2012高中物理 3.2 探究传感器的原理每课一练 粤教版选修3-2

用心 爱心 专心1 3 23 2 探究传感器的原理探究传感器的原理 每课一练 粤教版选修每课一练 粤教版选修 3 23 2 我夯基 我达标 1 传感器的作用 它能够感知诸如力 温度 光 声 化学成分等非电学量 并能把它们按照一定的规 律转换为 等电学量 或转换成电路的 答案 电压 电流 2 制作传感器需要的元件 1 光敏电阻 光照增强时 电阻 光照减弱时 电阻 能够把 这个光学量转换成 这个电学量 2 热敏电阻和金属热电阻 能够把 这个热学量转换成 这个电学量 热 敏电阻是温度升高 电阻 金属热电阻是温度升高 电阻 3 霍尔元件 能够把 这个磁学量转换成 这个电学量 答案 1 减小 增大 光照强弱 电阻 2 温度 电阻 减小 增大 3 磁感应强度 电压 3 如图 3 2 1 所示的电路中 开关S是闭合的 现增大电容器A B两极板间距 则下 列说法正确的是 图 3 2 1 A 电容器的电容将增大 带电荷量增加 B 电容器的电容将减小 带电荷量增加 C 电容器的电容将不变 带电荷量也不变 D 电容器的电容将减小 带电荷量不变 解析 当增大电容器A B极板间距时 由知 其电容将减小 而电容器两 kd S C 4 极板间电压一定 由Q CU知 电容器的带电荷量应减少 但由于二极管的单向导电性 其 反向电阻无穷大 可认为断电 故阻止了正负电荷的中和 故其带电荷量不变 答案 D 用心 爱心 专心2 我综合 我发展 4 如图 3 2 2 所示是测定液面高度h的电容式传感器 在导电芯的外面涂上一层绝缘 物质 放入导电液体中 导电芯和导电液体构成电容器的两个极 测出电容器电容的变化 就可以知道h的变化情况 说明其原理 绝 缘 体 导 电 芯 导 电 液 图 3 2 2 解析 电容器的电容与两极板的正对面积S 极板间距D 介电常数 r有关 这三个 因素中只要改变任何一个因素 就能改变电容C 由题意可知 导电芯和导电液体组成的 电容器 板间距和介电常数不能再改变 唯一能改变的就是两板的正对面积 电容与正对 面积成正比 如果h上升 相当于增大正对面积 从而导致电容C的增大 因此通过测定 电容C的增大或减小 便可推知h增大或减小 答案 C S S h 因此 C h 6 在原子反应堆中抽动液态金属或在医疗器械中抽动血液等导电液体时 常使用电磁 泵 某种电磁泵的结构如图 3 2 3 所示 把装有液态钠的矩形截面导管 导管是环形的 图 中只画出其中一部分 水平放置于匀强磁场中 磁场的磁感应强度为B 方向与导管垂直 让电流I按如图方向纵向穿过液态钠且电流方向与B垂直 设导管截面高为a 宽为b 导 管有长为l的一部分置于磁场中 由于磁场对液态钠的作用力使液态钠获得驱动力而不断 沿管子向前推进 整个系统是完全密封的 只有金属钠本身在其中流动 其余的部件是固定 不动的 用心 爱心 专心3 a l b I B 图 3 2 3 1 在图上标出液态钠受磁场驱动力的方向 2 假定在液态钠不流动的条件下 求导管横截面上由磁场驱动力所形成的附加压强 p与上述各量的关系式 3 设液态钠中每个自由电荷所带电荷量为q 单位体积内参与导电的自由电荷数为 n 求在横穿液态钠的电流I的方向上参与导电的自由电荷定向移动的平均速度 v 解析 由图结构可知 液态钠可以导电 当通以图示方向电流时 就相当于有长为a 的通电金属钠液柱处在磁场B中 磁场便会对这段金属钠液柱产生安培力作用 推动液态 钠沿管流动 如果计算出了这个安培力 再除以管子的横截面积就可以计算出附加压强p 1 磁场驱动力F方向沿导管水平向里且与B I均垂直 图略 2 由安培力计算公式可得液态钠所受磁场驱动力F BIa 管道横截面积S ab 由于压强公式 垂直于导管横截面方向上磁场力产生的附加压强p S F 由 得p b BI 3 由电流定义式I t