PAGEPAGE1第六章傳感器【鞏固練習】一、選擇題1．霍爾元件能轉(zhuǎn)換哪個物理量（）A．把溫度這個熱學量轉(zhuǎn)換成電阻這個電學量B．把磁感應強度這個磁學量轉(zhuǎn)換成電壓這個電學量C．把力這個力學量轉(zhuǎn)換成電壓這個電學量D．把光照強弱這個光學量轉(zhuǎn)換成電阻這個電學量2．關(guān)于傳感器的下列說法中正確的有（）A．全部傳感器都是由半導體材料做成的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壓的變更來傳遞信號的D．以上說法都不正確3．在電梯門口放置一障礙物，會發(fā)覺電梯門不停地開關(guān)，這是由于在電梯門上裝有的傳感器是（）A．光傳感器B．溫度傳感器C．聲音傳感器D．壓力傳感器4．下列關(guān)于電子秤中應變式力傳感器的說法正確的是（）A．應變片是由導體材料制成的B．當應變片的表面拉伸時，其電阻變大；反之，變小C．傳感器輸出的是應變片上的電壓D．外力越大，輸出的電壓值也越大5．關(guān)于光敏電阻，下列說法正確的是（）A．光敏電阻能夠把光照強弱這個光學量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學量B．硫化鎘是一種半導體材料，無光照耀時，載流子極少，導電性能不好C．硫化鎘是一種半導體材料，無光照耀時，載流子較多，導電性良好D．半導體材料硫化鎘，隨著光照的增加，載流子增多，導電性變好6．對熱敏電阻，正確的敘述是（）A．受熱后，電阻隨溫度的上升而快速減小B．受熱后，電阻基本不變C．熱敏電阻可以用來測量很小范圍內(nèi)的溫度，反應快，而且精確度高D．以上說法都不對7．在一些星級賓館的洗手間常常裝有自動于手機，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．變更濕度B．變更溫度C．變更磁場D．變更電容8．如圖所示，將一光敏電阻接人多用電表兩表筆上，將多用電表的選擇開關(guān)置于歐姆擋，用光照耀光敏電阻時，表針自左向右的偏轉(zhuǎn)角度為；現(xiàn)用手掌攔住部分光線，表針自左向右的偏為，則可推斷（）A．B．C．D．不能確定9．如圖所示是一個測定液面高度的傳感器，在導線芯的外面涂上一層絕緣物質(zhì)，放在導電液體中，導線芯和導電液體構(gòu)成電容器的兩極，把這兩極接入外電路，當外電路中的電流變更說明電容值增大時，則導電液體的深度h的變更為（）A．h增大B．h減小C．h不變D．無法確定10．(2024揚州開學考試)傳感器是把非電學量轉(zhuǎn)換成電學量的一種元件．如圖所示，乙、丙是兩種常見的電容式傳感器，現(xiàn)將乙、丙兩種傳感器分別接到圖甲的電路中進行試驗（電流從電流表正接線柱流入時指針向右偏），下列試驗現(xiàn)象中正確的是（）A．當乙傳感器接入電路試驗時，若F變小，則電流表指針向右偏轉(zhuǎn)B．當乙傳感器接入電路試驗時，若F變大，則電流表指針向右偏轉(zhuǎn)C．當丙傳感器接入電路試驗時，若導電溶液深度h變大，則電流表指針向左偏轉(zhuǎn)D．當丙傳感器接入電路試驗時，若導電溶液深度h變小，則電流表指針向左偏轉(zhuǎn)11．如圖所示，銅板放入垂直向里的勻強磁場中（即磁場垂直ABCD平面對里），當銅板中有圖示電流流過時，下列說法正確的是（）A．ABCD面的電勢高于面的電勢B．ABCD面的電勢低于面的電勢C．面的電勢高于面的電勢D．面的電勢低于面的電勢12．如圖所示是電容式話筒的示意圖，它是利用電容制作的傳感器，話筒的振動膜前面鍍有薄薄的金屬層，膜后距膜幾十微米處有一金屬板，振動膜上的金屬層和這個金屬板構(gòu)成電容器的面極，在兩極間加一電壓U，人對著話筒說話時，振動膜前后振動，使電容發(fā)生變更，導致話筒所在電路中的其他量發(fā)生變更，使聲音信號被話筒轉(zhuǎn)化為電信號，其中導致電容變更的緣由可能是電容器兩板間的（）A．距離變更B．正對面積變更C．介質(zhì)變更D．電壓變更13．唱卡拉OK用的話筒內(nèi)有傳感器，其中有一種是動圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面黏接一個輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場中，當聲波使膜片前后振動時，就將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。下列說法中正確的是（）A．該傳感器是依據(jù)電流的磁效應工作的B．該傳感器是依據(jù)電磁感應原理工作的C．膜片振動時，穿過金屬線圈的磁通量不變D．膜片振動時，金屬線圈中不會產(chǎn)生感應電動勢14．壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，有位同學利用壓敏電阻設計了推斷小車運動狀態(tài)的裝置，其工作原理如圖甲所示，將壓敏電阻和一塊擋板固定在絕緣小車上，中間放置一個絕緣重球。小車向右做直線運動過程中，電流表示數(shù)變更與時間t的關(guān)系如圖乙所示，下列推斷正確的是（）A．從t1到t2時間內(nèi)，小車做勻速直線運動B．從t1到t2時間內(nèi)，小車做勻加速直線運動C．從t2到t3時間內(nèi)，小車做勻速直線運動D．從t2到t3時間內(nèi)，小車做勻加速直線運動二、填空題15．如圖甲所示是一個霍爾元件，其大小僅為一般發(fā)光二極管的五分之一左右。霍爾元件是一個四端元件，其中AC端輸入限制電流，BD端輸出霍爾電壓，可用多用電表的電壓擋來檢測。如圖乙，將霍爾元件的BD端與多用電表的最靈敏的50μA電流擋相連（由于霍爾電壓很小，把它干脆加在電流表兩端，通過測量電流的變更，就可以知道電壓的變更。也可用數(shù)字多用電表干脆測量霍爾電壓），電源E（6V～12V）與可變電阻R（470Ω）串聯(lián)后連到霍爾元件的AC端，用以輸入限制電流，R的滑動端置于中間位置。將條形磁鐵的磁極靠近霍爾元件H，視察多用電表指針讀數(shù)的變更。保持霍爾元件H與條形磁鐵磁極的相對位置不變，變更R的大小，再視察多用電表指針讀數(shù)的變更。由此得出，霍爾電壓與________有關(guān)。16．磁場具有能量，磁場中單位體積所具有的能量叫做能量密度，其值為B2／2μ，式中B是磁感應強度，μ磁導率，在空氣中μ為一已知常數(shù)。為了近似測得條形磁鐵磁極端面旁邊的磁感應強度B，一學生用一根端面面積為A的條形磁鐵吸住一相同面積的鐵片P，再用力將鐵片與磁鐵拉開一段微小距離，并測出拉力F，如圖所示，因為F所做的功等于間隙中磁場的能量，所以由此可得磁感應強度B與F、A之間的關(guān)系為B=______。17．（2024上海二模）如圖所示是飲水器的自動限制電路。左邊是一個在水溫較低時對水加熱的容器，內(nèi)有密封絕緣的電熱絲發(fā)熱器和接觸開關(guān)S1。只要有水浸沒S1，它就會導通；水面低于S1時，不會加熱。（1）Rx是一個熱敏電阻，低溫時呈現(xiàn)高電阻，右邊P是一個（選填“與”、“或”、“非”）邏輯門，接在0~5V電源之間，圖中J是一個繼電器，可以限制發(fā)熱器工作與否，Ry是一個可變電阻，低溫時Rx應_______（選填“遠大于”、“遠小于”）Ry；（2）請闡述飲水機的自動加熱原理。三、解答題18．在奧運會上，運動員參與蹦床項目的競賽。假設表演時運動員僅在豎直方向上運動，通過傳感器將彈簧床面與運動員間的彈力隨時間變更的規(guī)律在計算機上繪出如下圖所示的曲線，當?shù)氐闹亓铀俣萭取10rn／s2，依據(jù)圖象給出的信息，回答下列物理量能否求出，如能求出，寫出必要的運算過程和最終結(jié)果。（1）運動員的重力；（2）運動員的最大加速度；（3）運動員跳起的最大高度。19．如圖所示是一種自動限制水溫的裝置，加熱電路的兩端P、Q應接在觸頭a、b之間還是c、d之間？熱敏電阻兩端M、N應接在哪兩個觸頭之間？20．某學生為了測量一個物體的質(zhì)量，找到一個力電轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面受到的壓力（比例系數(shù)為k），如圖所示，測量時先調(diào)整輸人端的電壓，使轉(zhuǎn)換器空載時的輸出電壓為0，而后在其受壓面上放上物體，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）。請完成對該物體質(zhì)量m的測量。（1）設計一個電路，要求力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào)，并且使電壓的調(diào)整范圍盡可能大，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)|i}，并測出待測物體的質(zhì)量m。（3）請設想試驗中可能會出現(xiàn)的一個問題?！敬鸢概c解析】一、選擇題1．【答案】B【解析】依據(jù)霍爾元件工作原理，載流子在洛倫茲力作用下漂移，形成霍爾電壓，，所以它將磁感應強度這個磁學量轉(zhuǎn)換成電壓這個電學量，故B正確。2．【答案】B【解析】半導體材料可以制成傳感器，其他材料也可以制成傳感器，如金屬氧化物氧化錳就可以制成溫度計，所以選項A錯誤，B正確；傳感器不但能感知電壓的變更，還能感知力、溫度、光、聲、化學成分等非電學量的變更，所以選項C錯誤。3．【答案】D【解析】電梯門遇到人或者其他障礙物時，受到障礙物的作用力，所以電梯門上裝有感知這個作用力的傳感器即壓力傳感器。4．【答案】BD【解析】應變片多用半導體材料制成，故選項A錯。當應變片拉伸時，其電阻變大，B對。傳感器輸出的是上、下兩應變片上的電壓差，并且隨著外力的增大，輸出的電壓差值也就越大，故C錯，D對。5．【答案】ABD【解析】硫化鎘隨著光照增加，載流子增多，導電性變好，由它做成的光敏電阻隨著光照增加，電阻變小。6．【答案】AC【解析】熱敏電阻隨溫度的上升其電阻值減小，熱敏電阻可以用來測量很小范圍內(nèi)的溫度，反應快，而且精確度高。7．【答案】D8．【答案】B9．【答案】A【解析】由題意知，導線芯和導電液體構(gòu)成電容器的兩極，類似于平行板電容器的兩極，當液面高度發(fā)生變更時相當于兩極正對面積發(fā)生變更，會引起電容的變更。與平行板電容器類比可得，導電液體的深度h增大時，導線芯和導電液體正對面積增大，電容器的電容值變大。故選項A正確。10．【答案】BD【解析】A、當乙傳感器接入電路試驗時，若F變小，電容器兩極板間的距離增大，依據(jù)電容的確定式得知，電容減小，而電壓不變，則由可知，電容器所帶的電量減小，電容器放電，電路中有順時針方向的電流，則電流表指針向左偏轉(zhuǎn)，故A錯誤；B、當乙傳感器接入電路試驗時，若F變大，電容器兩極板間的距離減小，依據(jù)電容的確定式得知，電容增大，而電壓不變，則由可知，電容器所帶的電量增加，電容器充電，電路中有逆時針方向的電流，則電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，故B正確；C、當丙傳感器接入電路試驗時，若導電溶液深度h變大，兩電極正對面積增大，電容增大，而電壓不變，則電容器充電，電路中有逆時針方向的電流，則電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，故C錯誤；D、當丙傳感器接入電路試驗時，若導電溶液深度h變小，兩電極正對面積減小，電容減小，而電壓不變，則電容器放電，電路中有順時針方向的電流，則電流表指針向左偏轉(zhuǎn)，故D正確。故選：BD11．【答案】D【解析】銅板的載流子是自由電子，它在洛倫茲力作用下向偏。12．【答案】A【解析】本題考查聲傳感器的應用。這個聲傳感器可歸到電容傳感器中。由題意，對著話筒說話時，振動膜前后振動，則金屬層和金屬板間距離變更，即電容器兩極板間距離變更，故導致電容變更的緣由可能是電容器兩極板間的距離變更，故正確答案為A。13．【答案】B【解析】膜片振動時，帶動金屬線圈運動，線圈中磁通量發(fā)生變更，產(chǎn)生感應電動勢，進而產(chǎn)生感應電流。故正確答案為B。14．【答案】D【解析】在t1～t2內(nèi)，I變大，阻值變小，壓力變大，小車做變加速運動，A、B均錯。在t2～t3內(nèi)，I不變，壓力不變，小車做勻加速直線運動，C錯，D對。故正確答案為D。二、填空題15．【答案】輸入電流【解析】變更R的大小會視察到，電流越大，霍爾電壓越大，所以霍爾電壓與AC端輸入電流有關(guān)。16．【答案】【解析】在用力將鐵片與磁鐵拉開一段微小距離的過程中，拉力F可認為不變，因此F所做的功。以表示間隙中磁場的能量密度，則間隙中磁場的能量。題給條件，故。因為F所做的功等于間隙中磁場的能量，即W=E，故有，解得。17．【答案】（1）與；遠大于（2）見解析【解析】（1）當水溫較低和水浸沒S1，兩個條件同時滿意時，QC之間才有高電壓輸出，發(fā)熱器才會工作，故P應是與邏輯門。Rx是一個熱敏電阻，低溫時Rx應遠大于Ry。（2）飲水機的自動加熱原理是：當水溫較低時，Rx阻值較大，A為高電勢，且有水浸沒S1，B也為高電勢，則QC之間才有高電壓輸出，電磁繼電器有電流通過，將吸動S2閉合，發(fā)熱器工作。三、解答題18．【答案】（1）500N（2）40m／s2（3）5m【解析】本題中的隱含條件：由圖中可知重力的大小、彈力的最大值以