2017屆高中物理課時(shí)跟蹤檢測(cè)十一傳感器溫度傳感器和光傳感器教科版選修.docx

課時(shí)跟蹤檢測(cè)（十一） 傳感器 溫度傳感器和光傳感器1下列關(guān)于傳感器的說(shuō)法正確的是()A話筒是一種常用的傳感器，其作用是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲音信號(hào)B在天黑樓道里出現(xiàn)聲音時(shí)，樓道里的燈才亮，說(shuō)明它的控制電路中只有聲音傳感器C光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)換為電阻大小變化D電子秤中所使用的測(cè)力裝置是溫度傳感器解析：選C話筒是一種常用的傳感器，其作用是將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，故A錯(cuò)誤。在天黑樓道里出現(xiàn)聲音時(shí)，樓道里的燈才亮，說(shuō)明它的控制電路中既有聲音傳感器，又有光傳感器，故B錯(cuò)誤。光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)換為電阻大小變化，故C正確。電子秤中所使用的測(cè)力裝置是壓力傳感器，故D錯(cuò)誤。2下列應(yīng)用了溫度傳感器的是()A商場(chǎng)里的自動(dòng)玻璃門(mén)B夜間自動(dòng)打開(kāi)的路燈C自動(dòng)恒溫冰箱D樓梯口在夜間有聲音時(shí)就亮的燈解析：選C商場(chǎng)里的自動(dòng)玻璃門(mén)是應(yīng)用了紅外線傳感器，A錯(cuò)誤；夜間自動(dòng)打開(kāi)的路燈是利用了光傳感器，B錯(cuò)誤；自動(dòng)恒溫冰箱是利用了溫度傳感器，C正確；夜間有聲音時(shí)就亮的樓梯燈是利用了聲音傳感器，D錯(cuò)誤。3.如圖1所示，在電路中接一段鎢絲，閉合開(kāi)關(guān)，燈泡正常發(fā)光，當(dāng)用打火機(jī)給鎢絲加熱時(shí)燈泡亮度明顯變暗，根據(jù)鎢絲的上述特性，可用鎢絲來(lái)制作一個(gè)溫度傳感器，下面的說(shuō)法中不正確的是()圖1A該傳感器利用了鎢絲的物理性質(zhì)B該傳感器利用了鎢絲電阻隨溫度變化而變化的特性C該傳感器能夠把熱學(xué)量(溫度)轉(zhuǎn)換為電學(xué)量(電阻)D該傳感器能夠把電學(xué)量(電阻)轉(zhuǎn)換為熱學(xué)量(溫度)解析：選D由題目中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，鎢絲的電阻隨溫度的升高而增大，隨溫度的降低而減小，利用該特性可以制成溫度傳感器，傳感器能夠把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量。故A、B、C正確，D錯(cuò)誤。4(多選)已知磁敏電阻在沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)電阻很小，有磁場(chǎng)時(shí)電阻變大，并且磁場(chǎng)越強(qiáng)阻值越大，為探測(cè)磁場(chǎng)的有無(wú)，利用磁敏電阻作為傳感器設(shè)計(jì)了如圖2所示電路，電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r不變，在沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)調(diào)節(jié)變阻器R使電燈L正常發(fā)光，若探測(cè)裝置從無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域進(jìn)入強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，則()圖2A電燈L變亮B電燈L變暗C電流表示數(shù)減小 D電流表示數(shù)增大解析：選AC探測(cè)裝置從無(wú)磁場(chǎng)區(qū)進(jìn)入強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)時(shí)，電阻變大，則電路的總電阻變大，根據(jù)I可知總電流變小，所以電流表的示數(shù)減小，根據(jù)UEIr，可知I減小，U增大，所以燈泡兩端的電壓增大，所以電燈L變亮，故A、C正確。5. (多選)傳感器是一種采集信息的重要器件，如圖3是一種測(cè)定壓力的電容式傳感器，當(dāng)待測(cè)壓力F作用于可動(dòng)膜片電極上時(shí)，可使膜片產(chǎn)生形變，引起電容的變化，將電容器、靈敏電流計(jì)和電源串聯(lián)接成閉合電路，那么()圖3A當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí)，電容將減小B當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí)，電容將增大C若電流計(jì)有示數(shù)，則壓力F發(fā)生變化D若電流計(jì)有示數(shù)，則壓力F不發(fā)生變化解析：選BC當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí)，板間距離減小，由電容的決定式C得到，電容器的電容將增大，故A錯(cuò)誤，B正確。當(dāng)F變化時(shí)，電容變化，而板間電壓不變，由QCU，故帶電荷量Q發(fā)生變化，電容器將發(fā)生充、放電現(xiàn)象， 回路中有電流，電流計(jì)有示數(shù)。反之，電流計(jì)有示數(shù)時(shí)，壓力F必發(fā)生變化。故C正確，D錯(cuò)誤。6溫度傳感器廣泛應(yīng)用于室內(nèi)空調(diào)、電冰箱和微波爐等家用電器中，它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化而變化的特性工作的。在圖4甲中，電源的電動(dòng)勢(shì)E9.0 V，內(nèi)電阻可忽略不計(jì)；G為靈敏電流表，內(nèi)阻Rg保持不變；R為熱敏電阻，其電阻值R隨溫度t的變化關(guān)系如圖乙的Rt圖線所示。閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)R的溫度等于20 時(shí)，電流表的示數(shù)I12 mA，當(dāng)電流表的示數(shù)I23.6 mA時(shí)，熱敏電阻R的溫度是()圖4A60 B120 C100 D240 解析：選B由圖乙查得，當(dāng)溫度等于20 時(shí)，R的阻值為R14 k。當(dāng)電流表示數(shù)為I12 mA時(shí)，EI1(RgR1)，當(dāng)電流表示數(shù)為I23.6 mA時(shí)，設(shè)熱敏電阻R的阻值為R2，則EI2(RgR2)，解得Rg0.5 k，R22 k。由圖乙查得，當(dāng)R的阻值為R22 k時(shí)，溫度等于120 。故B對(duì)。7.如圖5所示的電路可將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，該電路中右側(cè)固定不動(dòng)的金屬板b與能在聲波驅(qū)動(dòng)下沿水平方向振動(dòng)的鍍有金屬層的振動(dòng)膜a構(gòu)成一個(gè)電容器，a、b通過(guò)導(dǎo)線與恒定電源兩極相接。若聲源S做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，則()圖5Aa振動(dòng)過(guò)程中，a、b板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變Ba振動(dòng)過(guò)程中，a、b板間所帶電荷量不變Ca振動(dòng)過(guò)程中，靈敏電流表中始終有方向不變的電流Da向右的位移最大時(shí)，a、b板所構(gòu)成的電容器的電容最大解析：選D由于平行板電容器兩極板與電池兩極相連接，因此兩極板間的電壓U保持不變，根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)E，C可判斷A錯(cuò)、D對(duì)。再由QCU可知，B錯(cuò)。由于Q變化，電容器出現(xiàn)充電、放電現(xiàn)象，顯然電流表中電流方向不斷變化，C錯(cuò)。8. (多選)如圖6所示，Rt為熱敏電阻，R1為光敏電阻，R2和R3均為定值電阻，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，V為理想電壓表，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大，可能的原因是()圖6A熱敏電阻溫度升高，其他條件不變B熱敏電阻溫度降低，其他條件不變C光照減弱，其他條件不變D光照增強(qiáng)，其他條件不變解析：選AC熱敏電阻溫度升高，其阻值減小，外電路的總電阻減小，總電流增大，路端電壓減小，則通過(guò)光敏電阻的電流減小，則通過(guò)R3的電流增大，電壓表的示數(shù)增大，A正確；熱敏電阻溫度降低時(shí)，其阻值增大，外電路總電阻增大，總電流減小，路端電壓隨之增大，通過(guò)光敏電阻的電流增大，所以通過(guò)熱敏電阻的電流減小，電壓表的示數(shù)減小，B錯(cuò)誤；光照減弱，光敏電阻的阻值增大，外電路總電阻增大，路端電壓增大，則電壓表的示數(shù)增大，C正確；光照增強(qiáng)，光敏電阻的阻值減小，外電路總電阻減小，路端電壓減小，則電壓表的示數(shù)減小，D錯(cuò)誤。9. (多選)霍爾式位移傳感器的測(cè)量原理如圖7所示，有一個(gè)沿z軸方向均勻變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度BB0kz(B0、k均為常數(shù))。將霍爾元件固定在物體上，保持通過(guò)霍爾元件的電流I不變(方向如圖)，當(dāng)物體沿z軸正方向平移時(shí)，由于位置不同，霍爾元件在y軸方向的上、下表面的電勢(shì)差U也不同。則()圖7AB越大，上、下表面的電勢(shì)差U越大Bk越大，傳感器靈敏度越高C圖中霍爾元件的上板電勢(shì)可能比下板電勢(shì)高D電流越大，上、下表面的電勢(shì)差U越小解析：選ABC電流強(qiáng)度不變就是電荷定向運(yùn)動(dòng)的速度v保持不變，最后導(dǎo)體內(nèi)部的帶電粒子受到的電場(chǎng)力與洛倫茲力相等，即BqvEq，最終上下兩板間的電勢(shì)差UEdBdv，因此B越大，上、下表面的電勢(shì)差U越大，A正確；電流大，表示電荷運(yùn)動(dòng)的速度越大，U也越大，D錯(cuò)誤；而傳感器靈敏度kdv，因此k越大，傳感器靈敏度越高，B正確；當(dāng)導(dǎo)電的電荷為正電荷時(shí)，根據(jù)左手定則，可知下極板電勢(shì)高，當(dāng)導(dǎo)電的電荷為負(fù)電荷時(shí)，可知下極板電勢(shì)低，C正確。10(多選)有一種測(cè)量人體重的電子秤，其原理如圖8虛線內(nèi)所示，它主要由三部分構(gòu)成：踏板、壓力傳感器R(是一個(gè)阻值可隨壓力大小而變化的電阻器)、顯示體重的儀表G(實(shí)質(zhì)是理想電流表)。設(shè)踏板的質(zhì)量可忽略不計(jì)，已知理想電流表的量程為3 A，電源電動(dòng)勢(shì)為12 V，內(nèi)阻為2 ，電阻R隨壓力變化的函數(shù)式為R300.02 F(F和R的單位分別是N和)。下列說(shuō)法正確的是()圖8A該秤能測(cè)量的最大體重是1 400 NB該秤能測(cè)量的最大體重是1 300 NC該秤零刻度線(即踏板空載時(shí)的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤(pán)0.375 A處D該秤零刻度線(即踏板空載時(shí)的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤(pán)0.400 A處解析：選AC因?yàn)槔硐腚娏鞅淼牧砍虨? A，所以電路中允許的最大電流為3 A，因此根據(jù)閉合電路歐姆定律，壓力傳感器的最小電阻應(yīng)滿足R2，R最小為2 ，代入R300.02F，求出最大F1 400 N，A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)F0時(shí)，R30 ，這時(shí)電路中的電流I A0.375 A，C正確，D錯(cuò)誤。11某實(shí)驗(yàn)小組探究一種熱敏電阻的溫度特性?，F(xiàn)用直流恒流電源(在正常工作狀態(tài)下輸出的電流恒定)、電壓表、待測(cè)熱敏電阻、保溫容器、溫度計(jì)、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線連成如圖9所示的實(shí)物圖。圖9(1)實(shí)驗(yàn)的主要步驟：正確連接電路，在保溫容器中注入適量冷水，接通電源，調(diào)節(jié)并記錄電源輸出的電流值；在保溫容器中添加少量熱水，待溫度穩(wěn)定后，閉合開(kāi)關(guān)，_，_，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)。重復(fù)第步操作若干次，測(cè)得多組數(shù)據(jù)。(2)實(shí)驗(yàn)小組算得該熱敏電阻在不同溫度下的阻值，并據(jù)此繪得圖10所示的Rt關(guān)系圖線，請(qǐng)根據(jù)圖線寫(xiě)出該熱敏電阻的Rt關(guān)系式：R_ t()(保留3位有效數(shù)字)。圖10解析：(1)因本實(shí)驗(yàn)是探究熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性，所以實(shí)驗(yàn)需要測(cè)出熱敏電阻的阻值及相應(yīng)的溫度，熱敏電阻的阻值用R間接測(cè)量，故需要記錄的數(shù)據(jù)是溫度計(jì)的示數(shù)和電壓表的示數(shù)。(2)設(shè)熱敏電阻RR0kt，k0.400。由圖乙知，溫度為10 時(shí)，熱敏電阻R104 ，則R0Rkt(1040.40010)100 ，所以R1000.400t()。答案：(1)記錄溫度計(jì)的示數(shù)記錄電壓表的示數(shù)(2)1000.40012在開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)的過(guò)程中，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)利用線圈測(cè)量轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速的裝置，如圖11所示，在輪子的邊緣貼上一個(gè)小磁體，將小線圈靠近輪邊放置，接上數(shù)據(jù)采集器和電腦(即DIS實(shí)驗(yàn)器材)。如果小線圈的面積為S，匝數(shù)為N，小磁體附近的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值為B，小線圈所在回路的總電阻為R，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，輪子轉(zhuǎn)過(guò)角，小線圈的磁通量由最大值變?yōu)榱?。因此，他認(rèn)為