【名师一号】2015年高中物理 第六章 传感器传感器及其工作原理双基限时练 新人教版选修3-2
高中物理 第六章 第1节 传感器及其工作原理课时达标训练(含解析)新人教版选修32
【创新方案】2015-2016学年高中物理第六章第1节传感器及其工作原理课时达标训练新人教版选修3-2一、单项选择题1．关于传感器的作用，下列说法正确的是( )A．通常的传感器可以直接用来进行自动控制B．传感器可以将感受到的一些信息转换为电学量C．传感器可以将所有感受到的信息都转换为电学量D．以上说法均不正确2．下列说法不正确的是( )A．传感器担负着信息采集的任务B．干簧管是一种磁传感器C．传感器不是电视遥控接收器的主要元件D．传感器是将力、温度、光、声、化学成分等转换为电信号的主要工具3．关于光敏电阻和热敏电阻，下列说法中正确的是( )A．光敏电阻是用半导体材料制成的，其阻值随光照增强而减小，随光照的减弱而增大B．光敏电阻是能把光照强度这个光学量转换为电流这个电学量的传感器C．热敏电阻是用金属铂制成的，它对温度感知很灵敏D．热敏电阻是把热量这个热学量转换为电阻这个电学量的传感器4．在如图所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，LED为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与LED相距不变，下列说法正确的是( )A．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大B．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小C．当S断开时，L消耗功率变大D．无论怎样移动触头，P、L消耗的功率都不变5．如图所示是观察电阻值随温度变化情况示意图。
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NTC热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变小，读数变化非常明显D．如果R为NTC热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变小，读数变化不明显二、多项选择题6．如图所示，用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器，下列说法中正确的是( )A．严重污染时，LDR是高电阻B．轻度污染时，LDR是高电阻C．无论污染程度如何，LDR的电阻不变，阻值大小由材料本身因素决定D．该仪器的使用会因为白天和晚上受到影响7．传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示为测定压力的电容式传感器，将电容器、灵敏电流计(零刻度在中间)和电源串联成闭合回路。
高中物理 第六章 传感器 第1节 传感器及其工作原理练习(含解析)新人教版选修3-2
第六章第1节传感器及其工作原理「基础达标练」1．(多选)关于传感器的作用，下列说法中正确的有( )A．通常的传感器可以直接用来进行自动控制B．传感器可以用来采集信息C．传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量D．传感器可以将所有感受到的信号都转换为电学量解析：选BC 传感器是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，不能直接用来进行自动控制，A选项错误；传感器可以用来采集信息，B选项正确；传感器分不同种类，每种传感器只感受到特定的信号、并把采集到的信号转化为电学量，C选项正确，D选项错误．2．下列说法正确的是( )A．光敏电阻能够把电信号转换成光信号B．干簧管是一种能够感知静电场的传感器C．霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量D．电容式位移传感器能够把电动势这个电学量转化为物体的位移这个力学量解析：选C 光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量，故A错误；干簧管是能够感知磁场的传感器，故B错误；霍尔元件是能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量，故C正确；电容式位移传感是把位移这个力学量转化为电容这个电学量的，故D错误．3．下列有关传感器的说法正确的是( )A．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号B．楼梯口的电灯开关装的两种传感器是热敏电阻和光敏电阻C．电子秤所使用的测力装置是力传感器D．半导体热敏电阻常用作温度传感器，因为温度越高，它的电阻值越大解析：选C 话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声信号转换为电信号，则A错误；楼梯口的电灯开关装的两种传感器是声敏电阻和光敏电阻，则B错误；电子秤所使用的测力装置是力传感器，则C正确；半导体热敏电阻常用作温度传感器，因为温度越高，它的电阻值越小，则D错误．4．唱卡拉OK用的话筒，内有传感器，其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号，下列说法正确的是( )A．该传感器是根据电流的磁效应工作的B．该传感器是根据电磁感应原理工作的C．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变D．膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势解析：选B 当声波使膜片前后振动时，线圈切割磁感线产生感应电流，将声音信号变化为电信号，是根据电磁感应原理工作的，故A错误，B正确；膜片随着声波而周期性振动，穿过金属线圈的磁通量是周期性变化的，故C错误；膜片振动时，金属线圈切割磁感线，会产生感应电动势，故D错误．5．(多选)如图所示，在电路中接一段钨丝，闭合开关，灯泡正常发光，当用打火机给钨丝加热时灯泡亮度明显变暗，根据钨丝的上述特性，可用钨丝来制作一个温度传感器，下面的说法中正确的是( )A．该传感器利用了钨丝的物理性质B．该传感器利用了钨丝电阻随温度变化而变化的特性C．该传感器能够把热学量(温度)转换为电学量(电阻)D．该传感器能够把电学量(电阻)转换为热学量(温度)解析：选ABC 该传感器利用了钨丝电阻随温度变化而变化的物理性质，即钨丝的电阻随温度的升高而增大，随温度的降低而减小，A、B选项正确；该传感器能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，C选项正确，D选项错误．6．(2019·闽侯县月考)如图为一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图，其工作原理类似打点计时器．当电流从电磁铁的接线柱a流入，吸引小磁铁向下运动时，以下选项中正确的是( )A．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为N极B．电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为S极C．电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为N极D．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为S极解析：选C 当电流从电磁铁的接线柱a流入时，根据安培定则可知，电磁铁的上端为S 极，根据同极相斥、异极相吸的原理可知，小磁铁的下端为N极，C选项正确．7．(多选)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( )A．电容器C的带电量增大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 ．R 1消耗的功率增大解析：选AB 当环境温度降低时，R 2变大，电路的总电阻变大，由I ＝E R 总知I 变小，又U ＝E －Ir ，电压表的读数U 增大，B 正确；又由U 1＝IR 1及P 1＝I 2R 1可知U 1变小，R 1消耗的功率P 1变小，D 错误；电容器两板间的电压U 2＝U －U 1，U 2变大，由场强E ′＝U 2d，Q ＝CU 2可知Q 、E ′都增大，A 正确，C 错误．8．如图所示，厚度为h 、宽度为d 的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B 的均匀磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A 和下侧面A ′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．实验表明，当磁场不太强时，电势差U 、电流I 和B 的关系为U ＝k IB d，式中的比例系数k 称为霍尔系数．霍尔效应可解释如下：外部磁场产生的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场．横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的电场力．当电场力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差．设电流I 是由电子的定向移动形成的，电子的平均定向速度为v ，电荷量为e ，回答下列问题：(1)达到稳定状态时，导体板上侧面A 的电势________(填“高于”“低于”或“等于”)下侧面A ′的电势．(2)电子所受的洛伦兹力的大小为________．(3)当导体板上下两侧之间的电势差为U 时，电子所受的电场力的大小为________．(4)由电场力和洛伦兹力平衡的条件，证明霍尔系数为k ＝1ne，其中n 代表导体板单位体积中电子的个数．解析：(1)导体中电子运动形成电流，电子运动方向与电流方向相反，利用左手定则可判定电子向A 板偏，A ′板上出现等量正电荷，所以A 板电势低于A ′板电势．(2)洛伦兹力大小F ＝Bev .(3)F 电＝Ee ＝U h e .(4)由F ＝F 电得Bev ＝U h e ，即U ＝hvB ，导体中通过的电流I ＝nev·d·h ，由U ＝k IB d，得hvB ＝k IB d ，即hvB ＝k nevdhB d ，得k ＝1ne. 答案：(1)低于 (2)evB (3)e U h(4)见解析「能力提升练」1．(多选)如图所示，R t 为正温度系数热敏电阻，R 1为光敏电阻，R 2和R 3均为定值电阻，电源电动势为E ，内阻为r ，○V 为理想电压表，现发现电压表示数增大，可能的原因是( )A ．热敏电阻温度升高，其他条件不变B ．热敏电阻温度降低，其他条件不变C ．光照增强，其他条件不变D ．光照减弱，其他条件不变解析：选BD 电压表示数变大，而R 3为定值电阻，说明流经R 3的电流增大，由电路结构可知，这可能是由于R t 减小或R 1增大，由热敏电阻和光敏电阻特性知，可能是由于温度降低或光照减弱，故B 、D 正确，A 、C 错误．2．如图(a)所示的电路中，光敏电阻R 2加上图(b)所示的光照时，R 2两端的电压变化规律是( )解析：选B 光敏电阻随光照的增强电阻减小，电路中电流增大，电阻R1两端电压增大，R2两端电压减小，但不能减小到零，故选项B正确．3．随着电子技术的发展，霍尔传感器被广泛应用在汽车的各个系统中．其中霍尔转速传感器在测量发动机转速时，情景简化如图甲所示，被测量转子的轮齿(具有磁性)每次经过霍尔元件时，都会使霍尔电压发生变化，传感器的内置电路会将霍尔电压调整放大，输出一个脉冲信号，霍尔元件的原理如图乙所示．下列说法正确的是( )A．霍尔电压是由于元件中定向移动的载流子受到电场力作用发生偏转而产生的B．若霍尔元件的前端电势比后端低，则元件中的载流子为负电荷C．在其他条件不变的情况下，霍尔元件的厚度c越大，产生的霍尔电压越高D．若转速表显示1 800 r/min，转子上齿数为150个，则霍尔传感器每分钟输出12个脉冲信号解析：选B 载流子受磁场力而偏转，故A错误；由左手定则可判断出载流子受力向前端偏转，若前端电势变低，意味着载流子带负电，故B正确；霍尔电压U H＝BInqc，c越大，U H越小，故C错误；每个轮齿经过，都会引发一次脉冲，则每分钟脉冲数量为270 000个，故D 错误．4．电动自行车是一种应用广泛的交通工具，其速度控制是通过转动右把手实现的，这种转动把手称“霍尔转把”，属于传感器非接触控制．转把内部有永久磁铁和霍尔器件等，截面如图甲．开启电源时，在霍尔器件的上下面之间加一定的电压，形成电流，如图乙．随着转把的转动，其内部的永久磁铁也跟着转动，霍尔器件能输出控制车速的电压，已知电压与车速关系如图丙．以下关于“霍尔转把”叙述正确的是( )A．为提高控制的灵敏度，永久磁铁的上、下端分别为N、S极B．按图甲顺时针转动电动车的右把手，车速将变快C．图乙中从霍尔器件的左右侧面输出控制车速的霍尔电压D．若霍尔器件的上下面之间所加电压正负极性对调，将影响车速控制解析：选B 根据霍尔元件的工作原理可知，在霍尔器件的上、下面之间加一定的电压，形成电流，当永久磁铁的上下端分别为N、S极时，磁场与电子的移动方向平行，则电子不受洛伦兹力作用，霍尔器件不能输出控制车速的电势差，A选项错误；当按图甲顺时针转动把手，导致霍尔器件周围的磁场增加，那么霍尔器件输出控制车速的电势差增大，因此车速变快，B 选项正确；永久磁铁的N、S极可能在左、右侧面，或在前、后表面，因此从霍尔器件输出控制车速的电势差，不一定在霍尔器件的左、右侧面，也可能在前、后表面，C选项错误；当霍尔器件的上、下面之间所加电压正负极性对调，从霍尔器件输出控制车速的电势差正负号相反，但由图丙可知，不会影响车速控制，D选项错误．5．如图所示是自动控制电路的原理图，a、b间电压恒定，R1为光敏电阻，R2为定值电阻．当电路中的光敏电阻不受光的照射时用电器可以正常工作．当光敏电阻受光的照射时，其阻值和电流表的示数如何变化？用电器工作状态怎样？解析：分析问题时，首先要根据光敏电阻的光敏特性，明确电路中电阻如何变化，然后再运用电路的相关知识进行判断．受光照射时，光敏电阻的阻值会减小为原来的11 000～1100，所以当光照射光敏电阻时，电路总阻值变小，干路电流增大很多，R 2两端电压增大很多，并联部分的电压变得很小，用电器停止工作，电流表示数变得很小．答案：光敏电阻阻值减小，电流表的示数减小 用电器停止工作6．如图所示为检测某传感器的电路图．传感器上标有“3 V 0.9 W”的字样(传感器可看做一个纯电阻)，滑动变阻器R 0上标有“10 Ω 1 A”的字样，电流表的量程为0.6 A ，电压表的量程为3 V ．则(1)传感器的电阻为________Ω，额定电流为________A.(2)为了确保电路各部分的安全，在a 、b 之间所加的电源电压最大值是________V.(3)如果传感器的电阻变化超过标准值1 Ω，则该传感器就失去作用．实际检测时，将一个恒压电源加在图中a 、b 之间．闭合开关S ，通过调节R 0来改变电路中的电流和R 0两端的电压．检测记录如下：________(选填“可以”或“不可以”)，此时a 、b 所加的电压是________V.解析：(1)根据功率公式可知，传感器的电阻R 传＝U 传2P 传＝10 Ω；I 传＝P 传U 传＝0.3 A.(2)为了确保电路各部分安全，要求电路的最大电流I m＝I传＝0.3 A，此时电源电压最大值：U m＝U传＋U0，其中U0＝I传R m＝3 V，电源电压最大值U m＝U传＋U0＝6 V.(3)第一次实验时，a、b两端电压U＝I1R传′＋U1＝0.16 A×R传′＋1.48 V；第二次实验时，a、b两端电压U＝I2R传′＋U2＝0.22 A×R传′＋0.91 V，联立解得，R传′＝9.5 Ω，U＝3 V．传感器的电阻变化为ΔR＝R传－R传′＝0.5 Ω<1 Ω.此传感器仍可使用．答案：(1)10 0.3 (2)6 (3)可以 3。
高中物理 第六章 传感器练习册高二物理试题
积盾市安家阳光实验学校第六章传感器1 传感器及其工作原理知识点一传感器1．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程．下列属于这类传感器的是( )A．红外装置B．走廊照明灯的声控开关C．自动洗衣机中的压力传感装置D．电饭煲中控制加热和保温的温控器2．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，手靠近自动干手机能使传感器工作，是因为改变了( )A．湿度B．温度C．磁场D．电容知识点二光敏电阻3．如图L611所示，电源两端的电压恒，L为小灯泡，R为光敏电阻，LED 为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与LED间距不变，闭合开关S 后，下列说法中正确的是( )图L611A．当滑片P向左移动时，L消耗的功率增大B．当滑片P向左移动时，L消耗的功率减小C．当滑片P向右移动时，L消耗的功率可能不变D．无论怎样移动滑片P，L消耗的功率都不变知识点三热敏电阻和金属热电阻4．图L612是观察元件的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( )图L612A．如果R为金属热电阻，则读数变大，且变化非常明显B．如果R为金属热电阻，则读数变小，且变化不明显C．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，则读数变化非常明显D．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，则读数变化不明显知识点四霍尔元件5．如图L613所示，截面为矩形的金属导体放在磁场中，当导体中通有电流时，导体的上下表面的电势关系为( )图L613A．φM>φN B．φM＝φNC．φM<φN D．无法判断6．为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图L614所示的流量计．该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口．在垂直于上下底面方向加磁感强度大小为B的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固有金属板作为电极．污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是( )图L614A．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高B．若污水中负离子较多，则前表面比后表面电势高C．污水中离子浓度越高电压表的示数将越大D．污水流量Q与U成正比，与a、b无关7．度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位家，以表彰他们发现“巨磁电阻效”，基于“巨磁电阻效”的用于读取硬盘数据的技术，被认为是纳米技术的第一次真正用．在下列有关其他电阻用的说法中，错误的是( ) A．热敏电阻可用于温度测控装置中B．光敏电阻是一种光电传感器C．电阻丝可用于电热设备中D．金属热电阻的阻值随温度升高而减小8．图L615是一个测液面高度的传感器示意图，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 的变化情况为( )图L615A．h增大B．h减小C．h不变D．无法确9．图L616为测压力的电容式传感器示意图，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位置推到图中实线位置并保持固的过程中，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L616A．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．(多选)图L617是霍尔元件的示意图，一块通电的铜板放在磁场中，板面垂直于磁场，板内通有图示方向的电流，a、b是铜板上、下表面的两点，则( )图L617A．电势φa＞φbB．电势φb＞φaC．电流增大时，|φa－φb|增大D．其他条件不变，将铜板改为NaCl水溶液时，电势结果仍然一样11．(多选)图L618为电阻R随温度T变化的图线．下列说法中正确的是( )图L618A．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的热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的C．图线1对的材料化学稳性好、测温范围大、灵敏度高D．图线2对的材料化学稳性差、测温范围小、灵敏度高12．(多选)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L619所示，R1为值电阻，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L619A．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13．如图L6110所示，有电流I流过长方体金属块，金属块宽为d，高为b，有一磁感强度为B的匀强磁场垂直穿过金属块的前、后两个侧面，金属块单位体积内的自由电子数为n，金属块上、下表面哪个表面电势高？电势差是多少？图L61102 传感器的用3 ：传感器的用知识点一力传感器的用1．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图L631甲所示的电路中，电流表示数变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是( )图L631A．0～t1时间内，升降机一匀速运动B．0～t1时间内，升降机可能减速上升C．t1～t2时间内，升降机可能匀速上升D．t1～t2时间内，升降机可能匀加速上升2．(多选)为锻炼身体，小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计，图L632是其原理图．轻质弹簧右端和金属滑片P固在一起(弹簧的电阻不计)，弹簧劲度系数为100 N/cm.值电阻R0＝5 Ω，ab是一根长为5 cm的均匀电阻丝，阻值R1＝25 Ω，ab与滑片P间的摩擦不计，电源输出电压恒为U＝3 V，理想电流表的量程为0～0.6 A．当拉环不受力时，滑片P处于a端．下列关于这个电路的说法正确的是(不计电源内阻)( )图L632A．小明在电路中接入R0的目的是保护电路B．当拉环不受力时，闭合开关后电流表的读数为0.1 AC．当拉力为400 N时，电流表指针指在0.3 A处D．当拉力为400 N时，电流表指针指在0.5 A处知识点二光传感器的用3．在电梯门口放置一障碍物，会发现电梯门不停地开关，这是由于在电梯门上装有的传感器是( )A．光传感器B．温度传感器C．声传感器D．压力传感器知识点三温度传感器的用4．(多选)图L633是自动调温式电熨斗的结构图，下列说法正确的是( )图L633A．常温时上下触点是接触的B．双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲C．原来温度控制在80 ℃断开电源，现要求60 ℃断开电源，使调温旋钮下移一些D．由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，使调温旋钮下移一些知识点四光控开关和温度器5．如图L634所示的光控电路中，用发光二极管LED模仿路灯，R G为光敏电阻，R1的最大电阻为51 kΩ，R2为330 Ω.白天，光的强度较大，光敏电阻R G的电阻值较________，加在斯密特触发器A端的电压较________，则输出端Y输出高电平，发光二极管LED________；当天色暗到一程度时，R G的阻值增大到一值，斯密特触发器输入端A的电压上升到某个值(1.6 V)，输出端Y突然从高电平跳到低电平，则发光二极管LED________发光(相当于路灯亮了)，这样就达到了使路灯白天熄灭，天暗自动开启的目的．图L 6346．(多选)压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小．一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如图L 635甲所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体，升降机静止时电流表示数为I 0.某过程中电流表的示数如图乙所示，则在此过程( )图L 635A ．物体处于失重状态B ．物体处于超重状态C ．升降机一向上做匀加速运动D ．升降机可能向下做匀减速运动7．如图L 636所示，两块水平放置的金属板距离为d ，用导线、开关K与一个n 匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场中．两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m 、电荷量为＋q 的小球．K 断开时传感器上有示数，K 闭合时传感器上恰好无示数．则线圈中的磁感强度B 的变化情况和磁通量变化率分别是( )图L 636A ．正在增加，ΔΦΔt ＝mgdqB ．正在减弱，ΔΦΔt ＝mgdnqC ．正在减弱，ΔΦΔt ＝mgdqD ．正在增加，ΔΦΔt ＝mgdnq8．温度器的电路图如图L 637所示，常温下，调整________的阻值使斯密特触发器的输入端A 处于低电平，则输出端Y 处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻R T 阻值________，斯密特触发器的输入端A 电势________，当达到某一值(高电平)时，其输出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出声．R 1的阻值不同，则温度不同．图L 6379．用如图L 638所示的装置可以测量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．现将此装置沿运动方向固在上，传感器b 在前，传感器a 在后．静止时，传感器a 、b 的示数均为10 N (g 取10 m /s 2)．(1)若传感器a 的示数为14 N ，b 的示数为6.0 N ，求此时的加速度大小和方向．(2)当以怎样的加速度运动时，传感器a 的示数为零？图L 63810．图L 639为检测某传感器的电路图．传感器上标有“3 V 0.9 W ”的字样(传感器可看作一个纯电阻)，滑动变阻器R 0上标有“10 Ω 1 A ”的字样，电流表的量程为0.6 A ，电压表的量程为3 V .(1)求传感器的电阻和额电流．(2)如果传感器的电阻变化超过值1 Ω，则该传感器就失去作用．实际检测时，将一个恒压电源加在图中a、b之间，闭合开关S，通过调节R0来改变电路中的电流和R0两端的电压．检测记录如下：若不计检测电路对传感器电阻的影响，你认为这个传感器是否仍可使用？此时a、b间所加的电压是多少？图L639参考答案第六章传感器1 传感器及其工作原理1．A2．D[解析] 根据自动干手机工作的特征，手靠近干手机时电热器工作，手撤离后电热器停止工作，人是一种导体，可以与其他导体构成电容器．手靠近时相当于连接一个电容器，可以确干手机内设有电容式传感器，由于手的靠近改变了电容大小，故D正确；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温度、湿度的变化工作，它就成了室内烘干机．3．A[解析] 当滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，则流过二极管的电流增大，从而发光增强，使光敏电阻R的阻值减小，通过灯泡L的电流增大，则L消耗的功率增大，A正确，B、D错误；当滑片P向右移动时，可分析出L消耗的功率变小，C错误．4．C[解析] 若R为金属热电阻，温度升高后，电阻变大，读数变化不明显，A、B错误．若R为热敏电阻，读数将明显变化，C正确，D错误．5．A[解析] 霍尔效形成的原因是因为带电粒子在磁场中受到洛伦兹力作用，做向移动形成的，根据左手则，金属导体中自由电子受到向下的洛伦兹力作用，向导体的下表面N运动，则导体的上表面M带正电，所以φM>φN.6．D[解析] 由左手则可以判断出正离子较多时，正离子受到的洛伦兹力使其向后表面偏转聚集而导致后表面电势升高，同理负离子较多时，负离子向前表面偏转聚集而导致前表面电势低，故A、B错误．设前、后表面间的最高电压为U，则qUb＝qvB，所以U＝vBb，由此可知U与离子浓度无关，故C错误，因Q＝vbc，而U＝vBb，所以Q＝UcB，D正确．7．D[解析] 由热敏电阻、光敏电阻、金属热电阻的特性和用途知A、B、C正确，D错误．8．A[解析] 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正对面积发生变化，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，电容器的电容值变大．9．A[解析] 压力F作用时，极板间距d变小，由C＝εr S4πkd知，电容器的电容C变大，又根据Q＝CU知，极板带电荷量变大，所以电容器充电，灵敏电流计中产生由正接线柱流入的电流，所以指针将右偏．压力F不变时，极板保持固后，充电结束，指针回到零刻度．故选A.10．AC[解析] 铜板中的自由电荷是电子，电子向移动的方向与电流的方向相反，由左手则可判断出电子因受洛伦兹力作用向b侧偏转，所以φa＞φb，A 对，B 错；因|φa －φb |＝k IB d，所以电流增大时，|φa －φb |增大，C 对；若将铜板改为NaCl 溶液，溶液中的正、负离子均向b 侧偏转，|φa －φb |＝0，即不产生霍尔效，故D 错．11．BD [解析] 金属热电阻的阻值随温度升高而增大，半导体材料的热敏电阻的阻值随温度升高而减小，所以A 错，B 对；图线1对的材料化学稳性好但灵敏度低，图线2对的材料化学稳性差但灵敏度高，所以C 错，D 对．12．AB [解析] 当环境温度降低时，R 2阻值变大，电路的总电阻变大，由I ＝ER 总知I 变小，又U ＝E －Ir ，电压表的读数U 变大，B 正确；又由U 1＝IR 1及P 1＝I 2R 1可知U 1变小，R 1消耗的功率P 1变小，D 错误；电容器两板间的电压U 2＝U －U 1，U 2变大，由场强E′＝U 2d ，Q ＝CU 2可知Q 、E′都增大，故A 正确，C错误．13．下表面电势高 IBned[解析] 因为自由电荷为电子，运动方向与电流方向相反，故由左手则可判电子向上偏，则上表面聚集负电荷，下表面带量的正电荷，故下表面电势高，设其稳电压为U ，当运动电荷所受静电力与洛伦兹力平衡时，有e Ub ＝evB ，因为导体中的电流I ＝neSv ＝nev·bd，故U ＝IBned.2 传感器的用3 ：传感器的用1．B [解析] 在0～t 1时间内，电流恒，表明压敏电阻的阻值恒，则重物对压敏电阻的压力恒，则升降机可能处于静止、匀速运动或匀变速直线运动状态，故A 错误，B 正确；t 1～t 2时间内，电流在增加，表明压敏电阻的阻值在减小，则重物对压敏电阻的压力在增大，故升降机不可能做匀速运动或匀加速运动，C 、D 错误．2．ABC [解析] 若电路无电阻R 0，且金属滑片P 在b 端时，回路短路，损坏电源，R 0的存在使电路不出现短路，因此A 正确；当拉环不受力时，滑片P在a 端，由闭合电路欧姆律得，I ＝U R 0＋R 1＝0.1 A ，故B 正确；拉力为400 N时，由F ＝k Δx 得Δx ＝4 cm ，对的电阻为R aP ＝20 Ω，R 1接入电路的电阻R Pb ＝5 Ω，由闭合电路欧姆律得，I′＝UR 0＋R Pb＝0.3 A ，故D 错误，C 正确．3．A [解析] 在电梯门口放置一障碍物，电梯门不停地开关，说明电梯门口有一个光传感器，故A 选项正确．4．ABD [解析] 常温工作时，上下触点是接通的，当温度升高时，上层金属片形变大，向下弯曲，切断电源，切断温度要升高则使调温旋钮下移一些，A 、B 、D 对，C 错．5．小 低 不导通 导通[解析] 白天，光照强度较大，光敏电阻R G 的电阻值较小，加在斯密特触发器A 端的电压较低，则输出端Y 输出高电平(电平指某个端点与“地”之间的电压)，发光二极管LED 不导通；当天色暗到一程度时，R G 阻值增大到一值，斯密特触发器的输入端A 的电压上升到某个值(1.6 V )时，输出端Y 会突然从高电平跳到低电平，则发光二极管LED 导通发光(相当于路灯亮了)，这样就达到了使路灯白天熄灭，天暗自动开启的目的．6．BD [解析] 电流表的示数变为2I 0且保持不变，说明压敏电阻的阻值比升降机静止时小，压敏电阻所受压力变大，物体处于超重状态，即物体具有向上的加速度，B 、D 正确，A 、C 错误．7．D [解析] K 闭合时传感器上恰好无示数，说明小球受竖直向上的静电力，且静电力大小于重力，由楞次律可判断磁场B 正在增强，根据法拉第电磁感律E ＝n ΔΦΔt ＝U 和q·U d ＝mg 得ΔΦΔt ＝mgdnq，故D 正确．8．R 1 减小 升高[解析] 常温下，调整R 1的阻值使斯密特触发器的输入端A 处于低电平，则输出端Y 处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻R T 阻值减小，斯密特触发器输入端A 电势升高，当达到某一值(高电平)时，其输出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出警报声，R 1的阻值不同，温度不同．9．(1)4.0 m /s 2向右 (2)方向向左、大小为10 m /s 2[解析] (1)如图所示，依题意：左侧弹簧对滑块向右的推力F 1＝14 N ，右侧弹簧对滑块向左的推力F 2＝6.0 N ，滑块所受合力产生加速度a 1，根据牛顿第二律有F 1－F 2＝ma 1，得a 1＝F 1－F 2m ＝14－6.02.0 m /s 2＝4.0 m /s 2，a 1与F 1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F 1′＝0，因两弹簧相同，左侧弹簧伸长多少，右侧弹簧就缩短多少，所以右侧弹簧的弹力变为F 2′＝20N ．滑块所受合力产生加速度，由牛顿第二律得F 合＝F 2′＝ma 2，得a 2＝F 2′m＝10 m /s 2，方向向后(向左)．10．(1)10 Ω 0.3 A (2)此传感器仍可使用 3 V [解析] (1)R 传＝U 2传P 传＝90.9 Ω＝10 Ω.I 传＝P 传U 传＝0.93A ＝0.3 A .(2)设实际检测时加在a 、b 间的电压为U ，传感器的实际电阻为R 传′，根据第一次记录数据有U ＝I 1R 传′＋U 1，根据第二次记录数据有U ＝I 2R 传′＋U 2， 代入数据，解得R 传′＝9.5 Ω，U ＝3 V .传感器的电阻变化为ΔR ＝R 传－R 传′＝10 Ω－9.5 Ω＝0.5 Ω＜1 Ω，所以此传感器仍可使用．。
高中物理 第六章 传感器高考真题集训高二物理试题
积盾市安家阳光实验学校第六章传感器高考真题集训一、选择题1．[2015·高考] 监控系统控制电路如图所示，开关S 闭合时，系统白天和晚上都工作；开关S 断开时，系统仅晚上工作。
在电路中虚框处分别接入光敏电阻(受光照时阻值减小)和值电阻，则电路中( )A ．C 是“与门”，A 是光敏电阻B ．C 是“与门”，B 是光敏电阻C ．C 是“或门”，A 是光敏电阻D ．C 是“或门”，B 是光敏电阻答案 D解析 要想使监控系统白天和晚上都工作，C 是“或门”，S 断开时，系统仅晚上工作，说明B 是光敏电阻，选项D 正确。
2．[2014·高考](多选)如图所示，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为I ，线圈间产生匀强磁场，磁感强度大小B 与I 成正比，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为I H ，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压U H 满足：U H ＝k I H Bd，式中k 为霍尔系数，d 为霍尔元件两侧面间的距离。
电阻R 远大于R L ，霍尔元件的电阻可以忽略，则( )A ．霍尔元件前表面的电势低于后表面B ．若电源的正负极对调，电压表将反偏C ．I H 与I 成正比D ．电压表的示数与R L 消耗的电功率成正比答案 CD解析 根据左手则可以判断出霍尔元件中的导电物质所受安培力指向后表面，即将向后表面侧移，又由于该导电物质为电子，带负电，因此后表面的电势将低于前表面的电势，故选项A 错误；若电源的正负极对调，磁场方向与图示方向相反，同时由电路结构可知，流经霍尔元件上下面的电流也将反向，因此电子的受力方向不变，即前后表面电势高低情况不变，故选项B 错误；由电路结构可知，R 和R L 并联后与线圈串联，因此有I H ＝R LR ＋R LI ，故选项C 正确；R L 消耗的电功率P L ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫R R L I H 2R L ＝R 2R L I 2H ，显然P L 与I 2H 成正比，又因为磁感强度大小B 与I 成正比，即B 与I H 成正比，电压表的示数U H ＝k I H B d，则U H 与I 2H 成正比，所以U H 与R L 消耗的电功率P L 成正比，故选项D 正确。
高中物理 第六章第一节 传感器及其工作原理知能演练轻松闯关
积盾市安家阳光实验学校【】高中物理第六章第一节传感器及其工作原理知能演练轻松闯关3-21．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解析：选CD.干簧管能感知磁场，是因为当两个干簧所处位置的磁场方向相同时，就会吸引，所以相当于开关的作用，C正确，当磁场靠近或远离的时候，就会实现闭合或断开电路，起到自动控制的作用，D正确，A、B错误．故选CD.2．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解析：选B.霍尔元件是将磁感强度转换成电学量的．3．电容式传感器是用来将非电信号转变为电信号的装置．由于电容器的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素，当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化，从而引起电容的变化，如图是四种电容式传感器的示意图，关于这四个传感器的作用下列说法正确的是( )A．甲图的传感器可以用来测量角度B．乙图的传感器可以用来测量液面的高度C．丙图的传感器可以用来测量压力D．丁图的传感器只能用来测量速度答案：ABC4.(2013·一中高二月考)如图所示，R3是光敏电阻，当开关S闭合后，在没有光照射时，a、b两点电势，当用光照射电阻R3时，则( )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点电势解析：选A.光照射R3时，由光敏电阻特性，R3的电阻变小，通过R3的电流增加，R3的电压减小，R4的电压增加，a点电势高于b点电势，故选A.5．随着生活质量的提高，自动干手机已进入我们的生活．洗手后，将湿手靠近自动干手机，机内的传感器便驱动电热器加热，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：选D.根据自动干手机工作的特征，即手靠近，电热器开始工作，手撤离，电热器停止工作，不难判断出传感器的种类．人是导体，可以和其他导体构成电容器，因此物理学上有人体电容之说，手靠近干手机相当于连接进一个电容器，故可以确认干手机内设置有电容式传感器，手靠近改变了电容．能否利用温度和湿度来驱使电热器工作呢？理论上可行，但作为干手机，这种传感器的设置有很大的缺陷，干手机周围的环境(如温度、湿度)一年四季都在变化，与手靠近无关，假如温度、湿度发生变化干手机就马上工作，岂不成了“室内烘干机”，故选D.一、选择题1．(单选)关于传感器，下列说法正确的是( )A．所有传感器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．干簧管是一种能够感知电场的传感器D．传感器一是通过感知电压的变化来传递信号的答案：B2．(多选)(2011·高考卷)家Willard S．Boyle与George E．Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获度诺贝尔物理学奖．CCD是将光学量转变成电学量的传感器．下列器件可作为传感器的有( )A．发光二极管B．热敏电阻C．霍尔元件D．干电池解析：选BC.发光二极管有单向导电性，A错误；热敏电阻和霍尔元件都可作为传感器，B、C正确；干电池是电源，D错误．故选BC.3．(单选)传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设的温度后，会自动停止工作，空调机内使用的传感器是( ) A．生物传感器B．红外传感器C．温度传感器D．压力传感器解析：选C.空调机根据温度调节工作状态，所以内部使用了温度传感器，故选C.4.(多选)有值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只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比，欧姆表示数变化较大的一是热敏电阻B．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化的一是值电阻C．用黑纸包住与不用黑纸包住相比，欧姆表示数变化较大的一是光敏电阻D．用黑纸包住与不用黑纸包住相比，欧姆表示数相同的一是值电阻解析：选AC.热敏电阻的阻值随温度变化而变化，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变化而变化，值电阻和热敏电阻的阻值不随光照变化．故选AC.5.(多选)如图为电阻R随温度T变化的图线，下列说法中正确的是( ) 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的材料化学稳性好、测温范围大、灵敏度高D．图线2的材料化学稳性差、测温范围小、灵敏度高解析：选BD.热敏电阻是由半导体材料制成的，其稳性差，测温范围小，但灵敏度高，其电阻随着温度的升高而减小．金属电阻阻值随温度的升高而增大，图线1是金属电阻，图线2是热敏电阻．故选BD.6．(多选)如图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为值，如果保持I恒，则可以验证U H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)( )A．将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面，U H将变大B．在测地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面保持水平C．在测地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面保持水平D．改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，U H将发生变化解析：选ABD.将永磁体的N极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，B增大，I 恒，由公式U H＝kIBd知U H将变大，选项A正确；地球两极的磁场方向在竖直方向上，所以霍尔元件的工作面保持水平，使B与工作面垂直，选项B正确；地球赤道上的磁场成水平方向，只有霍尔元件的工作面在竖直方向时，B与工作面垂直，选项C错误；改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，B垂直工作面的大小发生变化，U H将发生变化，选项D正确．故选ABD.7．(单选)如图所示为测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)和电源串联成闭合电路，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)( )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解析：选A.压力F作用时，极板间距d变小，由C＝εr S4πkd，电容器电容C 变大，又根据Q＝CU，极板带电荷量变大，所以电容器充电，灵敏电流计中产生由正接线柱流入的电流，所以指针将右偏．F不变时，极板保持固后，充电结束，指针回到零刻度，故选A.8.(单选)如图所示，将一光敏电阻接入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，用光照射光敏电阻时，表针自左向右的偏转角度为θ；现用手掌挡住光线，表针自左向右的偏转角度为θ′，则可判断( ) A．θ′＝θB．θ′＜θC．θ′＞θD．不能确解析：选B.光照减弱时，光敏电阻值变大，指针偏角变小，故选B.☆9.(单选)为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计．该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感强度大小为B的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固有金属板作为电极．污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是( )A．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高B．若污水中负离子较多，则前表面比后表面电势高C．污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大D．污水流量Q与U成正比，与a、b无关解析：选D.这个题目主要考查电磁感知识，与课本中本节课介绍的霍尔元件工作原理相似，效为金属杆切割类的问题，根据U＝Bbv，v为污水的流速，b 为效切割的长度，一要注意这个效关系，否则就会得出错误的结论．根据右手则可以判断出，无论污水中正离子较多还是污水中负离子较多，总是后表面比前表面电势高，电压表的示数不仅仅与污水中离子浓度有关，还与流速因素有关．由U＝Bbv和Q＝bcv可知Q＝cU/B，污水流量Q与U成正比，与a、b无关．故选D.☆10.(多选)(2013·中学高二检测)有一种测量人体重的电子秤，其原理如图中的虚线所示，它主要由三构成：踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)．设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3 A，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，电阻R随压力变化的函数式为R＝30－0.02F(F和R的单位分别是N和Ω)．下列说法正确的是( )A ．该秤能测量的最大体重是1 400 NB ．该秤能测量的最大体重是1 300 NC ．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)标在电流表G 刻度盘0.375 A处D ．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)标在电流表G 刻度盘0.400 A处解析：选AC.设电流达到I max ＝3 A 时压力传感器的阻值为R m ，由闭合电路欧姆律得I max ＝ER m ＋r所以R m ＝EI max －r ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫123－2 Ω＝2 Ω根据R ＝30－0.02F 得，与R m ＝2 Ω对的压力为F max ＝30－R 0.02＝30－20.02 N ＝1 400 N ，选项A 正确，B 错误．当压力为零时，压力传感器的电阻为R 0，则由R ＝30－0.02F 知R 0＝30 Ω.这时电流为I 0＝ER 0＋r ＝1230＋2 A ＝0.375 A ，选项C 正确，D 错误．故选AC.二、非选择题11.计算机键盘上的每一个按键下面都有一个电容传感器．电容的计算公式是C ＝εSd，其中常量ε＝9.0×10－12F·m －1，S 表示两金属片的正对面积，d 表示两金属片间的距离．当某一键被按下时，d 发生改变，引起电容器的电容发生改变，从而给电子线路发出相的信号．已知两金属片的正对面积为50 mm 2，键未被按下时，两金属片间的距离为0.60 mm.只要电容变化达0.25 pF ，电子线路就能发出相的信号．那么为使按键得到反，至少需要按下多大距离？解析：未按下时电容C 1＝0.75 pF ，再由C 1C 2＝d 2d 1得ΔC C 2＝Δdd 1和C 2＝1.00 pF ，得Δd ＝0.15 mm.答案：0.15 mm ☆12.(2013·高二检测)一块N 型半导体薄片(称霍尔元件)，其横截面为矩形，体积为b ×c ×d ，如图所示．已知其单位体积内的电子数为n 、电阻率为ρ、电子电荷量e .将此元件放在匀强磁场中，磁场方向沿z 轴方向，并通有沿x 轴方向的电流I .(1)此元件的C 、C ′两个侧面中，哪个面电势高？(2)试证明在磁感强度一时，此元件的C 、C ′两个侧面的电势差与其中的电流成正比．(3)磁强计是利用霍尔效来测量磁感强度B 的仪器．其测量方法为：将导体放在匀强磁场之中，用毫安表测量通过的电流I ，用毫伏表测量C 、C ′间的电压U CC ′，就可测得B .若已知其霍尔系数k ＝1ned＝10 mV/mA·T.并测得U CC ′＝0.6mV ，I ＝3 mA.试求该元件所在处的磁感强度B 的大小．解析：(1)因电子的运动方向与电流的方向相反，再由左手则可知，电子向C ′面偏移，所以C 面电势较高．(2)假设向移动速度为v ：I ＝q /tq ＝nebdvt ，可得：I ＝nebdv稳时有：Bev ＝e U CC ′/b可得：U CC ′＝B ned I 式Bned中各量均为值，所以侧面的电势差与其中的电流成正比．(3)由上可知B ＝U CC ′kI代入得：B ＝0.02 T.答案：(1)C 面较高 (2)见解析 (3)0.02 T。
高中物理 第六章 传感器传感器及其工作原理双基限时练
积盾市安家阳光实验学校双基限时练(十二) 传感器及其工作原理1．关于传感器的下列说法正确的是( )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，如金属氧化物就可以制成热敏电阻，故A选项错误，B选项正确；传感器不仅能感知电压的变化，也能感知力、温度、光、声非电学量的变化，故C选项错误．答案B2．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解析干簧管在电路中起到开关的作用，故C选项正确，A选项错误；干簧管是感知磁场信息的元件，故B、D选项错误．答案C3．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．改变温度B．改变湿度C．改变磁场D．改变电容解析干手机是一个电容器，当手靠近时，手本身是导体，电容器中放入导体后，改变了电容器的电容，从而传感器感知到这个变化，干手机开始工作，故选项D正确．答案D4．如图所示为电阻R随温度T变化的图线．下列说法中错误的是( ) 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对的电阻材料化学稳性好、测温范围大，但灵敏度低D．图线2对的电阻材料化学稳性差、测温范围小、灵敏度高解析金属电阻的阻值随温度升高而增大，半导体材料的热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，其变化规律均不成比例，所以A选项说法错误；选项B 说法正确；由图可以看出，图线1对的材料化学稳性好，但灵敏度低，图线2对的材料化学稳性差，但灵敏度较高，故C、D选项说法正确．答案A5．家Willard S·Boyle与George E·Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获度诺贝尔物理学奖．CCD是将光学量转换成电学量的传感器．下列器件可作为传感器的有( )A．发光二极管B．热敏电阻C．霍尔元件D．干电池解析传感器是指能够感受诸如力、温度、光非电学量，并把它们按照一的规律转换成电压、电流电学量的元件，发光二极管是电学元件，是电能转化成光能的元件，不是传感器，选项A错误；干电池是电源，不是传感器，故选项D错误；热敏电阻、霍尔元件能把温度及磁感强度转换成电学量是传感器，故选项B、C正确．答案BC6．有值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只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于热水中，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比，欧姆表示数变化较大，这只元件一是热敏电阻B．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一是值电阻C．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一是光敏电阻D．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一是值电阻解析热敏电阻的阻值随温度变化而变化，而值电阻和光敏电阻不随温度变化，光敏电阻的阻值随光照变化而变化，值电阻和热敏电阻不随之变化，故A、C选项正确．答案AC7．如图所示，R3是光敏电阻，当开关S闭合后在没有光照射时，a、b两点电势，当用光照射电阻R3时( )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点电势解析光敏电阻R3被光照后电阻变小，所在支路电流增大，a点电势升高，故A选项正确．答案A8．如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，声音信号被话筒转换为电信号，其中导致电容变化的原因可能是电容器两板间的( )A．距离变化B．正对面积变化C．介质变化D．电压变化解析C＝εr S4kπd，在声音信号转换为电信号过程中介电常数εr没变，正对面积S未变．振动膜前后振动，使振动膜上的金属层与金属板间的距离发生变化，从而将声音信号转换为电信号，故A选项正确．答案A9．如图所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图．现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)( )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)，读数变化不明显解析金属热电阻的阻值随温度的升高而增大，但灵敏度较差，而热敏电阻灵敏度较高，随温度的升高，电阻减小，故C选项正确．答案C10．如图所示，厚度为h，宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感强度为B 的匀强磁场中，当电流通过导体时，在导体板的上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效．表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I 和B的关系为U＝kIBd，式中的比例系数k称为霍尔系数．霍尔效可解释如下：外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场．横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力．当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上下两侧之间就会形成稳的电势差．设电流I是由电子的向流动形成的，电子的平均向速度为v，电荷量为e，回答下列问题：(1)达到稳状态时，导体板上侧面A的电势________下侧面A′的电势(填“高于”“低于”或“于”)．(2)电子所受的洛伦兹力的大小为________．(3)当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所受静电力的大小为________．(4)由静电力和洛伦兹力平衡的条件，证明霍尔系数k＝1ne，其中n代表单位体积中电子的个数．解析(1)电子向左移动，由左手则知，电子受洛伦兹力向上，故上侧面A聚积负电子，下侧面A′聚积正电荷，故上侧面电势低于下侧面；(2)洛伦兹力F ＝evB ； (3)电子受静电力eE ＝e Uh；(4)电子受纵向静电力和洛伦兹力的作用，两力平衡，有eE ＝e Uh ＝evB.得U ＝hvB.通过导体的电流I ＝nev·d·h. 由U ＝k IBd，有hvB ＝k·nev·d·h·B d ，得k ＝1ne .答案 (1)低于 (2)evB (3)e U h(4)见解析11．热敏电阻是传感电路中常用的电子元件．现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整．已知常温下待测热敏电阻的阻值约4 Ω～5 Ω.热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一量的冷水，其他备用的仪表和器具有：盛有热水的热水瓶(图中未画出)、电源(3 V 、内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1 Ω)、直流电压表(内阻约5 kΩ)、滑动变阻器(0～20 Ω)、开关、导线若干．(1)在虚线框中画出电路图，要求测量误差尽可能小．(2)根据电路图，在如图所示的实物图上连线． (3)简要写出完成接线后的主要步骤．解析 (1)为获得更多的数据，使电压从零开始，故采用分压电路．由于待测热敏电阻阻值约4 Ω～5 Ω，故采用电流表外接法，则电路图如图所示．(2)按电路图连接实物图，如图所示．(3)①往保温杯中加入一些热水，待温度稳时读出温度计值； ②调节滑动变阻器，快速测出几组电流表和电压表的值； ③重复①②，测量不同温度下的数据；④绘出各测量温度下热敏电阻的伏安特性曲线．答案 见解析。
高中物理第六章传感器第节传感器及其工作原理课时作业新人教版选修.doc
第六章第1节传感器及其工作原理一、选择题(1～3题为单选题，4～6题为多选题)1．(2016·镇海中学高二检测)传感器是指这样一类元件，它通常能把非电学量(如力、光等)的变化，转换为电学量(如电流、电压等)的变化或电路的通断，它在自动控制中有着广泛的应用。
关于制作传感器所需要的元器件，下列说法错误的是( D ) A．热敏电阻能够把温度的变化转换为其阻值的变化B．金属热电阻能够把温度的变化转换为其阻值的变化C．光敏电阻能够把光照强弱的变化转换为其阻值的变化D．所有传感器都是由半导体材料制作的解析：热敏电阻、金属热电阻、光敏电阻都是把温度或光照强度的变化转换为其阻值的变化，从而使电路中电流或电压发生变化，故选项ABC正确；并非所有的传感器都是由半导体材料制成的，半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料都可以用来制作传感器，故选项D错误。
2．如图所示，将一光敏电阻连入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，用光照射光敏电阻时表针的偏角为θ，现用手掌挡住部分光线，表针的偏角为θ′，则可判断( B )A．θ′＝θB．θ′<θC．θ′>θD．不能确定θ和θ′的关系解析：光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小，开始时有光照射，光敏电阻的阻值较小，当用手掌挡住部分光线时，光敏电阻的阻值增大，因为欧姆表的零刻度在表盘的右侧，所以欧姆表测电阻时，阻值越大，指针张角越小，所以选项B正确。
3．(2016·云南昆明一中高二检测)如图所示，用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器，下列说法中正确的是( A )A．严重污染时，LDR是高电阻B．轻度污染时，LDR是高电阻C．无论污染程度如何，LDR的电阻不变，阻值大小由材料本身因素决定D．该仪器的使用不会因为白天和晚上受到影响解析：严重污染时，透过污水照到LDR上的光线较少，LDR电阻较大，A对、B错；LDR 由半导体材料制成，受光照影响电阻会发生变化，C错；白天和晚上自然光强弱不同，或多或少会影响LDR的电阻，D错。
高中物理 第六章 传感器章节测试双基限时练 新人教版选修32
"【名师一号】2015年高中物理 第六章 传感器章节测试双基限时练 新人教版选修3-2 "时间：60分钟 满分：100分 第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分，每小题的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．请将正确的选项前的符号填在括号内)1．下列器件不是应用温度传感器的是( )A ．电熨斗B ．话筒C ．电饭锅D ．测温仪解析 电熨斗、电饭锅和测温仪都把非电学量温度转换为电学量，都要使用温度传感器，话筒把非电学量声音转换为电学量，不需要使用温度传感器，故选项B 正确．答案 B2．霍尔元件能转换哪两个量( )A ．把温度这个热学量转换为电阻这个电学量B ．把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量C ．把力转换为电压这个电学量D ．把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量解析 霍尔电压U ＝kIBd ，它是把磁感应强度这个非电学量转换为电压这个电学量，故选项B 正确．答案 B3．如图所示，是电阻R 随温度T 变化的图象，下列说法中正确的是( )A ．图象1是热敏电阻的图象，它是用金属材料制成的B ．图象2是热敏电阻的图象，它可以用半导体材料制成C ．图象1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高D．图象2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高解析图象1表示电阻随温度的升高而增大，故图象1是金属热电阻的图象．金属热电阻的化学稳定性好，测量范围大，但灵敏度低，故选项A、C错误；图象2是热敏电阻的图象，热敏电阻可以用半导体材料制成，热敏电阻的化学稳定性差，测量范围小，但灵敏度高，故选项B、D正确．答案BD4．当前传感器广泛应用于各种电器、电子产品之中，下述关于常用的几种家用电子器件所采用传感器说法中，正确的是( )A．电视机对无线遥控信号的接收主要采用了光电传感器B．电子体温计中主要采用了温度传感器C．电脑所用的光电鼠标主要采用声波传感器D．电子秤中主要是采用了力电传感器解析电视机对无线遥控信号的接收主要采用的是红外线传感器，电脑所用的鼠标主要采用了光传感器，故A、C选项错误．答案BD5．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图①所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球，小车向右做直线运动过程中，电流表示数变化与时间t的关系如图②所示，下列判断正确的是( )A．从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动C．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动D．从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动解析在0～t1内I恒定，压敏电阻阻值不变，小球受力不变，小车可能做匀速或匀加速直线运动；在t1～t2时间内，I变大，阻值变小，压力变大，小车做变加速运动，A、B选项错误；在t2～t3时间内，I不变，压力不变，小车做匀加速直线运动，故C选项错误，D选项正确．答案D6.如图所示，R T为金属热电阻，其他电阻都是普通的电阻，当灯泡L的亮度变暗时，说明( )A．环境温度变高B．环境温度变低C．环境温度不变D．都有可能解析灯泡L的亮度变暗，由P＝I2R L可知电流变小，其他电阻不变，说明金属热电阻R T变大，环境温度变高，故A选项正确．答案A7．如图所示是一个路灯自动控制门电路．天黑了，路灯自动接通，天亮了，路灯自动熄灭．R G是光敏电阻(有光照射时，阻值会显著减小)，R是分压电阻，J是路灯总开关控制继电器(路灯电路未画)，虚线框内应安装的门电路是( )A．“与”门电路B．“非”门电路C．“或”门电路D．前面三种电路都可以解析有光照时，R G变小，R两端电压增大，即输入的为高电势，而J上电压必须小继电器才不工作，路灯是不亮的，所以应为非门电路．答案B8.如图所示是温度报警器电路示意图，下列关于对此电路的分析正确的是( )A ．当R T 的温度升高时，R T 减小，A 端电势降低，Y 端电势升高，蜂鸣器会发出报警声B ．当R T 的温度升高时，R T 减小，A 端电势升高，Y 端电势降低，蜂鸣器会发出报警声C ．当增大R 1时，A 端电势升高，Y 端电势降低，蜂鸣器会发出报警声D ．当增大R 1时，A 端电势升高，Y 端电势升高，蜂鸣器会发出报警声解析 当R T 温度升高时，由于R T 阻值减小，所以A 端电势升高，为高电势，Y 端输出低电势，蜂鸣器会发出报警声；R 1阻值增大时，A 端电势升高，同样会出现上述现象，所以B 、C 选项正确．答案 BC第Ⅱ卷(非选择题，共52分)二、填空题(本题共3小题，每小题8分，共24分．将正确结果填在题中横线上) 9．热敏电阻能将________信号转换为电阻变化信号，光敏电阻能将________信号转换为电阻变化信号，霍尔元件能将________信号转换为________信号．答案 温度 光照射强弱 磁 电10．将普通热敏电阻、数字电流表、电源按下图连接；将烧杯装入23的水，用铁架台固定在加热器上．闭合开关S ，当热敏电阻未放入水中时，电流表示数I 1，放入温水中时电流表示数I 2，热敏电阻放在热水中，若示数为I 3，则I 1________I 2________I 3(填“大于”“等于”“小于”)．答案 小于 小于11．如图所示宽度为d ，厚度为h 的金属板放在垂直于它的磁感应强度为B 的匀强磁场中，当有电流I 通过金属板时，在金属板上侧面A 和下侧面A′间产生电势差，这种现象称为霍尔效应，若金属板内自由电子密度为n ，则产生的电势差U ＝______________.(电子的电荷量为e)解析 自由电子定向移动形成电流，在磁场中定向移动的电子受到洛伦兹力偏转到上表面，上下两表面出现电势差，形成电场，电子受洛伦兹力和电场力平衡，设定向移动速率为v ，则洛伦兹力f 洛＝evB ，f 电＝U he.由电流微观表达式I ＝neSv ， f 洛＝f 电，即evB ＝Uh e ，得U ＝hvB ＝IhB neS ＝IhB nehd ＝BIned .答案BI ned三、计算题(共2小题，共28分．解答应写出必要的文字说明，方程和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，在答案中必须明确写出数值和单位)12．(13分)一热敏电阻在温度为80 ℃时阻值很大，当温度达到100 ℃时阻值就很小，今用一电阻丝给水加热，并配热敏电阻以保持水温在80 ℃到100 ℃之间，可将电阻丝与热敏电阻并联，一并放入水中，如图所示，图中R1为热敏电阻，R2为电阻丝．请简述其工作原理．解析开始时水温较低时，R1阻值较大，电阻丝R2对水进行加热，当水温达到100 ℃左右时，R1阻值变得很小，R2被短路，将停止加热，当水温降到80 ℃时，R2阻值又变得很大，又开始加热，这样就可以达到保温的效果．答案见解析13．(15分)有一种测量压力的电子秤，其原理如图所示．E是内阻不计、电动势为6 V的电源．R0是一个阻值为300 Ω的限流电阻．G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器．R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而改变，其关系如下表所示．C是一个用来保护显示器的电容器．秤台的重力忽略不计．试分析：压力F/N0 50 100 150 200 250 300 …电阻R/Ω300 280 260 240 220 200 180 …(2)若电容器的耐压值为5 V，该电子秤的最大称量值为多少？(3)如果把电流表中电流的刻度变换成压力刻度，则该测力显示器的刻度是否均匀？解析 (1)由表中数据可知，K ＝ΔR ΔF ＝20 Ω50 N＝0.4 Ω/N 所以电阻R 随压力F 变化的函数表达式为 R ＝(300－0.4F)Ω(2)R 上受到的压力越大，R 的阻值越小，电容器两极板电压越大，但不能超过5 V ，所以5 V R 0＝6 V R ＋R 0解得R ＝60 Ω 又因为R ＝(300－0.4F)Ω 得F ＝600 N (3)电流表中的电流I ＝E R 0＋R ＝E600－0.4F，电流I 与压力F 不是线性关系，则该测力显示器的刻度不均匀． 答案 (1)R ＝(300－0.4F)Ω (2)600 N (3)不均匀。
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双基限时练(十二) 传感器及其工作原理1．关于传感器的下列说法正确的是( )
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，如金属氧化物就可以制成热敏电阻，故A选项错误，B选项正确；传感器不仅能感知电压的变化，也能感知力、温度、光、声等非电学量的变化，故C选项错误．
答案B
2．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
解析干簧管在电路中起到开关的作用，故C选项正确，A选项错误；干簧管是感知磁场信息的元件，故B、D选项错误．
答案C
3．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．改变温度B．改变湿度
C．改变磁场D．改变电容
解析干手机是一个电容器，当手靠近时，手本身是导体，电容器中放入导体后，改变了电容器的电容，从而传感器感知到这个变化，干手机开始工作，故选项D正确．答案D
4．如图所示为电阻R随温度T变化的图线．下列说法中错误的是( )
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对应的电阻材料化学稳定性好、测温范围大，但灵敏度低
D．图线2对应的电阻材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高
解析金属电阻的阻值随温度升高而增大，半导体材料的热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，其变化规律均不成比例，所以A选项说法错误；选项B说法正确；由图可以看出，图线1对应的材料化学稳定性好，但灵敏度低，图线2对应的材料化学稳定性差，但灵敏度较高，故C、D选项说法正确．
答案A
5．美国科学家Willard S·Boyle与George E·Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖．CCD是将光学量转换成电学量的传感器．下列器件可作为传感器的有( )
A．发光二极管B．热敏电阻
C．霍尔元件D．干电池
解析传感器是指能够感受诸如力、温度、光等非电学量，并把它们按照一定的规律转换成电压、电流等电学量的元件，发光二极管是电学元件，是电能转化成光能的元件，不是传感器，选项A错误；干电池是电源，不是传感器，故选项D错误；热敏电阻、霍尔元件能把温度及磁感应强度转换成电学量是传感器，故选项B、C正确．
答案BC
6．有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只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于热水中，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比，欧姆表示数变化较大，这只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，这只元件一定是定值电阻C．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻
D．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只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，而定值电阻和光敏电阻不随温度变化，光敏电阻的阻值随光照变化而变化，定值电阻和热敏电阻不随之变化，故A、C选项正确．答案AC
7．如图所示，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( )
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
解析光敏电阻R3被光照后电阻变小，所在支路电流增大，a点电势升高，故A选项正确．
答案A
8．如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，声音信号被话筒转换为电信号，其中导致电容变化的原因可能是电容器两板间的( )
A．距离变化B．正对面积变化
C ．介质变化
D ．电压变化
解析 C ＝εr S 4k πd ，在声音信号转换为电信号过程中介电常数εr 没变，正对面积S 未
变．振动膜前后振动，使振动膜上的金属层与金属板间的距离发生变化，从而将声音信号转换为电信号，故A 选项正确．
答案 A
9．如图所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图．现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)( )
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
解析 金属热电阻的阻值随温度的升高而增大，但灵敏度较差，而热敏电阻灵敏度较高，随温度的升高，电阻减小，故C 选项正确．
答案 C
10．如图所示，厚度为h ，宽度为d 的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B 的匀强磁场中，当电流通过导体时，在导体板的上侧面A 和下侧面A′之间会产生电势差，这种现象
称为霍尔效应．实验表明，当磁场不太强时，电势差U 、电流I 和B 的关系为U ＝k IB d
，式中的比例系数k 称为霍尔系数．
霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场．横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力．当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差．设电流I 是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向速度为v ，电荷量为e ，回答下列问题：
(1)达到稳定状态时，导体板上侧面A 的电势________下侧面A′的电势(填“高于”“低于”或“等于”)．
(2)电子所受的洛伦兹力的大小为________．
(3)当导体板上下两侧之间的电势差为U 时，电子所受静电力的大小为________．
(4)由静电力和洛伦兹力平衡的条件，证明霍尔系数k ＝1ne
，其中n 代表单位体积中电子的个数．
解析 (1)电子向左移动，由左手定则知，电子受洛伦兹力向上，故上侧面A 聚积负电子，下侧面A′聚积正电荷，故上侧面电势低于下侧面；
(2)洛伦兹力F ＝evB ；
(3)电子受静电力eE ＝e U h
； (4)电子受纵向静电力和洛伦兹力的作用，两力平衡，
有eE ＝e U h
＝evB.得U ＝hvB. 通过导体的电流I ＝nev·d·h.
由U ＝k IB d
，有 hvB ＝k·nev·d·h·B d
， 得k ＝1ne
. 答案 (1)低于
(2)evB
(3)e U h
(4)见解析
11．热敏电阻是传感电路中常用的电子元件．现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整．已知常温下待测热敏电阻的阻值约4 Ω～5 Ω.热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其他备用的仪表和器具有：盛有热水的热水瓶(图中未画出)、电源(3 V 、内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1 Ω)、直
流电压表(内阻约5 kΩ)、滑动变阻器(0～20 Ω)、开关、导线若干．
(1)在虚线框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小．
(2)根据电路图，在如图所示的实物图上连线．
(3)简要写出完成接线后的主要实验步骤．
解析(1)为获得更多的数据，应使电压从零开始，故应采用分压电路．由于待测热敏电阻阻值约4 Ω～5 Ω，故应采用电流表外接法，则电路图如图所示．
(2)按电路图连接实物图，如图所示．
(3)①往保温杯中加入一些热水，待温度稳定时读出温度计值；
②调节滑动变阻器，快速测出几组电流表和电压表的值；
③重复①②，测量不同温度下的数据；
④绘出各测量温度下热敏电阻的伏安特性曲线．
答案见解析。