高三物理一轮复习教学案课题传感器

高三物理一轮复习教学案课题：传感器2
1．如图所示是测定位移的电容式传感器，其工作原理是哪个量的变化，造成其电容的变化（）
Ａ．电介质进入极板的长度
Ｂ．两极板间距
Ｃ．两极板正对面积
Ｄ．极板所带电量
2．唱卡拉OK用的话筒，内有传感器。

其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号。

下列说法正确的是（）
A．该传感器是根据电流的磁效应工作的
B．该传感器是根据电磁感应原理工作的
C．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变
D．膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势
3．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。

下列属于这类传感器的是（）
A．红外报警装置B．走廊照明灯的声控开关
C．自动洗衣机中的压力传感装置D．电饭煲中控制加热和保温的温控器
4．演示位移传感器的工作原理如右图示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆p，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小x。

假设电压表是理想的，则下列说法正确的是（ B ）
A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化
B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化
C．物体M不动时，电路中没有电流
D．物体M不动时，电压表没有示数
5．图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U H随B的变化情况。

以下说法中正确的是（）
A．将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面，U H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，U H将发生变化
6．如图所示为大型电子地磅电路图，电源电动势为E，内阻不计。

不称物体时，滑片P在A端，滑动变阻器接入电路的有效电阻最大，
电流较小；称重物时，有压力作用下使滑片P下滑，滑动变阻器有
效电阻变小，电流变大，这样把电流对应的重量值刻在刻度盘上，
就可以读出被称物体的重量值。

若滑动变阻器上A、B间距离为L，
最大阻值等于电阻阻值R o ，已知两只弹簧的总弹力与形变量成正比，比例系数为k ，所称重物的重量G 与电流大小I 的关系为：（ ）
A 、G = 2kL —0IR EkL
B 、G =2kL +0IR EkL
C 、G = 0
IR E + kL ； D 、 G = K I L 7．某仪器内部的电路如图所示，其中M 是一个质量较大的金属块，左右两端分别与金属丝制作的弹簧相连，并套在光滑水平细杆上，当金属块处于平衡时两根弹簧均处于原长状态，此时两灯都不亮。

若将仪器固定在一辆汽车上，
则下列说法中正确的是：（ ）
A 当汽车加速前进时，甲灯亮
B 当汽车加速前进时，乙灯亮
C 当汽车刹车时，甲灯亮
D 当汽车刹车时，乙灯亮
8.图1为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，
且对温度很敏感)的I -U 关系曲线图。

⑴为了通过测量得到图1所示I -U 关系的完整曲线，
在图2和图3两个电路中应选择的是图________；简要说明理由：____________。

（电源电动势为9V ，内阻不计，滑线变阻器的阻值为0-100Ω）。

⑵在图4电路中，电源电压恒为9V ，电流表读数为70mA ，定值电阻R 1=250Ω。

由热敏电阻的I -U 关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为________V ；电阻R 2的阻值为______Ω。

⑶举出一个可以应用热敏电阻的例子：______________________________________。

9．如图a 为半导体材料做成的热敏电阻的阻值随温度变化的曲线，图b 为用此热敏电阻R 和继电器做成的温控电路，设继电器的线圈电阻为R x ＝50Ω，当继电器线圈中的电流大于或等于I c ＝20mA 时，继电器的衔铁被吸合．左侧电源电动势为6V ，内阻可不计，试问温度满足什么条件时，电路右侧的小灯泡会发光？
V A 图2 V A
图3 A
R 1 R 2 热敏电
阻
9V 图4
I /mA U /V 1234567 50 40 30
20
10 O 图1
10．（风力测定仪）如图所示为一种测定风作用力的仪器原理图，图中P为金属球，悬挂在一细长裸金属丝下面，O是悬挂点，R0是保护电阻，CD是水平放置的光
滑电阻丝，与悬挂小球的细金属丝始终保持良好接触，无风时细金属丝与
电阻丝在C点接触，此时电路中的电流为I，有风时细金属丝将偏转一角
度θ（θ与风力大小有关），细金属丝与电阻丝在C/点接触，已知风力
方向水平向左，OC=h，CD=L，球的质量为M，电阻丝单位长度的电阻为k，
电源内电阻和细金属丝电阻均不计，金属丝偏转θ角时，电流表的示数为
I＇，此时风力大小为F，试写出：①风力大小F与θ的关系式；②风力
大小F与电流表示数I＇的关系式；③此装置所测定的最大风力是多少？
11．为了测量列车运行的速度和加速度的大小，可采用如图所示的装置，它是由一块安装在列车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量仪组成的（测量仪未画出）。

当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来，就能求出列车在各位置的速度和加速度。

假设磁体端部磁感强度为B=0.004T，且全部集中在端面范围内，与端面垂直，磁体宽度与线圈宽度相同，且都很小，线圈匝数n=5，长L=0.2m，电阻0.4Ω（包括引线电阻），测试记录下来的电流—位移如图所示。

试求：
⑴在离O（原点）30m，130m处列车的速度v1和v2的大小；
⑵假设列车是匀变速运动，求列车加速度的大小。

12．可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度,其结构如图所示。

当系统绕轴OO′转动时，元件A发生位移并输出相应的电压信号，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源。

已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k、自然长度为l，电源的电动势为E、内阻不计。

滑动变阻器总长也为l ，电阻分布均匀，系统静止时P在B点，当系统以角速度ω转动时，试写出输出电压U与ω的函数式。

13．如图所示，厚度为h，宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感强度为B的均匀磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面A’之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应，实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和B的关系为U＝KIB/d，式中比例系数K称为霍尔系数。

霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体
板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电
场．横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力，当静电力与
洛伦兹力达到平衡时，导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差．
设电流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
量为e，回答下列问题：
⑴达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势_____下侧面A′的电势（填高于、低于或等于）
⑵电子所受的洛伦兹力的大小为多少？
⑶当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所受静电力的大小为多少？
⑷当静电力和洛伦兹力平衡的条件，证明霍尔系数为k= 1 /ne，其中n代表导体板单位体积中电子的个数。