2020學(xué)年高中物理 第六章 傳感器 課時提升作業(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.有一些星級賓館的洗手間裝有自動干手機,洗手后將濕手靠近,機內(nèi)的傳感器就開通電熱器加熱,有熱空氣從機內(nèi)噴出,將濕手烘干,手靠近自動干手機能使傳感器工作,是因為改變了 (　　) A.濕度　　B.溫度　　C.磁場　　 D.電容 【解析】選D。 根據(jù)自動干手機工作的特征,手靠近干手機時電熱器工作,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。手靠近時相當(dāng)于連接一個電容器,可以確定干手機內(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

2、驅(qū)動電熱器工作,理論上可行,但是假如干手機是由于溫度、濕度的變化工作,它就成了室內(nèi)烘干機。 2. (2020·廊坊高二檢測)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),且R與LED間距不變,閉合開關(guān)S后,下列說法中正確的是 (　　) A.當(dāng)滑片P向左移動時,L消耗的功率增大 B.當(dāng)滑片P向左移動時,L消耗的功率減小 C.當(dāng)滑片P向右移動時,L消耗的功率可能不變 D.無論怎樣移動滑片P,L消耗的功率都不變 【解析】選A。 當(dāng)滑片P向左移動時,滑動變阻器接入電路中的電阻減小,則流過二極管的電流增大,從而發(fā)光增強,使光敏電阻R

3、的阻值減小,通過燈泡L的電流增大,則L消耗的功率增大,A正確,B、D錯誤;當(dāng)滑片P向右移動時,可分析出L消耗的功率變小,C錯誤。 3. (2020·大慶高二檢測)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錯誤。 4. (多選)(2020·洛陽高二檢測)如圖是霍爾元件的示意圖,一塊通電的銅板放在磁場中,板面垂直于磁場,板內(nèi)通有圖示方向的電流,a、b是銅板上、下表面的兩點,則(　　) A.電勢φa>φb B.電勢φb>φa C.電流增大時,|φa-φb|增大 D.其他條件不變,將銅板改為NaCl水溶液時,電勢結(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,B錯;因|φa-φb|=k,所以電流增大時,|

5、φa-φb|增大,C對;若將銅板改為NaCl溶液,溶液中的正、負離子均向b側(cè)偏轉(zhuǎn),|φa-φb|=0,即不產(chǎn)生霍爾效應(yīng),故D錯。 二、非選擇題(18分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位) 5.如圖所示,有電流I流過長方體金屬塊,金屬塊寬為d,高為b,有一磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直穿過金屬塊的前、后兩個側(cè)面,金屬塊單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n,金屬塊上、下表面哪個表面電勢高?電勢差是多少? 【解析】 因為自由電荷為電子,運動方向與電流方向相反,故由左手定則可判定電子向上偏,則上表面聚集負電荷,下表面帶等量的正電荷,故下表面電勢高。設(shè)其穩(wěn)定電壓為U,當(dāng)運動電荷所受靜電

6、力與洛倫茲力平衡時,有e=evB,因為導(dǎo)體中的電流I=neSv=nev·bd,故U=。 答案:下表面電勢高　 【能力挑戰(zhàn)區(qū)】 1.當(dāng)光照到光敏電阻上時,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,電阻變小。溫度改變時,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量汽車在水平路面上做勻變速直線運動的加速度。該裝置是在矩形箱子的前、后壁上各安裝一個由

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質(zhì)量為2.0 kg的滑塊,滑塊可無摩擦滑動,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)將該裝置沿運動方向固定在汽車上,傳感器b在前,傳感器a在后。汽車靜止時,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,求此時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,即該彈簧對滑塊的彈力大小。 (1)如圖所示,左側(cè)彈簧對滑塊向右的推力F1=14.0 N,右側(cè)彈簧對滑塊向左的推力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?；瑝K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