通用版2018-2019版高中物理第4章傳感器與現(xiàn)代社會4.3-4.4用傳感器做實驗信息時代離不開傳感器練習(xí)滬科版選修3 .doc
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通用版2018-2019版高中物理第4章傳感器與現(xiàn)代社會4.3-4.4用傳感器做實驗信息時代離不開傳感器練習(xí)滬科版選修3 .doc
4.3用傳感器做實驗4.4信息時代離不開傳感器一、選擇題考點一傳感器應(yīng)用實例1.在電梯門口放置一障礙物,會發(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A2.如圖1所示是某種汽車上的一種自動測定油箱內(nèi)油面高度的裝置.R是滑動變阻器,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)滑動變阻器的金屬滑片向下移動時,則()圖1A.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,由于浮力作用使金屬滑片向下移動,回路電阻減小,電流增大,故D項正確.3.某樓梯口的電燈開關(guān)裝有傳感器,天黑時,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轉(zhuǎn)換為電信號,把光信號轉(zhuǎn)換為電信號,所以選項D正確.4.如圖2所示是一個測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,說明導(dǎo)電液體的深度h()圖2A.增大 B.減小C.不變 D.無法確定答案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,導(dǎo)線芯和導(dǎo)電液體正對面積增大,電容器的電容值變大.考點二對霍爾元件的認識及應(yīng)用5.如圖3所示,截面為矩形的金屬導(dǎo)體,放在磁場中,當(dāng)導(dǎo)體中通有圖示電流時,導(dǎo)體的上、下表面的電勢關(guān)系為()A.UM>UNB.UMUNC.UM<UND.無法判斷答案A解析霍爾效應(yīng)形成的原因是帶電粒子在磁場中受到洛倫茲力作用定向移動,根據(jù)左手定則,金屬導(dǎo)體中自由電子受到向下的洛倫茲力作用,向?qū)w的下表面N運動,則導(dǎo)體的上表面M剩下正電荷,所以UM>UN.故選A.考點三傳感器的應(yīng)用分析6.如圖4所示為用熱敏電阻R和繼電器L等組成的一個簡單的恒溫控制電路,其中熱敏電阻的阻值會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4A.當(dāng)溫度降低到某一數(shù)值,銜鐵P將會被吸下B.當(dāng)溫度升高到某一數(shù)值,銜鐵P將會被吸下C.工作時,應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在C、D端D.工作時,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對銜鐵吸引力減小,P將不會被吸下,故A錯誤.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對銜鐵吸引力增大,P將會被吸下.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,應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在A、B端.故C、D錯誤.故選B.7.某儀器內(nèi)部電路如圖5所示,其中M是一個質(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)金屬塊處于平衡時兩根彈簧均處于原長狀態(tài).若將該儀器固定在一輛汽車上,則下列說法正確的是 ()圖5A.當(dāng)汽車加速前進時,甲燈亮B.當(dāng)汽車加速前進時,乙燈亮C.當(dāng)汽車剎車時,乙燈亮D.當(dāng)汽車剎車時,甲、乙燈均不亮答案B解析向前加速時,M向左移動,b與a接觸,乙燈亮;當(dāng)剎車時,M向右移動,b與c接觸,甲燈亮.故選項B正確.8.(多選)某同學(xué)設(shè)計的家庭電路保護裝置如圖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,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,下列說法正確的有()圖6A.家庭電路正常工作時,L2中的磁通量為零B.家庭電路中使用的電器增多時,L2中的磁通量不變C.家庭電路發(fā)生短路時,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,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)生的磁場方向相反,所以家庭電路正常工作時,L2中的磁通量為零,選項A正確;家庭電路短路和用電器增多時均不會引起L2的磁通量的變化,選項B正確,C錯誤;地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時,線圈L1中磁場變化引起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)強度為B的勻強磁場中,當(dāng)電流通過導(dǎo)體板時,在導(dǎo)體板的上側(cè)面A和下側(cè)面A之間會產(chǎn)生電勢差,這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng).實驗表明,當(dāng)磁場不太強時,電勢差UH、電流I和磁感應(yīng)強度B的關(guān)系為UHRH.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:外部磁場的洛倫茲力使運動的電子聚集在導(dǎo)體板的一側(cè),在導(dǎo)體板的另一側(cè)會出現(xiàn)多余的正電荷,從而形成橫向電場.橫向電場對電子施加與洛倫茲力方向相反的電場力.當(dāng)電場力與洛倫茲力達到平衡時,導(dǎo)體板上下兩側(cè)之間就會形成穩(wěn)定的電勢差.設(shè)電流I是由電子的定向移動形成的,電子的平均定向移動速度為v,電荷量為e,回答下列問題:圖7(1)達到穩(wěn)定狀態(tài)時,導(dǎo)體板上側(cè)面A的電勢_下側(cè)面A的電勢(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)之間的電勢差為UH時,電子所受電場力的大小為_.(4)由電場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數(shù).答案見解析解析(1)導(dǎo)體中電子定向移動形成電流,電子運動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板電勢低于A板電勢.(2)洛倫茲力大小F洛Bev(3)電場力F電Eee(4)由F洛F電得BeveUHhvB導(dǎo)體中通過的電流Inevdh由UHRH得hvBRH,得RH.10.如圖8所示為一自動控制溫度的電路,請說明其工作原理.(已知溫度升高時熱敏電阻阻值減小)圖8答案見解析解析當(dāng)開關(guān)P在彈簧拉力作用下拉到上面與a接觸時,電熱絲工作;隨著溫度升高,熱敏電阻溫度升高、阻值減小,通過電磁鐵的電流增大,電磁鐵磁性增強到一定程度時把P吸到b,電熱絲停止工作,指示燈亮.