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)代離不開傳感器練習(xí)滬科版選修3 .doc

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4.3　用傳感器做實(shí)驗(yàn) 4.4　信息時(shí)代離不開傳感器 一、選擇題 考點(diǎn)一　傳感器應(yīng)用實(shí)例 1.在電梯門口放置一障礙物，會(huì)發(fā)現(xiàn)電梯門不停地開關(guān)，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.聲傳感器 D.磁傳感器 答案　A 2.如圖1所示是某種汽車上的一種自動(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.UMUN.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)與電源斷開停止加熱，由以上分析可知，溫度升高后，A、B端斷開，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上，則下列說(shuō)法正確的是 (　　) 圖5 A.當(dāng)汽車加速前進(jìn)時(shí)，甲燈亮 B.當(dāng)汽車加速前進(jìn)時(shí)，乙燈亮 C.當(dāng)汽車剎車時(shí)，乙燈亮 D.當(dāng)汽車剎車時(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________. (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________. (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.