2019-2020年高中物理 第3章 傳感器 1 傳感器自我小測 教科版選修3-2.doc
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2019-2020年高中物理 第3章 傳感器 1 傳感器自我小測 教科版選修3-2 1.傳感器可將非電學量轉化為電學量,起自動控制作用,如計算機鼠標中有位移傳感器,電飯煲中有溫度傳感器,電視機、錄像機、影碟機、空調機中有光電傳感器……演示位移傳感器的工作原理如圖所示,物體M在導軌上平移時,帶動滑動變阻器的滑動觸頭滑動,通過電壓表顯示的數(shù)據(jù)來反映物體位移的大小,假設電壓表是理想的,則下列說法正確的是( ?。? A.物體M運動時,電源內的電流會發(fā)生變化 B.物體M運動時,電壓表的示數(shù)會發(fā)生變化 C.物體M不動時,電路中沒有電流 D.物體M不動時,電壓表沒有示數(shù) 2.在如圖所示的電路中,開關S是閉合的,現(xiàn)增大電容器A、B兩極板間距,則下列說法正確的是( ?。? A.電容器的電容將增大,帶電荷量增加 B.電容器的電容將減小,帶電荷量增加 C.電容器的電容將不變,帶電荷量也不變 D.電容器的電容將減小,帶電荷量不變 3.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,放在導電液體中,導線芯和導電液構成電容器的兩極.把這兩極接入外電路,當外電路中的電流變化顯示電容值增大時,則導電液體的深度h變化為( ?。? A.h增大 B.h減小 C.h不變 D.無法確定 4.有一電學元件,溫度升高時電阻卻大幅度減小,則這種元件可能是( ?。? A.金屬導體 B.絕緣體 C.半導體 D.超導體 5.壓敏電阻的阻值會隨所受壓力的增大而減?。煌瑢W利用壓敏電阻設計了判斷升降機運動狀態(tài)的裝置,如圖甲所示,將壓敏電阻平放在升降機內,受壓面朝上,在上面放一物體m,升降機靜止時電流表示數(shù)為I0.某過程中電流表的示數(shù)如圖乙所示,則在此過程中( ?。? A.物體處于失重狀態(tài) B.物體處于超重狀態(tài) C.升降機一定向上做勻加速運動 D.升降機可能向下做勻減速運動 6.如圖所示是電阻式溫度計,一般是利用金屬鉑做的,已知鉑絲的電阻隨溫度的變化情況,測出鉑絲的電阻就可以知道其溫度.這實際上是一個傳感器,它是將________轉化為________來進行測量的. 7.車床在工作時是不允許將手隨便接近飛轉的工件的,為了防止出現(xiàn)事故,設計了下面的光電自動制動安全電路,圖中的A為車床上的電動機;B為隨電動機高速轉動的工件;C為光源,它發(fā)出的光照到光敏電阻D上;E為電磁鐵;F為銜鐵;G為電源;H為彈簧.只要手不小心靠近了工件,機器就自動停轉,請簡述其工作原理. 8.某學生為測量一個物體的質量,找到一個力電轉換器,該轉換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力(比例系數(shù)為k),如圖所示,測量時先調節(jié)輸出端的電壓,使轉換器空載時的輸出電壓為0;而后在其受壓面上放一物體,即可測得與物體的質量成正比的輸出電壓U. 現(xiàn)有下列器材:力電轉換器、質量為m0的砝碼、電壓表、滑動變阻器、干電池各一個,開關及導線若干,待測物體(可置于力電轉換器的受壓面上). 請完成對該物體質量的測量: (1)設計一個電路,要求力電轉換器的輸入電壓可調.并且使調節(jié)范圍盡可能大,畫出這一完整的電路(包括力電轉換器在內). (2)簡要說明測量步驟,求出比例系數(shù)k,并測出待測物體的質量m. (3)設想實驗可能會出現(xiàn)的問題. 參考答案 1答案:B 2答案:D 解析:當增大電容器A、B極板間距時,由知,其電容將減小,而電容器兩極板間電壓一定,由Q=CU知,電容器的帶電荷量應減小,但由于二極管的單向導電性,其反向電阻無窮大,可認為斷電,故阻止了正負電荷的中和,故其帶電荷量不變. 3答案:A 解析:由題意知,導線芯和導電液體構成電容器的兩極,類似于平行板電容器的兩極.當液面高度發(fā)生變化時相當于兩極正對面積發(fā)生變化,會引起電容的變化.與平行板電容器類比可得,導電液體深度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. 4答案:C 解析:金屬導體溫度升高時電阻增加;絕緣體溫度升高時一般仍為絕緣體;對于超導體,在其臨界溫度以下,溫度升高電阻不變?yōu)榱?,高于臨界溫度,溫度升高電阻往往增加;半導體材料受到光照或者溫度升高時,會有更多的電子獲得能量成為自由電子,同時也形成更多的空穴,于是導電性能明顯增強,電阻卻大幅度減?。? 5答案:BD 解析:因為壓敏電阻的阻值會隨所受壓力的增大而減小,由題圖乙知,電流大于靜止時的電流且穩(wěn)定,故壓力增大,物體處于超重狀態(tài),選項B、D正確. 6答案:溫度 電阻 解析:金屬鉑的電阻率隨溫度的變化而變化,根據(jù)可知,測出鉑絲的電阻就可以知道其溫度.可見此傳感器是將溫度轉化為電阻來進行測量的. 7答案:見解析 解析:當手在C、D間靠近工件時,遮擋住由C射向光敏電阻的光,光敏電阻的阻值迅速變大,電路中的電流減小,使電磁鐵磁性減弱而放開銜鐵,造成電動機斷路,使工件停轉以保證安全. 8答案:見解析 解析:(1)設計的電路如圖所示 (2)測量步驟與結果如下: ①閉合開關S,調節(jié)變阻器的滑片P,使力電轉換器的輸出電壓為零. ②將質量為m0的砝碼放在力電轉換器的受壓面上,記下此時的輸出電壓U0. ③取下砝碼,將待測物體放在力電轉換器的受壓面上,記下此時的輸出電壓U. 由以上測量可求出比例系數(shù)k及待測物體的質量m. 因為U0=km0g,所以有 又由于U=kmg,所以待測物體的質量為. (3)實驗中可能會出現(xiàn)的問題有: ①因電源電壓太小而輸出電壓調不到零. ②待測物體的質量超過此力電轉換器的量程.- 配套講稿:
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