課時提升作業(yè) 十二 傳感器及其工作原理 (20分鐘50分)一、選擇題(本題共4小題,每小題8分,共32分)1.有一些星級賓館的洗手間裝有自動干手機(jī),洗手后將濕手靠近,機(jī)內(nèi)的傳感器就開通電熱器加熱,有熱空氣從機(jī)內(nèi)噴出,將濕手烘干,手靠近自動干手機(jī)能使傳感器工作,是因?yàn)楦淖兞?)A.濕度B.溫度C.磁場 D.電容【解析】選D。 根據(jù)自動干手機(jī)工作的特征,手靠近干手機(jī)時電熱器工作,手撤離后電熱器停止工作,人是一種導(dǎo)體,可以與其他導(dǎo)體構(gòu)成電容器。手靠近時相當(dāng)于連接一個電容器,可以確定干手機(jī)內(nèi)設(shè)有電容式傳感器,由于手的靠近改變了電容大小,故D正確;用濕度和溫度來驅(qū)動電熱器工作,理論上可行,但是假如干手機(jī)是由于溫度、濕度的變化工作,它就成了室內(nèi)烘干機(jī)。2. (2020·廊坊高二檢測)如圖所示,電源兩端的電壓恒定,L為小燈泡,R為光敏電阻,LED為發(fā)光二極管(電流越大,發(fā)出的光越強(qiáng)),且R與LED間距不變,閉合開關(guān)S后,下列說法中正確的是()A.當(dāng)滑片P向左移動時,L消耗的功率增大B.當(dāng)滑片P向左移動時,L消耗的功率減小C.當(dāng)滑片P向右移動時,L消耗的功率可能不變D.無論怎樣移動滑片P,L消耗的功率都不變【解析】選A。 當(dāng)滑片P向左移動時,滑動變阻器接入電路中的電阻減小,則流過二極管的電流增大,從而發(fā)光增強(qiáng),使光敏電阻R的阻值減小,通過燈泡L的電流增大,則L消耗的功率增大,A正確,B、D錯誤;當(dāng)滑片P向右移動時,可分析出L消耗的功率變小,C錯誤。3. (2020·大慶高二檢測)如圖是觀察元件的電阻值隨溫度變化情況的示意圖?，F(xiàn)在把杯中的水由冷水變?yōu)闊崴?關(guān)于歐姆表的讀數(shù)變化情況正確的是()A.如果R為金屬熱電阻,則讀數(shù)變大,且變化非常明顯B.如果R為金屬熱電阻,則讀數(shù)變小,且變化不明顯C.如果R為熱敏電阻(用半導(dǎo)體材料制作),則讀數(shù)變化非常明顯D.如果R為熱敏電阻(用半導(dǎo)體材料制作),則讀數(shù)變化不明顯【解析】選C。若R為金屬熱電阻,溫度升高后,電阻變大,讀數(shù)變化不明顯,A、B錯誤;若R為熱敏電阻,電阻隨溫度升高而減小,讀數(shù)將明顯變化,C正確,D錯誤。4. (多選)(2020·洛陽高二檢測)如圖是霍爾元件的示意圖,一塊通電的銅板放在磁場中,板面垂直于磁場,板內(nèi)通有圖示方向的電流,a、b是銅板上、下表面的兩點(diǎn),則()A.電勢a>bB.電勢b>aC.電流增大時,|a-b|增大D.其他條件不變,將銅板改為NaCl水溶液時,電勢結(jié)果仍然一樣【解析】選A、C。 銅板中的自由電荷是電子,電子定向移動的方向與電流的方向相反,由左手定則可判斷出電子因受洛倫茲力作用向b側(cè)偏轉(zhuǎn),所以a>b,A對,B錯;因|a-b|=k,所以電流增大時,|a-b|增大,C對;若將銅板改為NaCl溶液,溶液中的正、負(fù)離子均向b側(cè)偏轉(zhuǎn),|a-b|=0,即不產(chǎn)生霍爾效應(yīng),故D錯。二、非選擇題(18分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)5.如圖所示,有電流I流過長方體金屬塊,金屬塊寬為d,高為b,有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直穿過金屬塊的前、后兩個側(cè)面,金屬塊單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n,金屬塊上、下表面哪個表面電勢高?電勢差是多少?【解析】 因?yàn)樽杂呻姾蔀殡娮?運(yùn)動方向與電流方向相反,故由左手定則可判定電子向上偏,則上表面聚集負(fù)電荷,下表面帶等量的正電荷,故下表面電勢高。設(shè)其穩(wěn)定電壓為U,當(dāng)運(yùn)動電荷所受靜電力與洛倫茲力平衡時,有e=evB,因?yàn)閷?dǎo)體中的電流I=neSv=nev·bd,故U=。答案:下表面電勢高【能力挑戰(zhàn)區(qū)】1.當(dāng)光照到光敏電阻上時,光敏電阻的阻值_(選填“變大”“不變”或“變小”)。半導(dǎo)體熱敏電阻是利用半導(dǎo)體材料的電阻率隨_變化而改變的特性制成的?！窘馕觥抗饷綦娮栌砂雽?dǎo)體材料制成,當(dāng)光照射到光敏電阻上,材料的載流子增多,導(dǎo)電性能變強(qiáng),電阻變小。溫度改變時,半導(dǎo)體材料的載流子變化,導(dǎo)電性能改變。答案:變小溫度2.用如圖所示的裝置可以測量汽車在水平路面上做勻變速直線運(yùn)動的加速度。該裝置是在矩形箱子的前、后壁上各安裝一個由力敏電阻組成的壓力傳感器。用兩根相同的輕彈簧夾著一個質(zhì)量為2.0 kg的滑塊,滑塊可無摩擦滑動,兩彈簧的另一端分別壓在傳感器a、b上,其壓力大小可直接從傳感器的液晶顯示屏上讀出?，F(xiàn)將該裝置沿運(yùn)動方向固定在汽車上,傳感器b在前,傳感器a在后。汽車靜止時,傳感器a、b的示數(shù)均為10 N(g取10 m/s2)。(1)若傳感器a的示數(shù)為14.0 N,b的示數(shù)為6.0 N,求此時汽車的加速度大小和方向。(2)當(dāng)傳感器a的示數(shù)為零時,求此時車的加速度大小和方向?！窘馕觥總鞲衅魃纤@示出的力的大小,即彈簧對傳感器的壓力,據(jù)牛頓第三定律知,此示數(shù)即為彈簧上的彈力大小,即該彈簧對滑塊的彈力大小。(1)如圖所示,左側(cè)彈簧對滑塊向右的推力F1=14.0 N,右側(cè)彈簧對滑塊向左的推力F2=6.0 N,滑塊所受合力產(chǎn)生加速度a1,根據(jù)牛頓第二定律有F1-F2=ma1,得a1=m/s2=4.0 m/s2,a1與F1同方向,即向前(向右)。(2)傳感器a的讀數(shù)為零,即左側(cè)彈簧的彈力F1=0,因兩彈簧相同,左側(cè)彈簧伸長多少,右側(cè)彈簧就縮短多少,所以右側(cè)彈簧的彈力變?yōu)镕2=20 N。滑塊所受合力產(chǎn)生加速度,由牛頓第二定律得F合=F2=ma2,得a2=10 m/s2,方向向后(向左)。答案:(1)4.0 m/s2向右(2)10 m/s2向左