2019-2020學年高中物理第六章傳感器第1節(jié)傳感器及其工作原理課下作業(yè)(含解析)3-2

學必求其心得，業(yè)必貴于專精第1節(jié)傳感器及其工作原理[隨堂演練］1．(對傳感器的理解)用遙控器調換電視機頻道的過程，實質上就是傳感器把光信號轉變?yōu)殡娦盘柕倪^程。以部下于這類傳感器的是A．紅外報警裝置B．走廊照明燈的聲控開關C．自動洗衣機中的壓力傳感裝置D．電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器解析遙控器是利用紅外線傳輸信號的，故A項正確.答案A2．光敏電阻的特點（)如圖6－1－8所示，電源兩端的電壓恒定,L為小燈泡，R為光敏電阻,LED為發(fā)光二極管(電流越大，發(fā)出的光越強)，且R與LED間距不變，閉合開關S后，以下說法中正確的是1學必求其心得，業(yè)必貴于專精圖6－1－8A．當滑動觸頭P向左搬動時,L耗資的功率增大B．當滑動觸頭P向左搬動時,L耗資的功率減小C．當滑動觸頭P向右搬動時，L耗資的功率可能不變D．無論怎樣搬動滑動觸頭P，L耗資的功率都不變解析當滑動觸頭P向左搬動時，使其電阻減小,則流過二極管的電流增大,從而發(fā)光增強，使光敏電阻R的阻值減小，經(jīng)過燈泡L的電流增大，則L耗資的功率增大,A正確，B、D錯誤;當滑動觸頭P向右搬動時，可解析出L耗資的功率變小，C錯誤。答案A3．(熱敏電阻的特點）如圖6－1－9所示,R1為定值電阻,R2為負溫度系數(shù)的熱敏電阻,L為小燈泡，當溫度降低時2學必求其心得，業(yè)必貴于專精圖6－1－9A．R1兩端的電壓增大B．電流表的示數(shù)增大C．小燈泡的亮度變強D．小燈泡的亮度變?nèi)踅馕鯮2與燈泡L并聯(lián)后與R1串通，與電源組成閉合電路,當熱敏電阻R2溫度降低時，它的電阻值增大，外電路電阻增大,電流表讀數(shù)減小，燈泡L兩端電壓增大，燈泡亮度變強，R1兩端電壓減小，故C正確，其他各項均錯。答案C4．(霍爾元件原理解析及應用）(多項選擇)如圖6－1－10所示是霍爾元件的工作原理表示圖，若是用d表示薄片的厚度，k為霍爾系數(shù)，有關于一個霍爾元件d、k為定值,若是保持電流I恒定，則可以考據(jù)UH隨B的變化情況.以下說法中正確的選項是圖6－1－10A．增大穿過霍爾元件工作面的磁感覺強度B時,UH將變大B．在測定地球兩極的磁場強弱時，霍爾元件的工作面應保持3學必求其心得，業(yè)必貴于專精水平C．在測定地球赤道上的磁場強弱時，霍爾元件的工作面應保持水平D．改變磁感線與霍爾元件工作面的夾角，UH將發(fā)生變化解析正AB增強，由UH＝k錯誤!，知UH將變大確地球兩極處磁場可看作與地面垂直,所以工作正B面應保持水平確赤道處磁場可看作與地面平行,所以工作面應錯C保持豎直誤若磁場與工作面夾角為θ,則應有qvBsinθ＝q正D，可見變化時，UH將變化確錯誤!答案ABD[限時檢測]?題組一對傳感器的理解1．人類發(fā)射的繞地球運轉的所有航天器，在軌道上工作時都需要電能，所需要的電能都是由太陽能電池把太陽能轉變?yōu)殡娔艿?學必求其心得，業(yè)必貴于專精到的，要求太陽能電池板總是對準太陽，為達到這一要求應利用下列哪一種傳感器來感知太陽方向A．力傳感器B．光傳感器C．溫度傳感器D．生物傳感器解析太陽帆的有效采光面積不同樣，所產(chǎn)生的電流不同樣，當電流最大時正對太陽,所以應用的是光傳感器，B對，A、C、D錯。答案B2．有一些星級旅店的洗手間裝有自動干手機，洗手后將濕手湊近,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,手湊近干手機能使傳感器工作,是由于A．改變濕度B．改變溫度C．改變磁場D．改變電容解析手湊近干手機后，使電容式傳感器的電容改變,干手機內(nèi)的電熱器工作。答案D3．（多項選擇)電容式傳感器是用來將非電信號轉變?yōu)殡娦盘柕难b置.由于電容器的電容C取決于極板正對面積S、極板間距離d以及極板間的電介質這幾個因素，當某一物理量發(fā)生變化時就能引起上述5學必求其心得，業(yè)必貴于專精某個因素的變化，從而引起電容的變化,如圖6－1－11所示是三個電容式傳感器的表示圖，關于這三個傳感器的作用，以下說法正確的選項是圖6－1－11A．甲圖的傳感器能夠用來測量角度B．乙圖的傳感器能夠用來測量液面的高度C．丙圖的傳感器能夠用來測量壓力D．這三個傳感器都是利用改變極板間的正對面積來改變電容的解析甲、乙、丙中的電容器分別與θ、h、F有關，均能測量對應的物理量，甲、乙是經(jīng)過改變極板間的正對面積改變電容，丙是經(jīng)過改變極板間的距離改變電容。答案ABC?題組二光敏電阻的特點4．如圖6－1－12所示,將一光敏電阻接入多用電表兩表筆上，6學必求其心得，業(yè)必貴于專精將多用電表的選擇開關置于歐姆擋，用光照射光敏電阻時，表針的偏角為θ；現(xiàn)用手掌擋住部分光輝，表針的偏角為θ′，則可判斷圖6－1－12A．θ′＝θB．θ′＜θC．θ′＞θD．不能夠確定解析光敏電阻的阻值隨光照強度的增強而減小，用手掌擋住部分光輝，阻值變大，指針自左向右偏轉角度變小.答案B5．如圖6－1－13甲所示，光敏電阻R2上加上如圖乙所示的光照，那么R2兩端的電壓變化是以下列圖中的圖6－1－137學必求其心得，業(yè)必貴于專精解析光敏電阻阻值隨光照的增強而減小，依照題圖乙知R2兩端的電壓隨之同頻率地先減小后增大，但不會是零,所以選B。答案B6．（多項選擇)如圖6－1－14所示為光敏電阻自動計數(shù)器的表示圖，其中R1為光敏電阻，R2為定值電阻，此光電計數(shù)器的工作原理是圖6－1－14A．當有光照射R1時,信號辦理系統(tǒng)獲得高電壓B．當有光照射R1時，信號辦理系統(tǒng)獲得低電壓C．信號辦理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計數(shù)一次D．信號辦理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計數(shù)一次8學必求其心得，業(yè)必貴于專精解析光電計數(shù)器的工作原理：當有物體擋住射到光敏電阻R1的光照時，R1電阻增大，電路中電流減小，R2兩端電壓降低，信號辦理系統(tǒng)獲得低電壓,計數(shù)器每由高電壓變到低電壓,就計一個數(shù)，從而達到自動計數(shù)的目的.答案AC?題組三熱敏電阻的特點7．(多項選擇）如圖6－1－15為電阻R隨溫度T變化的圖線,以下說法中正確的選項是圖6－1－15A．圖線1是熱敏電阻的圖線,它是用金屬資料制成的B．圖線2是熱敏電阻的圖線，它是用半導體資料制成的C．圖線1對應的資料化學牢固性好、測溫范圍大、矯捷度高D．圖線2對應的資料化學牢固性差、測溫范圍小、矯捷度高解析金屬熱電阻的阻值隨溫度高升而增大,半導體資料的熱敏電阻的阻值隨溫度高升而減小,所以A錯，B對；圖線1對應的材9學必求其心得，業(yè)必貴于專精料化學牢固性好但矯捷度低，圖線2對應的資料化學牢固性差但靈敏度高，所以C錯，D對。答案BD8．如圖6－1－16所示是一個火災報警器的部分電路表示圖,其中R2為用半導體熱敏資料(負溫度系數(shù)）制成的傳感器，電流表為值班室的顯示器，a、b之間接報警器,當傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時，顯示器的電流I、報警器兩端的電壓U的變化情況是圖6－1－16A．I增大，U增大B．I減小，U減小C．I減小，U增大D．I增大，U減小解析當R2所在處出現(xiàn)火情時，半導體熱敏資料制成的傳感器的電阻將減小，則此時電路中的總電阻減小，由閉合電路的歐姆定律可知：外電路的電壓將減小,電路中的總電流增大，所以R1上的電壓增大，R3兩端的電壓將減小，顯示器的電流減小。故正確選項為B。10學必求其心得，業(yè)必貴于專精答案B9．（多項選擇）如圖6－1－17所示,電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r,R1、R2、R3為定值電阻，R4為光敏電阻(光敏電阻被光照射時阻值變小），C為電容器。閉合開關S，電路牢固后,用光照射R4，以下說法正確的是圖6－1－17A．電壓表示數(shù)增大B．電源的效率增大C．電容器所帶電荷量增加D．R2上耗資的功率增大解析因有光照射時，光敏電阻的阻值減小，故總電阻減??；由閉合電路的歐姆定律可知，干路電路中電流增大,由U＝E－Ir可知路端電壓減小,所以電壓表示數(shù)減小，故A錯誤；電源的效率η＝錯誤!＝錯誤!＝1－錯誤!，電流增大，則電源效率減小，故B錯誤；電容器的電壓與R2兩端的電壓相等，因R4電阻變小，總電阻變小，總電流增大,外電壓變小，經(jīng)過R1的電流減小，則經(jīng)過R2的電流增大，所以電容器的電壓增大，依照Q＝CU可知，電容器所帶電荷11學必求其心得，業(yè)必貴于專精量必然增加，故C正確；經(jīng)過R2的電流增大，依照P＝I2R可知，R2上耗資的功率增大，故D正確.答案CD10．如圖6－1－18所示,由電源、小燈泡、電阻絲、開關組成的電路中，當閉合開關S后,小燈泡正常發(fā)光，若用酒精燈加熱電阻絲時，發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度變化是變暗,發(fā)生這一現(xiàn)象的主要原因是圖6－1－18A．小燈泡的電阻發(fā)生了變化B．小燈泡燈絲的電阻率隨溫度發(fā)生了變化C．電阻絲的電阻率隨溫度發(fā)生了變化D．電源的電壓隨溫度發(fā)生了變化解析電阻絲的電阻率隨溫度的高升而增大，電阻絲的電阻也增大，電路中電流減小，依照P＝I2R知,小燈泡的實質功率減小，所以變暗。答案C12學必求其心得，業(yè)必貴于專精?題組四霍爾元件原理解析及應用11．（多項選擇)如圖6－1－19所示是霍爾元件的表示圖，一塊通電的銅板放在磁場中，銅板的前、后板面垂直于磁場，板內(nèi)通如同圖方向的電流，a、b是銅板上、下邊緣的兩點，則圖6－1－19A．電勢φa＞φbB．電勢φb＞φaC．電流增大時，｜φa－φb|增大D．其他條件不變，將銅板改為NaCl溶液時,電勢結果依舊一樣解析銅板中的自由電荷是電子，電子定向搬動的方向與電流的方向相反,由左手定則可判斷出電子因受洛倫茲力作用向b側偏轉，所以φa＞φb，A對，B錯；因｜φa－φb｜＝k錯誤!，所以電流增大時，｜φa－φb｜增大,C對;若將銅板改為NaCl溶液，溶液中的正、負離子均向b側偏轉，｜φa－φb｜＝0，即不產(chǎn)生霍爾效應,故D選13學必求其心得，業(yè)必貴于專精項錯誤。答案AC12．為監(jiān)測某化工廠的污水排放量,技術人員在該廠的排污管末端安裝了如圖6－1－20所示的流量計。該裝置由絕緣資料制成，長、寬、高分別為a、b、c，左右兩端張口。在垂直于上下底面方向加磁感覺強度大小為B的勻強磁場，在前后兩個內(nèi)側面分別固定有金屬板作為電極，污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時，電壓表將顯示兩個電極間的電壓U.若用Q表示污水流量（單位時間內(nèi)排出的污水體積),以下說法中正確的選項是圖6－1－20A．若污水中正離子很多，則前表面比后表面電勢高B．若污水中負離子很多，則前表面比后表面電勢高C．污水中離子濃度越高電壓表的示數(shù)將越大D．污水流量Q與U成正比,與a、b沒關解析由左手定則能夠判斷出正離子很多時,正離子碰到的洛14學必求其心得，業(yè)必貴于專精倫茲力使其向后表面偏轉齊聚而以致后表面電勢高升，同理負離子很多時，負離子向前表面偏轉齊聚而以致前表面電勢低，故A、B錯誤.設前、后表面間的最高電壓為U，則錯誤!＝qvB，所以U＝vBb，由此可知U與離子濃度沒關,故C錯誤，因Q＝vbc,而U＝cBb，所以Q＝錯誤!，D正確。答案D13．一塊N型半導體薄片（稱霍爾元件)，其橫截面為矩形，體積為b×c×d，如圖6－1－21所示。已知其單位體積內(nèi)的電子數(shù)為n、電阻率為ρ、電子電荷量為e。將此元件放在勻強磁場中,磁場方向沿z軸方向，并通有沿x軸方向的電流I。圖6－1－211）此元件的C、C′兩個側面中，哪個面電勢高？2)試證明在磁感覺強度一準時,此元件的C、C′兩個側面的電勢差與其中的電流成正比。(3)磁強計是利用霍爾效應來測量磁感覺強度B的儀器。其測量方法為：將導體放在勻強磁場中，用毫安表測量經(jīng)過的電流I,用毫15學必求其心得，業(yè)必貴于專精伏表測量C、C′間的電壓UCC′，即可測得B。若已知其霍爾系數(shù)k＝錯誤!＝10