2019-2020年高中物理第六章傳感器1傳感器及其工作原理課時訓(xùn)練新人教版.doc

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2019-2020年高中物理第六章傳感器1傳感器及其工作原理課時訓(xùn)練新人教版 題組一　傳感器的工作原理 1.下列儀器或裝置不是利用傳感器的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.汽車防盜報警器 B.賓館房間內(nèi)的火災(zāi)報警器 C.工兵用的地雷探測儀 D.用鑰匙打開房門 解析:A、B、C三種儀器都是將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的裝置,都是利用了傳感器。用鑰匙打開房門是利用了機械原理,不是利用的傳感器。 答案:D 2.(多選題)許多樓道照明燈具有這樣的功能:天黑時,出現(xiàn)聲音它就開啟;而在白天,即使有聲音它也不會開啟。它的控制電路中可能接入的傳感器是 (　　) A.溫度傳感器 B.光傳感器 C.聲音傳感器 D.熱傳感器 解析:能感知聲音和光照情況,說明電路中接入了光傳感器和聲音傳感器,故B、C正確。 答案:BC 3.有一些星級賓館的洗手間裝有自動干手機,洗手后將濕手靠近,機內(nèi)的傳感器就開通電熱器加熱,有熱空氣從機內(nèi)噴出,將濕手烘干。手靠近干手機能使傳感器工作,是因為(　　) A.改變濕度 B.改變溫度 C.改變磁場 D.改變電容 解析:根據(jù)自動干手機工作的特征,手靠近干手機,電熱器工作,手撤離后,電熱器停止工作。人體是導(dǎo)體,可以與其他導(dǎo)體構(gòu)成電容器。手靠近時相當于連接一個電容器,可以確定干手機內(nèi)設(shè)有電容式傳感器,由于手的靠近改變了電容大小,故D正確。 答案:D 4.數(shù)碼相機的普及逐漸淘汰了傳統(tǒng)膠片相機。數(shù)碼相機的主要部件是電荷耦合器(CCD),能將光學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量。該部件可看作一種(　　) A.力傳感器 B.溫度傳感器 C.光傳感器 D.霍爾元件 解析:因為CCD能把光學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量,因而是一種光傳感器。 答案:C 5.下列有關(guān)各類電阻應(yīng)用的說法中,錯誤的是(　　) A.熱敏電阻可應(yīng)用于溫度測控裝置中 B.光敏電阻是一種光電傳感器 C.電阻絲可應(yīng)用于電熱設(shè)備中 D.電阻在電路中主要起到通過直流、阻礙交流的作用 解析:熱敏電阻對溫度很敏感,光敏電阻對光照很敏感,電阻絲可用于電加熱,這很常見,所以A、B、C三個說法均正確。交流電、直流電均可通過電阻,電阻對它們均可產(chǎn)生阻礙作用,所以D錯誤。 答案:D 題組二　傳感器的應(yīng)用 6. 如圖所示的電路中,電源兩端的電壓恒定,L為小燈泡,R為光敏電阻,LED為發(fā)光二極管(電流越大,發(fā)出的光越強),且R與LED相距不變,下列說法正確的是(　　) A.當滑片P向左移動時,L消耗的功率增大 B.當滑片P向左移動時,L消耗的功率減小 C.當滑片P向右移動時,L消耗的功率可能不變 D.無論怎樣移動滑片P,L消耗的功率都不變 解析:滑片P左移,使其電阻減小,流過二極管的電流增大,從而發(fā)光增強,使光敏電阻R減小,最終達到增大流過燈泡電流的效果。 答案:A 7.(多選題)在溫控電路中,通過熱敏電阻阻值隨溫度的變化可實現(xiàn)對電路相關(guān)物理量的控制。如圖所示電路,R1為定值電阻,R2為半導(dǎo)體熱敏電阻(溫度越高,電阻越小),C為電容器。當環(huán)境溫度降低時 (　　) A.電容器C帶的電荷量增大 B.電壓表的讀數(shù)增大 C.電容器C兩板間的電場強度減小 D.R1消耗的功率增大 解析:當環(huán)境溫度降低時,R2變大,電路的總電阻變大,由I=知I變小,又U=E-Ir,電壓表的讀數(shù)U增大,選項B正確;又由U1=IR1及P1=I2R1可知U1變小,R1消耗的功率P1變小,選項D錯誤;電容器兩板間的電壓U2=U-U1,U2變大,由電場強度E=,Q=CU2可知Q、E都增大,故選項A正確,選項C錯誤。 答案:AB 8.(多選題)如圖所示為光敏電阻自動計數(shù)器的示意圖,其中R1為光敏電阻,R2為定值電阻。此光電計數(shù)器的基本工作原理是(　　) A.當有光照射R1時,信號處理系統(tǒng)獲得高電壓 B.當有光照射R1時,信號處理系統(tǒng)獲得低電壓 C.信號處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計數(shù)一次 D.信號處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計數(shù)一次 解析:當光照射到光敏電阻R1上時,R1電阻減小,電路中電流增大,R2兩端電壓升高,信號處理系統(tǒng)得到高電壓,計數(shù)器每由高電壓轉(zhuǎn)到低電壓,就計一個數(shù),從而達到自動計數(shù)目的,由以上分析選項A、C正確。 答案:AC (限時:30分鐘) 1.下列說法正確的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　 A.凡將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的傳感器都是物理傳感器 B.濕敏傳感器只能是物理傳感器 C.物理傳感器只能將采集到的信息轉(zhuǎn)化為電壓輸出 D.物理傳感器利用的是物質(zhì)的物理性質(zhì)和物理效應(yīng) 解析:各種傳感器雖然工作原理不同,但基本功能相似,多數(shù)是將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量,故A錯;濕敏傳感器為化學(xué)傳感器,故B錯;傳感器既可將信息轉(zhuǎn)化為電壓輸出,也可轉(zhuǎn)化為電流、電阻等輸出,故C錯;由物理傳感器定義知D正確。 答案:D 2.人類發(fā)射的繞地球運轉(zhuǎn)的所有航天器,在軌道上工作時都需要電能,所需要的電能都是由太陽能電池把太陽能轉(zhuǎn)化為電能得到的,要求太陽能電池板總是對準太陽,為達到這一要求應(yīng)利用下列哪種傳感器來感知太陽方位(　　) A.力傳感器 B.光傳感器 C.溫度傳感器 D.生物傳感器 解析:太陽能電池板的有效采光面積不同,所產(chǎn)生的電流不同,當電流最大時正對太陽,所以應(yīng)用的是光傳感器,選項B正確,選項A、C、D錯誤。 答案:B 3.如圖所示,將一光敏電阻接在多用電表兩表筆上,將多用電表的選擇開關(guān)置于歐姆擋,用光照射光敏電阻時,表針自左向右的偏角為θ;現(xiàn)用手掌擋住部分光線,表針自左向右的偏角為θ,則可判斷(　　) A.θ=θ B.θ<θ C.θ>θ D.不能確定 解析:光敏電阻的阻值隨光照強度的增強而減小,用手掌擋住部分光線,阻值變大,由歐姆擋的特點知,指針左偏,故指針自左向右的偏轉(zhuǎn)角度變小,選項B正確。 答案:B 4.霍爾元件能轉(zhuǎn)換哪兩個量(　　) A.把溫度這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量 B.把磁感應(yīng)強度這個磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個電學(xué)量 C.把力轉(zhuǎn)換為電壓這個電學(xué)量 D.把光照強弱這個光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量 解析:霍爾電壓UH=,它是把磁感應(yīng)強度這個非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個電學(xué)量,故選項B正確。 答案:B 5. (多選題)有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件,將這三只元件分別接入如圖所示的電路中的A、B兩點后,用黑紙包住元件或者把元件置入熱水中,觀察歐姆表的示數(shù),下列說法中正確的是(　　) A.置入熱水中與不置入熱水中相比,歐姆表示數(shù)變化較大,這只元件一定是熱敏電阻 B.置入熱水中與不置入熱水中相比,歐姆表示數(shù)不變化,這只元件一定是定值電阻 C.用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比,歐姆表示數(shù)變化較大,這只元件一定是光敏電阻 D.用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比,歐姆表示數(shù)相同,這只元件一定是定值電阻 解析:熱敏電阻的阻值隨溫度變化而變化,定值電阻和光敏電阻不隨溫度變化;光敏電阻的阻值隨光照變化而變化,定值電阻和熱敏電阻不隨之變化,由此可知,選項A、C正確。 答案:AC 6.(多選題)當前傳感器廣泛應(yīng)用于各種電器、電子產(chǎn)品之中,下述關(guān)于常用的幾種家用電子器件所采用傳感器說法中,正確的是(　　) A.電視機對無線遙控信號的接收主要采用了光電傳感器 B.電子體溫計中主要采用了溫度傳感器 C.電腦所用的光電鼠標主要采用聲波傳感器 D.電子秤中主要是采用了力電傳感器 解析:電視機對無線遙控信號的接收主要采用的是紅外線傳感器,電腦所用的鼠標主要采用了光傳感器,故A、C選項錯誤。 答案:BD 7.如圖所示,RT為金屬熱電阻,其他電阻都是普通的電阻,當燈泡L的亮度變暗時,說明(　　) A.環(huán)境溫度變高 B.環(huán)境溫度變低 C.環(huán)境溫度不變 D.都有可能 解析:燈泡L的亮度變暗,由P=I2RL可知電流變小,其他電阻不變,說明金屬熱電阻RT變大,環(huán)境溫度變高,故選項A正確。 答案:A 8. (多選題)如圖所示的是一種熱敏電阻(PTC元件)的電阻R隨溫度t變化的關(guān)系圖線,這種元件具有發(fā)熱、控溫雙重功能。常用的電熱滅蚊器就是用這種元件來加熱控制溫度的,如果將該元件接在220 V的恒定電壓下,則(　　) A.通電后,其電功率先增大后減小 B.通電后,其電功率先減小后增大 C.當其發(fā)熱功率等于散熱功率時,溫度保持在t1不變 D.當其發(fā)熱功率等于散熱功率時,溫度保持在t1到t2之間的某一值不變 解析:PTC熱敏電阻是正溫度系數(shù)電阻,阻值隨溫度增加而增大,對于題圖,當達到溫度t1時,電阻阻值急劇增大。當接通電源(220 V)時,電阻發(fā)熱,溫度升高,阻值變大,功率變小,當達到溫度 t1~t2時,電阻阻值急劇增加,電流急劇減小,功率急劇減小,此時散失的熱量大于產(chǎn)生的熱量,溫度降低,當冷卻至溫度t1以下時,阻值明顯減小,電流增大,功率增大,如此反復(fù),當發(fā)熱功率等于散熱功率時,溫度保持在t1~t2之間的某一值不變,故選項B、D正確。 答案:BD 9.如圖所示,寬度為d、厚度為h的金屬板放在垂直于它的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,當有電流I通過金屬板時,在金屬板上側(cè)面A和下側(cè)面A間產(chǎn)生電勢差,這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng),若金屬板內(nèi)自由電子密度為n,則產(chǎn)生的電勢差U=　　　。(電子的電荷量為e) 解析:自由電子定向移動形成電流,在磁場中定向移動的電子受到洛倫茲力偏轉(zhuǎn)到上表面,上下兩表面出現(xiàn)電勢差,形成電場,電子受洛倫茲力和電場力平衡,設(shè)定向移動速率為v,則洛倫茲力 F洛=evB, F電=e。 由電流微觀表達式 I=neSv, 又由F洛=F電,即evB=e,得 U=hvB=。 答案: 10.如圖所示,圖甲為熱敏電阻的R-t圖象,圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的一個簡單恒溫箱溫控電路,繼電器的電阻為100 Ω。當線圈的電流大于或等于20 mA時,繼電器的銜鐵被吸合。為繼電器線圈供電的電池的電動勢E=9.0 V,內(nèi)阻可以不計。圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源。則: (1)應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在　　　　(選填“A、B端”或“C、D端”)。 (2)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持50 ℃,可變電阻R的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為　　　　Ω。 解析:(1)恒溫箱內(nèi)的加熱器應(yīng)該接在A、B端。當線圈中的電流較小時,繼電器的銜鐵在上方,恒溫箱的加熱器處于工作狀態(tài),恒溫箱內(nèi)溫度升高。 (2)隨著恒溫箱內(nèi)溫度升高,熱敏電阻R的阻值變小,則線圈中的電流變大,當線圈中的電流大于或等于20 mA時,繼電器的銜鐵被吸到下方來,使恒溫箱加熱器與電源斷開,加熱器停止工作,恒溫箱內(nèi)溫度降低。 隨著恒溫箱內(nèi)溫度降低,熱敏電阻R的阻值變大,則線圈中的電流變小,當線圈的電流小于20 mA時,繼電器的銜鐵又被釋放到上方,則恒溫箱加熱器又開始工作,這樣就可以使恒溫箱內(nèi)保持在某一溫度。 要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持50 ℃,即50 ℃時線圈內(nèi)的電流為20 mA。由閉合電路歐姆定律 I=,r為繼電器的電阻。由題圖甲可知,50 ℃時熱敏電阻的阻值為90 Ω, 所以R=-R-r=260 Ω。 答案:(1)A、B端　(2)260