第5章 第2节 常见传感器的工作原理及应用（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第5章 第2节 常见传感器的工作原理及应用（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 133.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-13 11:14:00 | ||
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文档简介
人教版高中物理选修二 第5章 第2节 常见传感器的工作原理及应用
一、单项选择题（共3小题；共12分）
1. 如图所示，某半导体热敏电阻的 图线可能是
A. B.
C. D.
2. 笔记本电脑机身和显示屏对应部分分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，一块宽为 、长为 的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为 的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为 。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压 ，以此控制屏幕的熄灭。则元件的
A. 前表面的电势比后表面的低
B. 前、后表面间的电压 与 无关
C. 前、后表面间的电压 与 成正比
D. 自由电子受到的洛伦兹力大小为
3. 如图电路中，电源电动势为 、内阻为 ， 为定值电阻，电容器的电容为 ， 为光敏电阻，其阻值的大小随照射光强度的增强而减小．闭合开关 后，将照射光强度增强，电压表示数的变化量为 ，电流表示数的变化量为 ，则在此过程中
A. 和 的比值增大
B. 电压表示数 和电流表示数 比值不变
C. 电阻 两端电压增大，增加量为
D. 电容器的带电量减小，减小量为
二、双项选择题（共4小题；共16分）
4. 全自动洗衣机中的排水阀是由程序控制器控制其动作的，当进行排水和脱水工序时，控制铁芯 的线圈通电，使铁芯 运动，从而牵引排水阀的阀门，排除污水（如图所示）。以下说法中正确的是
A. 若输入的控制电流由 流入，由 流出，则铁芯 中 端为 极， 端为 极
B. 若输入的控制电流由 流入，由 流出，则铁芯 中 端为 极， 端为 极
C. 若 、 处输入交变电流，铁芯 不能被吸入线圈中
D. 若 、 处输入交变电流，铁芯 仍能被吸入线圈中
5. 如图所示是一火警器的一部分电路示意图，其中 为半导体热敏材料（随温度上升时电阻减小）制成的传感器，电流表为值班室的显示器， 、 之间接报警器，当传感器 所在处出现火情时，显示器的电流 、报警器两端的电压 的变化情况是
A. 变大 B. 变小 C. 变大 D. 变小
6. 利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况，如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光传感器 能接收到发光元件 发出的光，每当工件挡住 发出的光时，光传感器就输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙所示。若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为 ，则下列说法正确的是
A. 传送带运动的速度是
B. 传送带运动的速度是
C. 该传送带每小时输送 个工件
D. 该传送带每小时输送 个工件
7. 利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度 垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流 ， 两侧面会形成电势差 ，下列说法中正确的是
A. 电势差 仅与材料有关
B. 若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差
C. 仅增大磁感应强度时，电势差 变大
D. 在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平
答案
第一部分
1. B
【解析】半导体热敏电阻的 图线非线性且随电流增大温度升高，电阻减小，故A、C、D错误，B正确。
2. D
【解析】由题意可判定，电子定向移动的方向向左，则由左手定则可知，电子所受的洛伦兹力指向后表面，因此后表面积累的电子逐渐增多，前表面的电势比后表面的电势高，A错误；当电子所受的电场力与洛伦兹力平衡时，电子不再发生偏转，此时前、后表面间的电压达到稳定状态，对稳定状态下的电子有 ，又 ，解得 ，显然前、后表面间的电压 与电子的定向移动速度 成正比，与元件的宽度 成正比，与长度 无关，B、C错误；电压稳定时自由电子受到的洛伦兹力等于电场力，即 ，D正确。
3. D
【解析】根据闭合电路欧姆定律得：，由数学知识得：，保持不变．故A错误；
将照射光强度增强时 减小，而 ，则电压表的示数 和电流表的示数 的比值变小，故B错误；
闭合开关 ， 减小后，电路中电流增大，由欧姆定律分析得知，电阻 两端的电压增大， 两端的电压减小，而它们的总电压即路端电压减小，所以电阻 两端的电压减小量小于 ，故C错误；
电容器两极板间的电压等于 两端的电压，可知电容器板间电压减小，带电量减小，减小量为 ，故D正确。
第二部分
4. A， D
【解析】控制电流由 ，由安培定则，电磁铁左端为 极，右端为 极，铁芯 被磁化， 端为 极， 端为 极，而被吸入线圈中，若 、 处输入交变电流，铁芯 磁性不断变化，铁芯 磁性也随之变化，仍能被吸入线圈.
5. B， D
【解析】当传感器 所在处出现火情时， 的阻值变小， 与 的并联电阻减小，外电路总电阻变小，则总电流变大，电源的内电压变大，路端电压变小，即有 变小。电路中并联部分的电压 ， 变大，其他量不变，则 变小， 也变小。所以 变小， 变小，故BD正确，AC错误。
6. B， C
【解析】从图乙可以知道：每间隔 秒的时间光传感器就输出一个电信号，而在这一段时间内传送带运动了两个工件之间的距离，所以传送带运动的速度是 。故A错误、B正确。传送带每小时传送的距离为：，工件个数为： 个，C正确、D错误。
7. B， C
【解析】根据 ，得 ，所以电势差 取决于 、 、 ，故A错误、C正确；
电子带负电，根据左手定则，可确定B正确；
赤道上方地磁场磁感线方向是水平的，而霍尔元件的工作面需要和磁场方向垂直，故工作面应竖直放置，D错误。
第1页（共1 页）
一、单项选择题（共3小题；共12分）
1. 如图所示，某半导体热敏电阻的 图线可能是
A. B.
C. D.
2. 笔记本电脑机身和显示屏对应部分分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，一块宽为 、长为 的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为 的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为 。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压 ，以此控制屏幕的熄灭。则元件的
A. 前表面的电势比后表面的低
B. 前、后表面间的电压 与 无关
C. 前、后表面间的电压 与 成正比
D. 自由电子受到的洛伦兹力大小为
3. 如图电路中，电源电动势为 、内阻为 ， 为定值电阻，电容器的电容为 ， 为光敏电阻，其阻值的大小随照射光强度的增强而减小．闭合开关 后，将照射光强度增强，电压表示数的变化量为 ，电流表示数的变化量为 ，则在此过程中
A. 和 的比值增大
B. 电压表示数 和电流表示数 比值不变
C. 电阻 两端电压增大，增加量为
D. 电容器的带电量减小，减小量为
二、双项选择题（共4小题；共16分）
4. 全自动洗衣机中的排水阀是由程序控制器控制其动作的，当进行排水和脱水工序时，控制铁芯 的线圈通电，使铁芯 运动，从而牵引排水阀的阀门，排除污水（如图所示）。以下说法中正确的是
A. 若输入的控制电流由 流入，由 流出，则铁芯 中 端为 极， 端为 极
B. 若输入的控制电流由 流入，由 流出，则铁芯 中 端为 极， 端为 极
C. 若 、 处输入交变电流，铁芯 不能被吸入线圈中
D. 若 、 处输入交变电流，铁芯 仍能被吸入线圈中
5. 如图所示是一火警器的一部分电路示意图，其中 为半导体热敏材料（随温度上升时电阻减小）制成的传感器，电流表为值班室的显示器， 、 之间接报警器，当传感器 所在处出现火情时，显示器的电流 、报警器两端的电压 的变化情况是
A. 变大 B. 变小 C. 变大 D. 变小
6. 利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况，如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光传感器 能接收到发光元件 发出的光，每当工件挡住 发出的光时，光传感器就输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙所示。若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为 ，则下列说法正确的是
A. 传送带运动的速度是
B. 传送带运动的速度是
C. 该传送带每小时输送 个工件
D. 该传送带每小时输送 个工件
7. 利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度 垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流 ， 两侧面会形成电势差 ，下列说法中正确的是
A. 电势差 仅与材料有关
B. 若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差
C. 仅增大磁感应强度时，电势差 变大
D. 在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平
答案
第一部分
1. B
【解析】半导体热敏电阻的 图线非线性且随电流增大温度升高，电阻减小，故A、C、D错误，B正确。
2. D
【解析】由题意可判定，电子定向移动的方向向左，则由左手定则可知，电子所受的洛伦兹力指向后表面，因此后表面积累的电子逐渐增多，前表面的电势比后表面的电势高，A错误；当电子所受的电场力与洛伦兹力平衡时，电子不再发生偏转，此时前、后表面间的电压达到稳定状态，对稳定状态下的电子有 ，又 ，解得 ，显然前、后表面间的电压 与电子的定向移动速度 成正比，与元件的宽度 成正比，与长度 无关，B、C错误；电压稳定时自由电子受到的洛伦兹力等于电场力，即 ，D正确。
3. D
【解析】根据闭合电路欧姆定律得：，由数学知识得：，保持不变．故A错误；
将照射光强度增强时 减小，而 ，则电压表的示数 和电流表的示数 的比值变小，故B错误；
闭合开关 ， 减小后，电路中电流增大，由欧姆定律分析得知，电阻 两端的电压增大， 两端的电压减小，而它们的总电压即路端电压减小，所以电阻 两端的电压减小量小于 ，故C错误；
电容器两极板间的电压等于 两端的电压，可知电容器板间电压减小，带电量减小，减小量为 ，故D正确。
第二部分
4. A， D
【解析】控制电流由 ，由安培定则，电磁铁左端为 极，右端为 极，铁芯 被磁化， 端为 极， 端为 极，而被吸入线圈中，若 、 处输入交变电流，铁芯 磁性不断变化，铁芯 磁性也随之变化，仍能被吸入线圈.
5. B， D
【解析】当传感器 所在处出现火情时， 的阻值变小， 与 的并联电阻减小，外电路总电阻变小，则总电流变大，电源的内电压变大，路端电压变小，即有 变小。电路中并联部分的电压 ， 变大，其他量不变，则 变小， 也变小。所以 变小， 变小，故BD正确，AC错误。
6. B， C
【解析】从图乙可以知道：每间隔 秒的时间光传感器就输出一个电信号，而在这一段时间内传送带运动了两个工件之间的距离，所以传送带运动的速度是 。故A错误、B正确。传送带每小时传送的距离为：，工件个数为： 个，C正确、D错误。
7. B， C
【解析】根据 ，得 ，所以电势差 取决于 、 、 ，故A错误、C正确；
电子带负电，根据左手定则，可确定B正确；
赤道上方地磁场磁感线方向是水平的，而霍尔元件的工作面需要和磁场方向垂直，故工作面应竖直放置，D错误。
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