第十章第3单元传感器课时作业.pdf

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1、 必考部分 选修3-2 第十章 第 3 单元 传感器 课时作业 命 题 设 计 难度 题号 较易 中等 稍难 单 一 目 标 电容传感器 2 光传感器 3 7、9 温度传感器 4 5、8 10 压力传感器 6 综合 目标 传感器的应用 1 12 11 一、单项选择题(本题共6 小题，每小题7 分，共42 分)1关于传感器，下列说法正确的是 ()A所有传感器的材料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：半导体材料可以制成传感器，其他材料也可以制成传感器，如金属氧化物氧化锰就可以制成温度计，所以 A 错，B正确传感

2、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，所以 C 错 答案：B 2如图1 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，导线芯和导电液体构成电容器的两极，把这两极接入外电路，当外电路中的电流变化说明电容值增大时，导电液体的深度h 的变化为()A增大 B减小 C不变 D无法确定 目标 解析：电容器的电容增大时，电容器两极板的正对面积增大，故 h 增大，A 选项 正确 答案：A 3 如图2 所示的实验电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，D 为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，R与D相距很近且不变下列说法中正确的是

3、 ()A当滑动触头向左移动时，L消耗的功率增大 B当滑动触头向左移动时，L消耗的功率减小 C当滑动触头向右移动时，L消耗的功率可能不变 D无论怎样移动滑动触头，L消耗的功率都不变 解析：电源电压恒定，也就是说，并联电路两端的电压恒定，当滑动触头向左移动时，发光二极管发光变强，光敏电阻的电阻变小，所以电流变大，则 L消耗的功率变大 答案：A 4如图3 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()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(用半导体材料制作)，读数变化

4、非常明显 D如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化不明显 解析：由于金属热电阻的化学稳定性较好，测温范围较大，因而其热灵敏性差一些；而由半导体材料制成的热敏电阻的电阻值感温灵敏度较高对于杯中水的温度升高或降低，热敏电阻的阻值变化必然比金属热电阻阻值的变化要大因此，若R为金属热电阻时，欧姆表的示数会变大但并不明显(因为金属热电阻阻值会有较小的增大，电路中的电流会有较小的变小)，故 A、B两选项错误 同理，若 R为热敏电阻，水升温时其阻值必有明显的变小，欧姆表的示数必有较明显的变化(即减小)，故 C选项正确而 D 选项错误 答案：C 5在一些星级宾馆的洗手间经常装有自动干手机，洗手后将湿手

5、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改变了湿度 B改变了温度 C改变了磁场 D改变了电容 解析：根据自动干手机工作的特征，手靠近电热器开始工作，手撤离电热器停止工作，人是一种导体，可以与其他导体构成电容手靠近时相当于连接一个电容，可以确定干手机内设有电容式传感器，由于手的靠近改变了电容用湿度和温度来驱动电热器工作，理论上可行，但是假如干手机是由于湿度、温度的变化而工作就成了室内烘干机 答案：D 6如图4 所示为大型电子地磅电路图，电源电动势为E，内阻不计不称物体时，滑片P 在A 端，滑动变阻器接入电路的有效电阻最大，电流最

6、小；称重物时，在压力作用下使滑片P下滑，滑动变阻器的有效电阻变小，电流变大，这样把电流对应的重量值刻在刻度盘上，就可以读出被称物体的重力了若滑动变阻器上A、B间距离为L，最大阻值等于定值电阻R0的阻值，已知两弹簧的总弹力与形变量成正比，比例系数为k，则所称重物的重力G 与电流大小I的关系为 ()A G 2kLEkLIR0 B G kL C GEIR0 kL D G kIL 解析：电子地磅上有重物时，根据受力平衡及胡克定律得 Gkx，不称物体时，滑片 P 在 A端，放置重物 G 时，滑片下移 x，变阻器在电路中的有效电阻为 R R0L(Lx)R0L(LGk)由电路的特点，根据闭合电路欧姆定律可得

7、 IER0R，将 R 代入得 IER0R0L(LGk)，整理得 G2kLEkLIR0，所以 A 正确 答案：A 二、多项选择题(本题共4 小题，每小题7 分，共28 分每小题有多个选项符合题意，全部选对的得7 分，选对但不全的得3 分，错选或不答的得0 分)7如图5 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 ()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 解析：当光强度增大时，R3阻值减小，外电路电阻随 R3的减小而减小，R1两端电压因干路电流增大而增大，同时内电压增大，故电路路端电压减小，而电压表的示数增大，A 项正确

8、，D 项错误；由路端电压减小而 R1两端电压增大知，R2两端电压必减小，则 R2中电流减小，故 B 项正确；结合干路电流增大知流过小灯泡的电流必增大，则小灯泡的功率增大，C 项正确 答案：ABC 8 一般的电熨斗用合金丝作发热元件，合金丝电阻随温度t 变化的关系如图6 中实线所示，由于环境温度以及熨烫的衣物厚度、干湿不同，熨斗的散热功率不同，因而熨斗的温度可能会在较大范围内波动，易损坏衣物有一种用主要成分为BaTiO3被称为“PTC”的特殊材料作发热元件的电熨斗PTC 材料的电阻随温度变化的关系如图6 中实线所示根据图线分析可知 ()A原处于冷态的PTC 电熨斗比普通电熨斗升温快 B PTC

9、电熨斗能自动控制温度，温度稳定在T0 T6之间 C PTC 电熨斗能自动控制温度，温度稳定在T6 T7之间 D PTC 电熨斗不能自动控制温度 解析：冷态时 PTC 材料电阻小，由 PU2R知其发热功率大升温快，A 对 由图可知，温度较低时，PTC 材料电阻小，热功率大，生热大于散热，温度升高，电阻迅速增大，生热功率会减小，当生热功率小于散热功率时，电阻温度降低，电阻减小，生热功率会增大，故当生热功率等于散热功率时，温度会稳定在图中 T6T7之间，实现自动控制温度，所以 C 对，B、D 错 答案：AC 9如图7 所示为光敏电阻自动记数示意图，被计数的制品放在传送带上，光源安装在传送带一侧，光电

10、计数装置(信息处理系统)安装在传送带的另一侧，其中R1是光敏电阻，R2是定值电阻，每当有制品通过时，光线被挡住，计数器就自动把制品数目记录下来关于此光电计数器的运用，下列说法正确的是()A当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压 B当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压 C信号处理系统每获得一次高电压就记数一次 D信号处理系统每获得一次低电压就记数一次 解析：当有光线照到 R1时，R1的电阻变小，电路电流变大，定值电阻 R2两端的电压变大，所以 R1分得电压要变小，与之并联的信号处理系统电压也会变小；同理，当有制品通过时，照到 R1的光线被制品挡住，R1的电阻变大，信号处理系统获得较高电压，

11、所以正确答案是 A、C.答案：AC 10家用电热灭蚊器中电热部分的主要部件是PTC 元件，PTC 元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率与温度的关系如图8 所示，由于这种特性，PTC 元件具有发热、控温两重功能，对此，以下说法中正确的是 ()A通电后其功率先增大后减小 B通电后其功率先减小后增大 C当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1到 t2 之间的某一值不变 D当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1或 t2不变 解析：根据 PTC 元件的电阻率随温度变化的曲线可知：在常温下，它的电阻是相当小的，通入电流以后，随着温度的升高，其电阻率先变小后增大，那么它的功率先

12、变大后变小温度保持在 t1到 t2之间的某一值不变，这时候电路处于稳定状态，如果温度再升高，电阻率变大，导致电流变小，温度就会降下来；如果温度降低，电阻率减小，导致电流变大，温度就会升上去，所以本题正确答案为 A、C.答案：AC 三、计算题(本题共2 小题，共30 分解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)11(15 分)如图9 所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg 的滑块，滑块可无摩

13、擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器a、b 上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出现将该装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b 在前，传感器a在后，汽车静止时，传感器a、b 的示数均为10 N(g 取 10 m/s2)(1)若传感器a 的示数为14 N、b 的示数为6.0 N，求此时汽车的加速度大小和方向(2)当汽车以怎样的加速度运动时，传感器a 的示数恰好为零 解析：(1)对滑块进行受力分析如图所示，依题意：左侧弹簧对滑块的向右的推力 F114 N 右侧弹簧对滑块的向左的推力 F26.0 N 滑块所受合力产生加速度 a1，根据牛顿第二定律有：F1F2ma1 解得：a1F1F2m146.

14、02.0m/s24.0 m/s2 a1与 F1同方向，即向前(向右)(2)传感器 a 的读数恰为零，即左侧弹簧的弹力 F1 0.因两弹簧相同，左弹簧伸长多少，右弹簧就缩短多少，所以右弹簧的弹力变为 F2 20 N.滑块所受合力产生加速度 a2，由牛顿第二定律得 F合F2 ma2 解得：a2F2m10 m/s2，负号表示方向向后(向左)答案：(1)4.0 m/s2，方向向右(2)10 m/s2，方向向左 12(15 分)温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家电产品中，它是利用热敏电阻的阻值随温度的变化而变化的特性工作的如图10 甲所示，电源的电动势E 9.0 V，内电阻可忽略不计；G 为灵敏电流表，内阻Rg保持不变；R为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图10 乙所示的R t 图线表示，闭合开关，当R 的温度等于20时，电流表示数I1 2 mA；当电流表的示数I2 3.6 mA 时，热敏电阻R的温度是多少？解析：从图乙查得 t20 时，R的阻值为 4 k，由 EI1(RRg)得：RgEI1R9.02 k4 k0.5 k 设当 I23.6 mA 时，热敏电阻的阻值为 R，则 R EI2Rg9.03.6 k0.5 k2.0 k 从图乙中查得此时对应的温度为 t2120.答案：120