5.2常见传感器的工作原理及应用 练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 5.2常见传感器的工作原理及应用 练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 172.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-11 11:06:49 | ||
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文档简介
人教版选择性必修2物理 5.2常见传感器的工作原理及应用
一、单项选择题（共1小题；）
1. 氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测。它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化，在如图所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察仪表指针就能判断一氧化碳浓度是否超标。有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出的是电导（即电阻的倒数）-浓度曲线如图，请判断，电压表示数 与一氧化碳浓度 之间的对应关系正确的是
A. B.
C. D.
二、双项选择题（共4小题；）
2. 如图所示，电源的电动势为 、内阻为 ， 、 、 为定值电阻， 为光敏电阻（光敏电阻被光照射时阻值变小）， 为电容器。闭合开关 电路稳定后，用光照射 ，下列说法正确的是
A. 电压表示数增大 B. 电源的效率增大
C. 电容器所带电荷量增加 D. 消耗的功率增大
3. 电热灭蚊器中电热部分的主要部件是 元件， 元件是由酞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所示，由于这种特性， 元件具有发热、控温两种功能，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 至 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 或 不变
4. 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
5. 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 ，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小 与 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 ，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压 满足：，式中 为霍尔系数， 为霍尔元件两侧面间的距离。电阻 远大于 ，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. 与 成正比
D. 电压表的示数与 消耗的电功率成正比
三、多项选择题（共1小题；）
6. 如图所示， 为定值电阻， 是正温度系数的金属热电阻（即温度越高，电阻值越大）， 为小灯泡，当温度下降时
A. 电流表的示数增大 B. 两端的电压增大
C. 小灯泡变亮 D. 小灯泡变暗
四、解答题（共2小题；）
7. 如图甲所示为某同学设计的电子秤原理图，其中 是电动势为 的电源（内阻不计）， 是电流表（在设计中计划被改成电子秤的示数表盘）， 是阻值为 的定值电阻， 是一根长为 、阻值为 的均匀电阻丝。 是一根金属弹簧（电阻不计），其压缩量 与所受压力 之间的关系如图乙所示， 顶端连接有一个塑料盘。制作时调整弹簧的位置，使之不称重物时滑片 刚好在电阻丝的 端。（计算中 取 ）
（1）当电流表示数为 时，所称重物的质量为 ；
（2）该设计中使用的电流表的量程最小为 ，该电子秤的称量范围为 ；
（3）将电流表的表盘改制成的电子秤示数盘有哪些特点 （请至少写出两个） 。
8. 图中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 的滑块，滑块可以无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器 、 上，其压力的大小可直接从传感器液晶显示屏上读出。现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器 在前，传感器 在后，汽车静止时，传感器 、 的示数均为 。（取 ）
（1）若传感器 的示数为 ， 的示数为 ，求此时汽车的加速度；
（2）当汽车以怎样的加速度运动时，传感器 的示数为零
答案
1. B
【解析】由题图乙知一氧化碳浓度越高，传感器电阻越小，电路中的电流越大，电压表示数 越大，B正确。
2. C， D
【解析】电路中，用光照射 时，光敏电阻阻值减小，则外电路总电阻 减小，干路电流 增大，内电压 增大，路端电压 减小，电压表示数减小，通过 支路的电流 减小、则通过 、 支路的电流 增大， 消耗的功率 增大， 两端电压 增大，电容器两端电压增大，由 ，知电容器所带电荷量增加，电源的效率 ，综上知 A 、 B 错，C 、D正确。
3. A， C
【解析】由 元件的电阻率随温度变化的曲线可知，通入电流以后，随着温度的升高，其电阻率先减小后增大，那么它的功率先增大后减小，当温度保持在 至 的某一值不变时，电路处于稳定状态，故A、C 正确。
4. 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。
5. C， D
【解析】导电物质为电子，由左手定则得电子受到洛伦兹力向后表面偏转，后表面电势低，选项A错误；
若将电源的正负极对调，磁场和电子的运动方向同时反向，洛伦兹力的方向不变，电压表仍能正向偏转，选项B错误；
电路是稳定电路，根据电路连接方式知，，故 与 成正比，选项C正确；
，而 与 成正比，故 正比于 ，即 正比于 ，而 的功率 正比于 ，故 正比于 的功率，选项D正确。
6. A， B， D
【解析】当温度下降时 减小，并联部分电阻减小，总电阻减小，总电流增大，路端电压减小。电流表测量总电流，则知其示数增大，选项A正确；总电流增大，则 两端的电压增大，而路端电压减小，所以灯泡两端的电压减小，灯泡变暗，选项B、D正确C错误。
7. （1）
【解析】当电流表示数为 时，根据闭合电路欧姆定律得 。
是一根长为 、阻值为 的均匀电阻丝，则滑片 向下移动的距离为 ，即弹簧压缩量为 ，由题图乙可以读出此时电子秤的示数为 ，说明重物的质量为 。
（2） ；
【解析】当不称重物时，滑片 刚好处于 端，电路中电流最大为 。
故该设计中使用的电流表的量程最小为 。当滑片 滑到 端时，电子秤的称量最大，此时弹簧的压缩量为 ，结合题图乙知此时电子秤示数为 ，所以重物的质量为 ，即电子秤的称量范围是 。
（3） 刻度不均匀，左大右小；刻度盘最左侧部分区域无刻度
【解析】由 知 与 不是成正比，所以将电流表的表盘改制成的电子秤示数盘刻度不均匀，与电流是反刻度，左大右小；另外一个特点是因为电路中电流不为零，则刻度盘最左侧部分区域无刻度。
8. （1） ，与 同方向，即向前（向右）
（2） 当汽车以方向向左，大小 的加速度运动时，传感器 的示数为零
第1页（共1 页）
一、单项选择题（共1小题；）
1. 氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测。它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化，在如图所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察仪表指针就能判断一氧化碳浓度是否超标。有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出的是电导（即电阻的倒数）-浓度曲线如图，请判断，电压表示数 与一氧化碳浓度 之间的对应关系正确的是
A. B.
C. D.
二、双项选择题（共4小题；）
2. 如图所示，电源的电动势为 、内阻为 ， 、 、 为定值电阻， 为光敏电阻（光敏电阻被光照射时阻值变小）， 为电容器。闭合开关 电路稳定后，用光照射 ，下列说法正确的是
A. 电压表示数增大 B. 电源的效率增大
C. 电容器所带电荷量增加 D. 消耗的功率增大
3. 电热灭蚊器中电热部分的主要部件是 元件， 元件是由酞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所示，由于这种特性， 元件具有发热、控温两种功能，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 至 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 或 不变
4. 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
5. 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 ，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小 与 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 ，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压 满足：，式中 为霍尔系数， 为霍尔元件两侧面间的距离。电阻 远大于 ，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. 与 成正比
D. 电压表的示数与 消耗的电功率成正比
三、多项选择题（共1小题；）
6. 如图所示， 为定值电阻， 是正温度系数的金属热电阻（即温度越高，电阻值越大）， 为小灯泡，当温度下降时
A. 电流表的示数增大 B. 两端的电压增大
C. 小灯泡变亮 D. 小灯泡变暗
四、解答题（共2小题；）
7. 如图甲所示为某同学设计的电子秤原理图，其中 是电动势为 的电源（内阻不计）， 是电流表（在设计中计划被改成电子秤的示数表盘）， 是阻值为 的定值电阻， 是一根长为 、阻值为 的均匀电阻丝。 是一根金属弹簧（电阻不计），其压缩量 与所受压力 之间的关系如图乙所示， 顶端连接有一个塑料盘。制作时调整弹簧的位置，使之不称重物时滑片 刚好在电阻丝的 端。（计算中 取 ）
（1）当电流表示数为 时，所称重物的质量为 ；
（2）该设计中使用的电流表的量程最小为 ，该电子秤的称量范围为 ；
（3）将电流表的表盘改制成的电子秤示数盘有哪些特点 （请至少写出两个） 。
8. 图中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 的滑块，滑块可以无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器 、 上，其压力的大小可直接从传感器液晶显示屏上读出。现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器 在前，传感器 在后，汽车静止时，传感器 、 的示数均为 。（取 ）
（1）若传感器 的示数为 ， 的示数为 ，求此时汽车的加速度；
（2）当汽车以怎样的加速度运动时，传感器 的示数为零
答案
1. B
【解析】由题图乙知一氧化碳浓度越高，传感器电阻越小，电路中的电流越大，电压表示数 越大，B正确。
2. C， D
【解析】电路中，用光照射 时，光敏电阻阻值减小，则外电路总电阻 减小，干路电流 增大，内电压 增大，路端电压 减小，电压表示数减小，通过 支路的电流 减小、则通过 、 支路的电流 增大， 消耗的功率 增大， 两端电压 增大，电容器两端电压增大，由 ，知电容器所带电荷量增加，电源的效率 ，综上知 A 、 B 错，C 、D正确。
3. A， C
【解析】由 元件的电阻率随温度变化的曲线可知，通入电流以后，随着温度的升高，其电阻率先减小后增大，那么它的功率先增大后减小，当温度保持在 至 的某一值不变时，电路处于稳定状态，故A、C 正确。
4. 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。
5. C， D
【解析】导电物质为电子，由左手定则得电子受到洛伦兹力向后表面偏转，后表面电势低，选项A错误；
若将电源的正负极对调，磁场和电子的运动方向同时反向，洛伦兹力的方向不变，电压表仍能正向偏转，选项B错误；
电路是稳定电路，根据电路连接方式知，，故 与 成正比，选项C正确；
，而 与 成正比，故 正比于 ，即 正比于 ，而 的功率 正比于 ，故 正比于 的功率，选项D正确。
6. A， B， D
【解析】当温度下降时 减小，并联部分电阻减小，总电阻减小，总电流增大，路端电压减小。电流表测量总电流，则知其示数增大，选项A正确；总电流增大，则 两端的电压增大，而路端电压减小，所以灯泡两端的电压减小，灯泡变暗，选项B、D正确C错误。
7. （1）
【解析】当电流表示数为 时，根据闭合电路欧姆定律得 。
是一根长为 、阻值为 的均匀电阻丝，则滑片 向下移动的距离为 ，即弹簧压缩量为 ，由题图乙可以读出此时电子秤的示数为 ，说明重物的质量为 。
（2） ；
【解析】当不称重物时，滑片 刚好处于 端，电路中电流最大为 。
故该设计中使用的电流表的量程最小为 。当滑片 滑到 端时，电子秤的称量最大，此时弹簧的压缩量为 ，结合题图乙知此时电子秤示数为 ，所以重物的质量为 ，即电子秤的称量范围是 。
（3） 刻度不均匀，左大右小；刻度盘最左侧部分区域无刻度
【解析】由 知 与 不是成正比，所以将电流表的表盘改制成的电子秤示数盘刻度不均匀，与电流是反刻度，左大右小；另外一个特点是因为电路中电流不为零，则刻度盘最左侧部分区域无刻度。
8. （1） ，与 同方向，即向前（向右）
（2） 当汽车以方向向左，大小 的加速度运动时，传感器 的示数为零
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