高中物理 3-1.2 認識傳感器 傳感器的原理每課一練 粵教版選修3-2

【創(chuàng)新設(shè)計】-高中物理3-1.2認識傳感器傳感器的原理每課一練粵教版選修3-2(時間：60分鐘)知識點一傳感器的概念1．(雙選)關(guān)于傳感器，下列說法正確的是 ()．A．光敏電阻和熱敏電阻都是由半導(dǎo)體材料制成的B．金屬材料也可以制成傳感器C．傳感器主要是通過感知電阻的變化來傳遞信號的D．以上說法都不正確解析光敏和熱敏電阻分別應(yīng)用了半導(dǎo)體的不同特性制成，A正確．由于金屬材料的電阻隨溫度而變化，可制成將溫度信號轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器，B正確．傳感器可感知電阻、電壓、電流等各種變化來傳遞信號，C錯誤．答案AB2．(單選)下列說法錯誤的是 ()．A．傳感器擔(dān)負著信息采集的任務(wù)B．干簧管是一種磁傳感器C．傳感器不是電視搖控接收器的主要元件D．傳感器是將力、溫度、光、聲、化學(xué)成分轉(zhuǎn)換為電信號的主要工具解析由傳感器的定義知A正確，D正確，電視搖控接收器的主要元件是紅外線傳感器，故C錯誤，由干簧管的工作原理，干簧管是一種能夠感知磁場的元件，故B正確．答案C3．為解決樓道的照明，在樓道內(nèi)安裝一個傳感器與電燈的控制電路相接．當(dāng)樓道內(nèi)有走動而發(fā)出聲響時，電燈即與電源接通而發(fā)光，這種傳感器為________傳感器，它輸入的是________信號，經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換后，輸出的是________信號．答案聲控聲音電知識點二光敏、熱敏、金屬熱電阻的應(yīng)用4．(單選)如圖3-1、2-15所示，將一光敏電阻接入多用電表兩表筆上，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，表針的偏角為θ；現(xiàn)用手掌擋住部分光線，表針的偏角為θ′，則可判斷 ()．圖3-1、2-15A．θ′＝θ B．θ′＜θC．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，指針自左向右偏轉(zhuǎn)角度變?。鸢窧5.(單選)在信息技術(shù)高速發(fā)展、電子計算機廣泛應(yīng)用的今天，擔(dān)負著信息采集任務(wù)的傳感器在自動控制、信息處理技術(shù)中發(fā)揮著越來越重要的作用，其中熱電傳感器是利用熱敏電阻將熱信號轉(zhuǎn)換成電信號的元件．某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在用多用電表研究熱敏特性實驗中，安裝好如圖3-1、2-16所示裝置．向杯內(nèi)加入冷水，溫度計的示數(shù)為20℃，多用電表選擇適當(dāng)?shù)谋堵剩x出熱敏電阻的阻值R1.然后向杯內(nèi)加入熱水，溫度計的示數(shù)為60℃，發(fā)現(xiàn)多用電表的指針偏轉(zhuǎn)角度較大，則下列說法正確的是 ()．圖3-1、2-16A．應(yīng)選用電流擋，溫度升高換用大量程測量B．應(yīng)選用電流擋，溫度升高換用小量程測量C．應(yīng)選用歐姆擋，溫度升高時換用倍率大的擋D．應(yīng)選用歐姆擋，溫度升高時換用倍率小的擋解析多用電表與熱敏電阻構(gòu)成的回路中未接入電源故不能用電流表，A、B均錯，當(dāng)溫度升高時多用電表指針偏轉(zhuǎn)角度較大，說明熱敏電阻的阻值變小了，應(yīng)該換用倍率小的擋，C錯誤，D正確．答案D6．(單選)街旁的路燈、江海里的航標都要求在夜晚亮、白天熄，利用半導(dǎo)體的電學(xué)特性制成了自動點亮、熄滅的裝置，實現(xiàn)了自動控制，這是利用半導(dǎo)體的 ()．A．壓敏性 B．光敏性C．熱敏性 D．三種特性都利用答案B知識點三含傳感器的電路分析與判斷7.(單選)如圖3-1、2-17所示，R3是光敏電阻，當(dāng)開關(guān)S閉合后，在沒有光照射時，a、b兩點等電勢，當(dāng)用光照射電阻R3時，則 ()．圖3-1、2-17A．R3的電阻變小，a點電勢高于b點電勢B．R3的電阻變小，a點電勢低于b點電勢C．R3的電阻變大，a點電勢高于b點電勢D．R3的電阻變大，a點電勢低于b點電勢解析R3是光敏電阻，當(dāng)有光照射時電阻變小，R3兩端電壓降減小，故a點電勢將升高，因其它阻值不變，所以a點電勢將高于b點電勢．答案A8.(單選)如圖3-1、2-18所示是一火警報警裝置的部分電路示意圖，其中R2是半導(dǎo)體熱敏傳感器，它的電阻隨溫度升高而減小，a、b接報警器．當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時，電流表的電流I和a、b兩端電壓U與出現(xiàn)火情前相比()．圖3-1、2-18A．I變大，U變大 B．I變小，U變小C．I變小，U變大 D．I變大，U變小解析當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時，溫度升高，電阻減小，電路的總電阻減小，總電流I增大，路端電壓Uab＝E－Ir減小，I(r＋R1)增大，U并＝E－I(r＋R1)減小，通過R3的電流I3減小，，D對．答案A9.(雙選)高溫超導(dǎo)限流器被公認為目前最好的、且唯一行之有效的短路故障電流限制裝置．中國科學(xué)院電工研究所完成了一種具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高溫超導(dǎo)限流器樣機的研制工作．超導(dǎo)限流器由超導(dǎo)部件和限流電阻并聯(lián)組成，如圖31、219所示．超導(dǎo)部件有一個超導(dǎo)臨界電流IC，當(dāng)通過限流器的電流I＞IC時，將造成超導(dǎo)體失超，從超導(dǎo)態(tài)(本題認為電阻為零)轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài)(本題認為是一個純電阻)，以此來限制電力系統(tǒng)故障電流．已知超導(dǎo)部件的正常態(tài)電阻為R1＝3Ω，超導(dǎo)臨界電流IC＝1.2A，限流電阻R2＝6Ω，小燈泡L上標有“6V,6W”，電源電動勢E＝8V，內(nèi)阻r＝2Ω.原來電路正常工作，現(xiàn)L突然發(fā)生短路．則 ()．圖31、219A．短路前通過R1的電流為eq\f(2,3)AB．超導(dǎo)部件將由超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)為正常態(tài)C．短路后通過R1的電流為eq\f(4,3)AD．短路后通過R1的電流為2A解析小燈泡L上標有“6V,6W”，故該燈泡的電阻RL＝eq\f(U2,P)＝eq\f(62,6)Ω＝6Ω，短路前電路的總電阻為R＝eq\f(R1R2,R1＋R2)＋RL＋r＝2Ω＋6Ω＋2Ω＝10Ω，總電流為I＝eq\f(E,R)＝0.8A，超導(dǎo)部件兩端的電壓為U1＝E－I(RL＋r)＝1.6V，所以短路前通過R1的電流為I1＝eq\f(1.6,3)A＝eq\f(8,15)A，所以A選項錯誤．當(dāng)L突然短路后，則電路中總電阻為R′，R′＝2Ω＋2Ω＝4Ω，總電流I′＝eq\f(E,R′)＝eq\f(8,4)A＝2A，則超導(dǎo)部件兩端的電壓為U′＝E－I′r＝4V，所以短路后通過R1的電流為I1′＝eq\f(4,3)A，故C選項正確．當(dāng)L突然短路后，超導(dǎo)部件的電流eq\f(4,3)A，超過了臨界電流1.2A，故短路后超導(dǎo)部件將由超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)為正常態(tài)，B選項正確．答案BC10.(單選)傳感器是把非電學(xué)物理量(如位移、壓力、流量、聲強等)轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的一種元件．如圖3-1、2-20所示為一種電容式傳感器，電路可將聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號．電路中a、b構(gòu)成一個電容器，b是固定不動的金屬板，a是能在聲波驅(qū)動下沿水平方向振動的鍍有金屬層的振動膜．若聲源S發(fā)出頻率恒定的聲波使a振動，則a在振動過程中 ()．圖3-1、2-20A．a(chǎn)、b板之間的電場強度不變B．a(chǎn)、b板所帶的電荷量不變C．電路中始終有方向不變的電流D．向右位移最大時，電容器的電容量最大解析a、b始終跟電源相連，電勢差U不變，由于a、b間距離變化，由E＝eq\f(U,d)知場強變化，A錯誤；由C＝eq\f(εrS,4πkd)知d變化時C變化，a向右位移最大時，電容最大，D正確；由Q＝CU知a、b所帶電荷量變化，電路中電流方向改變，B、C錯誤．答案D11．(單選)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，人是一種導(dǎo)體，可以與其他導(dǎo)體構(gòu)成電容器．手靠近時相當(dāng)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；用濕度和溫度來驅(qū)動電熱器工作，理論上可行，但是假如干手機是由于溫度、濕度的變化工作就成了室內(nèi)烘干機．答案D12．(單選)利用圖3-1、2-21甲所示電路測量電流表的內(nèi)阻．閉合開關(guān)S，當(dāng)變阻器的滑片滑至c處時，測得電流表和電壓表的示數(shù)分別是40mA、9V．已知圖甲中熱敏電阻的I-U關(guān)系圖線如圖3-1-22乙所示，則電流表的內(nèi)阻為 ()．圖3-1、2-21A．0.14ΩB．85ΩC．14