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【金版优课】高中物理教科版选修3-2练习:3-1、2传感器 温度传感器和光传感器b Word版含解析.doc

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1、 04 课后巩固训练 1传感器担负着信息采集的任务,它可以 ( ) A将力学量 (如形变量 )转换成电学量 B将热学量转换成电学量 C将光学量转换成电学量 D将电学量转换成力学量 解析: 传感器是将所感受到的不便于测量的物理量 (如力、热、光、声等 )转换成便于测量的物理量 (一般是电学量 )的一类元件。故选项 A、 B、 C对,选项 D错。 答案: ABC 2下列关于传感器的说法中正确的是 ( ) A所有传感器都是由半导体材料制成的 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息的 D 以上说法均不正确 解析: 传感器的种类很多,不全是由半导体材料制成的,例如利用金属

2、热电阻可感受温度的变化,选项 A 错误, B 正确;传感器感受的不一定都是电压的变化,也可以是力、温度、光、声等的变化,选项 C错误。 答案: B 3关于光敏电阻,下列说法中正确的是 ( ) A受到的光照越强,电阻越小 B受到的光照越弱,电阻越小 C它的电阻与光照强度无关 D以上说法均不正确 解析: 光敏电阻一般是由半导体材料制成的,受到的光照越强,电阻越小,选项 A正确。 答案: A 4现有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三个元件, 将这三个元件分别接入如图所示电路中的 A、 B两点后,用黑纸包住元件或者把元件置入热水中,观察欧姆表的示数,下列说法中正确的是 ( ) A置入热水中与不置入热水中相

3、比,欧姆表示数变化较大,则这个元件一定是热敏电阻 B置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数不变化,则这个元件一定是定值电阻 C用黑纸包住与不用黑纸包住相比,欧姆表示数变化较大,则这个元件一定是光敏电阻 D用黑纸包住与不用黑纸包住相比,欧姆表示数不变化,则这个元件一定是定值电阻 解析: 热敏电阻的阻值随温度变化而变化,定值电阻和光敏电阻的阻值不 随温度变化;光敏电阻的阻值随光照强度变化而变化,定值电阻和热敏电阻的阻值不随光照强度变化。故选项 A、 C正确。 答案: AC 5如图所示, R3是光敏电阻,当开关闭合后没有光照射时, a、b两点电势相等。当用光照射电阻 R3时,则 ( ) A R3的

4、电阻变小, a点电势高于 b点电势 B R3的电阻变小, a点电势低于 b点电势 C R3的电阻变小, a点电势等于 b点电势 D R3的电阻变大, a点电势低于 b点电势 解析: 当用光照射光敏电阻 R3时, R3的电阻变小, R3上的电压降减小, a点电势升高,故此时 a点电势高于 b点电势 ,选项 A正确。 答案: A 6传感器是一种采集信息的重要器件。如图所示是一种测定压力的电容式传感器,当待测压力 F 作用于可动膜片电极上时,可使膜片产生形变,引起电容的变化,将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路,那么 ( ) A当 F向上压膜片电极时,电容将减小 B当 F向上压膜片电极时,电容将

5、增大 C若电流计有示数,则压力 F发生变化 D若电流计有示数,则压力 F不发生变化 解析: 当 F 向上压膜片电极时,两电极间距离减小,电容器的电容增大,选项 A 错误, B 正确;当电流计有示数时,说明电容器所带的电荷量发生 了变化,电容器的电容发生了变化,则压力 F 发生了变化,选项 C正确, D错误。 答案: BC 7某学习小组的同学在用多用电表研究热敏特性实验中,安装好如图所示的装置。向杯内加入冷水,温度计的示数为 20 ,多用电表选择适当的倍率,读出热敏电阻的阻值为 R1。然后向杯内加入热水,温度计的示数为 60 ,发现多用电表的指针偏转角度较大,则下列说法正确的是 ( ) A多用电

6、表应选用电流挡,温度升高换用大量程测量 B多用电表应选用电流挡,温度升高换用小量程测量 C多用电表应选用欧姆挡,温度升高时换用倍率大的挡 D多用电表应选用欧姆挡,温度升高时换用倍率小的挡 解析: 测电阻应选用欧姆挡。当温度升高时,热敏电阻受温度变化的影响,偏转角度增大,说明电阻阻值变小,所以应换用倍率小的挡。 答案: D 8如图所示是一个测定液面高度的传感器,在导线芯的外面涂上一层绝缘物质,放在导电液体中,则导线芯和导电液体构成电容器的两极,绝缘物质为电介质。若把该电容式传感器接入电路中,当外电路的电流变化说明电容器的电容增大时,导电液体的深度 h( ) A增大 B减小 C不变 D无法确定 解

7、析: 由题意知,导线芯 和导电液体构成电容器的两极,类似于平行板电容器的两极。当液面高度发生变化时,相当于两极板正对面积发生变化,自然就会引起电容的变化。与平行板电容器类比可得,导电液体深度 h 增大时,导线芯和导电液体正对面积增大。电容器的电容增大。选项 A正确。 答案: A 9如图所示,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻 RT的两端相连,这时指针恰好指在刻度盘的正中央。若往热敏电阻上擦一些酒精,指针将向_(填 “ 左 ” 或 “ 右 ” )偏转;若用吹风机将热风吹向热敏电阻,指针将向 _(填 “ 左 ” 或 “ 右 ” )偏转。 解析: 往热敏电阻上擦

8、一些酒精,由于酒精蒸发吸收热量,热敏电阻的温度降低,电阻值增大,所以指针向左偏;用吹风机使热风吹向热敏电阻,热敏电阻的温度升高,电阻值减小,则指针向右偏。 答案: 左 右 10如图所示, R1、 R2 为定值电阻, L 为小灯泡, RG为光敏电阻,当照射光的强度增大时,电压表的示数 _, R2 中的电流_,小灯泡的功率 _,电路的路端电压 _。 (填“ 增大 ” 、 “ 减小 ” 或 “ 不变 ” ) 解析: 当照射光的强度增大时,光敏电阻的阻 值减小,闭合电路的总电阻减小,总电流增大,路端电压减小, R1 两端电压增大,电压表的示数增大; R2 两端电压减小, R2 中的电流减小;小灯泡中的

9、电流增大,功率增大。 答案: 增大 减小 增大 减小 11在开展研究性学习的过程中,某同学设计了一个利用线圈测量转轮转速的装置,如图所示,在轮子的边缘贴上一个小磁体,将小线圈靠近轮边放置,接上数据采集器和电脑 (即 DIS 实验器材 )。如果小线圈的面积为 S,匝数为 N,小磁体附近的磁感应强度的最大值为B,小线圈所在回路的总电阻为 R,实验发现,轮子转过 角,小线圈的磁通量由最大 值变为零。因此,他认为只要测得从开始计时到此时感应电流的平均值 I,就可以测出转轮转速的大小。请你运用所学的知识,通过计算对该同学的结论进行评价。 解析: 设转轮的角速度和转速分别为 、 n,轮子转过 角所需时间为

10、 t,通过线圈的磁通量的变化量为 ,线圈中产生的感应电动势的平均值为 E。 根据法拉第电磁感应定律有 E Nt NBSt 由闭合电路欧姆定律得感应电流的平均值 I ER 又 t , n 2 联立以上各式可得 n IR2NBS,由此可见,该同学的结论是正确的。 答案: 该同学的结论正确 12温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中,它是利用热敏电阻的阻值随温度变化而变化的特性工作的。在图甲中,电源的电动势 E 9.0 V,内阻可忽略不计; G 为灵敏电流表,内阻 r保持不变; R0为保护电阻, R为热敏电阻,其电阻值与温度变化的关系如图乙所示。试写出热敏电阻的阻值随温度变化的关系

11、式。闭合开关 S,当 R的温度等于 40 时,电流表示数 I1 2.25 mA,则当电流表的示数 I2 3.6 mA时,热敏电阻 R的温度是多少摄氏度? 解析: 题中的 R t图象是直线,根据数学知识可写出热敏电阻R与温度 t的关系式为 R kt b。由图象知 t1 0 时, R1 4.25 k,得 b 4.25,再根据 t2 120 时, R2 2 k,得 k 0.01875,所以 R与 t的关系式为 R 0.01875t 4.25(k)。 根据题中的 R t图象, t3 40 时,热敏电阻的阻值 R3 3.5 k,有 E I1(r R0 R3);电流 I2 3.6 mA时,设热敏电阻的阻值为 R4,有 E I2(r R0 R4),代入数据可解得 R4 2 k,由题中的 R t图象或将 R3 2 k代入 R与 t的关系式可得 t4 120 。 答案: R 0.01875t 4.25(k) 120

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