高中物理-专题传感器问题(能力篇)

2023年高考物理100考点最模拟题千题精练〔选修3-2〕第五局部交变电流专题5.24传感器问题〔力量篇〕一、选择题1.(2023高考二轮复习测试)在电喷汽车的进气管道中“电热丝式空气流量传感器”的部件，其核心局部是一种用特别的合金材料制作的电热丝。如下图，当进气管道中的冷空气流速越大时，电阻R两端的电压U0U0便于汽车内的电脑系统实现自动掌握。假设将这种电热丝从汽车的进气管道中取出，放在试验室中测量这种电热丝，得到的伏安特性曲线正确的选项是( )【参考答案】D。E丝【名师解析】设电热丝的电阻为R ，则U0=rRR丝丝

R，结合题意可知，U越大，说明R 越小，可见，0丝0电热丝温度越低，电阻值越小，故对应的伏安特性曲线为D。2、压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，某位同学利用压敏电阻设计了推断电梯运动状态的装置，其装置示意图如下图．将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体m，电梯静止时电流表示数为I，电梯在不同的运动过程中，电流表的示数分别如图甲、乙、丙、丁所示，以下推断中正确0的是( )A．甲图表示电梯可能做匀速直线运动B．乙图表示电梯可能做匀加速上升运动C．丙图表示电梯可能做匀加速上升运动D．丁图表示电梯可能做变减速下降运动甲 乙 丙 丁【参考答案】ACD0000【名师解析】甲图电流表示数不变，且为I，说明压敏电阻的阻值不变化，物体m对压敏电阻的压力等于a＝0，则电梯处于匀速运动或者静止状态，选项A正确.乙图电流表示数I不断变大，说明压敏电阻的阻值不断减小，物体对压敏电阻的压力渐渐变大，则物体向上的加速度渐渐变大，速度方向不能确定，应选项B错误．丙图中电流表示数不变，且为2I，说明压敏电阻的阻值不变，且压力大于物体的重力，物体的加速度向上，且恒定，但是速度方向不能确定，选项C正确．丁图电流表示数由2I不断减小，说明压敏电阻的阻值不断增大，物体对压敏电阻的压力渐渐减小，则物体向上的加速度渐渐减小，速度方向不能确定，应选项D正确．00001 3．〔6分〕〔2023湖南衡阳二模〕用图示装置可以检测霍尔效应。利用电磁铁产生磁场，电流表检测输入霍尔元件的电流，电压表检测元件输出的电压，图中的霍尔元件是半导体，与金属导体不同，它内部形成电流的“载流子”是空穴，空穴可视为能自由移动的带正电的粒子，图中的1、2、3、4是霍尔元件上SSA和电表BC〔1 电表B为电压表，电表C为电流表42的电势假设增大R1，则电压表示数增大假设增大R2，则电压表示数减小【参考答案】D“载流子”4端，显正电，对应2端缺少”载流子”显负电，当聚拢的“载流子”形成的电场对后来的“载流子”2qE＝qvB，，U42＝Bdv。假设电表B为电压表，相当于断路，则霍尔元件中形不成电流，无法工作，所以电表B为电流C4、2端之间电势差，故A错误；由右手定则，左端电磁铁在霍尔元件处形“载流子”4端，显正电电势高，对应2端缺少”载流子”BR1BU42＝Bdv，电压表示数变小，故C错误；假设增大R2，霍尔元件中电流变大，依据电流微观表达式I＝nqvS，“载流子”流淌速度v变大，依据U42＝Bdv，电压表示数变大，故D正确。【关键点拨】此题考察了电磁铁、右手定则、左手点则、霍尔效应原理、闭合电路、电压表与电流表的使用多个学问点，综合性较强，难度适中。难点在依据聚拢的”载流子”形成的电场对后来的”载流子”的电场力等于洛伦兹力时的平衡，推导电势差的表达式。4.〔2023·江苏宿迁模拟3月〕检测煤气管道是否漏气通常使用气敏电阻传感器。某气敏电阻的阻值随空气中煤气浓度增大而减小，某同学用该气敏电阻设计了图示电路，R为变阻器，a、ba、b间电压高于某临界值时，装置将发出警报。则煤气浓度越高，a、b间电压越高煤气浓度越高，流过的电流越小煤气浓度越低，电源的功率越大R的阻值会影响报警装置的灵敏度【参考答案】AD【名师解析】煤气浓度越高气敏电阻

阻值越小，电路总电阻越小，由闭合电路欧姆定律可知，电路电流I越大，电阻两端电压

a、bA正确，B错误；C、煤气浓度越大，气敏电阻越大，电路总电阻越大，电路电流I越小，电源功率 越小，故C错误；DRa、b间的电压，回影响报警器的灵敏度，故D正确；【关键点拨】：分析清楚电路构造，依据煤气浓度变化推断电路总电阻如何变化，然后应用闭合电路欧姆定律与局部电路欧姆定律分析答题。此题是一道闭合电路动态分析题，分析清楚电路构造、知道气敏电阻随煤气浓度变化的关系是解题的前提与关键，应用欧姆定律即可解题。5.〔2023浙江杭州模拟〕在匀强磁场中有一不计电阻的矩形线圈，绕垂直磁场的轴匀速转动，产生如图甲所示的正弦沟通电，把该沟通电接在图乙中抱负变压器的A、B两端，电压表和电流表均为抱负电表，Rt〔〕R〔〕在t＝0.01s时，穿过该矩形线圈的磁通量的变化率为零变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为u＝36 sin50πt〔V〕Rt处温度上升时，由于变压器线圈匝数比不变，所以电压表V1、V2的比值不变Rt处温度上升时，电流表的示数变小，变压器输入功率变大【参考答案】A．u的表达式u＝U〔V功率相等，Rt处温度上升时，阻值减小，依据负载电阻的变化，可知电流、电压变化。原线圈接的图甲所示的正弦沟通电，由图知，最大电压：Um＝36 V，周期0.02s，角速度是ω 100＝36sn100π〔V，当0.01s＝，此时穿过该线圈的磁通量最大，穿过线圈的磁通量的变化率为零，故A正确，B错误；Rt处温度上升时，原副线圈电压比不变，但是V2不是测量副线圈电压，R1R2电压增大，所以V2V1、V2C错误；Rt温度上升时，Rt的阻值减小，副线圈电流增大，电流表示数增大，变压器副线圈电压不变，变压器输出功率增大，抱负变压器的输入功率等于输出功率，所以变压器的输入功率增大，故D错误。6.〔2023东北三省三校模拟〕生活中可以通过霍尔元件来测量转动物体的转速。如图，在一个转动的圆盘边缘处沿半径方向均匀地放置四个小磁铁，其中两个NS极向外。在圆盘边缘四周放置一个霍尔元件，其尺寸如下图。当电路接通后，会在a、b两端产生电势差，经电路放大后得到脉冲信号。脉冲信号的周期为T，假设无视感应电动势的影响，则〔 〕圆盘转动的转速为转速越大，脉冲信号的最大值就越大h成正比a点电势高则霍尔元件中定向移动的电荷带负电【参考答案】DN极向外，两个S极向外，所以圆盘转一周可以得到两个脉冲信号，圆盘转一周的时间为2T，故圆盘的转速为 ，故A错误；最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，霍尔元件的长宽高分别为 L、d、h，有： ，结合电流的微观定义式： ，所以有：hBCa点电势高，则说明上极板带正电，下极板带负电；电流向里，则依据左手定则可知，只能是带负电的电荷移动到下板D正确。【关键点拨】小磁片被磁化，当靠近和远离线圈时产生感应交变电流，转速越大，磁通量变化越快，交变电流的最大值越大，转速乘以一圈上的小磁片的个数就是交变电流的频率，即可推断。解决此题的关键明确测量转速的原理，留意分析给出的装置构造，同时明确霍尔元件的根本性质，会用左手定则分析电荷的受力和电势凹凸的关系。7〔2023北京交大附中三模〕发的人工视网膜阵列可以模拟视网膜感光细胞对视觉通路施加特定电刺激，从而产生视觉感受。按工作原理来看，目前的人工视网膜阵列主要有两种，分为微光电二极管阵列和微电极阵列。微光电二极管阵列直接将入射光转化成电信号鼓励神经细胞，但电流强度缺乏，需要配备放大电路。微电极阵列通过外置摄像头采集图像并通过无线电波传输至电极阵列，可以最小化植入体积。人工视网膜无论承受哪一种阵列，工作时假设使用直流电，都可能造成电荷累积对神经细胞损伤，以及电解水产生化学腐蚀和气泡。以下说法正确的选项是〔〕A．微光电二极管阵列在正常工作时不需要额外电源供给能量B．微电极阵列直接将进入人眼的光线转化成视觉电信号C．微电极阵列传输信号的原理是电流的磁效应D．人造视网膜假体工作时应承受沟通电信号【参考答案】D【名师解析】依据题述，微光电二极管阵列直接将入射光转化成电信号鼓励神经细胞，但电流强度缺乏，需要配备放大电路。而放大电路需要额外电源供给能量，因此微光电二极管阵列在正常工作时需要额外电源供给能量，选项A错误；微电极阵列通过外置摄像头采集图像并通过无线电波传输至电极阵列，可以最小化植入体积，即微电极阵列不是直接将进入人眼的光线转化成视觉电信号，选项B错误；微电极阵列传输信号的原理是微电极阵列通过外置摄像头采集图像并通过无线电波传输至电极阵列，不是电流的磁效应，选项C错误；由于人工视网膜无论承受哪一种阵列，工作时假设使用直流电，都可能造成电荷累积对神经细胞损D正确。很多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，消灭声音它就开启；而在白天，即使有声音它也没有反响，它的掌握电路中可能接入的传感器是〔〕①温度传感器 ②光传感器 ③声音传感器 ④热传感器．A.①② B.②③C.③④ D.②④【参考答案】B【名师解析】楼道照明灯天黑时，消灭声音它就开启；而在白天，即使有声音它也没有反响．缘由是天黑没有光，则声音传感器起作用，当在白天声音传感器不起作用．所以电路中光传感器则安装在声音传感器之前．【思路分析】传感器的作用是将温度、力、光、声音等非电学量转换为电学量．作原理如图〔a〕所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球．小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图〔b〕所示，以下推断正确的选项是〔〕1 tt1 1 tt1 2 tt2 2 tt2 【参考答案】D1 1 【名师解析】在t～t内，I变大，阻值变小，压力变大，小车做变加速运动，故A错误；t～t内，I变大，阻值变小，压力变大，小车做变加速运动，故B1 1 2 2 t～t内，I不变，压力恒定，小车做匀加速直线运动，故C错误；t～t内，I不变，压力恒定，小车做匀加速直线运动，故D2 2 【思路分析】压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，而电流变大说明电阻变小，故电流变大说明压力变大；反之，电流变小说明压力变小；电流不变说明压力不变．模块机器人可以由以下几局部组成〔〕触发传感器、执行器和小风扇光敏电阻、触发传感器和执行器声传感器、小灯泡和蜂鸣器热敏电阻、掌握器和蜂鸣器【参考答案】D【名师解析】模块机器人由传感器、掌握器和执行器三个模块组成，相当于人的感觉器官、大脑和肌肉．在四个选项中，ABC三个选项都没有掌握器，是ABC三个选项都错误，D正确．【思路分析】模块机器人由传感器、掌握器和执行器三个模块组成．由此分析解答即可．如下图，是一火警报警的一局部电路示意图．其中R2为热敏材料制成的传感器，该传感器的电阻随温度的上升而增大，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器．当传感器R2所在处消灭火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化状况是〔〕I变小，U变小 B.I变大，U变小C.I变小，U变大 D.I变大，U变大【参考答案】D1【名师解析】当传感器R2所在处消灭火情时，R2的阻值变大，外电路总电阻变大，则总电流变小，电源的内电压变小，路端电压变大，即U变大．电路中并联局部的电压U =﹣〔R+r，I变小，其他量不变，1并则U 变大，I也变大．所以I变大，U变大．故D正确，ABC错误；并【分析】由题，R2为用半导体热敏材料制成的传感器，温度上升时，其电阻增大．当传感器R2所在处消灭火情时，分析R2的变化，确定外电路总电阻的变化，分析总电流和路端电压的变化，即可知U的变化．依据并联局部电压的变化，分析I的变化．光敏电阻能将光信号转化为电信号是由于〔〕光照强度发生变化时，光敏电阻的阻值也发生变化光照强度发生变化时，光敏电阻的体积也发生变化光照强度发生变化时，光敏电阻的长度也发生变化光照照度发生变化时，光敏电阻的横截面积也发生变化【参考答案】A【名师解析】有些半导体材料的电阻率随着光照的变化而变化，故其电阻会发生变化；从而在电路中可能ABCD．【思路分析】明确光敏电阻的性质，知道光敏电阻是如何将光信号转化为电信号的．NTC热敏电阻器即负温度系数热敏电阻器，也就是指阻值随温度的上升而减小的电阻．负温度系数的热敏电阻R2接入如下图电路中，R1为定值电阻，L为小灯泡，当温度降低时〔不考虑灯泡和定值电阻阻值随温度变化〔〕小灯泡变亮 B.小灯泡变暗C.R1两端的电压增大 D.电流表的示数增大【参考答案】A1 1 R1 L 【名师解析】当温度降低时，R2的电阻的电阻增大，总电阻增大，据闭合电路的欧姆定律知干路电流减小，即电流表的示数减小；据UR1=IR知电阻R两端的电压减小；再据E=U+U+U知灯L两端的电压增大，即小灯泡变亮，故ABCD1 1 R1 L 【思路分析】首先看懂电路图中各用电器的连接方式，NTC热敏电阻在电路中与滑动变阻器的作用一样，也是动态电路分析的题目．当温度降低时，R2的电阻的电阻增大，总电阻增大，据闭合电路的欧姆定律知干路电流减小，电阻R1两端的电压减小，灯L两端的电压增大，即可推断选项．0酒精测试仪就用于对机动车驾驶人员是否酒后驾车及其他严禁酒后作业人员的现场检测，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器．酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，在如下图的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了r的倒数与酒精气体的浓度c成正比，那么，电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的选项是〔〕0U越大，表示c越大，c与U成正比U越大，表示c越大，但是c与U不成正比U越大，表示c越小，c与U成反比U越大，表示c越小，但是c与U不成反比【参考答案】B【名师解析】酒精气体传感器和定值电阻串联在电路中，电压表测R0两端的电压．依据酒精气体传感器的1电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，得：0由闭合电路欧姆定律，E=I〔R+r +r〕②0酒0依据欧姆定律得U=IR 30kcER

r =kc〔k是比例系数〕①．酒3

0Rkc+1+rkc由数学学问知，U越大，c越大，但两者不成正比．故B正确．【思路分析】首先依据电路图分析电路的连接方式，分析酒精气体传感器的电阻的变化，然后依据欧姆定r′r′C与酒精气体浓度的关系式，再进展选择．如图是温度自动报警器的工作原理图，图中1是电磁铁、2是衔铁、3是触点、4是水银温度计。则以下说法正确的选项是( )温度低于戒备温度时，电铃报警B．温度高于戒备温度时，电铃报