高中物理第六章1传感器及其工作原理训练(含解析)新人教版选修3_2

1 传感器及其工作原理

课时过关·能力提升

基础巩固

1.(多选)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功能

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,就会相互吸引,接通电路,所以将其作开关来使用,当磁场靠近的时候,就会实现闭合或断开。

答案:CD

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

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错误,B正确;传感器不仅能感知电压的变化,还能感受力、温度、光、声、化学成分等非电学量,所以C错误。

答案:B

3.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,右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片滑动,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,电路中的电流会发生变化

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,因此当滑片P移动时,不改变闭合电路的电阻,电路中的电流不发生变化,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:B

4.霍尔元件能转换哪个物理量()

A.把温度这个热学量转换成电阻这个电学量

B.把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量

C.把力这个力学量转换成电压这个电学量

D.把光照强弱这个光学量转换成电阻这个电学量

解析:根据霍尔元件的工作原理,载流子在洛伦兹力作用下漂移,形成霍尔电压,U H=所以,它将磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量,故B正确。

答案:B

5.如图所示,将一光敏电阻接入多用电表两表笔之间,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'=θ

B.θ'<θ

C.θ'>θ

D.不能确定

解析:光敏电阻的阻值随光照的减弱而增大,所以用手掌挡住部分光线后光敏电阻的阻值变大,多用电表的指针偏转角度变小。

答案:B

6.有一个消毒用电器P,电阻为20 kΩ,它只有在电压高于24 V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100 Ω,无光照时为1 000 Ω。电源电动势E为36 V,内阻不计,另有一个定值电阻R2,电阻为1 000 Ω。下列电路,当开关闭合后能使消毒用电器在光照时正常工作、无光照时停止工作的是()

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,不能在无光照时停止工作;电路C能使消毒用电器在光照时正常工作,无光照时停止工作;电路D中消毒用电器在光照或无光照时都停止工作。

答案:C

7.(多选)如图所示,导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间,线圈中电流为I,线圈间产生匀强磁场,磁感应强度大小B与I成正比,方向垂直于霍尔元件的两侧面,此时通过霍尔元件的电流为I H,与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压U H满足

U H=式中为霍尔系数为霍尔元件两侧面间的距离电阻远大于霍尔元件的电阻可以忽略则

A.霍尔元件前表面的电势低于后表面

B.若电源的正负极对调,电压表将反偏

C.I H与I成正比

D.电压表的示数与R L消耗的电功率成正比

解析:由左手定则可判断霍尔元件中电子的受力方向向里,电子向元件的后表面聚集,故霍尔元件的前表面电势高于后表面,选项A错误;电源的正、负极对调时,线圈中及霍尔元件中电流方向均反向,电子的受力方向不变,仍是前表面电势高于后表面,故电压表不会反偏,选项B错误;由并联电路电

流分配特点可知I H有I H∝I,I L∝I,选项C正确;因B∝I,I H∝I,所以U H∝I2,又R L消耗的电

功率P即P∝∝I2,所以U H∝P,选项D正确。

答案:CD

8.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。若往R T上擦一些酒精,表针将向移动;若用吹风机将热风吹向电阻,表针将向移动。(均选填“左”或“右”)

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,指针应向左偏;用吹风机将热风吹向电阻,电阻R T温度升高,电阻值减小,指针向右偏。

答案:左右