PAGE6-課時分層作業(十三)傳感器的應用(時間：40分鐘分值：100分)選擇題(本題共8小題，每小題6分)1．在電梯門口放置一障礙物，會發覺電梯門不停地開關，這是由于在電梯門上裝有的傳感器是()A．光傳感器 B．溫度傳感器C．聲傳感器 D．壓力傳感器A[在電梯門口放置一障礙物，電梯門不停地開關，說明電梯門口有一個光傳感器，故A選項正確．]2．如圖所示是四類熱敏電阻的R-t特征圖線，假如想用熱敏電阻作傳感器，并與繼電器相連，構成一個簡潔的自動報警線路，當溫度過高時，由繼電器接通電路報警，采納哪個圖示的熱敏電阻較好()ABCDA[當溫度過高時，要求繼電器接通電路報警，說明溫度變更不大時要求電阻變更不明顯，但是溫度高到肯定程度時電阻才有明顯的變更，故A符合要求，B、C、D不符合要求．]3．(多選)下列關于電子秤中應變式力傳感器的說法正確的是()A．應變片是由導體材料制成B．當應變片的表面拉伸時，其電阻變大；反之變小C．傳感器輸出的是應變片上的電壓D．外力越大，輸出的電壓值也越大BD[應變片多用半導體材料制成，故選項A錯誤；當應變片拉伸時，其電阻變大，選項B正確；傳感器輸出的是上、下兩應變片上的電壓差值，并且隨著外力的增大，輸出的電壓差值越大，故選項C錯誤，選項D正確．]4．如圖所示，兩塊水平放置的金屬板距離為d，用導線、開關S與一個n匝的線圈連接，線圈置于方向豎直向上的變更磁場B中．兩板間放一臺小壓力傳感器，壓力傳感器上表面靜止放置一個質量為m、電荷量為＋q的小球．S斷開時傳感器上有示數，S閉合時傳感器上恰好無示數．則線圈中的磁場B的變更狀況和磁通量變更率分別是()A．正在增加，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,q)B．正在減弱，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,nq)C．正在減弱，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,q)D．正在增加，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,nq)D[S閉合時傳感器上恰好無示數，說明小球受豎直向上的電場力，且電場力大小等于重力，由楞次定律可推斷磁場B正在增加，依據法拉第電磁感應定律E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝U，又q·eq\f(U,d)＝mg得eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,nq)，故D正確．]5．在探究超重和失重規律時，某重為G的同學站在一壓力傳感器上完成一次下蹲動作．傳感器和計算機相連，經計算機處理后得到壓力F隨時間t變更的圖象，則下列圖象中可能正確的是()ABCDD[對人的運動過程分析可知，人在加速下蹲的過程中，有向下的加速度，處于失重狀態，此時人對傳感器的壓力小于人的重力；在減速下蹲的過程中，加速度方向向上，處于超重狀態，此時人對傳感器的壓力大于人的重力，所以D正確．]6．(多選)為了保證行車平安和乘客身體健康，動車上裝有煙霧報警裝置，其原理如圖所示．M為煙霧傳感器，其阻值RM隨著煙霧濃度的變更而變更，電阻R為可變電阻．車廂內有人抽煙時，煙霧濃度增大，導致S兩端的電壓增大，裝置發出警報．下列說法正確的是()A．RM隨煙霧濃度的增大而增大B．RM隨煙霧濃度的增大而減小C．若要提高報警靈敏度可增大RD．若要提高報警靈敏度可減小RBC[S兩端電壓U增大，故傳感器兩端電壓肯定減小．當有煙霧，使傳感器電阻變更，即RM變小，則有RM隨著煙霧濃度的增大而減小，故A錯誤，B正確；R越大，M與R并聯的電阻R并越接近RM，U增大越明顯，導致S上電壓變更越明顯，故C正確，D錯誤．]7．(多選)如圖所示，用光敏電阻LDR和燈泡制成的一種簡易水污染指示器，下列說法中正確的是()A．嚴峻污染時，LDR是高電阻B．輕度污染時，LDR是高電阻C．無論污染程度如何，LDR的電阻不變，阻值大小由材料本身因素確定D．該儀器的運用會因為白天和晚上受到影響AD[嚴峻污染時，透過污水照到LDR上的光線較少，LDR電阻較大，A正確，B錯誤；LDR由半導體材料制成，受光照影響，電阻會發生變更，C錯誤；白天和晚上自然光的強弱不同，或多或少會影響LDR的電阻，D正確．]8．小強用恒溫箱進行試驗時，發覺恒溫箱的溫度持續上升，無法自動限制．經檢查，恒溫箱的限制器沒有故障．參照圖，下列對故障推斷正確的是()A．只可能是熱敏電阻出現故障B．只可能是溫度設定裝置出現故障C．熱敏電阻和溫度設定裝置都可能出現故障D．可能是加熱器出現故障C[由恒溫箱原理圖可知，若熱敏電阻出現故障或溫度設定裝置出現故障都會向限制器傳遞錯誤信息，導致限制器發出錯誤指令，故C正確，A、B錯誤；若加熱器出現故障，只有一種可能，即不能加熱，而題中加熱器始終加熱才會使溫度持續上升，故D錯誤．]一、選擇題(本題共4小題，每小題6分)1．唱卡拉OK用的話筒，內有傳感器，其中有一種是動圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個輕小的金屬線圈，線圈處于永磁鐵的磁場中，當聲波使膜片前后振動時，就將聲音信號轉變為電信號．下列說法中正確的是()A．該傳感器是依據電流的磁效應工作的B．該傳感器是依據電磁感應原理工作的C．膜片振動時，穿過線圈的磁通量不變D．膜片振動時，金屬線圈中不會產生感應電動勢B[當聲波使膜片前后振動時，線圈切割磁感線產生感應電流，將聲音信號轉化為電信號，是依據電磁感應原理工作的，A錯誤，B正確；膜片隨著聲波而周期性振動，穿過金屬線圈的磁通量是周期性變更的，C錯誤；膜片振動時，金屬線圈切割磁感線，會產生感應電動勢，D錯誤．]2．(多選)如圖所示為某商廈安裝的光敏電阻自動計數器的示意圖．其中A為光源，B為由電動機帶動勻速運動的自動扶梯，R1為光敏電阻，R2為定值電阻．每當扶梯上有顧客經過攔住由A射向R1的光線時，計數器就計數一次．下列說法正確的是()A．當有光照耀R1時，信號處理系統獲得低電壓B．當有光照耀R1時，信號處理系統獲得高電壓C．信號處理系統每獲得一次低電壓就計數一次D．信號處理系統每獲得一次高電壓就計數一次BC[當光線照耀R1時，R1阻值減小，R總減小，且電源電壓不變，由閉合電路歐姆定律得I＝eq\f(E,R總)，電路中的電流增大，R2是定值電阻，U2＝IR2，R2兩端電壓增大，信號處理系統獲得高電壓，所以選項A錯誤，B正確；依據前面分析可知，每當有人經過時，即沒有光照時，信號處理系統獲得低電壓，信號處理系統計數一次，即信號處理系統每獲得一次低電壓就計數一次，所以選項C正確，D錯誤．]3．下列說法正確的是()A．電飯鍋中的溫度傳感器的主要元件是氧化鐵B．氧化鐵在常溫下具有鐵磁性，溫度很高時失去鐵磁性C．用電飯鍋燒水，水開時能自動斷電D．用電飯鍋煮飯時，若溫控開關自動斷電后，它不能自動復位D[電飯鍋的主要元件為感溫鐵氧體，它在103℃時失去鐵磁性，選項A、B均錯；用電飯鍋燒水時，在標準大氣壓下，水溫最高為100℃，電飯鍋不會自動斷電，若無人限制，則會直到水全部蒸發后才會斷電，選項C錯；電飯鍋開關自動斷電后只能手動復位，選項D正確．]4．溫度傳感器廣泛應用于家用電器中，它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變更的特性來工作的．如圖甲所示為某裝置中的傳感器工作原理圖，已知電源的電動勢E＝9.0V，內電阻不計；G為靈敏電流表，其內阻Rg保持不變；R為熱敏電阻，其阻值隨溫度的變更關系如圖乙所示．閉合開關S，當R的溫度等于20℃時，電流表示數I1＝2mA；當電流表的示數I2＝3.6mA時，熱敏電阻的溫度是()A．60℃ B．80℃C．100℃ D．120℃D[由題圖乙可知，當R的溫度等于20℃時，熱敏電阻的阻值R1＝4kΩ，則由I1＝eq\f(E,R1＋Rg)可得Rg＝0.5kΩ，當電流I2＝3.6mA時，由I2＝eq\f(E,R2＋Rg)可得R2＝2kΩ，結合題圖乙知此時熱敏電阻的溫度為120℃，故選D.]二、非選擇題(本題共2小題，共28分)5．(14分)如圖甲是某金屬材料制成的電阻R隨攝氏溫度t變更的圖象，圖中R0表示該電阻在0℃時的電阻值，已知圖線的斜率為k.若用該電阻與電池(電動勢為E、內阻為r)、志向電流表A、滑動變阻器R′串聯起來，連接成如圖乙所示的電路．用該電阻做測溫探頭，把電流表A的電流刻度改為相應的溫度刻度，就得到了一個簡潔的“金屬電阻溫度計”．(1)依據圖甲，溫度為t(t>0℃)時電阻R的大小為．(2)在標識“金屬電阻溫度計”的溫度刻度時，須要弄清所測溫度和電流的對應關系．請用E、R0、R′(滑動變阻器接入電路的阻值)、k等物理量表示待測溫度t與電流I的關系式t＝.(3)假如某次測量時，指針正好指在溫度刻度的10℃到20℃的正中心，則測量值(選填“大于”“小于”或“等于”)15℃.[解析](1)題圖象的斜率為k，縱截距為R0，為一次函數，所以圖象的表達式為R＝R0＋kt.(2)依據閉合回路歐姆定律可得：E＝I(R＋R′＋r)將R＝R0＋kt代入可得t＝eq\f(1,k)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(E,I)－R′＋r＋R0)).(3)依據(2)中關系式可知此時測量值小于15℃.[答案](1)R0＋kt(2)eq\f(1,k)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(E,I)－R′＋r＋R0))(3)小于6．(14分)如圖所示為一試驗小車中利用光電脈沖測量車速和行程的示意圖，A為光源，B為光電接收器，A、B均固定在小車上，C為小車的車輪．D為與C同軸相連的齒輪，車輪轉動時，A發出的光束通過旋轉齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號，被B接收并轉換成電信號，由電子電路記錄和顯示．若試驗顯示單位時間的脈沖數為n，累積脈沖數為N.試完成下列問題．(1)要測出小車的速度和行程，還必需測量的物理數據有哪些？(2)推導小車速度的表達式；(3)推導小車行程的表達式．[解析](1)