人教物理選修32 傳感器及其工作原理 作業(yè).doc

課時(shí)分層作業(yè)(十二)基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練(時(shí)間：15分鐘分值：50分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分)1人類(lèi)發(fā)射的繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的所有航天器，在軌道上工作時(shí)都需要電能，所需要的電能都是由太陽(yáng)能電池把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能得到的，要求太陽(yáng)能電池板總是對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)，為達(dá)到這一要求應(yīng)利用下列哪種傳感器來(lái)感知太陽(yáng)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(yáng)能電池板的有效采光面積不同，所產(chǎn)生的電流不同，當(dāng)電流最大時(shí)正對(duì)太陽(yáng)，所以應(yīng)用的是光傳感器，選項(xiàng)b正確，選項(xiàng)a、c、d錯(cuò)誤【答案】b2關(guān)于光敏電阻和熱敏電阻，下列說(shuō)法中正確的是()a光敏電阻是用半導(dǎo)體材料制成的，其阻值隨光照增強(qiáng)而減小，隨光照的減弱而增大b光敏電阻是能把光照強(qiáng)度這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電流這個(gè)電學(xué)量的傳感器c熱敏電阻是用金屬鉑制成的，它對(duì)溫度感知很靈敏d熱敏電阻是把熱量這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量的傳感器【解析】光敏電阻是把光強(qiáng)轉(zhuǎn)換為電阻的元件；熱敏電阻是把溫度轉(zhuǎn)換為電阻的元件，故b、d錯(cuò)誤；熱敏電阻和光敏電阻都是半導(dǎo)體材料制成的，半導(dǎo)體具有光敏性和熱敏性，金屬鉑與熱敏電阻的阻值隨溫度的變化趨勢(shì)相反，故c錯(cuò)誤【答案】a3當(dāng)你走近某些賓館、酒樓的大門(mén)時(shí)，門(mén)就會(huì)自動(dòng)為你打開(kāi)；當(dāng)你走進(jìn)門(mén)之后，門(mén)又在你身后自動(dòng)關(guān)上你覺(jué)得這可能是將下列哪種外界信息轉(zhuǎn)換為有用的信息()a溫度 b運(yùn)動(dòng)c人 d光線【解析】自動(dòng)門(mén)的自動(dòng)控制要求靈敏、可靠，若以溫度控制，人的體溫與夏季氣溫接近，則在夏季自動(dòng)門(mén)將無(wú)法使用自動(dòng)門(mén)實(shí)際使用的是紅外線傳感器，紅外線屬于不可見(jiàn)光，人在白天或黑夜均發(fā)出紅外線，傳感器接收到人體發(fā)出的紅外線后傳給自動(dòng)控制裝置的電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)、關(guān)門(mén)故d正確【答案】d4如圖6113(a)所示的電路中，光敏電阻r2加上圖(b)所示的光照時(shí)，r2兩端的電壓變化規(guī)律是圖中的()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：57272137】圖6113【解析】光敏電阻隨光照的增強(qiáng)電阻減小，電路中電流增大，電阻r1兩端電壓增大，r2兩端電壓減小，但不能減小到零故選項(xiàng)b正確【答案】b5如圖6114所示是觀察電阻r隨溫度變化情況的示意圖現(xiàn)在把杯中的水由冷水換為熱水，關(guān)于歐姆表的讀數(shù)變化情況正確的是()圖6114a如果r為金屬熱電阻，讀數(shù)變大，且變化非常明顯b如果r為金屬熱電阻，讀數(shù)變小，且變化不明顯c如果r為熱敏電阻(用半導(dǎo)體材料制作)，讀數(shù)變化非常明顯d如果r為熱敏電阻(用半導(dǎo)體材料制作)，讀數(shù)變化不明顯【解析】若為金屬熱電阻，溫度升高后，電阻變大，但由于金屬熱電阻靈敏度較差，故歐姆表讀數(shù)變大但不明顯，選項(xiàng)a、b錯(cuò)誤；若為用半導(dǎo)體材料制作的熱敏電阻，由于熱敏電阻的靈敏度較高，讀數(shù)將明顯變化，選項(xiàng)c正確，選項(xiàng)d錯(cuò)誤【答案】c6(多選)如圖6115所示是利用硫化鎘制成的光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)的示意圖，其中a是發(fā)光儀器，b是光敏電阻，r是普通定值電阻，下列說(shuō)法中正確的是()圖6115a當(dāng)傳送帶上沒(méi)有物品擋住由a射向b的光信號(hào)時(shí)，光敏電阻的阻值變小，電壓表讀數(shù)變小b當(dāng)傳送帶上沒(méi)有物品擋住由a射向b的光信號(hào)時(shí)，光敏電阻的阻值變大，電壓表讀數(shù)變大c當(dāng)傳送帶上有物品擋住由a射向b的光信號(hào)時(shí)，光敏電阻的阻值變小，電壓表讀數(shù)變小d當(dāng)傳送帶上有物品擋住由a射向b的光信號(hào)時(shí)，光敏電阻的阻值變大，電壓表讀數(shù)變大【解析】b是光敏電阻，其阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小當(dāng)沒(méi)有物品擋住光時(shí)，光射向b，b的阻值減小，其電流變大，由ueir知電壓表讀數(shù)變小，a正確，b錯(cuò)誤有物品時(shí)，光被擋住，b的阻值增大，電流減小，電壓表讀數(shù)變大，c錯(cuò)誤，d正確【答案】ad二、非選擇題(14分)7影響物質(zhì)材料電阻率的因素很多，一般金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大，而半導(dǎo)體材料的電阻率則與之相反，隨溫度的升高而減小某課題研究組在研究某種導(dǎo)電材料的用電器件z的導(dǎo)電規(guī)律時(shí)，利用如圖6116甲所示的分壓電路，測(cè)得其電壓與電流的關(guān)系如表所示：u/v0.400.600.801.001.201.501.60i/a0.200.450.801.251.802.813.20甲乙圖6116(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，用電器件z可能屬于上述哪類(lèi)材料？(2)把用電器件z接入圖乙所示的電路中，閉合開(kāi)關(guān)，電流表的讀數(shù)為1.8 a，電池的電動(dòng)勢(shì)為3 v，內(nèi)阻不計(jì)，電阻r的電功率為多大？【解析】(1)由表格中數(shù)據(jù)可得，電阻隨電壓的增大而減小，而電壓越大，用電器件溫度越高，所以材料為半導(dǎo)體(2)查表i1.8 a時(shí)，z的電壓為1.2 v，則ure2uz3 v1.2 v1.8 v.priur1.81.8 w3.24 w.【答案】(1)半導(dǎo)體(2)3.24 w能力提升練(時(shí)間：25分鐘分值：50分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分)1(多選)如圖6117為電阻r隨溫度t變化的圖線下列說(shuō)法中正確的是()圖6117a圖線1是熱敏電阻的圖線，它是用金屬材料制成的b圖線2是熱敏電阻的圖線，它是用半導(dǎo)體材料制成的c圖線1對(duì)應(yīng)的材料化學(xué)穩(wěn)定性好、測(cè)溫范圍大、靈敏度高d圖線2對(duì)應(yīng)的材料化學(xué)穩(wěn)定性差、測(cè)溫范圍小、靈敏度高【解析】金屬熱電阻的阻值隨溫度升高而增大，半導(dǎo)體材料的熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，所以a錯(cuò)誤，b正確；圖線1對(duì)應(yīng)的材料化學(xué)穩(wěn)定性好但靈敏度低，圖線2對(duì)應(yīng)的材料化學(xué)穩(wěn)定性差但靈敏度高，所以c錯(cuò)誤，d正確【答案】bd2如圖6118所示，r3是光敏電阻，當(dāng)開(kāi)關(guān)s閉合后在沒(méi)有光照射時(shí)，a、b兩點(diǎn)等電勢(shì)，當(dāng)用光照射電阻r3時(shí)，則()圖6118ar3的電阻變小，a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)br3的電阻變小，a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)cr3的電阻變大，a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)dr3的電阻變大，a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)【解析】光照射r3時(shí)，由光敏電阻特性，r3的電阻變小，所以u(píng)r3減小，a點(diǎn)電勢(shì)升高，即a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)，a正確【答案】a3某同學(xué)設(shè)計(jì)的散熱排風(fēng)控制電路如圖6119所示，m為排風(fēng)扇，r是可變電阻，r0是半導(dǎo)體熱敏電阻，其阻值隨溫度升高而減小控制開(kāi)關(guān)電路具有下列特性：當(dāng)a點(diǎn)電勢(shì)a0時(shí)，控制開(kāi)關(guān)處于斷路狀態(tài)；當(dāng)a0時(shí)，控制開(kāi)關(guān)接通電路，m開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)下列說(shuō)法中正確的是()圖6119a環(huán)境溫度升高時(shí)，a點(diǎn)電勢(shì)升高b可變電阻r阻值調(diào)大時(shí)，a點(diǎn)電勢(shì)降低c可變電阻r阻值調(diào)大時(shí)，排風(fēng)扇開(kāi)始工作的臨界溫度升高d若用金屬熱電阻代替半導(dǎo)體熱敏電阻，電路仍能正常工作【解析】當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，半導(dǎo)體熱敏電阻r0的阻值隨溫度升高而減小，則電路中的電流增大，所以a點(diǎn)的電勢(shì)升高，故a正確；可變電阻r阻值調(diào)大時(shí)，導(dǎo)致電路的電流減小，則a點(diǎn)電勢(shì)升高，故b錯(cuò)誤；可變電阻r阻值調(diào)大時(shí)，導(dǎo)致電路的電流減小，則a點(diǎn)電勢(shì)升高，由于當(dāng)a點(diǎn)電勢(shì)a0時(shí)，控制開(kāi)關(guān)處于斷路狀態(tài)；當(dāng)a0時(shí)，控制開(kāi)關(guān)接通電路，m開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，工作臨界溫度沒(méi)變，而是提前被接通，故c錯(cuò)誤；若用金屬熱電阻代替半導(dǎo)體熱敏電阻，當(dāng)溫度升高時(shí)，其阻值增大，導(dǎo)致a點(diǎn)電勢(shì)降低，則開(kāi)關(guān)會(huì)處于斷開(kāi)狀態(tài)，所以起不到散熱排風(fēng)的作用，故d錯(cuò)誤【答案】a4壓敏電阻是力電傳感器中很重要的元件之一，其性能是隨壓力的增大壓敏電阻的阻值減小某研究小組為了分析壓敏電阻對(duì)電路的影響，設(shè)計(jì)了如圖6120所示的電路，在一絕緣盒內(nèi)，將一壓敏電阻與一定值電阻并聯(lián)接在一內(nèi)阻不可忽略的電源兩端，在壓敏電阻上放置一重物，當(dāng)裝置靜止不動(dòng)時(shí)，理想電流表的示數(shù)為i0.則()圖6120a如果整個(gè)裝置豎直向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則電流表的示數(shù)大于i0b如果整個(gè)裝置豎直向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則電流表的示數(shù)大于i0c如果整個(gè)裝置豎直向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則電流表的示數(shù)大于i0d無(wú)論裝置做何種運(yùn)動(dòng)，電流表的示數(shù)恒為i0【解析】當(dāng)系統(tǒng)靜止時(shí)，壓敏電阻所受的壓力等于重物的重力，如果整個(gè)裝置做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則壓敏電阻所受的壓力大小不變，壓敏電阻的阻值不變，則電流表的示數(shù)恒為i0，a錯(cuò)誤；當(dāng)系統(tǒng)豎直向上做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度向上，壓敏電阻所受的壓力大于重物的重力，壓敏電阻的阻值減小，總電阻減小，總電流增大，內(nèi)壓增大，則路端電壓減小，電流表的示數(shù)小于i0，反之大于i0，則b、d錯(cuò)誤，c正確【答案】c5(多選)電容式傳感器的用途非常廣泛，由于電容器的電容c取決于極板正對(duì)面積s、極板間距離d以及極板間的電介質(zhì)這幾個(gè)因素，當(dāng)某一物理量發(fā)生變化時(shí)就能引起電容的變化，如圖6121是某種電容式傳感器的示意圖，關(guān)于這個(gè)傳感器的作用，下列說(shuō)法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：57272138】圖6121a可以通過(guò)電介質(zhì)的左右移動(dòng)來(lái)測(cè)量位移b可以通過(guò)電介質(zhì)的左右移動(dòng)再結(jié)合時(shí)間來(lái)測(cè)量速度c可以通過(guò)電介質(zhì)的左右移動(dòng)來(lái)測(cè)量極板受到的壓力d可以通過(guò)電介質(zhì)的左右移動(dòng)結(jié)合時(shí)間來(lái)測(cè)量極板的速度【解析】電容器可以由電介質(zhì)的變化引起電容的變化測(cè)量位移x，也可以結(jié)合時(shí)間來(lái)測(cè)量位移變化的快慢即速度故a、b選項(xiàng)正確；電介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)與極板的變化都影響電容的變化，故不能通過(guò)電介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)來(lái)測(cè)量極板受到的壓力及極板的運(yùn)動(dòng)快慢，c、d錯(cuò)誤【答案】ab6電磁流量計(jì)廣泛應(yīng)用于測(cè)量可導(dǎo)電流體(如污水)在管中的流量(即單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)管內(nèi)橫截面積的流體的體積)為了簡(jiǎn)化，假設(shè)流量計(jì)是如圖6122所示的橫截面為長(zhǎng)方形的一段管道，其中空部分的長(zhǎng)、寬、高分別為圖中的a、b、c.流量計(jì)的兩端與輸送流體的管道相連(圖中的虛線)圖中流量計(jì)的上下兩面是金屬材料，前后兩面是絕緣材料現(xiàn)于流量計(jì)所在處加磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于前后兩面當(dāng)導(dǎo)電流體穩(wěn)定地流經(jīng)流量計(jì)時(shí)，在管外將流量計(jì)上、下兩表面分別與一串接了電阻r的電流表的兩端連接，i表示測(cè)得的電流值已知流體的電阻率為，不計(jì)電流表的內(nèi)阻，則可求得流量為()圖6122a. b.c. d.【解析】構(gòu)成閉合回路后，電路中的總電阻為r總r，當(dāng)在上、下兩面形成穩(wěn)定的電勢(shì)差時(shí)有qvbq，上、下兩面之間的電勢(shì)差為ui，所以流量為qsvbc，故選a.【答案】a二、非選擇題(14分)7一塊n型半導(dǎo)體薄片(稱霍爾元件)，其橫截面為矩形，體積為bcd，如圖6123所示已知其單位體積內(nèi)的電子數(shù)為n、電阻率為、電子電荷量為e.將此元件放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向沿z軸正方向，并通有沿x軸正方向的電流i. 圖6123(1)此元件的c、c兩個(gè)側(cè)面中，哪個(gè)面電勢(shì)高？(2)試證明在磁感應(yīng)強(qiáng)度一定時(shí)，此元件的c、c兩個(gè)側(cè)面的電勢(shì)差與其中的電流成正比；(3)磁強(qiáng)計(jì)是利用霍爾效應(yīng)來(lái)測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度b的儀器其測(cè)量方法為：將導(dǎo)體放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，用毫安表測(cè)量通過(guò)的電流i，用毫伏表測(cè)量c、c間的電壓ucc，就可測(cè)得b.若已知