《通用版2018-2019版高中物理第4章傳感器與現(xiàn)代社會(huì)4.3-4.4用傳感器做實(shí)驗(yàn)信息時(shí)代離不開(kāi)傳感器練習(xí)滬科版選修3 .doc》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《通用版2018-2019版高中物理第4章傳感器與現(xiàn)代社會(huì)4.3-4.4用傳感器做實(shí)驗(yàn)信息時(shí)代離不開(kāi)傳感器練習(xí)滬科版選修3 .doc(6頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
4.3 用傳感器做實(shí)驗(yàn)
4.4 信息時(shí)代離不開(kāi)傳感器
一、選擇題
考點(diǎn)一 傳感器應(yīng)用實(shí)例
1.在電梯門(mén)口放置一障礙物,會(huì)發(fā)現(xiàn)電梯門(mén)不停地開(kāi)關(guān),這是由于在電梯門(mén)上裝有的傳感器是( )
A.光傳感器 B.溫度傳感器
C.聲傳感器 D.磁傳感器
答案 A
2.如圖1所示是某種汽車(chē)上的一種自動(dòng)測(cè)定油箱內(nèi)油面高度的裝置.R是滑動(dòng)變阻器,它的金屬滑片是杠桿的一端,從油量表(由電流表改裝而成)指針?biāo)傅目潭?,就可以知道油箱?nèi)油面的高度,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的金屬滑片向下移動(dòng)時(shí),則( )
圖1
A.電路中的電流減小,油箱油面降低
B.電路中的電流減小,油箱油面升高
C.電路中的電流增大,油箱油面降低
D.電路中的電流增大,油箱油面升高
答案 D
解析 當(dāng)油箱油面升高時(shí),由于浮力作用使金屬滑片向下移動(dòng),回路電阻減小,電流增大,故D項(xiàng)正確.
3.某樓梯口的電燈開(kāi)關(guān)裝有傳感器,天黑時(shí),出現(xiàn)聲音才能發(fā)光,而白天即使有聲音,電燈也不能發(fā)光,該開(kāi)關(guān)中有兩種傳感器元件,它們可能是( )
A.熱敏電阻和光敏電阻 B.金屬熱電阻和光敏電阻
C.熱敏電阻和霍爾元件 D.光敏電阻和駐極體話筒
答案 D
解析 兩種傳感器分別把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),所以選項(xiàng)D正確.
4.如圖2所示是一個(gè)測(cè)定液面高度的傳感器,在導(dǎo)線芯的外面涂上一層絕緣物質(zhì),放在導(dǎo)電液體中,導(dǎo)線芯和導(dǎo)電液體構(gòu)成電容器的兩極,把這兩極接入外電路,當(dāng)電容值增大引起外電路的電流變化時(shí),說(shuō)明導(dǎo)電液體的深度h( )
圖2
A.增大 B.減小
C.不變 D.無(wú)法確定
答案 A
解析 由題意知,導(dǎo)線芯和導(dǎo)電液體構(gòu)成電容器的兩極,類(lèi)似于平行板電容器的兩極.當(dāng)導(dǎo)電液體深度h增大時(shí),導(dǎo)線芯和導(dǎo)電液體正對(duì)面積增大,電容器的電容值變大.
考點(diǎn)二 對(duì)霍爾元件的認(rèn)識(shí)及應(yīng)用
5.如圖3所示,截面為矩形的金屬導(dǎo)體,放在磁場(chǎng)中,當(dāng)導(dǎo)體中通有圖示電流時(shí),導(dǎo)體的上、下表面的電勢(shì)關(guān)系為( )
A.UM>UN
B.UM=UN
C.UM
UN.故選A.
考點(diǎn)三 傳感器的應(yīng)用分析
6.如圖4所示為用熱敏電阻R和繼電器L等組成的一個(gè)簡(jiǎn)單的恒溫控制電路,其中熱敏電阻的阻值會(huì)隨溫度的升高而減小.電源甲與繼電器、熱敏電阻等組成控制電路,電源乙與恒溫箱加熱器(圖中未畫(huà)出)相連接.則 ( )
圖4
A.當(dāng)溫度降低到某一數(shù)值,銜鐵P將會(huì)被吸下
B.當(dāng)溫度升高到某一數(shù)值,銜鐵P將會(huì)被吸下
C.工作時(shí),應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在C、D端
D.工作時(shí),應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在A、C端
答案 B
解析 當(dāng)溫度降低到某一數(shù)值,熱敏電阻R的阻值增大,電路中電流減小,繼電器L對(duì)銜鐵吸引力減小,P將不會(huì)被吸下,故A錯(cuò)誤.當(dāng)溫度升高到某一數(shù)值,熱敏電阻R的阻值減小,電路中電流增大,繼電器L對(duì)銜鐵吸引力增大,P將會(huì)被吸下.故B正確.恒溫箱內(nèi)溫度高到一定數(shù)值后,應(yīng)與電源斷開(kāi)停止加熱,由以上分析可知,溫度升高后,A、B端斷開(kāi),所以工作時(shí),應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在A、B端.故C、D錯(cuò)誤.故選B.
7.某儀器內(nèi)部電路如圖5所示,其中M是一個(gè)質(zhì)量較大的金屬塊,左、右兩端分別與金屬絲制作的彈簧相連,并套在光滑水平細(xì)桿上,a、b、c三塊金屬片的間隙很小(b固定在金屬塊上).當(dāng)金屬塊處于平衡時(shí)兩根彈簧均處于原長(zhǎng)狀態(tài).若將該儀器固定在一輛汽車(chē)上,則下列說(shuō)法正確的是 ( )
圖5
A.當(dāng)汽車(chē)加速前進(jìn)時(shí),甲燈亮
B.當(dāng)汽車(chē)加速前進(jìn)時(shí),乙燈亮
C.當(dāng)汽車(chē)剎車(chē)時(shí),乙燈亮
D.當(dāng)汽車(chē)剎車(chē)時(shí),甲、乙燈均不亮
答案 B
解析 向前加速時(shí),M向左移動(dòng),b與a接觸,乙燈亮;當(dāng)剎車(chē)時(shí),M向右移動(dòng),b與c接觸,甲燈亮.故選項(xiàng)B正確.
8.(多選)某同學(xué)設(shè)計(jì)的家庭電路保護(hù)裝置如圖6所示,鐵心左側(cè)線圈L1由火線和零線并行繞成.當(dāng)右側(cè)線圈L2中產(chǎn)生電流時(shí),電流經(jīng)放大器放大后,使電磁鐵吸起鐵質(zhì)開(kāi)關(guān)K,從而切斷家庭電路.僅考慮L1在鐵心中產(chǎn)生的磁場(chǎng),下列說(shuō)法正確的有( )
圖6
A.家庭電路正常工作時(shí),L2中的磁通量為零
B.家庭電路中使用的電器增多時(shí),L2中的磁通量不變
C.家庭電路發(fā)生短路時(shí),開(kāi)關(guān)K將被電磁鐵吸起
D.地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時(shí),開(kāi)關(guān)K將被電磁鐵吸起
答案 ABD
解析 由于零線、火線中電流方向相反,產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反,所以家庭電路正常工作時(shí),L2中的磁通量為零,選項(xiàng)A正確;家庭電路短路和用電器增多時(shí)均不會(huì)引起L2的磁通量的變化,選項(xiàng)B正確,C錯(cuò)誤;地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時(shí),線圈L1中磁場(chǎng)變化引起L2中磁通量的變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流,吸起K,切斷家庭電路,選項(xiàng)D正確.
二、非選擇題
9.如圖7所示,厚度為d、寬度為h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)體板時(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UH、電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的關(guān)系為UH=RH.式中的比例系數(shù)RH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電場(chǎng)力.當(dāng)電場(chǎng)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是由電子的定向移動(dòng)形成的,電子的平均定向移動(dòng)速度為v,電荷量為e,回答下列問(wèn)題:
圖7
(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UH時(shí),電子所受電場(chǎng)力的大小為_(kāi)_______.
(4)由電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡的條件,證明霍爾系數(shù)為RH=,其中n代表導(dǎo)體板單位體積中電子的個(gè)數(shù).
答案 見(jiàn)解析
解析 (1)導(dǎo)體中電子定向移動(dòng)形成電流,電子運(yùn)動(dòng)方向與電流方向相反,利用左手定則可判定電子向A板偏,A′板上出現(xiàn)等量正電荷,所以A板電勢(shì)低于A′板電勢(shì).
(2)洛倫茲力大小F洛=Bev
(3)電場(chǎng)力F電=Ee=e
(4)由F洛=F電得Bev=e UH=hvB
導(dǎo)體中通過(guò)的電流I=nevdh
由UH=RH得hvB=RH,得RH=.
10.如圖8所示為一自動(dòng)控制溫度的電路,請(qǐng)說(shuō)明其工作原理.(已知溫度升高時(shí)熱敏電阻阻值減小)
圖8
答案 見(jiàn)解析
解析 當(dāng)開(kāi)關(guān)P在彈簧拉力作用下拉到上面與a接觸時(shí),電熱絲工作;隨著溫度升高,熱敏電阻溫度升高、阻值減小,通過(guò)電磁鐵的電流增大,電磁鐵磁性增強(qiáng)到一定程度時(shí)把P吸到b,電熱絲停止工作,指示燈亮.
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