物理同步人教选修3-2全国通用版课时训练12传感器及其工作原理+Word版含解析 (2)
2019-2020学年高中物理人教版选修3-2同步作业与测评：6.1 传感器及其工作原理 Word版含解析
第1节 传感器及其工作原理对应学生用书P41一、选择题1．下列说法不正确的是( )A ．传感器担负着信息采集的任务B ．干簧管是一种能够感知磁场的传感器C ．传感器不是电视遥控接收器的主要元件D ．传感器是把力、温度、光、声、化学成分等转换为电信号的主要工具 答案 C解析 逐项分析如下：2．当你走近某些宾馆、酒楼的大门时，门就会自动为你打开；当你走进门之后，门又在你身后自动关上。
你觉得这种传感器可能是将下列哪种信息转换为控制门开、关的信息( )A ．温度B ．运动C ．人D ．光答案 D解析自动门的自动控制要求灵敏、可靠，若以温度控制，人的体温与夏季气温接近，则在夏季自动门将无法使用。
自动门实际使用的是红外线传感器，红外线属于不可见光，人在白天或黑夜均发出红外线，传感器接收到人体发出的红外线后传给自动控制装置的电动机，实现自动开、关门。
故选D。
3．有一些星级宾馆的洗手间装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就开通电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近干手机能使传感器工作，是因为()A．改变湿度B．改变温度C．改变磁场D．改变电容答案D解析手靠近干手机能使机内的传感器工作，是因为改变了传感器的电容，发送启动信号给控制芯片，控制芯片再启动电机工作和加热装置工作。
故选D。
4．(多选)如图所示是三种电容式传感器的示意图，关于这三个传感器，下列说法正确的是()A．甲图的传感器可以用来测量角度B．乙图的传感器可以用来测量液面的高度C．丙图的传感器可以用来测量压力D．这三个传感器都是利用改变极板间的正对面积来改变电容的答案ABC解析甲、乙、丙中的电容器分别与θ、h、F有关，均能测量对应的物理量，甲、乙是通过改变极板间的正对面积改变电容，丙是通过改变极板间的距离改变电容，故D错误。
5．(多选)如图所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时()A．电压表的示数增大B．R2中电流减小C．小灯泡的功率增大D．电路的路端电压增大答案ABC解析当照射光强度增大时，R3阻值减小，外电路电阻随R3的减小而减小，R1两端电压因干路电流增大而增大，电压表的示数增大，A正确；干路电流增大，内电压增大，故电路路端电压减小，D错误；由路端电压减小，而R1两端电压增大知，R2两端电压必减小，则R2中电流减小，故B正确；干路电流增大，R2中电流减小，则流过小灯泡的电流增大，则小灯泡的功率增大，C正确，故选A、B、C。
人教版高中物理选修3-2： 传感器及其工作原理 课时练习
传感器及其工作原理A级抓基础1.关于传感器的下列说法正确的是（）A.所有传感器的材料都是由半导体材料做成的B.金属材料也可以制成传感器C.传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的D.以上说法都不正确解析：半导体材料可以制成传感器，其他材料也可以制成传感器，如金属氧化物氧化锰就可以制成热敏电阻，A错误，B正确；传感器不但能感知电压的变化，还能感受力、温度、光、声、化学成分等非电学量，C错误.答案：B2.关于光敏电阻和热敏电阻，下列说法中正确的是（）A.光敏电阻是用半导体材料制成的，其阻值随光照增强而减小，随光照的减弱而增大B.光敏电阻是能把光照强度这个光学量转换为电流这个电学量的传感器C.热敏电阻是用金属铂制成的，它对温度感知很灵敏D.热敏电阻是把热量这个热学量转换为电阻这个电学量的传感器解析：光敏电阻是把光强转换为电阻的元件；热敏电阻是把温度转换为电阻的元件，故B、D错误；热敏电阻和光敏电阻都是半导体材料制成的，半导体具有光敏性和热敏性，金属铂与热敏电阻的阻值随温度的变化趋势相反，故C错误.答案：A3.如图所示，截面为矩形的金属导体，放在磁场中，当导体中通有电流时，导体上、下表面的电势的关系是（）A.φM＞φNB.φM＝φNC.φM＜φND.无法判断解析：霍尔效应是带电粒子在磁场中受到洛伦兹力作用，做定向移动形成的.金属导体中的载流子为电子，根据左手定则，电子受到向下的洛伦兹力作用，向N 面运动，则M面剩下正电荷，所以φM＞φN.答案：A4.如图所示，R T为负温度系数的热敏电阻，R为定值电阻，若往R T上擦些酒精，在环境温度不变的情况下，关于电压表示数的变化情况，下列说法中正确的是（）A.变大B.变小C.先变大后变小再不变D.先变小后变大再不变解析：往R T上擦酒精后，酒精蒸发吸热，热敏电阻R T温度降低，电阻值增大，根据串联电路的分压特点，电压表示数变小.当酒精蒸发完毕后，R T的温度逐渐升高到环境温度后不变，所以热敏电阻的阻值逐渐变小，最后不变.故电压表的示数将逐渐变大，最后不变.所以选项D正确.答案：DB级提能力5.（多选）有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后，用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是（）A.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻B.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻C.用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻D.用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻解析：在热水中，欧姆表示数变化较大，说明一定是热敏电阻，但欧姆表示数不变化时，只能说明它不是热敏电阻，也有可能是定值电阻或光敏电阻，故选项A正确，B错误；同理选项C正确，D错误.答案：AC6.在如图所示的电路中，路端电压恒定，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R与LED距离不变.下列说法正确的是（）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.无论怎样移动滑动触头P，L消耗的功率都不变解析：光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小.当滑动触头P向左移动时，LED支路的电阻减小，电流增大，二极管发出的光增强，光敏电阻的阻值变小，所在支路电流增大，L消耗的功率增大，选项A正确，选项B错误；若滑动触头P向右移动，LED支路的电阻增大，电流减小，二极管发出的光变暗，光敏电阻的阻值变大，所在支路电流减小，L消耗的功率减小，选项C、D错误.答案：A7.（多选）如图是霍尔元件的工作原理示意图，如果用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随磁感应强度B的变化情况.以下说法中正确的是（工作面是指较大的平面）（）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，U H将发生变化解析：将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，B增大，I恒定，由公式U H＝kIBd知U H将变大，选项A正确；地球两极的磁场方向沿竖直方向，所以霍尔元件的工作面应保持水平，使B与工作面垂直，选项B正确；地球赤道上的磁场方向沿水平方向，只有霍尔元件的工作面在竖直方向时，B与工作面垂直，选项C错误；改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，B垂直工作面的大小发生变化，U H将发生变化，选项D正确.答案：ABD8.对于常见的可燃气体浓度的检测，现在一般用催化燃烧检测器.它的原理如下：传感器的核心为一惠斯电桥，其中一桥臂上有催化剂，当与可燃气体接触时，可燃气体在有催化剂的电桥上燃烧，该桥臂的电阻发生明显变化，其余桥臂的电阻不变化，从而引起整个电路的输出发生变化，而该变化与可燃气体的浓度成比例，从而实现对可燃气体的检测.由此可推断有催化剂的桥臂上的电阻材料为（）A.铜B.合金C.半导体D.绝缘体解析：可燃气体燃烧后温度升高，造成电阻发生变化，所以此电阻属于热敏电阻，而随温度变化其电阻有明显变化的材料只可能是选项C中的半导体材料.答案：C9.温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的.如图甲所示，电源的电动势E＝9 V，内阻不计；G为灵敏电流表，内阻R g保持不变；R为热敏电阻，其电阻阻值与温度的变化关系如图乙所示，闭合开关S，当R的温度等于20 ℃时，电流表示数I1＝2 mA；当电流表的示数I2＝3.6 mA时，热敏电阻的温度是（）A.60 ℃B.80 ℃C.100 ℃D.120 ℃解析：在20 ℃时，E＝（R g＋R1）I1，得R g＝500 Ω.在t℃时，E＝（R g＋R2）I2，即9＝（500＋R2）×3.6×10－3，得R2＝2 000 Ω，从题图乙中可以看出t＝120 ℃，故D正确.答案：D。
人教版物理选修3-2同步学案6.1 传感器及其工作原理 Word版
（119）6.1 传感器及其工作原理【教学目标】1．通过观察一些现象和常见的事例，初步形成传感器的概念，感受传感技术在信息时代的作用与意义。
2．通过介绍，了解干簧管、光敏电阻、热敏电阻和金属热电阻、霍尔元件五种敏感元件，了解其工作原理，感悟其应用的重要性。
3．通过对课本说一说和习题1的分析，了解电容式传感器和电感式传感器的基本工作原理和基本应用，感受其应用的重要性。
4．知道非电学量转换成电学量的技术意义，进一步拓展思维，探讨科技发展给人类带来的利与弊。
【预习任务】1．阅读教材“什么是传感器”部分，思考以下问题：（1）初步感知干簧管的结构、原理和功能。
（2）知道什么是传感器？2．阅读教材“光敏电阻”部分，思考以下问题：（1）光敏电阻感受什么物理量？输出的是什么电学量？光敏电阻是由什么材料制成的?（2）光敏电阻的阻值随光强而发生变化，其变化情况如何?3．阅读课本“热敏电阻和金属热电阻”部分，思考以下问题：（1）热电阻感受什么物理量？输出的是什么电学量？它是由什么材料制成，其阻值随温度的变化情况如何？（2）热敏电阻感受什么物理量？输出的是什么电学量？它是由什么材料制成，其阻值随温度的变化情况如何？（3）热电阻与热敏电阻相比，有什么优势和不足？4．阅读课本“霍尔元件”部分，完成以下问题：（1）记住：霍尔元件是由什么材料制成？它感受什么物理量?输出的是什么电学量?（2）回顾推导并记住：霍尔电压的决定式。
【思考与讨论】1．学习教材P54“说一说”内容，总结出电容式传感器的工作原理。
2．试做教材“问题与练习”中第1题，总结出电感式传感器的工作原理。
【自主检测】1．教材中“问题与练习”第2题。
【组内检查】1．光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻的电阻变化规律。
2017-2018学年人教版高二物理(选修3-2)同步练习：传感器及其工作原理
传感器及其工作原理1．关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是A．非电学量→敏感元件→转换电路→电学量→转换元件B．电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量C．非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量D．非电学量→转换电路→转换元件→敏感元件→电学量【答案】C【解析】传感器工作的一般流程为：非电学量被敏感元件感知，然后通过转换元件转换成电信号，再通过转换电路将此信号转换成易于传输或测量的电学量，因此A、B、D错，C对。
学#科网2．关于光敏电阻，下列说法正确的是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【答案】ABD3．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【答案】A4．如图所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻，当温度降低时，电阻变大，L为小灯泡，当温度降低时A．R1两端的电压增大B．电流表的示数增大C．小灯泡的亮度变强D．小灯泡的亮度变弱5．如图是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图。
金属棒与导电液体构成一个电容器，将金属棒和导电液体分别与直流电源的两极相连接，从电容C和导电液与金属棒间的电压U的变化就能反映液面的升降情况，则以下判断正确的是A．电源接通后，电容C减小，反映h减小B．电源接通后，电容C减小，反映h增大C．电源接通再断开后，电压U减小，反映h减小D．电源接通再断开后，电压U减小，反映h增大【答案】AD6．街旁的路灯、江海里的航标都要求在夜晚亮，白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的A．压敏性B．光敏性C．热敏性D．三种特性都利用【答案】B7．如图所示，R t为半导体热敏电阻，其他电阻都是普通的电阻，当灯泡L的亮度变暗时，说明A．环境温度变高B．环境温度变低C．环境温度不变【答案】B8．某学习小组的同学在用多用电表研究热敏电阻特性的实验中，安装好如图所示装置。
人教版高中物理选修3-2《6.1传感器及其工作原理》同步练习.docx
高中物理学习材料桑水制作1、下列说法正确的是（ ABD ）A、传感器担负着信息采集的任务B、干簧管是一种磁传感器C、传感器不是电视摇控接收器的主要元件D、传感器是力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的主要工具2、用多用电表的同一档位测量热敏电阻和光敏电阻的阻值时，下列说法正确的是 (AD)A、测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越大B、测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越小C、测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越大D、测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越小3、利用半导体材料可制成哪些电子元件 ( ABC)A、热敏电阻B、光敏电阻C、晶体管D、标准电阻4、如图所示为电阻R随温度T变化的图线，下列说法中正确的是（ BD ）A、图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的B、图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的C、图线1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高D、图线2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高5、如图所示，某半导体热敏电阻的I－U图线可能是（ D ）6、金属铂的电阻值对温度高低非常敏感，图中可能表示金属铂电阻的U－I图线是（ A ）7.下列说法正确的是 （ CD ）A 、金属导体的电阻率随温度增加而减小B 、半导体的电阻率随温度增加而增大C 、用半导体制成的热敏电阻，可以作为测温元件D 、用半导体制成的光敏电阻，可以起到开关的作用8、关于热敏电阻以下说法中正确的是 （ BD ）A 、热敏电阻的阻值随温度升高而增大B 、热敏电阻的阻值随温度升高而减小C 、热敏电阻的阻值随温度变化而均匀变化D 、热敏电阻可以用金属氧化物制作9、一般光敏电阻的阻值随入射光强度的增加而＿＿＿＿＿．由于它对光照较敏感，所以可以作＿＿＿＿＿传感器．(减小，光电)10、试推导霍尔电压的表达式U B ＝kIN /d设载流子的电荷量为q ，沿电流方向定向运动的平均速率为v ，单位体积内自由移动的载流子数为n ，垂直电流方向导体板的横向宽度为a ，则电流的微观表达式为①载流子在磁场中受到的洛伦兹力载流子在洛伦兹力作用下侧移，两个侧面出现电势差载流子受到的电场力为当达到稳定状态时，洛伦兹力与电场力平衡，即 ② 由①②式得 ③式中的nq 与导体的材料有关，对于确定的导体，nq 是常数。
高中物理人教版选修3-2课后训练：6.1 传感器及其工作原理 Word版含解析
第六章第1节一、选择题1．(多选)美国科学家Willard S·Boyle与George E·Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖。
CCD是将光学量转变成电学量的传感器。
下列器件可作为传感器的有()A．发光二极管B．热敏电阻C．霍尔元件D．干电池答案BC解析传感器是指能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量的元件。
发光二极管是电学元件，是电能转换成光能的元件，不是传感器，A错误；干电池是一种电源，不是传感器，D错误；热敏电阻受热时，其电阻会发生变化，能把热学量转换成电学量，是传感器，B正确；霍尔元件能够把磁感应强度这个非电学量转换成电压这个电学量，是传感器，C正确。
2．当你走近某些宾馆、酒楼的大门时，门就会自动为你打开；当你走进门之后，门又在你身后自动关上。
你觉得这可能是将下列哪种外界信息转换为有用的信息() A．温度B．运动C．人D．光线答案 D解析自动门的自动控制要求灵敏、可靠，若以温度控制，人的体温与夏季气温接近，则在夏季自动门将无法使用。
自动门实际使用的是红外线传感器，红外线属于不可见光，人在白天或黑夜均发出红外线，传感器接收到人体发出的红外线后传给自动控制装置的电动机，实现自动开、关门。
3．金属铂的电阻值对温度高低非常敏感，下图中可能表示金属铂电阻的U－I图线是()答案 B解析金属铂导体的电阻对温度的变化很敏感，电阻随温度的升高而增大，在一定温度下其U－I图线是非线性的且图线的斜率越来越大，故B正确。
4．如图所示，将一光敏电阻接入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，用光照射光敏电阻时，表针自左向右的偏转角度为θ；现用手掌挡住部分光线，表针自左向右的偏角为θ′，则可判断()A．θ′＝θB．θ′＜θC．θ′＞θD．不能确定答案 B解析光敏电阻受光照射阻值变小，且电阻值随光照强度的增大而减小，当用手挡住部分光线，光照强度变小，电阻值会变大，指针偏角变小，所以B项正确。
高中物理人教版选修3-2同步练习：6-1传感器及其工作原理 (2) Word版含答案
传感器及其工作原理 同步练习1、传感器的作用是 。
2、现代城市道路两旁的路灯是采用自动控制的，当自然光的亮度低于某个值时，路灯能自动点亮，当自然光的亮度高于某个值时，路灯能自动熄灭，试问在路灯自动控制电路中应采用怎样的传感器？4、如图6-1-8为半导体材料做成的热敏电阻随温度变化的曲线，用热敏电阻和继电器做成温控电路．（1）简要分析温控电路的工作过程:______________________________________________________________________________________________________________。
(2)设继电器的线圈电阻为50Ω，继电器线圈中的电流大于或等于20mA 时，继电器的衔铁被吸合，左侧电源的电动势为6V ，内阻可以不计，试问温度满足什么条件时，右侧的小灯泡会发光？5、单位时间内通过管道截面的液体的体积称为流量，用Q 表示，其单位为m 3/s 。
如图6-1-9为电磁流量计的示意图，在非磁性材料制成的圆柱形管道外加一匀强磁场区域，磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向里，当管中导电液（含有正、负离子）流过此区域时，可测得管壁上a 、b 两点间的电势差U ，根据计算可以求出流量Q 。
（1）电磁流量计为一个传感器，它可以将流速信号转化为电信号，试判断a 、b 两点电势的高低。
图6-1-8图6-1-9（2）设管道的直径为d，试用学过的知识推导流量Q的表达式。
参考答案1、将非电学量转化为电学量2、光传感器（如光敏电阻等）3、参考答案见表格升高到一临界值t时，继电器线圈中的电流将达到或超过继电器的动作电流时，时，继电器线圈中继电器将吸合，右侧电路接通，小灯泡发光，当温度低于t的电流小于动作电流，右侧电路断开，小灯泡不亮。
（2）当t≥t=500时，右侧小灯泡发光。
5、（1）当正负离子向左流经管道时，由于磁场对运动电贺有力的作用，根据左手定则，正离子将向下迁移，负离子将向上迁移，这样在a、b间形成感应电场，b点电势高于a点电势，即U>0。
高中物理选修3-2课时作业12：6.1传感器及其工作原理
6.1传感器及其工作原理1．传感器是指这样一类元件，它通常能把非电学量(如力、光等)的变化，转换为电学量(如电流、电压等)的变化或电路的通断，它在自动控制中有着广泛的应用。
关于制作传感器所需要的元器件，下列说法不正确的是()A．热敏电阻能够把温度的变化转换为其阻值的变化B．金属热电阻能够把温度的变化转换为其阻值的变化C．光敏电阻能够把光照强弱的变化转换为其阻值的变化D．所有传感器都是由半导体材料制作的2．非触摸式自动水龙头(自动感应水龙头)如图，其应用的传感器是()A．压力传感器B．光电式传感器C．生物传感器D．温度传感器3.如图所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻(负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻)，L为小灯泡，当温度降低时()A．R1两端的电压增大B．电流表的示数增大C．小灯泡的亮度变强D．小灯泡的亮度变弱4．如图所示，将一光敏电阻连入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，用光照射光敏电阻时表针的偏角为θ，现用手掌挡住部分光线，表针的偏角为θ′，则可判断()A．θ′＝θB．θ′<θC．θ′>θD．不能确定θ和θ′的关系5．如图是观察电阻值随温度变化情况的示意图。
现在把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是()A．如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显B．如果R为金属热电阻，读数变大，且变化不明显C．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化非常明显D．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化不明显6．电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置。
由于电容器的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素，当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化，从而又可推出另一个物理量的变化，如图所示是四种电容式传感器的示意图，关于这四种传感器的作用，下列说法正确的是()A．甲图的传感器可以用来测量角度B．乙图的传感器可以用来测量液面的高度C．丙图的传感器可以用来测量压力D．丁图的传感器可以用来测量速度7.将万用表的选择开关置于欧姆挡，再将电表的两支表笔分别与光敏电阻R g的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的中央，若用不透光的黑纸将R g包裹起来，表针将向(填“左”或“右”)转动，若用手电筒光照射R g，表针将向(填“左”或“右”)转动。
人教版高中物理选修3-2 同步测试第6章 传感器 课时作业12 1传感器及其工作原理42
课时作业(十二)一、单项选择题1.如图所示,截面为矩形的金属导体,放在磁场中,当导体中通有电流时,导体的上、下表面的电势有什么关系( )A ．φM >φNB ．φM ＝φNC ．φM <φND ．无法判断解析 电势差是由电荷定向移动形成的,找出电荷定向移动原因是解答本题的关键．霍尔效应形成的原因是带电粒子在磁场中受到洛伦兹力的作用,做定向移动形成的,根据左手定则,电子受到向下的洛伦兹力作用,向N 板运动,于是金属导体的上、下表面分别带上了正电荷和负电荷,所以φM >φN ,故选A 项． 答案 A2.如图所示,R t 为半导体热敏电阻,其他电阻都是普通的电阻,当灯泡L 的亮度变暗时,说明( )A ．环境温度变高B ．环境温度变低C ．环境温度不变D ．都有可能解析 L 变暗,说明该支路电流减小,电阻增大,R t 变大,说明温度变低,B 项正确．答案 B3.(2016·海南自主招生)传感器是把非电学量(如高度、温度、压力等)的变化转换成电学量变化的一种元件,它在自动控制中有着广泛的应用．如图是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图．金属棒与导电液体构成一个电容器,将金属棒和导电液体分别与直流电源的两极相连接,从电容C 和导电液与金属棒间的电压U 的变化就能反映液面的升降情况,即( )①电源接通后,电容C 减小,反映h 减小．②电源接通后,电容C 减小,反映h 增大．③电源接通再断开后,电压U 减小,反映h 减小．④电源接通再断开后,电压U 减小,反映h 增大．以上判断正确的是( )A ．①③B ．①④C ．②③D ．②④解析 此电容器的两个极板分别是金属棒与电解液,h 增大表示电容器的正对面积增大,所以电容就增大,充电后断开,电量Q 不变,h 减小,C 减小,而U ＝Q C,则U 增大,故①正确,②错误,③错误,故④正确． 答案 B4.如图所示的电路可将声音信号转换为电信号,该电路中右侧固定不动的金属板b 与能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜a 构成一个电容器,a 、b 通过导线与恒定电源两极相接．若声源S 做简谐运动,则( )A ．a 振动过程中,a 、b 板间的电场强度不变B ．a 振动过程中,a 、b 板所带电荷量不变C ．a 振动过程中,灵敏电流计中始终有方向不变的电流D ．a 向右的位移最大时,a 、b 所构成的电容器的电容量最大解析 由于平行板电容器两极板与电池两极相连接,因此两极板间的电压U 保持不变,根据场强E ＝U d,C ＝εr S 4πkd,可判断A 项错误,D 项正确；再由Q ＝CU,可知B 项错误；由于Q 变化,使电容器出现充电、放电现象,显然电流计中电流方向不断变化,C 项错误．答案 D5．关于各种材料的电阻率,下列说法正确的是( )A ．纯金属的电阻率较合金的电阻率小B ．把一根长导线截成两段,每段的电阻率是原来的12C ．任何材料的电阻率在任何条件下都不可能为零D ．任何材料的电阻率都随温度的升高而增大解析 电阻率跟导体的材料有关,是反映材料导电性能好坏的物理量,纯金属的电阻率小,合金的电阻率较大,绝缘体的电阻率最大,故A 项正确；电阻率只与导体的材料、温度、膨胀系数有关,故B 项错误；超导体是当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,它的电阻率突然减为零,故C 项错误；某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,常用来制作标准电阻,故D 项错误．答案 A6.如图所示,将一光敏电阻接入多用电表两表笔上,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,用光照射光敏电阻时,表针的偏角为θ；现用手掌挡住部分光线,表针的偏角为θ′,则可判断( )A ．θ′＝θB ．θ′<θC ．θ′>θD ．不能确定解析 有光照射光敏电阻时,阻值小表针偏角θ较大,挡住部分光后,电阻变大,指针偏角变小,B 项正确． 答案 B7.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,有位同学设计了利用压敏电阻判断升降机运动状态的装置,其工作原理如图所示,将压敏电阻固定在升降机底板上,其上放置一个物块,在升降机运动过程的某一段时间内,发现电流表的示数I 不变,且I 大于升降机静止时电流表的示数I 0,在这段时间内( )A ．升降机可能匀减速下降B ．升降机一定匀减速下降C ．升降机可能匀加速下降D ．升降机一定匀加速下降解析设升降机匀加速下降,则重力mg大于压力F N,即压力F N变小,压敏电阻阻值变大,R总增大,由I总＝ER总,知I总变小,知U外＝E－I总r变大,电流表读数变大,升降机也可能匀减速上升,也可能匀加速下降,故A、B、D三项错误,C项正确．答案 C8.如图所示,R3是光敏电阻,当开关S闭合后在没有光照射时,a、b两点等电势,当用光照射电阻R3时,则( )A．R3的电阻变小,a点电势高于b点电势B．R3的电阻变小,a点电势低于b点电势C．R3的电阻变大,a点电势高于b点电势D．R3的电阻变大,a点电势低于b点电势解析当光照射R3时,R3阻值变小,R4分压变大,则a点电势将会升高,所以a点电势高于b点电势．答案 A9.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R与LED相距不变,下列说法正确的是( )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消耗的功率都不变解析滑动触头P向左移动时,使其电阻减小,流过发光二极管的电流增大,从而发光增强,使光敏电阻R阻值减小,最终达到增大通过灯泡电流的效果,使L消耗的功率增大,A项正确．答案 A二、不定项选择题10.把定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件分别接入如图所示电路中A、B两点后,用黑纸包住元件置入热水中,观察欧姆表的示数,下列说法中正确的是( )A．置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数变化较大,这只元件一定是热敏电阻B．置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数不变化,这只元件一定是定值电阻C．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数变化较大,这只元件一定是光敏电阻D．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数相同,这只元件一定是定值电阻解析热敏电阻随温度的变化其阻值变化,定值电阻和光敏电阻的阻值不随温度变化．光敏电阻其阻值随光照的变化而变化,定值电阻和热敏电阻的阻值不随光照变化．答案AC11.在温控电路中,通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制．如图所示电路,R 1为定值电阻,R 2为半导体热敏电阻(温度越高电阻越小),C 为电容器．当环境温度降低时( )A ．电容器C 的带电荷量增大B ．电压表的读数增大C ．电容器C 两板间的电场强度减小D ．R 1消耗的功率增大解析 当环境温度降低时,R 2变大,电路的总电阻变大,由I ＝E R 总知I 变小,又U ＝E －Ir,电压表的读数U 增大,B 项正确；又由U 1＝IR 1及P 1＝I 2R 1可知U 1变小,R 1消耗的功率P 1变小,D 项错误；电容器两板间的电压U 2＝U －U 1,U 2变大,由场强E ′＝U 2d,Q ＝CU 2可知Q 、E ′都增大,故A 项正确,C 项错误． 答案 AB三、计算及论述题12.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．(1)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；(2)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 (1)由安培力计算公式可得液态钠所受磁场驱动力F ＝BIa①管道横截面积S ＝ab②由压强公式,垂直于导管横截面方向上磁场力产生的附加压强p ＝F S③ 由①②③式,得p ＝BI b(2)由电流定义式I ＝Q t④ 在时间t 内通过的总电荷量Q ＝nqbl v －t ⑤由④⑤式,得参与导电的自由电荷定向移动的平均速率v －＝I nqbl. 答案 (1)p ＝BI b (2)I nqbl13.如图所示,厚度为h 、宽度为d 的金属导体板放在垂直于它的磁感应强度为B 的匀强磁场中,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,式中的比例系数k 称为霍尔系数．此现象可解释如下：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 是由电子的定向移动形成的,电子的平均定向移动速度为v 、电荷量为e,回答下列问题：(1)达到稳定状态时,导体板上侧面A 的电势________(填“高于”“低于”或“等于”)下侧面A ′的电势．(2)电子所受洛伦兹力的大小为________．(3)当导体板上下两侧面之间的电势差为U 时,电子所受静电力的大小为________．(4)由静电力和洛伦兹力平衡的条件,证明霍尔系数k ＝1ne,其中n 代表导体板单位体积中电子的个数． 解析 (1)电子向左定向移动,由左手定则,知电子所受洛伦兹力向上,故上侧面A 积聚电子,下侧面A ′积聚正电荷,上侧面电势低于下侧面．(2)洛伦兹力F ＝evB.(3)电子所受的静电力为eE ＝e U h. (4)电子受纵向静电力和洛伦兹力的作用,二力平衡,有eE ＝e U h＝evB,U ＝hvB, 通过导体的电流I ＝nev·d·h ,由U ＝k IB d ,有hvB ＝k·nevB·d·h d, 得k ＝1ne. 答案 (1)低于 (2)evB (3)Ue h(4)见解析。
物理新导学同步选修3-2(人教版)：课时作业(十四)传感器及其工作原理
课时作业(十四)传感器及其工作原理一、单项选择题1．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．红外线报警装置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解析：只有A中是将光信号转化为电信号．答案：A2．人类发射的绕地球运转的所有航天器，在轨道上工作时都需要电能，所需要的电能都是由太阳能电池把太阳能转化为电能得到的，要求太阳能电池板总是对准太阳，为达到这一要求应利用下列哪种传感器来感知太阳方位()A．力传感器B．光传感器C．温度传感器D．生物传感器解析：太阳帆的有效采光面积不同，所产生的电流不同，当电流最大时正对太阳，所以应用的是光传感器，选项B正确，选项A、C、D错误．答案：B3．(烟台高二检测)如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制成的传感器，话筒的振动膜前面有薄薄的金属涂层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极．在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，从而使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因是电容器两板间的()A．距离变化B．正对面积变化C．电介质变化D．电压变化解析：振动膜前后振动，使振动膜上的金属涂层与金属板间的距离发生变化，从而将声音信号转化为电信号．答案：A4．关于光敏电阻和热敏电阻，下列说法中正确的是()A．光敏电阻是用半导体材料制成的，其阻值随光照增强而减小，随光照的减弱而增大B．光敏电阻是能把光照强度这个光学量转换为电流这个电学量的传感器C．热敏电阻是用金属铂制成的，它对温度感知很灵敏D．热敏电阻是把热量这个热学量转换为电阻这个电学量的传感器解析：光敏电阻是把光强转换为电阻的元件；热敏电阻是把温度转换为电阻的元件，故B、D错误；热敏电阻和光敏电阻都是由半导体材料制成的，半导体具有光敏性和热敏性，金属铂与热敏电阻相反，故C错误．答案：A5．右图是观察电阻值随温度变化情况的示意图．现在把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是() A．如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显B．如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显C．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化非常明显D．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化不明显解析：若为金属热电阻，温度升高后，电阻变大，读数变化不明显，A、B错误．若为热敏电阻，读数将明显变化，C对、D错．答案：C6.位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的滑片P，通过电压表显示的数据，来反映物体M位移的大小x.假设电压表是理想的，则下列说法正确的是() 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，电压表没有示数解析：电压表为理想电表，则电压表不分流，故滑片移动时不会改变电路的电阻，也就不会改变电路中的电流，故A 错误；电压表测的是滑片P 左侧电阻分得的电压，故示数随物体M 的移动而变化，故B 正确，C 、D 错误．答案：B二、多项选择题7．如图所示的电路可将声音信号转化为电信号，该电路中右侧固定不动的金属板b 与能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜a 构成一个电容器，a 、b 通过导线与恒定电源两极相接．若声源S 发出频率恒定的声波使a 振动，则( )A ．a 振动过程中，a 、b 板间的电场强度不变B ．a 振动过程中，a 、b 板所带电荷量不变C ．a 振动过程中，灵敏电流表中的电流方向不断变化D ．a 向右的位移最大时，a 、b 板所构成的电容器的电容最大 解析：由于平行板电容器两极板与电源两极相连接，因此两极板间的电压U 保持不变，根据场强E ＝U d ，C ＝εS 4πkd 可判断A 错、D 对．再由Q ＝CU 可知，B 错．由于Q 变化，电容器出现充电、放电现象，显然电流表中电流方向不断变化，C 对．答案：CD8．下图为光敏电阻自动计数器的示意图，其中A 是发光仪器，B 是传送带上的物品，R 1为光敏电阻，R 2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是( )A ．当有光照射R 1时，信号处理系统获得高电压B ．当有光照射R 1时，信号处理系统获得低电压C ．该计数器是把光信号转化为电信号，从而被记录的D ．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次解析：当传送带上没有物品挡住由A 射出的光信号时，光敏电阻阻值变小，由分压规律知供给信号处理系统的电压变低；当传送带上有物品挡住由A 射出的光信号时，光敏电阻的阻值变大，供给信号系统的电压变高并计数一次，这种高低交替变化的信号经过信号处理系统的处理，就会自动将其转化为相应的数字，实现自动计数的功能．答案：BCD9.(衡水模拟)为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计．该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a 、b 、c ，左、右两端开口．在垂直于上、下底面方向加磁感应强度大小为B 的匀强磁场，在前、后两个内侧面分别固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U .若用Q 表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是( )A ．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势低B ．若污水中负离子较多，则前表面比后表面电势高C ．污水中离子浓度越高，电压表的示数越大D ．污水流量Q 与U 成正比解析：由左手定则可以判断出，正离子受到的洛伦兹力使其向后表面偏转聚集而导致后表面电势比前表面电势高，同理，负离子向前表面偏转聚集而导致前表面电势比后表面电势低，可知，前、后表面电势高、低的关系与正、负离子的多少无关．故A 项正确，B 项错误；设前、后表面间的最高电压为U ，则qU b ＝q v B ，所以U ＝v Bb ，由此可知U 与离子浓度无关，故C 项错误；因Q ＝v bc ，而U ＝v Bb ，所以Q ＝Uc B ，D 项正确．答案：AD。
新课标高中同步辅导高中物理选修3-2 课时作业(十二)
课时作业(十二)传感器及其工作原理[全员参与·基础练]1．关于传感器的下列说法正确的是()A．所有传感器的材料都是由半导体材料做成的B．金属材料也可以制成传感器C．传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的D．以上说法都不正确【解析】半导体材料可以制成传感器，其他材料也可以制成传感器，如金属氧化物氧化锰就可以制成温度计，所以选项A错误，选项B正确．传感器不但能感知电压的变化，还能感受力、温度、光、声、化学成分等非电学量的变化，所以选项C错误．【答案】 B2．(2015·仙桃八中高二检测)关于传感器及其作用，下列说法正确的是() A．传感器一定是把非电学量转换为电学量B．传感器一定是把非电学量转换为电路的通断C．传感器把非电学量转换为电学量是为了方便地进行测量、传输、处理和控制D．电磁感应是把磁学的量转换为电学的量，所以电磁感应也是传感器【解析】传感器是指一种元件或装置，它能感受力、温度、光、声、磁、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断；其作用和目的是更方便地测量、传输、处理、控制非电学量，找出非电学量和电学量之间的对应关系．电磁感应是原理，不是元件和装置，不能称为传感器．【答案】 C3．(多选)(2015·临沂高二检测)对负温度系数的热敏电阻，正确的叙述是()A．受热后，电阻随温度的升高而迅速减小B．受热后，电阻基本不变C．热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度，反应快，而且精确度高D．以上说法都不对【解析】负温度系数的热敏电阻随温度的升高其电阻值减小，热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度，反应快，而且精确度高．【答案】AC4．(多选)美国科学家Willard S．Boyle与George E．Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明获得2009年度诺贝尔物理学奖．CCD是将光学量转变成电学量的传感器．下列器件可作为传感器的有()A．发光二极管B．热敏电阻C．霍尔元件D．干电池【解析】热敏电阻可以把温度转化为电学量，霍尔元件可以把磁感应强度转化为电压这个电学量，所以选项B、C正确；发光二极管具有单向导电性，可以发光，但不能做传感器，A错误，干电池是电源，不是传感器，D错误．【答案】BC图6-1-125．如图6-1-12所示是观察电阻R随温度变化情况的示意图．现在把杯中的水由冷水换为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是()A．如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显B．如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显C．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化非常明显D．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化不明显【解析】若为金属热电阻，温度升高后，电阻变大，但由于金属热电阻灵敏度较差，故欧姆表读数变大且不明显，选项A、B错误．若为用半导体材料制作的热敏电阻，由于热敏电阻的灵敏度较高，读数将明显变化，选项C正确、选项D错误．【答案】 C6．(多选)如图6-1-13所示，用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器，下列说法中正确的是()图6-1-13A．严重污染时，LDR是高电阻B．轻度污染时，LDR是高电阻C．无论污染程度如何，LDR的电阻不变，阻值大小由材料本身因素决定D．该仪器的使用会因为白天和晚上受到影响【解析】严重污染时，透过污水照到LDR上的光线较少，LDR电阻较大，A对，B错；LDR由半导体材料制成，受光照影响电阻会发生变化，C错；白天和晚上自然光强弱不同，或多或少会影响LDR的电阻，D对．【答案】AD7．有一些星级宾馆的洗手间装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就开通电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近干手机能使传感器工作，是因为()A．改变湿度B．改变温度C．改变磁场D．改变电容【解析】根据自动干手机工作的特征，手靠近干手机时电热器工作，手撤离后电热器停止工作，人是一种导体，可以与其他导体构成电容器．手靠近时相当于连接一个电容器，可以确定干手机内设有电容式传感器，由于手的靠近改变了电容大小，故D正确；用湿度和温度来驱动电热器工作理论上可行，但是假如干手机是由温度、湿度的变化而工作就成了室内烘干机．【答案】 D61148．(多选)霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，已发展成一个品种多样的磁传感器品族，得到广泛应用．如图6-1-14为某霍尔元件的工作原理示意图，该元件中电流I由正电荷定向运动形成．下列说法正确的是() A．M点电势比N点电势高B．用霍尔元件可以测量地磁场的磁感应强度C．用霍尔元件能够把磁学量转换为电学量D．若保持电流I恒定，则霍尔电压U H与B成正比【解析】当正电荷在导体中运动时，运动电荷在洛伦兹力作用下向N板聚集，M板感应出等量的负电荷，所以M点电势比N点电势低，A错误；根据霍尔元件的特点可知，B、C正确；因霍尔电压的公式U H＝k IBd，当保持电流I恒定时，则霍尔电压U H与B成正比，D正确．【答案】BCD[超越自我·提升练]9．某同学设计的散热排风控制电路如图6-1-15所示，M为排风扇，R是可变电阻，R0是半导体热敏电阻，其阻值随温度升高而减小．控制开关电路具有下列特性：当A点电势φA＜φ0时，控制开关处于断路状态；当φA≥φ0时，控制开关接通电路，M开始运转．下列说法中正确的是()图6-1-15A．环境温度升高时，A点电势升高B．可变电阻R阻值调大时，A点电势降低C．可变电阻R阻值调大时，排风扇开始工作的临界温度升高D．若用金属热电阻代替半导体热敏电阻，电路仍能正常工作【解析】当环境温度升高时，半导体热敏电阻R0的阻值随温度升高而减小．则电路中的电流增大，所以A点的电势升高，故A正确；可变电阻R阻值调大时，导致电路的电流减小，则A点电势升高，故B错误；可变电阻R阻值调大时，导致电路的电流减小，则A点电势升高，由于当A点电势φA＜φ0时，控制开关处于断路状态；当φA≥φ0时，控制开关接通电路，M开始运转．工作临界温度没变，而是提前被接通，故C错误；若用金属热电阻代替半导体热敏电阻，当温度升高时，其阻值增大，导致A点电势降低，则开关会处于断开状态，所以起不到散热排风的作用，故D错误．【答案】 A10．如图6-1-16所示，R3是光敏电阻，当开关S闭合后在没有光照射时，a、b两点等电势，当用光照射电阻R3时()图6-1-16A．R3的电阻变小，a点电势高于b点电势B．R3的电阻变小，a点电势低于b点电势C．R3的电阻变大，a点电势高于b点电势D．R3的电阻变大，a点电势低于b点电势【解析】光敏电阻随光强的增大而减小，故当用光照射电阻R3时，R3的电阻变小；此时R3两端的电压减小，则a点的电势升高，而b点电势不变，故a点电势高于b点电势；选项A正确．【答案】 A图6-1-1711．如图6-1-17所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻、R2为定值电阻，A、B接监控装置．则()①当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压升高②当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压降低③当仅增大R2的阻值时，可增大A、B之间的电压④当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压A．①③B．①④C．②③D．②④【解析】R1是光敏电阻，有光照射时，电阻变小，当有人通过而遮蔽光线时，R1的阻值变大，回路中的电流I减小，A、B间的电压U＝IR2减小，故①项错误，②项正确．由闭合电路欧姆定律得：U＝E－I(R1＋r)，当仅增大R2的阻值时，电路中的电流减小，A、B间的电压U增大，故③项正确．当减小R2的阻值时，电路中的电流增大，A、B间的电压U减小，故④项错误．应选C.【答案】 C图6-1-1812．(多选)(2014·长沙一中高二检测)如图6-1-18所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，R t为负温度系数热敏电阻，R为光敏电阻，闭合开关后，小灯泡L 正常发光，由于环境条件改变(光照或温度)，发现小灯泡亮度变暗，则引起小灯泡变暗的原因可能是()A．温度不变，光照增强B．温度升高，光照不变C．温度降低，光照增强D．温度升高，光照减弱【解析】由题图可知，当光敏电阻阻值减小或热敏电阻阻值增大时，小灯泡L都会变暗，结合光敏电阻特性可知，A正确，B错误．若光敏电阻阻值减小的同时，热敏电阻的阻值增大，小灯泡L变暗，C正确．若热敏电阻减小，光敏电阻增大，则小灯泡变亮，D错误．【答案】AC13．(多选)在如图6-1-19甲所示的电路中，R T是半导体热敏电阻，其电阻R T随温度T变化的关系图象如图乙所示，当R T所在处温度升高时，下列关于通过理想电流表的电流I，ab间电压U和电容器电量q的说法正确的是()图6-1-19A．I变大，U变大B．I变大，U变小C．U变小，q变小D．U变大，q变大【解析】当R T所在处温度升高时，R T减小，并联部分电阻减小，总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知：干路电流I增大，路端电压U变小，R T和R2并联的电压U并＝E－I总(R1＋r)，I总增大，E、R1、r均不变，则U并减小，通过R2的电流I2减小，通过电流表的电流I＝I总－I2，I总增大，I2减小，则I变大．所以I变大，U变小．根据公式C＝QU，在电容不变的情况下，电压减小，故带电量Q减小，故BC正确．【答案】BC。
人教版高中物理选修3-2课时训练12传感器及其工作原理.docx
高中物理学习材料桑水制作课时训练12 传感器及其工作原理1.下列说法正确的是( )。
A.凡将非电学量转化为电学量的传感器都是物理传感器B.湿敏传感器只能是物理传感器C.物理传感器只能将采集到的信息转化为电压输出D.物理传感器利用的是物质的物理性质和物理效应答案:D解析:各种传感器虽然工作原理不同,但基本功能相似,多数是将非电学量转化为电学量,故A错;湿敏传感器为化学传感器,故B错;传感器既可将信息转化为电压输出,也可转化为电流、电阻等输出,故C错;由物理传感器定义知D正确。
2.2008年,中国牛奶行业经历了一次严峻考验,许多牛奶制品中被检测出化学原料三聚氰胺。
在多种检测三聚氰胺的方法中有一种“酶标法检测”,若这种检测方法,使用了传感器,应为传感器中的哪一类( )。
A.物理传感器B.化学传感器C.生物传感器D.温度传感器答案:C解析:检测方法为酶标法,所以其原理应该是利用了生物酶,故应为生物传感器,所以C正确。
3.下列仪器或装置不是利用传感器的是( )。
A.汽车防盗报警器B.宾馆房间内的火灾报警器C.工兵用的地雷探测仪D.用钥匙打开房门答案:D解析:A、B、C三种仪器都是将非电学量转换成电学量的装置,都是利用了传感器。
用钥匙打开房门是利用了机械原理,不是利用的传感器。
4.在温控电路中,通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制。
如图所示电路,R1为定值电阻,R2为半导体热敏电阻(温度越高电阻越小),C为电容器。
当环境温度降低时( )。
A.电容器C的带电荷量增大B.电压表的读数增大C.电容器C两板间的电场强度减小D.R1消耗的功率增大答案:AB解析:当环境温度降低时,R2变大,电路的总电阻变大,由I=知I变小,又U=E-Ir,电压表的读数U增大,B正确;又由U1=IR1及P1=I2R1可知U1变小,R1消耗的功率P1变小,D错误;电容器两板间的电压U2=U-U1,U2变大,由场强E'=,Q=CU2可知Q、E'都增大,故A正确,C错误。
人教版高二物理选修3-2第六章 6.1传感器及其工作原理课时训练(Word版含解析)
2019-2020学年人教版物理选修3-26.1传感器及其工作原理课时训练一、不定项选择题1．关于传感器，下列说法正确的是()A．所有传感器的材料都是由半导体材料制成的B．金属材料也可以制成传感器C．传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的D．以上说法都不正确2．随着电子技术的发展，霍尔传感器被广泛应用在汽车的各个系统中。
其中霍尔转速传感器在测量发动机转速时，情景简化如图甲所示，被测量转子的轮齿(具有磁性)每次经过霍尔元件时，都会使霍尔电压发生变化，传感器的内置电路会将霍尔电压调整放大，输出一个脉冲信号，霍尔元件的原理如图乙所示。
下列说法正确的是()A．霍尔电压是由于元件中定向移动的载流子受到电场力作用发生偏转而产生的B．若霍尔元件的前端电势比后端低，则元件中的载流子为负电荷C．在其他条件不变的情况下，霍尔元件的厚度c越大，产生的霍尔电压越高D．若转速表显示1 800 r/min，转子上齿数为150个，则霍尔传感器每分钟输出12个脉冲信号3．[多选]对负温度系数的热敏电阻，正确的叙述是()A．受热后，电阻随温度的升高而迅速减小B．受热后，电阻基本不变C．热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度，反应快，而且精确度高D．以上说法都不对4.[多选]如图所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻、R2为定值电阻，A、B接监控装置，则()A．当有人通过而遮住光线时，A、B之间电压升高B．当有人通过而遮住光线时，A、B之间电压降低C．当仅增大R2的阻值时，可增大A、B之间的电压D．当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压5.如图所示是观察电阻值随温度变化情况示意图。
现在把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况，下列说法正确的是()A．如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显B．如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显C．如果R为NTC热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变小，读数变化非常明显D．如果R为NTC热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变小，读数变化不明显6.如图所示，将一光敏电阻接入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，用光照射光敏电阻时，表针的偏角为θ；现用手掌挡住部分光线，表针的偏角为θ′，则可判断()A．θ′＝θB．θ′＜θC．θ′＞θD．不能确定7.如图所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻，L为小灯泡，当温度降低时()A．R1两端的电压增大B．电流表的示数增大C．小灯泡的亮度变强D．小灯泡的亮度变弱8．[多选]霍尔元件的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高(可达1 MHz)，耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及烟雾等的污染或腐蚀，所以得到了广泛的应用。
2018-2019学年高二物理同步人教版选修3-2课时跟踪检测：(十二) 传感器及其工作原理
课时跟踪检测（十二） 传感器及其工作原理1．光传感器的作用是( )A ．利用光敏电阻将光信号转化为电信号B ．利用光敏电阻将电信号转化为光信号C ．利用光敏电阻将光信号与电信号互相转化D ．以上说法都不正确解析：选A 光传感器是利用光信号的强弱对应电阻不同而实现把光信号转化为电信号的。
2．关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是( )A ．非电学量→敏感元件→转换电路→电学量→转换元件B ．电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量C ．非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量D ．非电学量→转换电路→转换元件→敏感元件→电学量解析：选C 传感器工作的一般流程为非电学量敏感元件――→(被) 转换元件转换电路――――――――――→(感知，然后通过) ―――――――――→(转换成电信号，再通过) 电学量，因此A 、B 、D 错，C 对。
―――――――――→(将此信号转换成 3．[多选]如图所示是用光敏电阻LDR 和灯泡制成的一种简易水污染指示器，下列说法中正确的是( )A ．严重污染时，LDR 是高电阻B ．轻度污染时，LDR 是高电阻C ．无论污染程度如何，LDR 的电阻不变，阻值大小由材料本身因素决定D ．该仪器的使用会因为白天和晚上受到影响解析：选AD 严重污染时，透过污水照到LDR 上的光线较少，LDR 电阻较大，A 对，B 错；LDR 由半导体材料制成，受光照影响电阻会发生变化，C 错；白天和晚上自然光强弱不同，或多或少会影响LDR 的电阻，D 对。
4．有一电学元件，温度升高时其电阻减小，这种元件可能是( )A ．金属导体 B ．光敏电阻C ．热敏电阻D ．霍尔元件解析：选C 金属导体电阻一般随温度升高而增大，光敏电阻是随光照强度的增大而减小，正温度系数热敏电阻的阻值随温度的升高而增大，负温度系数热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，霍尔元件随磁感应强度的增大而增大，故C对，A、B、D错。
高中物理课时训练(十二)传感器及其工作原理新人教版选修3-2(2021学年)
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课时跟踪检测(十二）传感器及其工作原理1．光传感器的作用是( ）A．利用光敏电阻将光信号转化为电信号B．利用光敏电阻将电信号转化为光信号C．利用光敏电阻将光信号与电信号互相转化Ｄ.以上说法都不正确解析：选A 光传感器是利用光信号的强弱对应电阻不同而实现把光信号转化为电信号的.2．关于传感器工作的一般流程,下列说法中正确的是（ )A.非电学量→敏感元件→转换电路→电学量→转换元件Ｂ．电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量Ｃ．非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量D．非电学量→转换电路→转换元件→敏感元件→电学量解析：选Ｃ传感器工作的一般流程为非电学量错误!敏感元件错误!转换元件错误!转换电路错误!电学量,因此A、Ｂ、D错,Ｃ对.3.关于光敏电阻，下列说法正确的是( ）A．受到的光照越强，电阻越小B.受到的光照越弱,电阻越小Ｃ．它的电阻与光照强度无关D.以上说法都不正确解析:选Ａ光敏电阻是由半导体材料做成的,光照射到光敏电阻上使载流子增多,导电能力增强,电阻变小，因此光照强度越大,电阻越小。
4．有一电学元件,温度升高时其电阻减小,这种元件可能是( ）A．金属导体Ｂ.光敏电阻C．NTＣ热敏电阻D．ＰＴC热敏电阻解析:选Ｃ金属导体电阻一般随温度升高而增大,光敏电阻是随光照强度的增大而减小，PTＣ热敏电阻的阻值随温度的升高而增大，只有ＮTＣ热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,C 对,A、B、Ｄ错。
人教版高中物理选修3-2传感器及其工作原理同步练习(5).docx
高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）传感器及其工作原理同步练习1．下列说法正确的是A．传感器担负着信息采集的任务B．干簧管是一种磁传感器C．传感器不是电视摇控接收器的主要元件D．传感器是力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的主要工具2．如图6－1－4为电阻R随温度T变化的图线，下列说法中正确的是A．图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的B．图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的C．图线1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高D．图线2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高3．用多用电表的同一档位测量热敏电阻和光敏电阻的阻值时，下列说法正确的是图6－1－4 A．测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越大B．测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越小C．测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越大D．测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越小4．利用半导体材料可制成哪些电子元件A．热敏电阻B．光敏电阻C．晶体管D．标准电阻5．如图6－1－5所示，某半导体热敏电阻的I－U图线可能是6．金属铂的电阻值对温度高低非常敏感，图6－1－6中可能表示金属铂电阻的U －I 图线是7．下列说法正确的是 A ．金属导体的电阻率随温度增加而减小 B ．半导体的电阻率随温度增加而增大 C ．用半导体制成的热敏电阻，可以作为测温元件 D ．用半导体制成的光敏电阻，可以起到开关的作用 8．关于热敏电阻以下说法中正确的是 A ．热敏电阻的阻值随温度升高而增大 B ．热敏电阻的阻值随温度升高而减小 C ．热敏电阻的阻值随温度变化而均匀变化 D ．热敏电阻可以用金属氧化物制作 9． 一般光敏电阻的阻值随入射光强度的增加而＿＿＿＿＿．由于它对光照较敏感，所以可以作＿＿＿＿＿传感器．10． 在自动恒温装置中，某半导体材料的电阻率随温度的变化如图6－1－7所示，这种材料具有发热和控温双重功能．回答下列问题：（1）通电后，其电功率A ．先增大后减小 B ．先减小后增大 C ．一直不变 D ．无法确定 （1） 光其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在 A ． t 1B ． t 2C ． t 1至t 2的某一值上D ． 大于t 2的某一值上11． 按图6－1－8连接好电路，合上S ，发现小灯泡不亮，原因是＿＿＿＿＿；用电吹风对热敏电阻吹图6－1－5 图6－1－7一会，会发现小灯泡＿＿＿＿＿，原因是＿＿＿＿＿；停止吹风，会发现＿＿＿＿＿；把热敏电阻放入冷水中会发现＿＿＿＿＿．12．试推导霍尔电压的表达式U B＝kIN/d拓展提高思维升华在理解材料上讲授的常见传感器工作原理的基础上，科学运用知识的正迁移，会分析新的传感器的工作原理，分析它们如何实现把非电学量转换为电学量的．综合实践与创新随着生活质量的提高，自动干手机已经进入家庭．洗手后，将湿手靠近自动干手机，机内的传感器便驱动电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近自动干手机能使传感器工作，是因为A改变了湿度B改变了温度C改变了磁场D改变了电容2．（2000年全国理综）如图6－1－9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图6－1－9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：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）．电子所受的洛伦兹力的大小为＿＿＿＿＿＿．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＿＿＿＿＿＿．当静电力和洛伦兹力平衡的条件，证明霍尔系统为k=1/ne，其中n代表导体板单位体积中电子的个数．参考答案1．ABD2．BD3．AD4．ABC5．B6．B7．CD8．BD9．减小，光电10．(1)A (2)C 11．由于热敏电阻阻值较大，左侧电路电流较小，电磁铁磁性较弱吸不住衔铁；逐渐变亮电吹风对热敏电阻加热使其阻值变小，电路中电流增大，电磁铁吸住衔铁，小灯泡不会立即熄灭，热敏电阻温度仍然较高；小灯泡熄灭。
高中人教版物理选修3-2课时分层作业12 传感器及其工作原理+Word版含解析
课时分层作业(十二)[基础达标练](时间：15分钟分值：50分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分)1．人类发射的绕地球运转的所有航天器，在轨道上工作时都需要电能，所需要的电能都是由太阳能电池把太阳能转化为电能得到的，要求太阳能电池板总是对准太阳，为达到这一要求应利用下列哪种传感器来感知太阳方位()A．力传感器B．光传感器C．温度传感器D．生物传感器【解析】太阳能电池板的有效采光面积不同，所产生的电流不同，当电流最大时正对太阳，所以应用的是光传感器，选项B正确，选项A、C、D错误．【答案】 B2．关于光敏电阻和热敏电阻，下列说法中正确的是()A．光敏电阻是用半导体材料制成的，其阻值随光照增强而减小，随光照的减弱而增大B．光敏电阻是能把光照强度这个光学量转换为电流这个电学量的传感器C．热敏电阻是用金属铂制成的，它对温度感知很灵敏D．热敏电阻是把热量这个热学量转换为电阻这个电学量的传感器【解析】光敏电阻是把光强转换为电阻的元件；热敏电阻是把温度转换为电阻的元件，故B、D错误；热敏电阻和光敏电阻都是半导体材料制成的，半导体具有光敏性和热敏性，金属铂与热敏电阻的阻值随温度的变化趋势相反，故C错误．【答案】 A3．当你走近某些宾馆、酒楼的大门时，门就会自动为你打开；当你走进门之后，门又在你身后自动关上．你觉得这可能是将下列哪种外界信息转换为有用的信息()A．温度B．运动C．人D．光线【解析】自动门的自动控制要求灵敏、可靠，若以温度控制，人的体温与夏季气温接近，则在夏季自动门将无法使用．自动门实际使用的是红外线传感器，红外线属于不可见光，人在白天或黑夜均发出红外线，传感器接收到人体发出的红外线后传给自动控制装置的电动机，实现自动开、关门．故D正确．【答案】 D4．如图6-1-13(a)所示的电路中，光敏电阻R2加上图(b)所示的光照时，R2两端的电压变化规律是图中的()【导学号：57272137】图6-1-13【解析】光敏电阻随光照的增强电阻减小，电路中电流增大，电阻R1两端电压增大，R2两端电压减小，但不能减小到零．故选项B正确．【答案】 B5．如图6-1-14所示是观察电阻R随温度变化情况的示意图．现在把杯中的水由冷水换为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是()图6-1-14A．如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显B．如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显C．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化非常明显D．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化不明显【解析】若为金属热电阻，温度升高后，电阻变大，但由于金属热电阻灵敏度较差，故欧姆表读数变大但不明显，选项A、B错误；若为用半导体材料制作的热敏电阻，由于热敏电阻的灵敏度较高，读数将明显变化，选项C正确，选项D 错误．【答案】 C6．(多选)如图6-1-15所示是利用硫化镉制成的光敏电阻自动计数的示意图，其中A是发光仪器，B是光敏电阻，R是普通定值电阻，下列说法中正确的是()图6-1-15A．当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变小，电压表读数变小B．当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电压表读数变大C．当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变小，电压表读数变小D．当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电压表读数变大【解析】B是光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小．当没有物品挡住光时，光射向B，B的阻值减小，其电流变大，由U＝E－Ir知电压表读数变小，A 正确，B错误．有物品时，光被挡住，B的阻值增大，电流减小，电压表读数变大，C错误，D正确．【答案】AD二、非选择题(14分)7．影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减小．某课题研究组在研究某种导电材料的用电器件Z的导电规律时，利用如图6-1-16甲所示的分压电路，测得其电压与电流的关系如表所示：甲乙图6-1-16(1)根据表中数据，用电器件Z可能属于上述哪类材料？(2)把用电器件Z接入图乙所示的电路中，闭合开关，电流表的读数为1.8 A，电池的电动势为3 V，内阻不计，电阻R的电功率为多大？【解析】(1)由表格中数据可得，电阻随电压的增大而减小，而电压越大，用电器件温度越高，所以材料为半导体．(2)查表I＝1.8 A时，Z的电压为1.2 V，则U R＝E2－U Z＝3 V－1.2 V＝1.8 V.P R＝IU R＝1.8×1.8 W＝3.24 W.【答案】(1)半导体(2)3.24 W[能力提升练](时间：25分钟分值：50分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分)1．(多选)如图6-1-17为电阻R随温度T变化的图线．下列说法中正确的是()图6-1-17A．图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的B．图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的C．图线1对应的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高D．图线2对应的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高【解析】金属热电阻的阻值随温度升高而增大，半导体材料的热敏电阻的阻值随温度升高而减小，所以A错误，B正确；图线1对应的材料化学稳定性好但灵敏度低，图线2对应的材料化学稳定性差但灵敏度高，所以C错误，D正确．【答案】BD2．如图6-1-18所示，R3是光敏电阻，当开关S闭合后在没有光照射时，a、b 两点等电势，当用光照射电阻R3时，则()图6-1-18A．R3的电阻变小，a点电势高于b点电势B．R3的电阻变小，a点电势低于b点电势C．R3的电阻变大，a点电势高于b点电势D．R3的电阻变大，a点电势低于b点电势【解析】光照射R3时，由光敏电阻特性，R3的电阻变小，所以U R3减小，a 点电势升高，即a点电势高于B点电势，A正确．【答案】 A3．某同学设计的散热排风控制电路如图6-1-19所示，M为排风扇，R是可变电阻，R0是半导体热敏电阻，其阻值随温度升高而减小．控制开关电路具有下列特性：当A点电势φA＜φ0时，控制开关处于断路状态；当φA≥φ0时，控制开关接通电路，M开始运转．下列说法中正确的是()图6-1-19A．环境温度升高时，A点电势升高B．可变电阻R阻值调大时，A点电势降低C．可变电阻R阻值调大时，排风扇开始工作的临界温度升高D．若用金属热电阻代替半导体热敏电阻，电路仍能正常工作【解析】当环境温度升高时，半导体热敏电阻R0的阻值随温度升高而减小，则电路中的电流增大，所以A点的电势升高，故A正确；可变电阻R阻值调大时，导致电路的电流减小，则A点电势升高，故B错误；可变电阻R阻值调大时，导致电路的电流减小，则A点电势升高，由于当A点电势φA＜φ0时，控制开关处于断路状态；当φA≥φ0时，控制开关接通电路，M开始运转，工作临界温度没变，而是提前被接通，故C错误；若用金属热电阻代替半导体热敏电阻，当温度升高时，其阻值增大，导致A点电势降低，则开关会处于断开状态，所以起不到散热排风的作用，故D错误．【答案】 A4．压敏电阻是力电传感器中很重要的元件之一，其性能是随压力的增大压敏电阻的阻值减小．某研究小组为了分析压敏电阻对电路的影响，设计了如图6-1-20所示的电路，在一绝缘盒内，将一压敏电阻与一定值电阻并联接在一内阻不可忽略的电源两端，在压敏电阻上放置一重物，当装置静止不动时，理想电流表的示数为I0.则()图6-1-20A．如果整个装置竖直向上做匀速直线运动，则电流表的示数大于I0B．如果整个装置竖直向上做匀加速直线运动，则电流表的示数大于I0C．如果整个装置竖直向上做匀减速直线运动，则电流表的示数大于I0D．无论装置做何种运动，电流表的示数恒为I0【解析】当系统静止时，压敏电阻所受的压力等于重物的重力，如果整个装置做匀速直线运动，则压敏电阻所受的压力大小不变，压敏电阻的阻值不变，则电流表的示数恒为I0，A错误；当系统竖直向上做加速运动时，加速度向上，压敏电阻所受的压力大于重物的重力，压敏电阻的阻值减小，总电阻减小，总电流增大，内压增大，则路端电压减小，电流表的示数小于I0，反之大于I0，则B、D错误，C正确．【答案】 C5．(多选)电容式传感器的用途非常广泛，由于电容器的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素，当某一物理量发生变化时就能引起电容的变化，如图6-1-21是某种电容式传感器的示意图，关于这个传感器的作用，下列说法正确的是()【导学号：57272138】图6-1-21A．可以通过电介质的左右移动来测量位移B．可以通过电介质的左右移动再结合时间来测量速度C．可以通过电介质的左右移动来测量极板受到的压力D．可以通过电介质的左右移动结合时间来测量极板的速度【解析】电容器可以由电介质的变化引起电容的变化测量位移x，也可以结合时间来测量位移变化的快慢即速度．故A、B选项正确；电介质的运动与极板的变化都影响电容的变化，故不能通过电介质的运动来测量极板受到的压力及极板的运动快慢，C、D错误．【答案】AB6．电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(即单位时间内通过管内横截面积的流体的体积)．为了简化，假设流量计是如图6-1-22所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c.流量计的两端与输送流体的管道相连(图中的虚线)．图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料．现于流量计所在处加磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面．当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接，I表示测得的电流值．已知流体的电阻率为ρ，不计电流表的内阻，则可求得流量为()图6-1-22A.I B ⎝ ⎛⎭⎪⎫bR ＋ρc a B.I B ⎝ ⎛⎭⎪⎫aR ＋ρb c C.I B ⎝ ⎛⎭⎪⎫cR ＋ρa b D.I B ⎝ ⎛⎭⎪⎫R ＋ρbc a 【解析】 构成闭合回路后，电路中的总电阻为R 总＝R ＋ρc ab ，当在上、下两面形成稳定的电势差时有q v B ＝q U c ，上、下两面之间的电势差为U ＝I ⎝ ⎛⎭⎪⎫R ＋ρc ab ，所以流量为Q ＝S v ＝bc I ⎝ ⎛⎭⎪⎫R ＋ρc ab Bc ＝I B ⎝ ⎛⎭⎪⎫bR ＋ρc a ，故选A. 【答案】 A二、非选择题(14分)7．一块N 型半导体薄片(称霍尔元件)，其横截面为矩形，体积为b ×c ×d ，如图6-1-23所示．已知其单位体积内的电子数为n 、电阻率为ρ、电子电荷量为e .将此元件放在匀强磁场中，磁场方向沿z 轴正方向，并通有沿x 轴正方向的电流I .图6-1-23(1)此元件的C 、C ′两个侧面中，哪个面电势高？(2)试证明在磁感应强度一定时，此元件的C 、C ′两个侧面的电势差与其中的电流成正比；(3)磁强计是利用霍尔效应来测量磁感应强度B 的仪器．其测量方法为：将导体放在匀强磁场中，用毫安表测量通过的电流I ，用毫伏表测量C 、C ′间的电压U CC ′，就可测得B .若已知其霍尔系数k ＝1ned ＝10 mV/mA·T.并测量U CC ′＝0.6mV ，I ＝3 mA.试求该元件所在处的磁感应强度B 的大小．【解析】 (1)因电子的运动方向与电流的方向相反，再由左手定则可知，电子向C 面偏移，所以C ′面电势较高．(2)假设定向移动速度为v ，由I ＝q t ，q ＝nebd v t ，可得：I＝nebd v稳定时有：Be v＝eU CC′b可得：U CC′＝Bned I，Bned中各量均为定值，所以侧面的电势差与其中的电流成正比．(3)由(2)可知B＝U CC′kI，代入得：B＝0.02 T.【答案】(1)C′面较高(2)见解析(3)0.02 T情感语录1.爱情合适就好，不要委屈将就，只要随意，彼此之间不要太大压力2.时间会把最正确的人带到你身边，在此之前，你要做的，是好好的照顾自己3.女人的眼泪是最无用的液体，但你让女人流泪说明你很无用4.总有一天，你会遇上那个人，陪你看日出，直到你的人生落幕5.最美的感动是我以为人去楼空的时候你依然在6.我莫名其妙的地笑了，原来只因为想到了你7.会离开的都是废品，能抢走的都是垃圾8.其实你不知道，如果可以，我愿意把整颗心都刻满你的名字9.女人谁不愿意青春永驻，但我愿意用来换一个疼我的你10.我们和好吧，我想和你拌嘴吵架，想闹小脾气，想为了你哭鼻子，我想你了11.如此情深，却难以启齿。
2018年人教高中物理同步导学案选修3-2 课时作业word版第六章 1 传感器及其工作原理
[课时作业]一、单项选择题1．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．超导体解析：金属导体的电阻随温度的升高而增大，A错误；绝缘体的电阻随温度的升高几乎不变，B错误；超导体的电阻随温度的升高而增大，D错误；有些半导体的电阻随温度的升高而减小，如热敏电阻，C正确．答案：C2．如图所示，R T为负温度系数的热敏电阻，R为定值电阻，若往R T上擦些酒精，在环境温度不变的情况下，关于电压表示数的变化情况，下列说法中正确的是()A．变大B．变小C．先变大后变小再不变D．先变小后变大再不变解析：往R T上擦酒精后，酒精蒸发吸热，热敏电阻R T温度降低，电阻值增大，根据串联电路的分压特点，电压表示数变小．当酒精蒸发完毕后，R T的温度逐渐升高到环境温度后不变，所以热敏电阻的阻值逐渐变小，最后不变．故电压表的示数将逐渐变大，最后不变．所以选项D正确．答案：D3.如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制成的传感器，话筒的振动膜前面有薄薄的金属涂层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属涂层和这个金属板构成电容器的两极．在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，从而使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因是电容器两板间的()A．距离变化B．正对面积变化C．电介质变化D．电压变化解析：振动膜前后振动，使振动膜上的金属涂层与金属板间的距离发生变化，从而将声音信号转化为电信号．答案：A4．传感器可将非电学量转化为电学量起自动控制作用，如计算机鼠标中有位移传感器，电饭煲中有温度传感器，电视机、录像机、影碟机、空调机中有光电传感器，如图是演示位移传感器的工作原理图，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的滑动触头滑动，通过电压表显示的数据来反映物体位移的大小，假设电压表是理想的，则下列说法正确的是() 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，电压表没有示数解析：由于电压表是理想的，因此滑片P移动时，不改变闭合电路的电阻，电源内的电流不发生变化，即电流恒定，A、C错误；物体M运动时，电压表所测电压是变化的，M不动时，电压表示数恒定，B正确，D错误．答案：B5．在信息技术高速发展、电子计算机广泛应用的今天，担负着信息采集任务的传感器在自动控制、信息处理技术中发挥着越来越重要的作用，其中热电传感器是利用热敏电阻将热信号转换成电信号的元件．某学习小组的同学在用多用电表研究热敏特性实验中，安装好如图所示装置．向杯内加入冷水，温度计的示数为20 ℃，多用电表选择适当的倍率，读出热敏电阻的阻值R1.然后向杯内加入热水，温度计的示数为60 ℃，发现多用电表的指针偏转角度较大，则下列说法正确的是()A．应选用电流挡，温度升高换用大量程测量B．应选用电流挡，温度升高换用小量程测量C．应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率大的挡D．应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率小的挡解析：多用电表与热敏电阻构成的回路中未接入电源，故不能用电流表，A、B 均错；当温度升高时多用电表指针偏转角度较大，说明热敏电阻的阻值变小了，应该换用倍率小的挡，C错误，D正确．答案：D6.利用现代信息技术进行的实验叫作DIS实验，DIS由传感器、数据采集器和计算机组成．如图所示为“用DIS测变速直线运动的瞬时速度”实验的装置图，图中①所示的器材为()A．位移传感器B．速度传感器C．时间传感器D．光电门传感器解析：光电门传感器能够测量并记录挡光片通过光电门的时间t.若挡光片的宽度，故D正确．为d，则瞬时速度v＝dt答案：D二、多项选择题7．关于传感器，下列说法正确的是()A．光敏电阻和热敏电阻都是由半导体材料制成的B．金属材料也可以制成传感器C．传感器主要是通过感知电阻的变化来传递信号的D．以上说法都不正确解析：光敏和热敏电阻分别应用了半导体的不同特性制成，A正确．由于金属材料的电阻随温度而变化，可制成将温度信号转换为电信号的传感器，B正确．传感器可感知电阻、电压、电流等各种的变化来传递信号，C错误．答案：AB8．以下说法中正确的是()A．光敏电阻的阻值随温度升高而增大B．光敏电阻的阻值随温度升高而减小C．热敏电阻的阻值随温度变化而均匀变化D．热敏电阻可以用金属氧化物制作答案：BD9．如图所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当入射光强度增大时()A．电压表的示数增大B．R2中电流减小C．小灯泡的功率增大D．电路的路端电压增大解析：当入射光强度增大时，R3阻值减小，外电路电阻随R3的减小而减小，R1两端电压因干路电流增大而增大，即电压表的示数增大，A项正确．同时内电压增大，故电路的路端电压减小，D项错误．由路端电压减小，而R1两端电压增大知，R2两端电压必减小，则R2中电流减小，故B项正确．由干路电流增大知，流过小灯泡的电流必增大，故小灯泡的功率增大，C项正确．答案：ABC10．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．如图中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，光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，如图中乙所示．若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为0.2 m，则下述说法正确的是()A．传送带运动的速度是0.1 m/sB．传送带运动的速度是0.2 m/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个工件解析：有工件通过时，挡住A射向光传感器B的光，B的电阻增大，输出一个高电压，故知两相邻工件通过时间t＝1 s，传送带的速度v＝0.21m/s＝0.2 m/s.每小时传送工件3 600个．答案：BC三、非选择题11．观察如图所示的电容式传感器，并回答问题．(1)图甲是________的电容式传感器，原理是_______________________.(2)图乙是________的电容式传感器，原理是_______________________.(3)图丙是________的电容式传感器，原理是________________________.(4)图丁是________的电容式传感器，原理是________________________.解析：(1)图甲是角度的电容式传感器，其原理是当动片旋进的角度不同时，电容器的正对面积不同，电容不同．(2)图乙是液体的电容式传感器，其原理是导电液体相当于电容器的一个极板，当液体深度发生改变时，相当于两极板的正对面积发生改变，电容也随之改变．(3)图丙是压力的电容式传感器，其原理是当作用在一个电极的压力改变时，金属片的形变也发生改变，两极板的距离发生改变，电容也发生改变．(4)图丁是位移的电容式传感器，其原理是电介质板和物体固定在一起，当物体发生一小段位移时，插入两极极间的电介质发生变化，导致电容发生变化． 答案：见解析12．一块N 形半导体薄片(称霍尔元件)，其横截面为矩形，体积为b ×c ×d ，如图所示．已知其单位体积内的电子数为n 、电阻率为ρ、电子电荷量e .将此元件放在匀强磁场中，磁场方向沿z 轴方向，并通有沿x 轴方向的电流I .(1)此元件的C 、C ′两个侧面中，哪个面电势高？(2)试证明在磁感应强度一定时，此元件的C 、C ′两个侧面的电势差与其中的电流成正比．(3)磁强计是利用霍尔效应来测量磁感应强度B 的仪器．其测量方法为：将导体放在匀强磁场之中，用毫安表测量通过的电流I ，用毫伏表测量C 、C ′间的电压U CC ′，就可测得B .若已知其霍尔系数k ＝1ned ＝10 mV/mA·T.并测得U CC ′＝0.6mV ，I ＝3 mA.试求该元件所在处的磁感应强度B 的大小．解析：(1)因电子的运动方向与电流的方向相反，再由左手定则可知，电子向C 面偏移，所以C ′面电势较高．(2)假设电子定向移动速度为v ，I ＝q t ，q ＝nebd v t ，可得I ＝nebd v .稳定时有Be v ＝e U CC ′b ，可得U CC ′＝B ned I ，式B ned 中各量均为定值，所以侧面的电势差与其中的电流成正比．(3)由(2)可知B＝U CC′kI代入得B＝0.02 T.答案：(1)C′面较高(2)见解析(3)0.02 T。
2019-2020学年高二物理人教版选修3-2课时练：(13)传感器及其工作原理 Word版含答案
传感器及其工作原理1、电热水器在使用过程中能按设置温度自动跳闸断电，是因为电热水器中安装了（）A．光传感器 B．温度传感器 C．红外传感器 D．湿度传感器2、如图所示,将一由硫化镉材料制作的光敏电阻接在多用电表两表笔间,将多用电表的选择开关置于欧姆挡.在室内自然光的照射下,测得电阻阻值为R1,用手掌挡住部分光线,测得电阻阻值为R2。
则( )A.R1<R2B.R1=R2C.R1>R2D.无法判断R1,R2大小关系3、压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,有同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置,其工作原理如图甲所示,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,重球直径略小于压敏电阻和挡板间距,小车向右做直线运动的过程中,电流表示数如图乙所示,下列判断正确的是( )A.从0到t1时间内,小车一定做匀速直线运动B.从t1到t2时间内,小车做匀加速直线运动C.从t2到t3时间内,小车做匀加速直线运动D.从t2到t3时间内,小车做匀速直线运动4、温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中,它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的。
如图甲所示为某装置中的传感器工作原理图,已知电源的电动势 ,内电阻不计; G为灵敏电流表,内阻E V9.0?R保持不变; R为热敏电阻,其电阻阻值G与温度的变化关系如图乙所示。
闭合开关S,当R的温度等于20C︒时,电流表示数12I mA=;当电流表的示数23.6?I mA=时,热敏电阻的温度是( )A. 60C︒B. 80C︒C. 100C︒D. 120C5、霍尔元件是磁传感器,是实际生活中的重要元件之一。
如图所示为长度一定的霍尔元件,在该元件中通有方向从E到F的恒定电流I,现在空间加一竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B,其中元件中的载流子为带负电的电荷。
则下列说法正确的是( )A.该元件能把电学量转化为磁学量B.左表面的电势高于右表面C.如果用该元件测赤道处的磁场,应保持平面呈水平状态D.如果在霍尔元件中的电流大小不变,则左右表面的电势差与磁场的磁感应强度成正比6、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R与LED之间的距离不变,下列说法正确的是( )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.无论怎样移动滑动触头P,L消耗的功率都不变7、某温度检测、光电控制加热装置原理如图所示。
2019-2020学年物理高中人教版选修3-2学案：6.1传感器及其工作原理 Word版含解析
第六章 传感器1 传感器及其工作原理学习目标1.知道什么是传感器,理解各类传感器的工作原理.2.知道光敏电阻的特点及作用.3.掌握热敏电阻和金属热电阻的特点及区别.4.理解霍尔元件的原理及作用.自主探究1.传感器能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等 量,并能把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的 、 等电学量,或转换为电路的 .2.光敏电阻在被光照时电阻发生变化,光照越强,电阻越 .3.热敏电阻的阻值随温度的升高而 ,且阻值随温度变化非常明显.4.霍尔电压的决定式为U H =k .式中d 为 ,k 为 .霍尔系数的大小与薄片的 IB d 有关.合作探究一、什么是传感器活动体验:音乐茶杯平放在桌上时,无声无息,提起茶杯,茶杯播放悦耳的音乐.提出问题:音乐茶杯的工作开关在哪里?开启的条件是什么?猜想假设:(1)开关在茶杯底部,茶杯被提起后,所受的压力发生改变,茶杯的开关闭合,音乐响起.(2)开关在茶杯底部,茶杯被提起后,茶杯底部的光线由弱变强,茶杯的开关闭合,音乐响起.实验探究:(1)提起茶杯,用两根手指使劲挤压茶杯的底部,音乐并没有停止.(2)提起茶杯,用书挡住茶杯的底部但不挤压,音乐停止.自主学习:阅读课本P52“什么是传感器”的内容,学习相关的知识.传感器把 量转换为 量,便于测量、传输、处理和控制.二、光敏电阻活动体验:将一只光敏电阻接到多用电表的两端,电表置于倍率为100的欧姆挡.在室内自然光的照射下,电阻值很大;在强光的照射下,电阻值很小.提出问题:换用一只普通的电阻,小心地把电阻表面的漆涂层除去一些,使里面的导电膜漏出来接受光照.重做上述实验,结果相同吗?自主学习:阅读课本的P53“光敏电阻”的内容,学习相关的知识.1.光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为 这个电学量.2.工作原理:光敏电阻在光照射下 发生变化.光敏电阻是由硫化镉制成的,硫化镉是一种半导体材料,无光照时,载流子极少,导电性能不好;随着光照的增强,载流子增多,导电性变好.三、热敏电阻活动体验:将一只热敏电阻接到多用电表的两端,电表置于倍率为100的欧姆挡.在冷水中,电阻值很小;在热水中,电阻值很小.提出问题:换用一只金属热电阻,重做上述实验,结果相同吗?自主学习:阅读课本的P 54“热敏电阻和金属热电阻”的内容,学习相关的知识.1.热敏电阻与金属热电阻相比,化学稳定性 ,温度范围 ,灵敏度 .2.热敏电阻或金属热电阻都能够把温度这个热学量转换为 这个电学量.四、霍尔元件自主学习:阅读课本P 55“霍尔元件”的内容,学习相关的知识.如图,在一个很小的矩形半导体(例如砷化铟)薄片上,制作四个电极E 、F 、M 、N ,它就成了一个霍尔元件.若在E 、F 间通入恒定的电流I ,同时外加与薄片垂直的磁场B ,则薄片中的载流子就在洛伦兹力的作用下,向着与电流和磁场都垂直的方向漂移,使M 、N 间出现电压U H .这个电压叫做霍尔电压,其决定式为U H =k .式中d 为薄片的厚度,k 为霍尔系数,它的大小与薄片的IB d 材料有关.1.一个霍尔元件的厚度d 、k 为定值,若保持I 恒定,则U H 的变化就与B 成 . 2.霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为 这个电学量.课堂检测1.关于干簧管,下列说法正确的是( )A.干簧管接入电路中相当于电阻的作用B.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的C.干簧管接入电路中相当于开关的作用D.干簧管是作为电控元件以实现自动控制的2.下列关于传感器的说法正确的是( )A.所有传感器都是由半导体材料做成的B.金属材料也可以制成传感器C.传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的D.以上说法都不正确3.有一个消毒用电器P,电阻为20kΩ,它只有在电压高于24V时才能工作.今用一个光敏电阻R1对它进行控制,光敏电阻在光照时为100Ω,黑暗时为1000Ω.电源电动势E为36V,内阻不计,另有一个定值电阻R2,电阻为1000Ω.下列电路,开关闭合后能使消毒用电器在光照时正常工作、黑暗时停止工作的是( )4.如图所示,将一光敏电阻接在多用电表两表笔上,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,用光照射光敏电阻时,表针自左向右的偏转角度为θ;现用手掌挡住部分光线,表针自左向右的偏角为θ',则可判断( )A.θ'=θB.θ'<θC.θ'>θD.不能确定5.如图所示,R3是光敏电阻,当开关S闭合后在没有光照射时,a、b两点等电势,当用光照射电阻R3时,则( )A.R3的电阻变小,a点电势高于b点电势B.R3的电阻变小,a点电势低于b点电势C.R3的电阻变大,a点电势高于b点电势D.R3的电阻变大,a点电势低于b点电势6.如图所示,在信息技术高速发展、电子计算机广泛应用的今天,担负着信息采集任务的传感器在自动控制、信息处理中发挥着越来越重要的作用,其中热电传感器是利用热敏电阻将热信号转换成电信号的元件.某学习小组的同学在用多用电表研究热敏特性实验中,安装好如图所示装置.向杯内加入冷水,温度计的示数为20℃,多用电表选择适当的倍率,读出热敏电阻的阻值R1.然后向杯内加入热水,温度计的示数为60℃,发现多用电表的指针偏转角度较大,则下列说法正确的是( )A.应选用电流挡,温度升高换用大量程测量B.应选用电流挡,温度升高换用小量程测量C.应选用欧姆挡,温度升高时换用倍率大的挡D.应选用欧姆挡,温度升高时换用倍率小的挡7.如图所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图.现把杯中的水由冷水变为热水,关于欧姆表的示数变化情况正确的是(设水对电阻阻值的影响不计)( )A.如果R为金属热电阻,示数变大,且变化非常明显B.如果R为金属热电阻,示数变小,且变化不明显C.如果R为热敏电阻(用半导体材料制成),示数变化非常明显D.如果R为热敏电阻(用半导体材料制成),示数变化不明显8.在温控电路中,通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制.如图所示电路,R1为定值电阻,R2为半导体热敏电阻(温度越高,电阻越小),C为电容器.当环境温度降低时( )A.电容器C的带电荷量增大B.电压表的示数增大C.电容器C两板间的电场强度减小D.R1消耗的功率增大9.如图所示是霍尔元件的工作原理示意图,如果用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(工作面是指较大的平面)( )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,U H将发生变化10.如图所示,将多用电表的选择开关置于“欧姆”挡,再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻R T的两端相连,这时表针恰好指在刻度盘的正中间.如果往R T上擦一些酒精,那么表针将向 (选填“左”或“右”)移动;如果用吹风机将热风吹向电阻,那么表针将向 (选填“左”或“右”)移动.11.如图所示为自动水位报警器的示意图,在水位低于B 时,电磁铁所在的控制电路部分断路, 灯亮;当水位升高到B 时,电磁铁所在的控制电路部分接通, 灯亮.12.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应强度为B 的匀强磁场中,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=k ,式中的比例系数k 称为霍IB d 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焦在导体板的一侧,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 是由电子的定向移动形成的,电子的平均定向移动速度为v ,电荷量为e.回答下列问题:(1)达到稳定状态时,导体板上侧面A 的电势 下侧面A'的电势(选填“高于”“低于”或“等于”).(2)电子所受的洛伦兹力的大小为 .(3)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 .(4)由静电力和洛伦兹力平衡的条件,证明霍尔系数为k=,其中n 代表导体板单位体积内1ne 电子的个数.参考答案自主探究1.非电学 电压 电流 通断2.小3.减小4.薄片的厚度 霍尔系数 材料合作探究一、什么是传感器自主学习:非电学 电学二、光敏电阻答案点拨:普通电阻的阻值与光照的程度无关.自主学习:1.电阻2.电阻三、热敏电阻答案点拨:金属热电阻的化学稳定性好,温度范围大,但灵敏度较差.自主学习:1.差 小 高2.电阻四、霍尔元件自主学习:1.正比2.电压课堂检测1.CD 解析:干簧管能感知磁场,是因为当两个舌簧所处位置的磁场方向相同时,就会吸引,所以将其作开关来使用,当磁场靠近的时候,就会闭合或断开.2.B 解析:半导体材料可以制成传感器,其他材料也可以制成传感器,所以A项错误,B项正确;传感器不但能感知电压的变化,还能感受力、温度、光、声、化学成分等非电学量,所以C 项错误.3.C 解析:利用相关知识分析可知,电路A和B只能使消毒用电器在光照时正常工作,不能在黑暗时停止工作;电路C能使消毒用电器在光照时正常工作,黑暗时停止工作;电路D不能使消毒用电器在光照时正常工作,黑暗时停止工作.4.B 解析:光敏电阻的阻值随光照的减少而增大,所以用手掌挡住部分光线后光敏电阻的阻值变大,多用电表的指针偏角变小.5.A 解析:当光照射R 3时,R 3阻值变小,R 4分压变大,则a 点电势将会升高,所以a 点电势高于b 点电势.6.D 解析:多用电表与热敏电阻构成的回路中未接入电源,故不能用电流表,A 、B 两项错误;当温度升高时多用电表指针偏转角度较大,说明热敏电阻的阻值变小了,应该换用倍率小的挡,C 项错误,D 项正确.7.C 解析:金属热电阻的阻值随温度的升高而增大,但灵敏度较差.而热敏电阻(用半导体材料制成)灵敏度高,C 项正确.8.AB 解析:当环境温度降低时,R 2变大,电路的总电阻变大,由I=知,I 变小,又U=E-Ir ,电E R 总压表的示数U 增大,B 项正确;又由U 1=IR 1及P 1=I 2R 1可知,U 1变小,R 1消耗的功率P 1变小,D 项错误;电容器两板间的电压U 2=U-U 1,U 2变大,由电场强度E'=,Q=CU 2可知,Q 、E'都增大,故A U 2d 项正确,C 项错误.9.ABD 解析:一个磁极靠近霍尔元件工作面时,B 增强,由U H =k 知,U H 将变大,故A 项正确;IB d 两极处磁场可看作与地面垂直,所以工作面应保持水平,故B 项正确;赤道处磁场可看作与地面平行,所以工作面应保持竖直,故C 项错误;若磁场与工作面夹角为θ,则应有qvB sin θ=q ,可见U H d θ变化时,U H 将变化,故D 项正确.10.解析:若往R T 上擦一些酒精,由于酒精蒸发吸热,热敏电阻R T 温度降低,电阻值增大,所以电流减小,表针应向左偏;用吹风机将热风吹向电阻,电阻R T 温度升高,电阻值减小,电流增大,表针向右偏.答案:左 右11.解析:当水位低于B 时,电磁铁所在的控制电路部分断路,此时电磁铁不吸引衔铁,绿灯所在回路接通,所以绿灯亮;当水位升高到B 时,电磁铁所在的控制电路部分接通,电磁铁具有磁性,吸引衔铁使红灯所在回路接通,所以此时红灯亮.答案:绿 红12.解析:(1)电子向左移动,由左手定则知,电子受洛伦兹力向上,故上侧面A 聚积电子,下侧面A'聚积正电荷,故上侧面电势低于下侧面;(2)洛伦兹力F=evB ;(3)电子受静电力eE=e ;U ℎ(4)电子受纵向静电力和洛伦兹力的作用,两力平衡,有eE=e =evB 得,U=hvBU ℎ通过导体的电流I=nev ·d ·h由U=k 得,hvB=k ·IB d nevB ·d ·ℎd 解得,k=.1ne 答案:(1)低于 (2)evB (3) (4)见解析eU ℎ。
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课时训练12传感器及其工作原理题组一传感器的工作原理1.下列仪器或装置不是利用传感器的是()A.汽车防盗报警器B.宾馆房间内的火灾报警器C.工兵用的地雷探测仪D.用钥匙打开房门解析:A、B、C三种仪器都是将非电学量转换成电学量的装置,都是利用了传感器。
用钥匙打开房门是利用了机械原理,不是利用的传感器。
答案:D2.(多选题)许多楼道照明灯具有这样的功能:天黑时,出现声音它就开启;而在白天,即使有声音它也不会开启。
它的控制电路中可能接入的传感器是()A.温度传感器B.光传感器C.声音传感器D.热传感器解析:能感知声音和光照情况,说明电路中接入了光传感器和声音传感器,故B、C正确。
答案:BC3.有一些星级宾馆的洗手间装有自动干手机,洗手后将湿手靠近,机内的传感器就开通电热器加热,有热空气从机内喷出,将湿手烘干。
手靠近干手机能使传感器工作,是因为()A.改变湿度B.改变温度C.改变磁场D.改变电容解析:根据自动干手机工作的特征,手靠近干手机,电热器工作,手撤离后,电热器停止工作。
人体是导体,可以与其他导体构成电容器。
手靠近时相当于连接一个电容器,可以确定干手机内设有电容式传感器,由于手的靠近改变了电容大小,故D正确。
答案:D4.数码相机的普及逐渐淘汰了传统胶片相机。
数码相机的主要部件是电荷耦合器(CCD),能将光学量转化为电学量。
该部件可看作一种()A.力传感器B.温度传感器C.光传感器D.霍尔元件解析:因为CCD能把光学量转化为电学量,因而是一种光传感器。
答案:C5.下列有关各类电阻应用的说法中,错误的是()A.热敏电阻可应用于温度测控装置中B.光敏电阻是一种光电传感器C.电阻丝可应用于电热设备中D.电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用解析:热敏电阻对温度很敏感,光敏电阻对光照很敏感,电阻丝可用于电加热,这很常见,所以A、B、C三个说法均正确。
交流电、直流电均可通过电阻,电阻对它们均可产生阻碍作用,所以D错误。
答案:D题组二传感器的应用6.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R与LED相距不变,下列说法正确的是()A.当滑片P向左移动时,L消耗的功率增大B.当滑片P向左移动时,L消耗的功率减小C.当滑片P向右移动时,L消耗的功率可能不变D.无论怎样移动滑片P,L消耗的功率都不变解析:滑片P左移,使其电阻减小,流过二极管的电流增大,从而发光增强,使光敏电阻R减小,最终达到增大流过灯泡电流的效果。
答案:A7.(多选题)在温控电路中,通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制。
如图所示电路,R1为定值电阻,R2为半导体热敏电阻(温度越高,电阻越小),C为电容器。
当环境温度降低时()A.电容器C带的电荷量增大B.电压表的读数增大C.电容器C两板间的电场强度减小D.R1消耗的功率增大知I变小,又U=E-Ir,电压表的读数U增解析:当环境温度降低时,R2变大,电路的总电阻变大,由I=总大,选项B正确;又由U1=IR1及P1=I2R1可知U1变小,R1消耗的功率P1变小,选项D错误;电容器两板间的电压U2=U-U1,U2变大,由电场强度E'=,Q=CU2可知Q、E'都增大,故选项A正确,选项C错误。
答案:AB8.(多选题)如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图,其中R1为光敏电阻,R2为定值电阻。
此光电计数器的基本工作原理是()A.当有光照射R1时,信号处理系统获得高电压B.当有光照射R1时,信号处理系统获得低电压C.信号处理系统每获得一次低电压就计数一次D.信号处理系统每获得一次高电压就计数一次解析:当光照射到光敏电阻R1上时,R1电阻减小,电路中电流增大,R2两端电压升高,信号处理系统得到高电压,计数器每由高电压转到低电压,就计一个数,从而达到自动计数目的,由以上分析选项A、C正确。
答案:AC(限时:30分钟)1.下列说法正确的是()A.凡将非电学量转化为电学量的传感器都是物理传感器B.湿敏传感器只能是物理传感器C.物理传感器只能将采集到的信息转化为电压输出D.物理传感器利用的是物质的物理性质和物理效应解析:各种传感器虽然工作原理不同,但基本功能相似,多数是将非电学量转化为电学量,故A错;湿敏传感器为化学传感器,故B错;传感器既可将信息转化为电压输出,也可转化为电流、电阻等输出,故C错;由物理传感器定义知D正确。
答案:D2.人类发射的绕地球运转的所有航天器,在轨道上工作时都需要电能,所需要的电能都是由太阳能电池把太阳能转化为电能得到的,要求太阳能电池板总是对准太阳,为达到这一要求应利用下列哪种传感器来感知太阳方位()A.力传感器B.光传感器C.温度传感器D.生物传感器解析:太阳能电池板的有效采光面积不同,所产生的电流不同,当电流最大时正对太阳,所以应用的是光传感器,选项B正确,选项A、C、D错误。
答案:B3.如图所示,将一光敏电阻接在多用电表两表笔上,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,用光照射光敏电阻时,表针自左向右的偏角为θ;现用手掌挡住部分光线,表针自左向右的偏角为θ',则可判断() A.θ'=θ B.θ'<θC.θ'>θD.不能确定解析:光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小,用手掌挡住部分光线,阻值变大,由欧姆挡的特点知,指针左偏,故指针自左向右的偏转角度变小,选项B正确。
答案:B4.霍尔元件能转换哪两个量()A.把温度这个热学量转换为电阻这个电学量B.把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量C.把力转换为电压这个电学量D.把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量解析:霍尔电压U H=,它是把磁感应强度这个非电学量转换为电压这个电学量,故选项B正确。
答案:B5.(多选题)有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件,将这三只元件分别接入如图所示的电路中的A、B两点后,用黑纸包住元件或者把元件置入热水中,观察欧姆表的示数,下列说法中正确的是()A.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数变化较大,这只元件一定是热敏电阻B.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数不变化,这只元件一定是定值电阻C.用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数变化较大,这只元件一定是光敏电阻D.用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数相同,这只元件一定是定值电阻解析:热敏电阻的阻值随温度变化而变化,定值电阻和光敏电阻不随温度变化;光敏电阻的阻值随光照变化而变化,定值电阻和热敏电阻不随之变化,由此可知,选项A、C正确。
答案:AC6.(多选题)当前传感器广泛应用于各种电器、电子产品之中,下述关于常用的几种家用电子器件所采用传感器说法中,正确的是()A.电视机对无线遥控信号的接收主要采用了光电传感器B.电子体温计中主要采用了温度传感器C.电脑所用的光电鼠标主要采用声波传感器D.电子秤中主要是采用了力电传感器解析:电视机对无线遥控信号的接收主要采用的是红外线传感器,电脑所用的鼠标主要采用了光传感器,故A、C选项错误。
答案:BD7.如图所示,R T为金属热电阻,其他电阻都是普通的电阻,当灯泡L的亮度变暗时,说明()A.环境温度变高B.环境温度变低C.环境温度不变D.都有可能解析:灯泡L的亮度变暗,由P=I2R L可知电流变小,其他电阻不变,说明金属热电阻R T变大,环境温度变高,故选项A正确。
答案:A8.(多选题)如图所示的是一种热敏电阻(PTC元件)的电阻R随温度t变化的关系图线,这种元件具有发热、控温双重功能。
常用的电热灭蚊器就是用这种元件来加热控制温度的,如果将该元件接在220 V 的恒定电压下,则()A.通电后,其电功率先增大后减小B.通电后,其电功率先减小后增大C.当其发热功率等于散热功率时,温度保持在t1不变D.当其发热功率等于散热功率时,温度保持在t1到t2之间的某一值不变解析:PTC热敏电阻是正温度系数电阻,阻值随温度增加而增大,对于题图,当达到温度t1时,电阻阻值急剧增大。
当接通电源(220 V)时,电阻发热,温度升高,阻值变大,功率变小,当达到温度t1~t2时,电阻阻值急剧增加,电流急剧减小,功率急剧减小,此时散失的热量大于产生的热量,温度降低,当冷却至温度t1以下时,阻值明显减小,电流增大,功率增大,如此反复,当发热功率等于散热功率时,温度保持在t1~t2之间的某一值不变,故选项B、D正确。
答案:BD9.如图所示,宽度为d、厚度为h的金属板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中,当有电流I 通过金属板时,在金属板上侧面A和下侧面A'间产生电势差,这种现象称为霍尔效应,若金属板内自由电子密度为n,则产生的电势差U=。
(电子的电荷量为e)解析:自由电子定向移动形成电流,在磁场中定向移动的电子受到洛伦兹力偏转到上表面,上下两表面出现电势差,形成电场,电子受洛伦兹力和电场力平衡,设定向移动速率为v,则洛伦兹力F洛=evB,F电=e。
由电流微观表达式I=neSv,又由F洛=F电,即evB=e,得U=hvB=。
答案:10.如图所示,图甲为热敏电阻的R-t图象,图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路,继电器的电阻为100 Ω。
当线圈的电流大于或等于20 mA时,继电器的衔铁被吸合。
为继电器线圈供电的电池的电动势E=9.0 V,内阻可以不计。
图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。
则:(1)应该把恒温箱内的加热器接在(选填“A、B端”或“C、D端”)。
(2)如果要使恒温箱内的温度保持50 ℃,可变电阻R'的阻值应调节为Ω。
解析:(1)恒温箱内的加热器应该接在A、B端。
当线圈中的电流较小时,继电器的衔铁在上方,恒温箱的加热器处于工作状态,恒温箱内温度升高。
(2)随着恒温箱内温度升高,热敏电阻R的阻值变小,则线圈中的电流变大,当线圈中的电流大于或等于20 mA时,继电器的衔铁被吸到下方来,使恒温箱加热器与电源断开,加热器停止工作,恒温箱内温度降低。
随着恒温箱内温度降低,热敏电阻R的阻值变大,则线圈中的电流变小,当线圈的电流小于20 mA 时,继电器的衔铁又被释放到上方,则恒温箱加热器又开始工作,这样就可以使恒温箱内保持在某一温度。
要使恒温箱内的温度保持50 ℃,即50 ℃时线圈内的电流为20 mA。
由闭合电路欧姆定律I=,r为继电器的电阻。
由题图甲可知,50 ℃时热敏电阻的阻值为90 Ω,所以R'=-R-r=260 Ω。
答案:(1)A、B端(2)260情感语录1.爱情合适就好，不要委屈将就，只要随意，彼此之间不要太大压力2.时间会把最正确的人带到你身边，在此之前，你要做的，是好好的照顾自己3.女人的眼泪是最无用的液体，但你让女人流泪说明你很无用4.总有一天，你会遇上那个人，陪你看日出，直到你的人生落幕5.最美的感动是我以为人去楼空的时候你依然在6.我莫名其妙的地笑了，原来只因为想到了你7.会离开的都是废品，能抢走的都是垃圾8.其实你不知道，如果可以，我愿意把整颗心都刻满你的名字9.女人谁不愿意青春永驻，但我愿意用来换一个疼我的你10.我们和好吧，我想和你拌嘴吵架，想闹小脾气，想为了你哭鼻子，我想你了11.如此情深，却难以启齿。