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1、第六章 传感器【巩固练习】一、选择题1霍尔元件能转换哪个物理量（ ） A把温度这个热学量转换成电阻这个电学量 B把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量 C把力这个力学量转换成电压这个电学量 D把光照强弱这个光学量转换成电阻这个电学量2关于传感器的下列说法中正确的有（ ） A所有传感器都是由半导体材料做成的 B金属材料也可以制成传感器 C传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的 D以上说法都不正确3在电梯门口放置一障碍物，会发现电梯门不停地开关，这是由于在电梯门上装有的传感器是（ ）A光传感器 B温度传感器 C声音传感器 D压力传感器4下列关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是（ ） A
2、应变片是由导体材料制成的 B当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之，变小 C传感器输出的是应变片上的电压 D外力越大，输出的电压值也越大5关于光敏电阻，下列说法正确的是（ ） A光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量 B硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子极少，导电性能不好 C硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子较多，导电性良好 D半导体材料硫化镉，随着光照的增强，载流子增多，导电性变好6对热敏电阻，正确的叙述是（ ） A受热后，电阻随温度的升高而迅速减小 B受热后，电阻基本不变 C热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度，反应快，而且精确度高 D以上说法都不对7在一些星
3、级宾馆的洗手间经常装有自动于手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就开通电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干。手靠近干手机能使传感器工作，是因为（ ） A改变湿度 B改变温度 C改变磁场 D改变电容8如图所示，将一光敏电阻接人多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，用光照射光敏电阻时，表针自左向右的偏转角度为；现用手掌挡住部分光线，表针自左向右的偏为，则可判断（ ） A B C D不能确定9如图所示是一个测定液面高度的传感器，在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放在导电液体中，导线芯和导电液体构成电容器的两极，把这两极接入外电路，当外电路中的电流变化说明电容值增大时，则导电液体的深度
4、h的变化为（ ） Ah增大 Bh减小 Ch不变 D无法确定10(2018扬州开学考试)传感器是把非电学量转换成电学量的一种元件如图所示，乙、丙是两种常见的电容式传感器，现将乙、丙两种传感器分别接到图甲的电路中进行实验（电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏），下列实验现象中正确的是（ ）A当乙传感器接入电路实验时，若F变小，则电流表指针向右偏转B当乙传感器接入电路实验时，若F变大，则电流表指针向右偏转C当丙传感器接入电路实验时，若导电溶液深度h变大，则电流表指针向左偏转D当丙传感器接入电路实验时，若导电溶液深度h变小，则电流表指针向左偏转11如图所示，铜板放入垂直向里的匀强磁场中（即磁场垂直AB
5、CD平面向里），当铜板中有图示电流流过时，下列说法正确的是（ ） AABCD面的电势高于面的电势 BABCD面的电势低于面的电势 C面的电势高于面的电势 D面的电势低于面的电势12如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的面极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在电路中的其他量发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是电容器两板间的（ ） A距离变化 B正对面积变化 C介质变化 D电压变化13唱卡拉OK用的
6、话筒内有传感器，其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面黏接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号。下列说法中正确的是（ ） A该传感器是根据电流的磁效应工作的 B该传感器是根据电磁感应原理工作的 C膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变 D膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势14压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球。小车向右做直线运动过程中，电流表示数变化与时间t的关系如图乙所示，下列判断正确的是
7、（ ） A从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动 B从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动 C从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动 D从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动二、填空题15如图甲所示是一个霍尔元件，其大小仅为普通发光二极管的五分之一左右。霍尔元件是一个四端元件，其中AC端输入控制电流，BD端输出霍尔电压，可用多用电表的电压挡来检测。 如图乙，将霍尔元件的BD端与多用电表的最灵敏的50A电流挡相连（由于霍尔电压很小，把它直接加在电流表两端，通过测量电流的变化，就可以知道电压的变化。也可用数字多用电表直接测量霍尔电压），电源E（6 V12 V）与可变电阻R（470）串联后连到霍
8、尔元件的AC端，用以输入控制电流，R的滑动端置于中间位置。将条形磁铁的磁极靠近霍尔元件H，观察多用电表指针读数的变化。 保持霍尔元件H与条形磁铁磁极的相对位置不变，改变R的大小，再观察多用电表指针读数的变化。由此得出，霍尔电压与_有关。16磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为B22，式中B是磁感应强度，磁导率， 在空气中为一已知常数。为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B，一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离，并测出拉力F，如图所示，因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感应强度B与F、A之间的
9、关系为B=_。 17（2017上海二模）如图所示是饮水器的自动控制电路。左边是一个在水温较低时对水加热的容器，内有密封绝缘的电热丝发热器和接触开关S1。只要有水浸没S1，它就会导通；水面低于S1时，不会加热。 （1）Rx是一个热敏电阻，低温时呈现高电阻，右边P是一个 （选填“与”、“或”、“非”）逻辑门，接在05V电源之间，图中J是一个继电器，可以控制发热器工作与否，Ry是一个可变电阻，低温时Rx应_（选填“远大于”、“远小于”）Ry； （2）请阐述饮水机的自动加热原理 。三、解答题18在奥运会上，运动员参加蹦床项目的比赛。假设表演时运动员仅在竖直方向上运动，通过传感器将弹簧床面与运动员间的弹
10、力随时间变化的规律在计算机上绘出如下图所示的曲线，当地的重力加速度g取10 rns2，依据图象给出的信息，回答下列物理量能否求出，如能求出，写出必要的运算过程和最后结果。 （1）运动员的重力； （2）运动员的最大加速度； （3）运动员跳起的最大高度。19如图所示是一种自动控制水温的装置，加热电路的两端P、Q应接在触头a、b之间还是c、d之间？热敏电阻两端M、N应接在哪两个触头之间？ 20某学生为了测量一个物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面受到的压力（比例系数为k），如图所示，测量时先调节输人端的电压，使转换器空载时的输出电压为0，而后在其受压面上放上物体，即可测得与
11、物体的质量成正比的输出电压U。 现有下列器材：力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池一个、开关及导线若干、待测物体（可置于力电转换器的受压面上）。请完成对该物体质量m的测量。 （1）设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，画出完整的测量电路图。 （2）简要说明测量步骤，求出比例系数|i，并测出待测物体的质量m。 （3）请设想实验中可能会出现的一个问题。【答案与解析】一、选择题1【答案】B 【解析】根据霍尔元件工作原理，载流子在洛伦兹力作用下漂移，形成霍尔电压，所以它将磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量，故B正确。2【答案】B 【解析】半
12、导体材料可以制成传感器，其他材料也可以制成传感器，如金属氧化物氧化锰就可以制成温度计，所以选项A错误，B正确；传感器不但能感知电压的变化，还能感知力、温度、光、声、化学成分等非电学量的变化，所以选项C错误。3【答案】D 【解析】电梯门碰到人或者其他障碍物时，受到障碍物的作用力，所以电梯门上装有感知这个作用力的传感器即压力传感器。4【答案】BD 【解析】应变片多用半导体材料制成，故选项A错。当应变片拉伸时，其电阻变大，B对。传感器输出的是上、下两应变片上的电压差，并且随着外力的增大，输出的电压差值也就越大，故C错，D对。5【答案】ABD 【解析】硫化镉随着光照增强，载流子增多，导电性变好，由它做
13、成的光敏电阻随着光照增强，电阻变小。6【答案】AC 【解析】热敏电阻随温度的升高其电阻值减小，热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度，反应快，而且精确度高。7【答案】D8【答案】B9【答案】A 【解析】由题意知，导线芯和导电液体构成电容器的两极，类似于平行板电容器的两极，当液面高度发生变化时相当于两极正对面积发生变化，会引起电容的变化。与平行板电容器类比可得，导电液体的深度h增大时，导线芯和导电液体正对面积增大，电容器的电容值变大。故选项A正确。10【答案】BD【解析】A、当乙传感器接入电路实验时，若F变小，电容器两极板间的距离增大，根据电容的决定式得知，电容减小，而电压不变，则由可知，电容器所
14、带的电量减小，电容器放电，电路中有顺时针方向的电流，则电流表指针向左偏转，故A错误；B、当乙传感器接入电路实验时，若F变大，电容器两极板间的距离减小，根据电容的决定式得知，电容增大，而电压不变，则由可知，电容器所带的电量增加，电容器充电，电路中有逆时针方向的电流，则电流表指针向右偏转，故B正确；C、当丙传感器接入电路实验时，若导电溶液深度h变大，两电极正对面积增大，电容增大，而电压不变，则电容器充电，电路中有逆时针方向的电流，则电流表指针向右偏转，故C错误；D、当丙传感器接入电路实验时，若导电溶液深度h变小，两电极正对面积减小，电容减小，而电压不变，则电容器放电，电路中有顺时针方向的电流，则电流表指针向左偏转，故D正确。故选：BD11【答案】D 【解析】铜板的载流子是自由电子，它在洛伦兹力作用下向偏。
