2019-2020学年高中物理 第6章 传感器 1 传感器及其工作原理训练（含解析）新人教版选修3-2

传感器和工作原理遵守基础知识第一，选择题(在以每个小标题提出的4个选项中，只有1-5个选项满足提问要求，6个选项中满足多个提问要求)1.用遥控器改变电视频道的过程实际上是传感器把光信号转换成电信号的过程。以下是属于此类传感器的()a.红外线警报装置b.走廊照明用声控开关c.自动洗衣机中的压力检测装置d.控制电饭锅加热和隔热的恒温器回答 a遥控器利用红外线传输信号，所以a项是正确的。2.(2019广东广州模拟)以下电器中应用压力传感器的是()a.红外数字温度计b .黑暗自动打开的路灯c.数字体重计d .白炽灯泡回答 c【分析】红外数字温度计应用红外传感器，不符合问题心理，出现a故障；黑暗自动打开的路灯使用了光敏电阻传感器，与问题不符，出现了b错误。数字体重计根据问题的意义使用压力传感器，所以c是正确的。白炽灯泡把电转换成热，然后转换成光，出了问题，d错了。3.(2019广西学校水平最终)对于传感器工作的一般过程，以下几点是正确的()a.非电量敏感元素转换电路电量转换元素b.电量敏感元素转换电路转换元素非电气量c.非电气量敏感元素转换元素转换电路电气量d.非电气量转换电路转换元素敏感元素电气量回答 c传感器通常将非电量转换为电量来传递信号。传感器由非电量敏感的组件检测到的下一个组件转换为电信号，通过转换电路将该信号转换为易于传输或测量的电量，从而导致c准确的a、b、d误差。因此，选择c。4.(2019湖南教级)在“传感器的简单应用”实验中，用光照射半导体制成的感光电阻，感光电阻的电阻为a.大幅增加b .保持不变c.d .不确定大幅减少变更方法。回答 c光辐照半导体产生的感光电阻的大小大大减小，因此a，b，d错误，c是正确的。5.一些明星酒店的洗手间经常安装自动干衣机。洗手后，如果把湿手靠近，机器的传感器就会打开电加热器，产生热空气，干燥湿手，靠近手干的手机，传感器就会启动()a.温度变化b .湿度变化c.磁场变化d .电容变化回答 d当手机靠近手的时候，手本身就是导体，将导体放入电容器，然后改变电容器的电容器，传感器检测到这种变化，手机开始工作，所以选项d是正确的。6.电容传感器是用于将各种非电信号转换为电信号的设备。电容器的容量c取决于区域s、板之间的距离d和板之间的介电常数，因此，当特定物理量发生变化时，可以引起其中一个因素的变化，也可以带来另一个物理量的变化。例如，准确地描述这四个传感器(四个电容式传感器的示意图)的工作原理，如下所示()a.可以使用a图中的传感器测量角度b.b图中的传感器可用于测量液体的浓度c.c-图中的传感器可用于测量压力d.丁图形上的传感器可用于测量速度回答 aca的电容器的电容与相关，可用于测量相框旋转的角度。b的电容器与h相关，可用于测量液位的高度。c中电容器的电容与f相关，可用于测量压力。丁的电容与s相关，只能测量位移s，因此a，c是正确的。二、选择题7.如图所示，连接电路以连接s1、 关闭s2并发现小灯泡不亮的原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _【答案】由于热敏电阻大，在左侧电路中电流小，电磁铁磁力弱，触点分离亮的电路中电流增加，电磁铁吸收电枢，连接右侧电路小的灯泡也不会立即关闭小灯泡根据热敏电阻特性分析，室温下热敏电阻大，因此左侧电路的电流较小，电磁铁磁力弱，不能吸收电枢；用电吹风加热热敏电阻，使电阻发生变化，电路的电流增加，电磁铁将电枢吸干，连接右侧电路，小灯泡亮了。停止吹气后，小灯泡不会立即熄灭。因为热敏电阻的温度仍然很高。因为如果把热敏电阻温度放在冷水里，热敏电阻会迅速降低，电阻会增大，小灯泡会熄灭。8.一种半导体材料称为“霍尔材料”，其制作的元件具有定向可移动电荷，称为“载体”，每个电流子的电荷大小为1元电荷，即q=1.610-19c，霍尔元件是录像机用来测量录像机速度的自动检测，录像机使用的控制领域，电梯门在电梯中在一个实验中，孔材料制成的薄板宽度=1.010-2m，长度=4.010-2m，厚度h=110-3m，垂直方向水平放置的磁感应强度b=1.5t的均匀磁场中，bc方向通过i=3.0a的电流，1.010-5v，如图所示(1)假设载流量是电子，那么a，b两端哪个电位更高？(2)在板上形成电流i的载波方向运动的速度是多少？回答 (1) a (2) 6.710-4m/s分析 (1)根据左撇子规则，可以确定a末端电位高。(2)在载流量沿电流方向有直线方向运动的导体内，由洛伦兹力产生横向分割动作，当横向电场的电场与洛伦兹力平衡时，导体侧电压稳定。在电流流动的方向上，电流在直线方向上流动的速度为v，侧电压为uab，侧电场强度为e，电场力为fe=ee=e，场力fb=evb，平衡时e=evb，v=6.710-4m/s能力提高9.如图所示，r3是光敏电阻(照明时电阻较小)，开关s关闭后光不亮时的a、b两点等电位。如果将电阻照射到r3()a.a点电位高于b点电位b.a点位移低于b点位移c.a点位移等于b点位移d.无法比较a点位移和b点位移的大小回答 a分析 r3是光敏电阻，当光照射时电阻较小，r3的两端电压降低，因此a点电位提高，其他电阻的电阻保持不变，因此a点电位高于b点电位。10.(2019河南戴斯)物理学家霍尔在1879年的实验中发现，电流垂直于磁场，通过导体或半导体材料的左右端面时，材料上下两端之间会发生电位。这种现象称为霍尔效应，产生这种效果的部件称为现代技术中广泛使用的霍尔元件。图表可以用公式uh=kh表示，该公式显示了霍尔电压u和电流i与磁感应强度b的关系。其中，kh被称为其元件的霍尔系数。根据学过的物理知识判断a.孔元素的表面电位必须高于底部表面电位b.在公式中，d表示构件的父曲面和子曲面之间的距离c.孔系数kh是无单位的常数d.孔系数kh的单位为m3s-1a-1回答 d分析载体由洛伦兹力向上，但载体电性不确定(正负离子、电子等)，因此无法判断顶表面的电性，无法比较顶表面和底面电位的高低，因此a误差；在载流量的情况下，静态功率和洛伦兹力是平衡的，因此qvb=q。电流微表达式为i=nqsv，因此uh=bhv=，s=hd导致uh=，在公式中，d引用零部件前后侧之间的距离，因此b错误；根据uh=kh公式，uh、i、b、d的单位为m3s-1a-1，因此可以知道c误差，d是正确的。11.如图所示，图a为热敏电阻rt图像，图b为由该热敏电阻r和继电器组成的简单恒温温度控制电路，继电器的电阻为100。线圈的电流大于或等于20 ma时，继电器的电枢被吸收。给继电器线圈供电的电池的电动势e=9.0v，内部电阻无关。图中的“电源”是恒温器加热器的电源。(1)孵化器的加热器必须连接到_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(填写“a，b端”或“c，d端”)。(2)要将恒温器的温度保持在50 ，必须将可变电阻r的电阻值调整为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _。回答 (1)a，b端(2)260分析 (1)孵化器内的加热器必须连接到a，b。线圈的电流低时，继电器的电枢在上面，孵化器的加热器在工作，孵化器的温度上升。(2)随着恒温器的温度升高，如果热敏电阻变小，线圈中的电流变大，线圈中的电流大于或等于20毫安，继电器中的电枢将向下吸收，加热器温度降低，随着恒温器温度降低，热敏电阻变大，线圈中的电流变小，线圈中的电流小于20毫安，如果继电器中的电枢再次向上释放，恒温器将重新启动，在恒温箱内。如果要将恒温器的温度保持在50 ，即50时线圈的电流保持在20毫安，则闭合电路欧姆定律i=，r是继电器的电阻。正如标头a所示，热敏电阻在50 时的电阻为90 ，因此r=260。12.如图所示，厚度为h、宽度为d的导体板位于与其垂直的磁感应强度为b的均匀磁场中，当电流通过导体时，导体板的顶面a和底面a 之间会产生电位。这种现象称为霍尔效应。实验结果表明，当磁场不太强时，电位差u，电流i，b的关系为u=k，表达式的比例系数k称为霍尔系数。孔效果可以解释为：外部磁场的洛伦兹力将移动的电子聚集在导体板的一侧，导体板的另一侧出现额外的正电荷，形成侧电场，侧电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电。静电和洛伦兹力平衡后，导体板的下侧之间就形成了稳定的电位差。电流i是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向速度为v，电荷为e，回答了以下问题：(1)达到稳定状态时，导体板侧a的电位_ _ _ _ _ _ _ _ _下侧a 的电位(“上”、“下”或“等于”)。(2)电子受到的洛伦兹力的大小为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(3)导体面板底部两个侧面之间的电位差为u时，电子的静态功率大小为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(4)霍尔系数k=作为静电力和洛伦兹力的平衡条件被证明。其中n表