刻度盘中央.（1）试求系统加速度a与电压表示数u的函数关系.若电压表的刻度盘改为加速度计的示数后，其刻度是否均匀，为什么？（2）若图中电压表的一端接滑动变阻器的中心抽头，另一端接滑片时，电路计算正负加速度的表示更为简单，其大小为多少？第58练 传感器及其工作原理1 b2 c 解析 金属导体的电阻随温度升高而增大，超导体的电阻几乎为零，半导体（如热敏电阻）的阻值随温度升高而减小。3 c4 c 解析 话筒的工作原理是，声波迫使金属线圈在磁铁产生的磁场中振动产生感应电流。正确.录音时，话筒产生的感应电流经放大电路放大后在录音机磁头缝隙处产生变化的磁场，正确.磁带在放音时通过变化的磁场使放音头产生感应电流，经放大电路后再送到扬声器中，正确.5 a 解析 r2与灯l并联后与r1串联，与电源构成闭合电路，当热敏电阻温度降低时，电阻r2增大，外电路电阻增大，电流表读数减小，灯l电压增大，灯泡亮度变强，r1两端电压减小，故c正确，其余各项均错.6 a7 bc 解析 传感器输出的信号相当微弱，难以带动执行机构去实现控制动作，因此要把信号放大，a错误.8 ac 解析 根据ptc元件的电阻率随温度变化的曲线，可知在常温下，它的电阻是相当小的，通入电流以后，随着温度的升高，其电阻率先变小后增大，那么它的功率先变大，后变小.温度保持在t1至t2的某一值不变，这时候电路处于稳定状态，如果温度再升高，电阻率变大，导致电流变小，温度就会降下来；如果温度降低，电阻率减小，导致电流变大，温度就会升上去。9 abd 解析 引起霍尔元件上uh的是磁感应强度在垂直于霍尔元件的工作面的分量.10bd 解析，传送带运动的速度是，传送带每小时输送的工件个数为n=11cd12该同学的结论是正确的.设转轮的角速度、转速分别为轮子转过角所需时间为，通过线圈的磁通量的变化量为，线圈中产生的感应电动势的平均值为e.根据法拉第电磁感应定律有由闭合电路欧姆定律有又联立以上四式得，由此可见，该同学的结论是正确的13（1）系统静止时敏感元件两端弹簧处于自然状态，即原长.滑动臂位于变阻器中央，