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  • 2021-05-24 发布

河北省邢台市高中物理第六章传感器

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6.1 传感器及其工作原理 1.传感器是能够把易感受的力、温度、光、声、化学成分等__________按照一定的 规律转换为容易进行测量,传输处理和控制的电压、电流等____________、或转换 为电路的______的一类元件. 2 . 光 敏 电 阻 的 特 性 : ____________________________ , 光 敏 电 阻 能 够 把 ______________这个光学量转换为______这个电学量. 3.金属热电阻的电阻率随温度的升高而______,热敏电阻的电阻率随温度的升高而 ______,金属热电阻和热敏电阻都可以制作______传感器.与热敏电阻相比,金属 热电阻的______________,测温范围________,但________较差. 4.如图 1 所示,E、F 间通入恒定电流 I,同时外加与薄片垂直的磁场 B,则 M、N 间出现霍尔电压 UH,UH=______________.式中______为薄片的厚度,______为霍尔 系数,它的大小与薄片的材料有关. 图 1 5.关于干簧管,下列说法正确的是( ) A.干簧管接入电路中相当于电阻的作用 B.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的 C.干簧管接入电路中相当于开关的作用 D.干簧管是作为电控元件以实现自动控制的 6.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 【概念规律练】 知识点一 光敏电阻 1.如图 2 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分别与光 敏电阻 RG 的两端相连,这时表针恰好指在刻度盘的中央.若用不透光的黑纸将 RG 包 裹起来,表针将向________(填“左”或“右”)转动;若用手电筒的光照射 RG,表 针将向________(填“左”或“右”)转动. 图 2 2.如图 3 所示为光敏电阻自动计数器的示意图,其中 R1 为光敏电阻,R2 为定值电 阻.此光电计数器的基本工作原理是什么? 图 3 知识点二 热敏电阻和金属热电阻 3.如图 4 所示,R1 为定值电阻,R2 为负温度系数的热敏电阻,L 为小灯泡,当温度 降低时( ) 图 4 A.R1 两端的电压增大 B.电流表的示数增大 C.小灯泡的亮度变强 D.小灯泡的亮度变弱 4.如图 5 所示为电阻 R 随温度 T 变化的图线,下列说法中正确的是( ) 图 5 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 知识点三 霍尔元件 5.如图 6 所示,有电流 I 流过长方体金属块,金属块宽为 d,高为 b,有一磁感应 强度为 B 的匀强磁场垂直于纸面向里,金属块单位体积内的自由电子数为 n,问: 金属块上、下表面哪面电势高?电势差是多少? 图 6 6.图 7 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, 对于一个霍尔元件 d、k 为定值,如果保持 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(工作面是指较大的平面)( ) 图 7 A.将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面,UH 将变大 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 【方法技巧练】 含传感器的电路的分析技巧 7.如图 8 所示,R1、R2 为定值电阻,L 为小灯泡,R3 为光敏电阻,当照射光强度增 大时( ) 图 8 A.电压表的示数增大 B.R2 中电流减小 C.小灯泡的功率增大 D.电路的路端电压增大 8.如图 9 所示是一火警报警装置的部分电路示意图,其中 R2 是半导体热敏传感器, 它的电阻随温度升高而减小,a、b 接报警器.当传感器 R2 所在处出现火情时,电流 表的电流 I 和 a、b 两端两压 U 与出现火情前相比( ) 图 9 A.I 变大,U 变大 B.I 变小,U 变小 C.I 变小,U 变大 D.I 变大,U 变小 1.关于传感器,下列说法正确的是( ) A.光敏电阻和热敏电阻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阻的变化来传递信号的 D.以上说法都不正确 2.光敏电阻能将光信号转化为电信号是因为( ) A.光照强度发生变化时,光敏电阻的阻值也发生变化 B.光照强度发生变化时,光敏电阻的体积也发生变化 C.光照强度发生变化时,光敏电阻的长度也发生变化 D.光照照度发生变化时,光敏电阻的横截面积也发生变化 3.如图 10 所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图,现在把杯中的水由冷水变 为热水,关于欧姆表的读数变化情况正确的是(设水对电阻阻值的影响不计)( ) 图 10 A.如果 R 为金属热电阻,读数变大,且变化非常明显 B.如果 R 为金属热电阻,读数变小,且变化不明显 C.如果 R 为热敏电阻(用半导体材料制成),读数变化非常明显 D.如果 R 为热敏电阻(用半导体材料制成),读数变化不明显 4.如图 11 所示,R3 是光敏电阻,当开关 S 闭合后,在没有光照射时,a、b 两点等 电势.当用光照射电阻 R3 时,则( ) 图 11 A.R3 的电阻变小,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 的电阻变大,a 点电势高于 b 点电势 D.R3 的电阻变大,a 点电势低于 b 点电势 5.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 12 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( ) 图 12 A.电容器 C 的带电荷量增大 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 消耗的功率增大 6.如图 13 所示电路中,电源电动势为 E,内阻为 r,RT 为负温度系数热敏电阻,RG 为光敏电阻,闭合开关后,小灯泡 L 正常发光,由于环境条件改变(光照或温度), 发现小灯泡亮度变暗,则引起小灯泡变暗的原因可能是( ) 图 13 A.温度不变,光照增强 B.温度升高,光照不变 C.温度降低,光照增强 D.温度升高,光照减弱 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 14 所示装置, 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 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( ) 图 14 A.应选用电流挡,温度升高换用大量程测量 B.应选用电流挡,温度升高换用小量程测量 C.应选用欧姆挡,温度升高时换用倍率大的挡 D.应选用欧姆挡,温度升高时换用倍率小的挡 8.传感器是把非电学物理量(如位移、速度、压力、角度等)转换成电学物理量(如 电压、电流、电荷量等)的一种元件.如图 15 所示的甲、乙、丙、丁是四种常见的 电容式传感器,下列说法正确的是( ) 图 15 A.甲图中两极板带电荷量不变,若电压变小,可判断出 h 变小 B.乙图中两极板带电荷量不变,若电压变大,可判断出 θ 变大 C.丙图中两极间的电压不变,若有电流流向传感器的负极,则 x 变小 D.丁图中两极间的电压不变,若有电流流向传感器的正极,则 F 变大 9.如图 16 所示为测定压力的电容式传感器,将平行板电容器、灵敏电流表(零刻度 在中间)和电源串联成闭合回路,当压力 F 作用于可动膜片电极上时,膜片发生形变, 引起电容的变化,导致灵敏电流表指针偏转,在对膜片开始施加压力使膜片电极从 图中的虚线推到图中实线位置并保持固定的过程中,灵敏电流表指针偏转情况为(电 流从电流表正接线柱流入时指针向右偏)( ) 图 16 A.向右偏到某一刻度后回到零刻度 B.向左偏到某一刻度后回到零刻度 C.向右偏到某一刻度后不动 D.向左偏到某一刻度后不动 10.传感器是把非电学物理量(如位移、压力、流量、声强等)转换成电学量的一种 元件.如图 17 所示为一种电容式传感器,电路可将声音信号转化为电信号.电路中 a、b 构成一个电容器,b 是固定不动的金属板,a 是能在声波驱动下沿水平方向振 动的镀有金属层的振动膜.若声源 S 发出频率恒定的声波使 a 振动,则 a 在振动过 程中( ) 图 17 A.a、b 板之间的电场强度不变 B.a、b 板所带的电荷量不变 C.电路中始终有方向不变的电流 D.向右位移最大时,电容器的电容量最大 11.有一些星级宾馆的洗手间装有自动干手机,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.改变湿度 B.改变温度 C.改变磁场 D.改变电容 12. 按 图 18 所 示 连 接 好 电 路 , 合 上 S , 发 现 小 灯 泡 不 亮 , 原 因 是 ____________________;用电吹风对热敏电阻吹一会儿,会发现小灯泡________, 原因是________________________;把热敏电阻放入冷水中会发现__________. 图 18