人教版選修32 6.1傳感器及其工作原理 作業(yè).doc

6.1 傳感器及其工作原理課時(shí)作業(yè)基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1下列說(shuō)法正確的是()a傳感器擔(dān)負(fù)著信息采集的任務(wù)b干簧管是一種磁傳感器c傳感器不是電視遙控接收器的主要元件d傳感器是力、溫度、光、聲、化學(xué)成分轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的主要工具【解析】傳感器是將力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的主要工具，在轉(zhuǎn)換過(guò)程中，傳感器擔(dān)負(fù)著信息采集的任務(wù)，故a、d正確；干簧管是一種利用軟磁性材料制成的磁傳感器，故b正確；電視遙控接收器的主要元件是光電傳感器，因此c錯(cuò)誤【答案】abd2有一電學(xué)元件，溫度升高時(shí)電阻卻大幅度減小，則這種元件可能是()a金屬導(dǎo)體 b絕緣體c半導(dǎo)體 d超導(dǎo)體【解析】上述材料中只有半導(dǎo)體的電阻隨溫度升高而減少故選c.【答案】c3如圖所示，截面為矩形的金屬導(dǎo)體，放在磁場(chǎng)中，當(dāng)導(dǎo)體中通有電流時(shí)，導(dǎo)體的上下表面的電勢(shì)有什么關(guān)系()aumunbumuncumund無(wú)法判斷【解析】霍爾效應(yīng)形成的原因是因?yàn)閹щ娏Ｗ釉诖艌?chǎng)中受到洛倫茲力作用，做定向移動(dòng)形成的根據(jù)左手定則，電子受到向下的洛倫茲力作用，向n板運(yùn)動(dòng)，則m板剩下正電荷，所以u(píng)mun.【答案】a4.如圖所示，r1、r2為定值電阻，l為小燈泡，r3為光敏電阻，當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時(shí)()a電壓表的示數(shù)增大br2中電流減小c小燈泡的功率增大d電路的路端電壓降低【解析】照射光照強(qiáng)度增大時(shí)，r3變小，r3、l與r2的并聯(lián)電阻變小，因?yàn)閕e/(rr1r并)，所以i變大，因此電壓表示數(shù)變大，a正確；又u外eir，i變大，所以路端電壓降低，d正確；并聯(lián)電路電壓變小，流過(guò)r2的電流減小，b正確；總電流增大，所以流過(guò)l和r3的電流增大，小燈泡的功率增大，c正確【答案】abcd5關(guān)于干簧管，下列說(shuō)法正確的是()a干簧管接入電路中相當(dāng)于電阻的作用b干簧管是根據(jù)熱脹冷縮的原理制成的c干簧管接入電路中相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的作用d干簧管是作為電控元件以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的【解析】干簧管在電路中起到開(kāi)關(guān)的作用，故c選項(xiàng)正確，a選項(xiàng)錯(cuò)誤；干簧管是感知磁場(chǎng)信息的元件，故b、d選項(xiàng)錯(cuò)誤【答案】c6.如圖所示是電容式話(huà)筒的示意圖，它是利用電容制作的傳感器，話(huà)筒的振動(dòng)膜前面有薄薄的金屬層，膜后距膜幾十微米處有一金屬板，振動(dòng)膜上的金屬層和這個(gè)金屬板構(gòu)成電容器的兩極，在兩極間加一電壓u，人對(duì)著話(huà)筒說(shuō)話(huà)時(shí)，振動(dòng)膜前后振動(dòng)，使電容發(fā)生變化，聲音信號(hào)被話(huà)筒轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，其中導(dǎo)致電容變化的原因可能是電容器兩板間的()a距離變化 b正對(duì)面積變化c介質(zhì)變化 d電壓變化【解析】c，在聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)過(guò)程中介電常數(shù)r沒(méi)變，正對(duì)面積s未變振動(dòng)膜前后振動(dòng)，使振動(dòng)膜上的金屬層與金屬板間的距離發(fā)生變化，從而將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，故a選項(xiàng)正確【答案】a7有一些星級(jí)賓館的洗手間裝有自動(dòng)干手機(jī)，洗手后將濕手靠近，機(jī)內(nèi)的傳感器就開(kāi)通電熱器加熱，有熱空氣從機(jī)內(nèi)噴出，將濕手烘干，手靠近干手機(jī)能使傳感器工作，是因?yàn)?)a改變濕度 b改變溫度c改變磁場(chǎng) d改變電容【解析】根據(jù)自動(dòng)干手機(jī)工作的特征，手靠近干手機(jī)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(shí)相當(dāng)于連接一個(gè)電容器，可以確定干手機(jī)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(lái)驅(qū)動(dòng)電熱器工作，理論上可行，但是假如干手機(jī)是由于溫度、濕度的變化工作就成了室內(nèi)烘干機(jī)【答案】d8.如圖所示是一火警報(bào)警器的一部分電路示意圖，其中r2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，電流表為值班室的顯示器，a、b之間接報(bào)警器當(dāng)傳感器r2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，顯示器的電流i2、報(bào)警器兩端的電壓u的變化情況是()ai2變大，u變大 bi2變小，u變小ci2變小，u變大 di2變大，u變小【解析】抓住半導(dǎo)體熱敏特性即電阻隨溫度升高而減小，再用電路動(dòng)態(tài)變化的分析思路，按局部整體局部進(jìn)行當(dāng)傳感器r2處出現(xiàn)火情時(shí)，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uabueir減小，i(rr1)增大，u并ei(rr1)減小，通過(guò)r3的電流i3減小，通過(guò)r2的電流i2ii3增大，d對(duì)【答案】d9夜晚，樓梯上漆黑一片，但隨著我們的腳步聲響，樓梯燈亮了；我們登上一層樓，燈光照亮一層樓，而身后的燈則依次熄滅，這種樓梯燈好像能“聽(tīng)到”我們的到來(lái)，能“看見(jiàn)”我們的離去，之所以能如此，是因?yàn)殡娐分邪惭b了光聲控延時(shí)開(kāi)關(guān)，探究這種開(kāi)關(guān)有什么轉(zhuǎn)換器件【解析】打開(kāi)光聲控開(kāi)關(guān)，內(nèi)部構(gòu)造如圖光聲控延時(shí)開(kāi)關(guān)中安裝有光敏感元件，用于感知外界光線(xiàn)的強(qiáng)弱還安裝有聲敏感元件用于感知外界聲響當(dāng)白天外界光線(xiàn)較強(qiáng)時(shí)，光聲控制延時(shí)開(kāi)關(guān)總處于斷開(kāi)狀態(tài)，燈不亮；當(dāng)夜晚光線(xiàn)較弱且有聲響時(shí)光聲控延時(shí)開(kāi)關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)，燈亮，延時(shí)一段時(shí)間后，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，燈熄滅【答案】見(jiàn)解析能力提升1如圖所示，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()ar3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】a2.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(xiàn))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()a. 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】a3.如圖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()a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)度的增強(qiáng)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】ad4.在輸液時(shí)，藥液有時(shí)會(huì)從針口流出體外，為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)了一種報(bào)警裝置，電路如圖所示m是貼在針口處的傳感器，接觸到藥液時(shí)其電阻rm發(fā)生變化，導(dǎo)致s兩端電壓u增大，裝置發(fā)出警報(bào)，此時(shí)()arm變大，且r越大，u增大越明顯brm變大，且r越小，u增大越明顯crm變小，且r越大，u增大越明顯drm變小，且r越小，u增大越明顯【解析】電阻rm變化時(shí)s兩端電壓u增大，說(shuō)明其電阻rm變小同時(shí)，傳感器m對(duì)全電路的控制是通過(guò)電阻rm的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)的運(yùn)用極值法：若r趨近于無(wú)限大，電阻rm與r的并聯(lián)電阻的變化就等于rm的變化；若r為有限值，則rm與r的并聯(lián)電阻的變化就會(huì)小一些所以，r越大，電阻rm阻值減小同樣的數(shù)值時(shí)，u增大的數(shù)值越大，即越明顯，c正確【答案】c5如圖所示，厚度為h，寬度為d的導(dǎo)體板放在垂直于它的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，在導(dǎo)體板的上側(cè)面a和下側(cè)面a之間會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差，這種現(xiàn)象稱(chēng)為霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)磁場(chǎng)不太強(qiáng)時(shí)，電勢(shì)差u、電流i和b的關(guān)系為uk，式中的比例系數(shù)k稱(chēng)為霍爾系數(shù)霍爾效應(yīng)可解釋如下：外部磁場(chǎng)的洛倫茲力使運(yùn)動(dòng)的電子聚集在導(dǎo)體板的一側(cè)，在導(dǎo)體板的另一側(cè)會(huì)出現(xiàn)多余的正電荷，從而形成橫向電場(chǎng)橫向電場(chǎng)對(duì)電子施加與洛倫茲力方向相反的靜電力當(dāng)靜電力與洛倫茲力達(dá)到平衡時(shí)，導(dǎo)體板上下兩側(cè)之間就會(huì)形成穩(wěn)定的電勢(shì)差設(shè)電流i是由電子的定向流動(dòng)形成的，電子的平均定向速度為v，電荷量為e，回答下列問(wèn)題：(1)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)體板上側(cè)面a的電勢(shì)_下側(cè)面a的電勢(shì)(填“高于”“低于”或“等于”)(2)電子所受的洛倫茲力的大小為_(kāi)(3)當(dāng)導(dǎo)體板上下兩側(cè)之間的電勢(shì)差為u時(shí)，電子所受靜電力的大小為_(kāi)(4)由靜電力和洛倫茲力平衡的條件，證明霍爾系數(shù)k，其中n代表單位體積中電子的個(gè)數(shù)【解析】(1)電子向左移動(dòng)，由左手定則知，電子受洛倫茲力向上，故上側(cè)面a聚積負(fù)電荷，下側(cè)面a聚積正電荷，故上側(cè)面電勢(shì)低于下側(cè)面；(2)洛倫茲力fevb；(3)電子受靜電力eee；(4)電子受縱向靜電力和洛倫茲力的作用，兩力平衡，有eeeevb.得uhvb.通過(guò)導(dǎo)體的電流inevdh.由uk，有hvb，得k.【答案】(1)低于(2)evb(3)e(4)見(jiàn)解析6如圖甲所示為半導(dǎo)體材料做成的熱敏電阻的阻值隨溫度變化的曲線(xiàn)，圖乙為用此熱敏電阻r和繼電器設(shè)計(jì)的溫控電路，設(shè)繼電器的線(xiàn)圈電阻為rx50