第3講傳感器及其應(yīng)用

1、第3講傳感器及其應(yīng)用一、 單項選擇題1. 遙控器能調(diào)換電視機頻道,利用的是光傳感器.下列屬于應(yīng)用這類傳感器的是()A. 紅外報警裝置B. 金屬電阻溫度計C. 電子電路中使用的“干簧管”D. 霍爾元件2. 關(guān)于傳感器,下列說法中正確的是()A. 半導體熱敏電阻常被用做溫度傳感器,其溫度越高,阻值越大B. 電飯鍋應(yīng)用了溫度傳感器,它的主要元件是感溫鐵氧體C. 電熨斗裝有雙金屬片,應(yīng)用了力傳感器D. 計算機的光電鼠標主要應(yīng)用了力傳感器3. (2016南京三模)在如圖所示電路中,R2為光敏電阻.合上開關(guān)S,用較弱光照射R2,電壓表讀數(shù)為U0,電流表讀數(shù)為I0;用較強光照射R2,電壓表讀數(shù)為U1,電流表

2、讀數(shù)為I1;用更強光照射R2,電壓表讀數(shù)為U2,電流表讀數(shù)為I2.令k1=|,k2=|,則k1、k2的關(guān)系為()A. k1k2B. k1=k2C. k1k2D. 無法確定4. 有一種測量物體重力的電子秤,其電路原理圖如圖中的虛線所示,主要由三部分構(gòu)成:踏板、壓力傳感器R(實際上是一個阻值可隨壓力大小而變化的電阻器)、顯示體重的儀表G(實質(zhì)上是電流表).不計踏板的質(zhì)量,已知電流表的量程為2A,內(nèi)阻為 1 ,電源電動勢為12V,內(nèi)阻為 1 ,電阻R隨壓力F變化的函數(shù)式為R=30-0.01F(F和R的單位分別是N和).下列說法中正確的是()A. 該秤能測量的最大體重是2 500 NB. 該秤零刻度線

3、(即踏板空載時的刻度線)應(yīng)標在電流表G刻度盤0.375A處C. 該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應(yīng)標在電流表G刻度盤0.400A處D. 該秤可以通過電路規(guī)律轉(zhuǎn)換成F=3 200+關(guān)系進行刻度轉(zhuǎn)換二、 多項選擇題5. 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. 信息處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計數(shù)一次6. 下列關(guān)于電熨斗的說法中,正確的是()A. 電熨斗中的雙金屬片是一種半導體材料B. 電熨斗

4、能自動控制溫度主要利用了雙金屬片中兩片金屬的膨脹系數(shù)相同C. 常溫下,雙金屬片上下觸點是接觸的;溫度過高時,雙金屬片發(fā)生彎曲使上下觸點分離D. 需要較高溫度熨燙時,要調(diào)節(jié)溫度旋鈕,使升降螺絲下移并推動彈性銅片下移7. 燃氣灶的點火開關(guān)有兩種:一種是電脈沖點火開關(guān),它是依靠干電池產(chǎn)生的電流脈沖經(jīng)變壓器輸出非常高的電壓,擊穿空氣后點火;另一種是電子壓電點火開關(guān),它的工作原理是壓電陶瓷片受一定方向的外力作用而發(fā)生機械形變,相應(yīng)地輸出很高的電壓,擊穿空氣后點火.下列關(guān)于這兩種點火開關(guān)的說法中,正確的是()A. 電脈沖點火開關(guān)是一種傳感器B. 電子壓電點火開關(guān)是一種傳感器C. 壓電陶瓷片完成的能量轉(zhuǎn)化是

5、電能轉(zhuǎn)化為光能D. 壓電陶瓷片完成的能量轉(zhuǎn)化是機械能轉(zhuǎn)化為電能三、 非選擇題8. 圖甲為在溫度為10左右的環(huán)境中工作的某自動恒溫箱原理簡圖,箱內(nèi)的電阻R1=20k,R2=10k,R3=40k,Rt為熱敏電阻,它的電阻隨溫度變化的圖線如圖乙所示.當a、b端電壓Uab0時,電壓鑒別器會使S斷開,停止加熱.則恒溫箱內(nèi)的溫度恒定在.9. 如圖所示,厚度為h、寬度為d的導體板放在垂直于它的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,當電流通過導體時,在導體板的上側(cè)面A和下側(cè)面A之間會產(chǎn)生電勢差,這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng).實驗表明,當磁場不太強時,電勢差U、電流I和磁感應(yīng)強度B的關(guān)系為U=k,式中的比例系數(shù)稱為霍爾系數(shù).霍爾

6、效應(yīng)可解釋如下:外部磁場的洛倫茲力使運動的電子聚集在導體板的一側(cè),在導體板的另一側(cè)會出現(xiàn)多余的正電荷,從而形成橫向電場,橫向電場對電子施加與洛倫茲力方向相反的靜電力,當靜電力與洛倫茲力達到平衡時,導體板上下兩側(cè)之間就會形成穩(wěn)定的電勢差.設(shè)電流I是由電子的定向移動形成的,電子的平均定向速度為v,電荷量為e.(1) 達到穩(wěn)定狀態(tài)時,導體板上側(cè)面A的電勢與下側(cè)面A的電勢的高低情況如何?(2) 求電子所受的洛倫茲力的大小.(3) 當導體板上下側(cè)面之間的電勢差為U時,求電子所受靜電力的大小.(4) 由靜電力和洛倫茲力平衡的條件證明霍爾系數(shù)為k=,其中n代表導體板單位體積中電子的個數(shù).10. 某同學為了測

7、量一物體的質(zhì)量,找到了一個力電轉(zhuǎn)換器,該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力(比例系數(shù)為k),如圖所示.測量時先調(diào)節(jié)輸入端的電壓,使轉(zhuǎn)換器空載時的輸出電壓為零;然后在其受壓面上放物體,即可測得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓U.現(xiàn)有下列器材:力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為m0的砝碼、電壓表、滑動變阻器、干電池各一個、開關(guān)及導線若干、待測物體(可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上).請完成對該物體的測量.(1) 設(shè)計一個電路,要求力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào),并且使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能的大,在方框中畫出完整的測量電路圖.(2) 簡要說明測量步驟,求出比例系數(shù)k,并測出待測物體的質(zhì)量m.(3) 寫出在設(shè)計實驗中可能出現(xiàn)的一個問題

8、.第3講傳感器及其應(yīng)用1. A【解析】 紅外報警裝置利用的是光傳感器,其他三個都不屬于光傳感器.2. B【解析】 半導體熱敏電阻的阻值隨著溫度的升高而減小,A錯誤;電飯鍋應(yīng)用的主要元件是感溫鐵氧體溫度傳感器,B正確;電熨斗應(yīng)用的是溫度傳感器,C錯誤;鼠標應(yīng)用的是光電傳感器,D錯誤.3. B【解析】 由閉合電路歐姆定律U=E-Ir可知=r即電源內(nèi)阻,為定值.B項正確.4. B【解析】 由歐姆定律E=I(r+rg+R),最大電流 2A,最小電阻為4 ,R4 ,F2 600 N,故A錯誤;F=0時,電路總電阻為32 ,則此時I=0.375 A,B正確,C錯誤;將R=30-0.01F代入E=I(r+rg+R),整理得F=3 200-,D錯誤.5. AC6. CD7. BD【解析】 傳感器是把非電學量轉(zhuǎn)化為電學量的裝置,電脈沖點火開關(guān)實際上是自感現(xiàn)象的應(yīng)用,電子壓電點火開關(guān)是力傳感器,把機械形變轉(zhuǎn)化為電壓,A錯誤,B正確;從能量轉(zhuǎn)化角度分析壓電陶瓷片是把機械能轉(zhuǎn)化為電能,C錯誤,D正確.8. 359. (1) 由左手定則判斷出A的電勢比A低.(2) 電子所受的洛倫茲力為evB.(3) F靜電力=e.(4) 由平衡條件知 F靜電力=e=evB,又因為I=neSv=nehdv,U=k,代入原式可得k=,得證.10. (1) 設(shè)計的電路圖如圖所示.(2) 測量