2019-2020学年高中物理 第三章 传感器 第一节 认识传感器 第二节 传感器的原理随堂演练巩固

[随堂检测]1．(多选)下列说法正确的是()A．干簧管是一种由磁场控制的开关B．楼道里的灯只有天黑时出现声音才亮，说明它的控制电路中只有声传感器C．光敏电阻能够把光信号转换成电信号D．负温度系数的热敏电阻在温度升高时电阻减小解析：选ACD.传感器是指将非电学量按照一定规律转换成电学量的元件，干簧管是在玻璃管内封入了两个软磁性材料制成的簧片，当有磁场靠近时，两个簧片被磁化而接通，起到了开关的作用，故选项A正确；楼道里的灯只有天黑时出现声音才亮说明了在它的控制电路中既有光传感器又有声传感器，故选项B错误；光敏电阻是用电阻率与光照强度有关的材料制成的，当其被光照射时，电阻将发生变化，故选项C正确；用半导体材料制作的热敏电阻，在温度升高时，导电能力增强，即电阻减小，故选项D正确．2．(多选)美国科学家WillardS．Boyle与GeorgeE．Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获诺贝尔物理学奖．CCD是将光学量转变成电学量的传感器．下列器件可作为传感器的有()A．发光二极管B．热敏电阻C．霍尔元件D．干电池解析：选BC.传感器是将非电学量转换成电学量的元器件，发光二极管是通电发光，将电学量转换成了非电学量，不符合传感器定义，故选项A错误；热敏电阻将物体温度变化转换成电流的变化，将非电学量转换成了电学量，符合传感器定义，故选项B正确；霍尔元件能将磁感应强度的大小转换成电流的强弱，将非电学量转换成了电学量，符合传感器定义，故选项C正确；干电池属于电源，对外提供电能，不符合传感器定义，故选项D错误．3．SARS病毒肆虐时，在机场、车站等公共的场所都需要对人是否发热进行快速的判断，可选择的最佳仪器是()A．水银温度计B．酒精温度计C．红外测温仪D．热敏电阻传感器解析：选C.因为题中要求所选仪器可快速测量人的体温，选项A、B、D中的仪器都要传感器的温度与人体温度相同，此过程需要的时间较长，而选项C中的仪器只需扫描人体的红外线就可测出人的体温，选项C正确．4．按如图所示接好电路，合上S1、S2，发现小灯泡不亮，原因是___________________________________________；用电吹风对热敏电阻吹一会儿热风，会发现小灯泡________，原因是_____________________________________________；停止吹风，会发现______________；把热敏电阻放入冷水中会发现______________．解析：由于热敏电阻在常温时阻值较大，左侧电路电流较小，电磁铁磁性较弱吸不住衔铁；当用电吹风对热敏电阻加热使其阻值变小，电路中电流增大，电磁铁吸住衔铁，使右侧电路接通，小灯泡亮了；停止吹风后，小灯泡不会立即熄灭，因为热敏电阻温度仍然较高，当把热敏电阻放入冷水后，热敏电阻温度降低很快，阻值变大，故小灯泡熄灭．答案：见解析[课时作业]一、单项选择题1．关于传感器的下列说法正确的是()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．以上说法都不正确解析：选B.半导体材料可以制成传感器，其他材料也可以制成传感器，所以A错，B对；传感器不但能感知电压的变化，还能感受力、温度、光、声、化学成分等非电学量的变化，所以C错．2．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解析：选B.霍尔元件是将磁感应强度转换成电学量的．3．传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用的传感器是()A．生物传感器B．红外传感器C．温度传感器D．压力传感器解析：选C.空调机根据温度调节工作状态，所以内部使用了温度传感器，故选C.4．随着生活质量的提高，自动干手机已经进入家庭，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．改变温度B．改变湿度C．改变磁场D．改变电容解析：选D.干手机是一个电容器，当手靠近时，手上有水，手就变成了导体，在电容器中放入导体，改变了电容器的电容，电路中电容改变，干手机开始工作，故选D.5.电容式话筒的保真度比动圈式话筒好，其工作原理如图所示．Q是绝缘支架，薄金属膜M和固定电极N形成一个电容器，被直流电源充电，当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流．将声音信号转化为电信号，当膜片M向右运动的过程中关于电容器的电容及导线AB中的电流，下列说法正确的是()A．电容变大，导线AB中有向左的电流B．电容变小，导线AB中有向右的电流C．电容变小，导线AB中有向左的电流D．电容变大，导线AB中有向右的电流解析：选A.当膜片向右运动时，相当于电容器两板间距d变小，由C＝εrS4πkd知电容变大；电容器两端电压U不变，由Q＝CU知，Q增大，电容器充电，所以导线AB中有向左的电流．二、多项选择题6.如图所示为电阻R随温度T变化的图线，下列说法中正确的是()A．图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的B．图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的C．图线1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高D．图线2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高解析：选BD.热敏电阻的图线是非线性的，即图线2，A错误．热敏电阻由半导体制成，B正确．半导体材料化学稳定性差，测温范围小，灵敏度高，D正确．图线1显然稳定性好，测温范围大，但灵敏度低，C错误．7．用多用电表的同一挡位测量热敏电阻和光敏电阻的阻值时，下列说法正确的是()A．测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越大B．测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越小C．测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越大D．测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越小解析：选AD.根据热敏电阻的特点，温度越高电阻越小，多用表指针偏角越大，A对，B错．由光敏电阻的特点，光照越弱，电阻越大，偏角越小，C错，D对．8.如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，相对于一个d、k为定值的霍尔元件，如果保持电流I恒定，则可以验证UH随B的变化情况．以下说法中正确的是已知霍尔电压UH＝kIBd()A．将永磁体的一个N极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，UH将变小B．在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平C．在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平D．改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，UH将发生变化解析：选BD.AN极靠近霍尔元件工作面时，B增强，由UH＝kIBd，知UH将变大错误B两极处磁场可看作与地面垂直，所以工作面应保持水平正确C赤道处磁场可看作与地面平行，所以工作面应保持竖直错误D若磁场与工作面夹角为θ，则应有qvBsinθ＝qUHd，可见θ变化时，UH将变化正确9.在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制．如图所示电路，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻(温度越高电阻越小)，C为电容器．当环境温度降低时()A．电容器C的带电量增大B．电压表的读数增大C．电容器C两板间的电场强度减小D．R1消耗的功率减小解析：选ABD.当环境温度降低时，R2变大，电路的总电阻变大，由I＝ER总知I变小，又U＝E－Ir，电压表的读数U增大，B正确；又由U1＝IR1及P1＝I2R1可知U1变小，R1消耗的功率P1减小，D正确；电容器两板间的电压U2＝U－U1，U2变大，由场强E′＝U2d，Q＝CU2可知Q、E′都增大，故A正确，C错误．三、非选择题10．如图是一种测定油箱油量多少或变化多少的装置．其中电源电压保持不变，R是滑动变阻器，它的金属滑片是金属杆的一端．在装置中使用了一只电压表(图中没有画出)，通过观察电压表示数，可以了解油量情况，你认为电压表应该接在图中的________两点之间，按照你的接法请回答：当油箱中油量减少时，电压表的示数将________(填“增大”或“减小”)．解析：由题图可知当油箱内液面高度变化时，R的金属滑片将会移动，从而引起R两端电压的变化，且当R′≫R时，UR＝IR可视为UR与R成正比，所以电压表应接在c、d之间，当油量减少时，电压表示数将减小．答案：c、d减小