PAGEPAGE1第六章傳感器【鞏固練習】一、選擇題1．霍爾元件能轉換哪個物理量（）A．把溫度這個熱學量轉換成電阻這個電學量B．把磁感應強度這個磁學量轉換成電壓這個電學量C．把力這個力學量轉換成電壓這個電學量D．把光照強弱這個光學量轉換成電阻這個電學量2．關于傳感器的下列說法中正確的有（）A．全部傳感器都是由半導體材料做成的B．金屬材料也可以制成傳感器C．傳感器主要是通過感知電壓的變更來傳遞信號的D．以上說法都不正確3．在電梯門口放置一障礙物，會發覺電梯門不停地開關，這是由于在電梯門上裝有的傳感器是（）A．光傳感器B．溫度傳感器C．聲音傳感器D．壓力傳感器4．下列關于電子秤中應變式力傳感器的說法正確的是（）A．應變片是由導體材料制成的B．當應變片的表面拉伸時，其電阻變大；反之，變小C．傳感器輸出的是應變片上的電壓D．外力越大，輸出的電壓值也越大5．關于光敏電阻，下列說法正確的是（）A．光敏電阻能夠把光照強弱這個光學量轉換為電阻這個電學量B．硫化鎘是一種半導體材料，無光照耀時，載流子極少，導電性能不好C．硫化鎘是一種半導體材料，無光照耀時，載流子較多，導電性良好D．半導體材料硫化鎘，隨著光照的增加，載流子增多，導電性變好6．對熱敏電阻，正確的敘述是（）A．受熱后，電阻隨溫度的上升而快速減小B．受熱后，電阻基本不變C．熱敏電阻可以用來測量很小范圍內的溫度，反應快，而且精確度高D．以上說法都不對7．在一些星級賓館的洗手間常常裝有自動于手機，洗手后將濕手靠近，機內的傳感器就開通電熱器加熱，有熱空氣從機內噴出，將濕手烘干。手靠近干手機能使傳感器工作，是因為（）A．變更濕度B．變更溫度C．變更磁場D．變更電容8．如圖所示，將一光敏電阻接人多用電表兩表筆上，將多用電表的選擇開關置于歐姆擋，用光照耀光敏電阻時，表針自左向右的偏轉角度為；現用手掌攔住部分光線，表針自左向右的偏為，則可推斷（）A．B．C．D．不能確定9．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，導線芯和導電液體構成電容器的兩極，把這兩極接入外電路，當外電路中的電流變更說明電容值增大時，則導電液體的深度h的變更為（）A．h增大B．h減小C．h不變D．無法確定10．(2024揚州開學考試)傳感器是把非電學量轉換成電學量的一種元件．如圖所示，乙、丙是兩種常見的電容式傳感器，現將乙、丙兩種傳感器分別接到圖甲的電路中進行試驗（電流從電流表正接線柱流入時指針向右偏），下列試驗現象中正確的是（）A．當乙傳感器接入電路試驗時，若F變小，則電流表指針向右偏轉B．當乙傳感器接入電路試驗時，若F變大，則電流表指針向右偏轉C．當丙傳感器接入電路試驗時，若導電溶液深度h變大，則電流表指針向左偏轉D．當丙傳感器接入電路試驗時，若導電溶液深度h變小，則電流表指針向左偏轉11．如圖所示，銅板放入垂直向里的勻強磁場中（即磁場垂直ABCD平面對里），當銅板中有圖示電流流過時，下列說法正確的是（）A．ABCD面的電勢高于面的電勢B．ABCD面的電勢低于面的電勢C．面的電勢高于面的電勢D．面的電勢低于面的電勢12．如圖所示是電容式話筒的示意圖，它是利用電容制作的傳感器，話筒的振動膜前面鍍有薄薄的金屬層，膜后距膜幾十微米處有一金屬板，振動膜上的金屬層和這個金屬板構成電容器的面極，在兩極間加一電壓U，人對著話筒說話時，振動膜前后振動，使電容發生變更，導致話筒所在電路中的其他量發生變更，使聲音信號被話筒轉化為電信號，其中導致電容變更的緣由可能是電容器兩板間的（）A．距離變更B．正對面積變更C．介質變更D．電壓變更13．唱卡拉OK用的話筒內有傳感器，其中有一種是動圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面黏接一個輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場中，當聲波使膜片前后振動時，就將聲音信號轉變為電信號。下列說法中正確的是（）A．該傳感器是依據電流的磁效應工作的B．該傳感器是依據電磁感應原理工作的C．膜片振動時，穿過金屬線圈的磁通量不變D．膜片振動時，金屬線圈中不會產生感應電動勢14．壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，有位同學利用壓敏電阻設計了推斷小車運動狀態的裝置，其工作原理如圖甲所示，將壓敏電阻和一塊擋板固定在絕緣小車上，中間放置一個絕緣重球。小車向右做直線運動過程中，電流表示數變更與時間t的關系如圖乙所示，下列推斷正確的是（）A．從t1到t2時間內，小車做勻速直線運動B．從t1到t2時間內，小車做勻加速直線運動C．從t2到t3時間內，小車做勻速直線運動D．從t2到t3時間內，小車做勻加速直線運動二、填空題15．如圖甲所示是一個霍爾元件，其大小僅為一般發光二極管的五分之一左右。霍爾元件是一個四端元件，其中AC端輸入限制電流，BD端輸出霍爾電壓，可用多用電表的電壓擋來檢測。如圖乙，將霍爾元件的BD端與多用電表的最靈敏的50μA電流擋相連（由于霍爾電壓很小，把它干脆加在電流表兩端，通過測量電流的變更，就可以知道電壓的變更。也可用數字多用電表干脆測量霍爾電壓），電源E（6V～12V）與可變電阻R（470Ω）串聯后連到霍爾元件的AC端，用以輸入限制電流，R的滑動端置于中間位置。將條形磁鐵的磁極靠近霍爾元件H，視察多用電表指針讀數的變更。保持霍爾元件H與條形磁鐵磁極的相對位置不變，變更R的大小，再視察多用電表指針讀數的變更。由此得出，霍爾電壓與________有關。16．磁場具有能量，磁場中單位體積所具有的能量叫做能量密度，其值為B2／2μ，式中B是磁感應強度，μ磁導率，在空氣中μ為一已知常數。為了近似測得條形磁鐵磁極端面旁邊的磁感應強度B，一學生用一根端面面積為A的條形磁鐵吸住一相同面積的鐵片P，再用力將鐵片與磁鐵拉開一段微小距離，并測出拉力F，如圖所示，因為F所做的功等于間隙中磁場的能量，所以由此可得磁感應強度B與F、A之間的關系為B=______。17．（2024上海二模）如圖所示是飲水器的自動限制電路。左邊是一個在水溫較低時對水加熱的容器，內有密封絕緣的電熱絲發熱器和接觸開關S1。只要有水浸沒S1，它就會導通；水面低于S1時，不會加熱。（1）Rx是一個熱敏電阻，低溫時呈現高電阻，右邊P是一個（選填“與”、“或”、“非”）邏輯門，接在0~5V電源之間，圖中J是一個繼電器，可以限制發熱器工作與否，Ry是一個可變電阻，低溫時Rx應_______（選填“遠大于”、“遠小于”）Ry；（2）請闡述飲水機的自動加熱原理。三、解答題18．在奧運會上，運動員參與蹦床項目的競賽。假設表演時運動員僅在豎直方向上運動，通過傳感器將彈簧床面與運動員間的彈力隨時間變更的規律在計算機上繪出如下圖所示的曲線，當地的重力加速度g取10rn／s2，依據圖象給出的信息，回答下列物理量能否求出，如能求出，寫出必要的運算過程和最終結果。（1）運動員的重力；（2）運動員的最大加速度；（3）運動員跳起的最大高度。19．如圖所示是一種自動限制水溫的裝置，加熱電路的兩端P、Q應接在觸頭a、b之間還是c、d之間？熱敏電阻兩端M、N應接在哪兩個觸頭之間？20．某學生為了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受到的壓力（比例系數為k），如圖所示，測量時先調整輸人端的電壓，使轉換器空載時的輸出電壓為0，而后在其受壓面上放上物體，即可測得與物體的質量成正比的輸出電壓U。現有下列器材：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m的測量。（1）設計一個電路，要求力電轉換器的輸入電壓可調，并且使電壓的調整范圍盡可能大，畫出完整的測量電路圖。（2）簡要說明測量步驟，求出比例系數|i}，并測出待測物體的質量m。（3）請設想試驗中可能會出現的一個問題。【答案與解析】一、選擇題1．【答案】B【解析】依據霍爾元件工作原理，載流子在洛倫茲力作用下漂移，形成霍爾電壓，，所以它將磁感應強度這個磁學量轉換成電壓這個電學量，故B正確。2．【答案】B【解析】半導體材料可以制成傳感器，其他材料也可以制成傳感器，如金屬氧化物氧化錳就可以制成溫度計，所以選項A錯誤，B正確；傳感器不但能感知電壓的變更，還能感知力、溫度、光、聲、化學成分等非電學量的變更，所以選項C錯誤。3．【答案】D【解析】電梯門遇到人或者其他障礙物時，受到障礙物的作用力，所以電梯門上裝有感知這個作用力的傳感器即壓力傳感器。4．【答案】BD【解析】應變片多用半導體材料制成，故選項A錯。當應變片拉伸時，其電阻變大，B對。傳感器輸出的是上、下兩應變片上的電壓差，并且隨著外力的增大，輸出的電壓差值也就越大，故C錯，D對。5．【答案】ABD【解析】硫化鎘隨著光照增加，載流子增多，導電性變好，由它做成的光敏電阻隨著光照增加，電阻變小。6．【答案】AC【解析】熱敏電阻隨溫度的上升其電阻值減小，熱敏電阻可以用來測量很小范圍內的溫度，反應快，而且精確度高。7．【答案】D8．【答案】B9．【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，當液面高度發生變更時相當于兩極正對面積發生變更，會引起電容的變更。與平行板電容器類比可得，導電液體的深度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。故選項A正確。10．【答案】BD【解析】A、當乙傳感器接入電路試驗時，若F變小，電容器兩極板間的距離增大，依據電容的確定式得知，電容減小，而電壓不變，則由可知，電容器所帶的電量減小，電容器放電，電路中有順時針方向的電流，則電流表指針向左偏轉，故A錯誤；B、當乙傳感器接入電路試驗時，若F變大，電容器兩極板間的距離減小，依據電容的確定式得知，電容增大，而電壓不變，則由可知，電容器所帶的電量增加，電容器充電，電路中有逆時針方向的電流，則電流表指針向右偏轉，故B正確；C、當丙傳感器接入電路試驗時，若導電溶液深度h變大，兩電極正對面積增大，電容增大，而電壓不變，則電容器充電，電路中有逆時針方向的電流，則電流表指針向右偏轉，故C錯誤；D、當丙傳感器接入電路試驗時，若導電溶液深度h變小，兩電極正對面積減小，電容減小，而電壓不變，則電容器放電，電路中有順時針方向的電流，則電流表指針向左偏轉，故D正確。故選：BD11．【答案】D【解析】銅板的載流子是自由電子，它在洛倫茲力作用下向偏。12．【答案】A【解析】本題考查聲傳感器的應用。這個聲傳感器可歸到電容傳感器中。由題意，對著話筒說話時，振動膜前后振動，則金屬層和金屬板間距離變更，即電容器兩極板間距離變更，故導致電容變更的緣由可能是電容器兩極板間的距離變更，故正確答案為A。13．【答案】B【解析】膜片振動時，帶動金屬線圈運動，線圈中磁通量發生變更，產生感應電動勢，進而產生感應電流。故正確答案為B。14．【答案】D【解析】在t1～t2內，I變大，阻值變小，壓力變大，小車做變加速運動，A、B均錯。在t2～t3內，I不變，壓力不變，小車做勻加速直線運動，C錯，D對。故正確答案為D。二、填空題15．【答案】輸入電流【解析】變更R的大小會視察到，電流越大，霍爾電壓越大，所以霍爾電壓與AC端輸入電流有關。16．【答案】【解析】在用力將鐵片與磁鐵拉開一段微小距離的過程中，拉力F可認為不變，因此F所做的功。以表示間隙中磁場的能量密度，則間隙中磁場的能量。題給條件，故。因為F所做的功等于間隙中磁場的能量，即W=E，故有，解得。17．【答案】（1）與；遠大于（2）見解析【解析】（1）當水溫較低和水浸沒S1，兩個條件同時滿意時，QC之間才有高電壓輸出，發熱器才會工作，故P應是與邏輯門。Rx是一個熱敏電阻，低溫時Rx應遠大于Ry。（2）飲水機的自動加熱原理是：當水溫較低時，Rx阻值較大，A為高電勢，且有水浸沒S1，B也為高電勢，則QC之間才有高電壓輸出，電磁繼電器有電流通過，將吸動S2閉合，發熱器工作。三、解答題18．【答案】（1）500N（2）40m／s2（3）5m【解析】本題中的隱含條件：由圖中可知重力的大小、彈力的最大值以