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人教版 高中物理 选修3-2 教师教学用书

第六章 传感器 补充习题

A组

1．如图所示，传感器是把非电学量（如高度、温度、压力等）的变化转换成电学量变化的一种元件，它在自动控制中有着广泛的应用。图6-37是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图。金属棒与导电液体构成一个电容器，将金属棒和导电液体分别与直流电源的两极相连接，从电容C和导电液与金属棒间的电压U的变化就能反映液面的升降情况:①电源接通后，电容C减小，反映h减小；②电源接通后，电容C减小，反映h增大；③电源接通再断开后，电压U减小，反映h减小；④电源接通再断开后，电压U减小，反映h增大。

以上判断正确的是（ ）

恒定电压下，以下说法中正确的是（ ）

A．通电后功率先增大，后减小 B．通电后功率先减小，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～T2

之间的某一值不变

5．如图6-39所示，是一火警报警器的部分电路示意图。其中R2 为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。当传感器Rz所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（ ）

A．I变大，U变大 B． I变大，U变小 C．I变小，U变大 D． I变小，U变小

6．如图所示，压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。某实验小组在升降机水平地面上利用压敏 电阻设计了判断升降机运动状态的装置。其工作原理图如图6-40所示，将压敏电阻、定值电阻R、电流显示器、电源E连成电路，在压敏电阻上放置一个绝缘重物。O～t时间内升降机停在某一楼层处，t1时刻升降机开始运动，从电流显示器中得到电路中电流t随时间t变化情况如图6-41所示。则下列判断正确的是

A．t1～t2时间内绝缘重物处于超重状态 B．t3～t4时间内绝缘重物处于失重状态

C．升降机开始时可能停在10楼，从t1时刻开始，经向下加速、匀速、减速，最后停在l楼 D．升降机开始时可能停在1楼，从t1时刻开始，经向上加速、匀速、减速，最后停在 10楼

A．①③ B．①④ C．②③ D．②④

2．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是利用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．红外报警装置 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．电饭策中控制加热和保温的温控器 3．下列说法正确的是（

）

A．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

B．只有天黑楼道里出现声音时楼道里的灯才亮，说明它的控制电路中只有声传感器 C．光敏电阻能够把光照强弱变化转换为电阻大小变化 D．电子秤中所使用的测力装置是温度传感器

4．如图所示，常见的电热灭蚊器中有一个PTC（以铁酸顿为主要材料的热敏 电阻器）元件，其电阻率随温度变化的规律如图6-38所示，这种元件具有发热、控温双重功能。如果将该元件接到220 V

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（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持____________不变，用钩码所受的重力作为

7．如图6-42所示，为光敏电阻自动计数器的示意图，其中 A是发光仪器，E是传送带上的物品， R1为光敏电阻， R2为定值电阻，虚线右侧是与RJ相并联的信息处理系统电路（未具体画出）。此光电记数器的基本工作原理是（

）

_________，测小车的加速度。

（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根 据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图6-44所示）。

①分析此图线的OA段可得出的实验结论是_________________

A．当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压 B．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压 C．信号处理系统每获得一次低电压就记数一次 D．信号处理系统每获得一次高电压就记数一次

8．如图6-43为“用位移传感器和计算机研究加速度和力的关系”的实验装置。

②此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是___________

（A）小车与轨道之间存在摩擦 （B）导轨保持了水平状态 （C）所挂钩码的总质量太大（D）所用小车的质量太大

9．如图所示，硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。某同学用图6-45甲所示的电路探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系。图中R0为已知的定值电阻，电压表视为理想电压表。

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10．一块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6-47所示。已知其单位体积内的电子数为n、电阻率为ρ、电子电荷量为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Z轴方向的电流I。（1）此元件的CC'两个侧面中，哪个面电势高? （2）试证明在磁感应强度一定时，此元件的CC'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应来测量磁感应强度B的仪器。其测量方法为:将导体放在匀强磁场之中，用毫安表测量电流I，用毫伏表测量C、C'的电压U，就可测得B。若己知霍尔元件的灵敏度KH=1/ned=10V/A·T，并测得U=0．6 mV， 1=3mA。试求该元件所在处的磁感应强度B的大小。

（1）请根据图6-45甲，用笔画线代替导线将图6-45乙的实验器材连接成实验电路。 （2）若电压表V2的读数为U0，则I=___________。

（3）实验一：用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U-1曲线a，见图6-46，由此可知电池内阻_________（填“是”或“不是”）常数，短路电流为________

11．为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电 阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为Lx）。某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表:（1）根据表中数据，请在图6-48的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点。

（4）实验二:减小实验一中光的强度，重复实验，测得U-I曲线b，见图6-46。当滑动变阻器的电阻为某值时，若实验一中的路端电压为1．5V。则实验二中外电路消耗的电功率为______mW（计算结果保留两位有效数字）。

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（2）如图6-49所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统， 请利用下列器材设计一个简单电路。给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1．0 Lx时启动照明