最新高中物理第6章传感器第1节传感器及其工作原理课时作业1Word文档下载推荐.docx
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D.所有传感器都是由半导体材料制作的
解析:
热敏电阻、金属热电阻、光敏电阻都是把温度或光照强度的变化转换为其阻值的变化,从而使电路中电流或电压发生变化,故选项ABC正确;
并非所有的传感器都是由半导体材料制成的,半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料都可以用来制作传感器,故选项D错误。
2.(×
×
市东×
区高二下学期期末)非触摸式自动水龙头(自动感应水龙头)如图,其应用的传感器是( B )
A.压力传感器B.光电式传感器
C.生物传感器D.温度传感器
自动感应水龙头应用的是光电传感器。
3.(长沙一中20xx~20xx学年高二检测)如图所示,R1为定值电阻,R2为负温度系数的热敏电阻(负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻),L为小灯泡,当温度降低时( C )
A.R1两端的电压增大 B.电流表的示数增大
C.小灯泡的亮度变强D.小灯泡的亮度变弱
R2与灯L并联后与R1串联,与电源构成闭合电路,当热敏电阻温度降低时,电阻R2增大,外电路电阻增大,电流表读数变小,灯L两端电压增大,灯泡亮度变强,R1两端电压减小,故C正确,其余各项均错。
4.如图所示,将一光敏电阻连入多用电表两表笔上,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,用光照射光敏电阻时表针的偏角为θ,现用手掌挡住部分光线,表针的偏角为θ′,则可判断( B )
A.θ′=θ
B.θ′<
θ
C.θ′>
D.不能确定θ和θ′的关系
光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小,开始时有光照射,光敏电阻的阻值较小,当用手掌挡住部分光线时,光敏电阻的阻值增大,因为欧姆表的零刻度在表盘的右侧,所以欧姆表测电阻时,阻值越大,指针张角越小,所以选项B正确。
5.如图是观察电阻值随温度变化情况的示意图。
现在把杯中的水由冷水变为热水,关于欧姆表的读数变化情况正确的是( BC )
A.如果R为金属热电阻,读数变大,且变化非常明显
B.如果R为金属热电阻,读数变大,且变化不明显
C.如果R为热敏电阻(用半导体材料制作),读数变化非常明显
D.如果R为热敏电阻(用半导体材料制作),读数变化不明显
若为金属热电阻,温度升高后,电阻变大,读数变化不明显,A错,B对;
若为热敏电阻,读数将明显变化,C对、D错。
6.电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置。
由于电容器的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素,当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化,从而又可推出另一个物理量的变化,如图所示是四种电容式传感器的示意图,关于这四种传感器的作用,下列说法正确的是( ABC )
A.甲图的传感器可以用来测量角度
B.乙图的传感器可以用来测量液面的高度
C.丙图的传感器可以用来测量压力
D.丁图的传感器可以用来测量速度
甲图角度变化能导致极板正对面积变化;
乙图高度变化能导致极板正对面积变化;
丙图F变化能导致极板间距变化;
丁图物体位置变化导致电介质位置变化。
所以,甲、乙、丙、丁分别是测角度、高度、压力、位移的物理量,故ABC正确。
二、非选择题
7.将万用表的选择开关置于欧姆挡,再将电表的两支表笔分别与光敏电阻Rg的两端相连,这时表针恰好指在刻度盘的中央,若用不透光的黑纸将Rg包裹起来,表针将向左(填“左”或“右”)转动,若用手电筒光照射Rg,表针将向右(填“左”或“右”)转动。
8.在热敏特性实验中,为了研究热敏电阻的阻值随温度变化的情况,用如图所示装置进行实验,请指出图中错误之处,R为热敏电阻。
答案:
R应全部浸入水中;
温度计应悬在水中。
能力提升
一、选择题(1题为单选题,2~4题为多选题)
1.(云南昆明一中20xx~20xx学年高二检测)如图所示,用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器,下列说法中正确的是( A )
A.严重污染时,LDR是高电阻
B.轻度污染时,LDR是高电阻
C.无论污染程度如何,LDR的电阻不变,阻值大小由材料本身因素决定
D.该仪器的使用不会因为白天和晚上受到影响
严重污染时,透过污水照到LDR上的光线较少,LDR电阻较大,A对、B错;
LDR由半导体材料制成,受光照影响电阻会发生变化,C错;
白天和晚上自然光强弱不同,或多或少会影响LDR的电阻,D错。
2.有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件,将这三只元件分别接入如图所示的电路中的A、B两点后,用黑纸包住元件或者把元件置入热水中,观察欧姆表的示数,下列说法中正确的是( AC )
A.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数变化较大,这只元件一定是热敏电阻
B.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数不变化,这只元件一定是定值电阻
C.用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数变化较大,这只元件一定是光敏电阻
D.用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数相同,这只元件一定是定值电阻
热敏电阻的阻值随温度变化而变化,定值电阻和光敏电阻不随温度变化;
光敏电阻的阻值随光照变化而变化,定值电阻和热敏电阻不随之变化。
3.(兰州中学20xx~20xx学年高二检测)如图所示,RT为热敏电阻(温度升高,电阻减小),R1为光敏电阻,R2和R3均为定值电阻,电源电动势为E,内阻为r,V为理想电压表,现发现电压表示数增大,可能的原因是( AC )
A.热敏电阻温度升高了B.热敏电阻温度降低了
C.光照强度减弱了D.光照强度增强了
热敏电阻温度升高,其阻值减小,外电路的总电阻减小,总电流增大,光敏电阻的路端电压减小,通过光敏电阻的电流减小,则通过R3的电流增大,电压表的示数增大,A正确;
同理分析可知B错误;
光照强度减弱,光敏电阻的阻值增大,外电路总电阻增大,路端电压增大,则电压表的示数增大,C正确;
同理分析可知D错误。
4.利用光敏电阻制作的光传感器,记录传送带上工件的输送情况,如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器,光传感器B能接收到发光元件A发出的光,每当工件挡住A发出的光时,光传感器输出一个电信号,并在屏幕上显示出电信号与时间的关系,如图乙所示,若传送带始终匀速运动,每两个工件间的距离为0.2m,则下述说法正确的是( BC )
A.传送带运动的速度是0.1m/s
B.传送带运动的速度是0.2m/s
C.该传送带每小时输送3600个工件
D.该传送带每小时输送7200个工件
在该计数装置中,A是发光的光源,B是光接收器,B中的主要元件是光电传感器采用的光敏电阻,当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻的阻值变小,供给信号处理系统的电压变低;
当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻的阻值变大,供给信号处理系统的电压变高。
由题中所给条件可计算出B、C正确。
5.如图所示,由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的电路中,当闭合开关S后,小灯泡正常发光,若用酒精灯加热电阻丝时,发现小灯泡亮度变暗,发生这一现象的主要原因是C。
A.小灯泡的电阻发生了变化
B.小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化
C.电阻丝的电阻率随温度发生了变化
D.电源的电压随温度发生了变化
温度升高,金属电阻丝电阻率增大,电阻增大,电路中电流减小,灯泡亮度减弱。
6.如图是一种测定油箱油量多少或变化多少的装置。
其中电源电压保持不变,R是滑动变阻器,它的金属滑片是金属杆的一端。
在装置中使用了一只电压表(图中没有画出),通过观察电压表示数,可以了解油量情况,你认为电压表应该接在图中的c、d两点之间,按照你的接法请回答:
当油箱中油量减少时,电压表的示数将减小(填“增大”或“减小”)
把电压表接到c、d之间,油量增加时,R减小,电路中
电流增大,则R′两端的电压增大,电压表示数增大,同理,油量减少时,电压表示数减小。
7.一块N型半导体薄片(称霍尔元件),其横截面为矩形,体积为b×
c×
d,如图所示。
已知其单位体积内的电子数为n、电阻率为ρ、电子电荷量为e。
将此元件放在匀强磁场中,磁场方向沿z轴方向,并通有沿x轴方向的电流I。
(1)此元件的C、C′两个侧面中,哪个面电势高?
(2)试证明在磁感应强度一定时,此元件的C、C′两个侧面的电势差与其中的电流成正比。
(3)磁强计是利用霍尔效应来测量磁感应强度B的仪器。
其测量方法为:
将导体放在匀强磁场之中,用毫安表测量通过的电流I,用毫伏表测量C、C′间的电压UCC′,就可测得B。
若已知其霍尔系数k==10mV/mA·
T,并测得UCC′=0.6mV,I=3mA。
试求该元件所在处的磁感应强度B的大小。
(1)C′面较高
(2)见解析 (3)0.02T
(1)因电子的运动方向与电流的方向相反,再由左手定则可知,电子向C面偏移,所以C′面电势较高
(2)假设定向移动速度为v:
I=q/t
q=nebdvt 可得:
I=nebdv
稳定时有:
Bev=eUCC′/b 可得:
UCC′=I,式中各量均为定值,所以侧面的电势差与其中的电流成正比
(3)由上可知B=代入得:
B=0.02T
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