2020學(xué)年高中物理 第六章 傳感器 課時(shí)提升作業(yè)十二 6.1 傳感器及其工作原理 新人教版選修3-2

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1、課時(shí)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(jí)賓館的洗手間裝有自動(dòng)干手機(jī),洗手后將濕手靠近,機(jī)內(nèi)的傳感器就開(kāi)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(dòng)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(chǎng)　　 D.電容 【解析】選D。 根據(jù)自動(dòng)干手機(jī)工作的特征,手靠近干手機(jī)時(shí)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(shí)相當(dāng)于連接一個(gè)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(lái)

2、驅(qū)動(dòng)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(cè))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(kāi)關(guān)S后,下列說(shuō)法中正確的是 (　　) A.當(dāng)滑片P向左移動(dòng)時(shí),L消耗的功率增大 B.當(dāng)滑片P向左移動(dòng)時(shí),L消耗的功率減小 C.當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí),L消耗的功率可能不變 D.無(wú)論怎樣移動(dòng)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(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻減小,則流過(guò)二極管的電流增大,從而發(fā)光增強(qiáng),使光敏電阻R

3、的阻值減小,通過(guò)燈泡L的電流增大,則L消耗的功率增大,A正確,B、D錯(cuò)誤;當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí),可分析出L消耗的功率變小,C錯(cuò)誤。 3. (2020·大慶高二檢測(cè))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(cuò)誤

4、;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(cuò)誤。 4. (多選)(2020·洛陽(yáng)高二檢測(cè))如圖是霍爾元件的示意圖,一塊通電的銅板放在磁場(chǎng)中,板面垂直于磁場(chǎng),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(shì)φa>φb B.電勢(shì)φb>φa C.電流增大時(shí),|φa-φb|增大 D.其他條件不變,將銅板改為NaCl水溶液時(shí),電勢(shì)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(dòng)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φa>φb,A對(duì),B錯(cuò);因|φa-φb|=k,所以電流增大時(shí),|

5、φa-φb|增大,C對(duì);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),|φa-φb|=0,即不產(chǎn)生霍爾效應(yīng),故D錯(cuò)。 二、非選擇題(18分。要有必要的文字說(shuō)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(guò)長(zhǎng)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(chǎng)垂直穿過(guò)金屬塊的前、后兩個(gè)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(gè)表面電勢(shì)高?電勢(shì)差是多少? 【解析】 因?yàn)樽杂呻姾蔀殡娮?運(yùn)動(dòng)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(shì)高。設(shè)其穩(wěn)定電壓為U,當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷所受靜電

6、力與洛倫茲力平衡時(shí),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(shì)高　 【能力挑戰(zhàn)區(qū)】 1.當(dāng)光照到光敏電阻上時(shí),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。 【解析】光敏電阻由半導(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(shí),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(cè)量汽車在水平路面上做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度。該裝置是在矩形箱子的前、后壁上各安裝一個(gè)由

7、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(gè)質(zhì)量為2.0 kg的滑塊,滑塊可無(wú)摩擦滑動(dòng),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(dòng)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(shí),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(shí)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(shí),求此時(shí)車的加速度大小和方向。 【解析】傳感器上所顯示出的力的大小,即彈簧對(duì)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(duì)滑塊的彈力大小。 (1)如圖所示,左側(cè)彈簧對(duì)滑塊向右的推力F1=14.0 N,右側(cè)彈簧對(duì)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F′1=0,因兩彈簧相同,左側(cè)彈簧伸長(zhǎng)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=F′2=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