高中物理 第3章 傳感器 第4節(jié) 用傳感器制作自控裝置 第5節(jié) 用傳感器測磁感應強度學業(yè)分層測評 粵教版

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第4節(jié) 用傳感器制作自控裝置 第5節(jié) 用傳感器測磁感應強度 (建議用時：45分鐘) [學業(yè)達標] 1．利用半導體不可以制成的是(　　) A．標準電阻　　　　　 B．熱敏電阻 C．光敏電阻 D．晶體管 【解析】　標準電阻是幾乎不受溫度影響的電阻，一般是用錳銅合金或鎳銅合金制造的．故只選A. 【答案】　A 2．如圖348所示為一個邏輯電平檢測電路，A與被測點相接，則(　　) 【導學號：90270128】 圖348 A．A為低電平，LED發(fā)光 B．A為高電平，LED發(fā)光 C．無論A為高電平或低電平，LED均不發(fā)光 D．無論A為高電平或低電平，LED均發(fā)光 【解析】　A為低電平時，Y為高電平，LED的電壓小，不發(fā)光；A為高電平時，Y為低電平，LED的電壓大，發(fā)光，故B正確． 【答案】　B 3．(2016深圳高二檢測)某學習小組的同學在用多用電表研究熱敏特性實驗中，安裝好如圖349所示裝置，向杯內(nèi)加入冷水，溫度計的示數(shù)為20 ℃，多用電表選擇適當?shù)谋堵剩x出熱敏電阻的阻值R1，然后向杯內(nèi)加入熱水，溫度計的示數(shù)為60 ℃，發(fā)現(xiàn)多用電表的指針偏轉(zhuǎn)角度較大，則下列說法正確的是(　　) 圖349 A．應選用電流擋，溫度升高時換用大量程測量 B．應選用電流擋，溫度升高時換用小量程測量 C．應選用歐姆擋，溫度升高時換用倍率大的擋 D．應選用歐姆擋，溫度升高時換用倍率小的擋 【解析】　多用電表只有選擇歐姆擋才能直接讀出熱敏電阻的阻值，當向杯內(nèi)加入熱水，多用電表的指針偏轉(zhuǎn)角度較大，說明此時熱敏電阻的阻值較小，故換用倍率小的擋，D項正確． 【答案】　D 4．(多選)如圖3410所示為小型斷電器的構(gòu)造示意圖，其中L為含鐵芯的線圈，P為可繞O點轉(zhuǎn)動的鐵片，K為彈簧，S為一對觸頭，A、B、C、D為四個接線柱．斷電器與傳感器配合可完成自動控制的要求，其工作方式是(　　) 圖3410 A．A與B接信號電壓，C與D可跟被控電路串聯(lián) B．A與B接信號電壓，C與D可跟被控電路并聯(lián) C．C與D接信號電壓，A與B跟被控電路串聯(lián) D．C與D接信號電壓，A與B跟被控電路并聯(lián) 【解析】　只有A、B接信號電壓，產(chǎn)生變化電流通過線圈，在鐵芯上對鐵片P產(chǎn)生力的作用，才能達到自動控制的要求，所以A、B正確． 【答案】　AB 5．如圖3411所示，R3是光敏電阻，當開關(guān)S閉合后在沒有光照射時，a、b兩點等電勢，當用光照射電阻R3時，則(　　) 圖3411 A．R3的電阻變小，a點電勢高于b點電勢 B．R3的電阻變小，a點電勢低于b點電勢 C．R3的電阻變大，a點電勢高于b點電勢 D．R3的電阻變大，a點電勢低于b點電勢 【解析】　當光照射R3時，R3阻值變小，R4分壓變大，則a點電勢將會升高，所以a點電勢高于b點電勢． 【答案】　A 6．(2016惠州高二檢測)如圖3412所示為測定壓力的電容式傳感器，將平行板電容器、靈敏電流表(零刻度在中間)和電源串聯(lián)成閉合回路，當壓力F作用于可動膜片電極上時，膜片發(fā)生形變，引起電容的變化，導致靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)，在對膜片開始施加壓力使膜片電極從圖中的虛線推到圖中實線位置并保持固定的過程中，靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)情況為(電流從電流表正接線柱流入時指針向右偏)(　　) 【導學號：90270129】 圖3412 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動 D．向左偏到某一刻度后不動 【解析】　壓力F作用時，極板間距d變小，由C＝知，電容器電容C變大，又根據(jù)Q＝CU，極板帶電量變大，所以電容器應充電，靈敏電流計中產(chǎn)生由正接線柱流入的電流，所以指針將右偏，極板保持固定后，充電結(jié)束，指針回到零刻度． 【答案】　A 7．(多選)(2016東莞高二檢測)如圖3413所示，兩塊金屬板水平放置，與左側(cè)水平放置的線圈通過開關(guān)S用導線連接．壓力傳感器上表面絕緣，位于兩金屬板間，帶正電的小球靜置于壓力傳感器上，均勻變化的磁場沿線圈的軸向穿過線圈．S未接通時傳感器的示數(shù)為1 N，S閉合后傳感器的示數(shù)變?yōu)? N．則磁場的變化情況可能是(　　) 圖3413 A．向上均勻增大 B．向上均勻減小 C．向下均勻減小 D．向下均勻增大 【解析】　S閉合后，向上均勻增大或向下均勻減小磁場都能使上金屬板帶正電，下金屬板帶負電，帶正電的小球受豎直向下的電場力，傳感器示數(shù)變大．故選A、C. 【答案】　AC 8．如圖3414(a)是汽車過橋時對不同類型橋面壓力變化的實驗．采用DIS方法對模型進行測量，其結(jié)果如圖3414(b)中電腦屏幕所示． 圖3414 (1)圖(a)中的傳感器為________傳感器； (2)圖(a)中甲、乙、丙分別為三種不同類型的橋面．對于凸形橋甲，其相對應的壓力圖線應是圖(b)電腦屏幕上的________(選填a、b或c). 【導學號：90270130】 【解析】　該傳感器把力信號轉(zhuǎn)化為電信號，屬于力電傳感器；小球經(jīng)過凸形橋甲的最高點時，壓力小于重力，其相對應的壓力圖線應是電腦屏幕上的c. 【答案】　(1)力電　(2)c [能力提升] 9．壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，有位同學利用壓敏電阻設計了判斷小車運動狀態(tài)的裝置，其工作原理如圖3415(a)所示．將壓敏電阻和一塊擋板固定在絕緣小車上，中間放置一個絕緣重球，小車在向右做直線運動過程中，電流表示數(shù)如圖3415(b)所示，下列判斷正確的是(　　) (a)　　　　　　　　　(b) 圖3415 A．從t1到t2時間內(nèi)，小車做勻速直線運動 B．從t1到t2時間內(nèi)，小車做勻加速直線運動 C．從t2到t3時間內(nèi)，小車做勻速直線運動 D．從t2到t3時間內(nèi)，小車做勻加速直線運動 【解析】　由壓敏電阻的電阻特點知，t1～t2時間內(nèi)電流I均勻增加，所以壓敏電阻所受的壓力均勻增加，故小車做加速度越來越大的變加速運動．t2～t3時間段內(nèi)，電流I最大，壓敏電阻最小，故受的壓力最大、恒定，故小車做勻加速直線運動，選項D正確． 【答案】　D 10．某電容式話筒的原理示意圖如圖3316所示，E為電源，R為電阻，薄片P和Q為兩金屬極板．對著話筒說話時，P振動而Q可視為不動．在P、Q間距增大過程中(　　) 圖3316 A．P、Q構(gòu)成的電容器的電容增大 B．P上電荷量保持不變 C．M點的電勢比N點的低 D．M點的電勢比N點的高 【解析】　由C＝可知PQ間距離d增大時，電容C減小，A項錯誤．電容減小將放電，電荷量減小，故B項錯誤．放電時電流從M點經(jīng)R到N點，說明M點電勢高于N點電勢，所以C項錯誤，D項正確． 【答案】　D 11．磁場具有能量，磁場中單位體積內(nèi)所具有的能量叫做能量密度，其值為B2/(2μ)．式中B是磁感應強度，μ是磁導率，在空氣中μ為一已知常數(shù)．為了近似測得條形磁鐵磁極端面附近的磁感應強度B，一學生用一根端面面積為A的條形磁鐵吸住一相同面積的鐵片P，再用力將鐵片與磁鐵拉開一段微小距離Δl，并測出拉力F，如圖3417所示．F所做的功等于間隙中磁場的能量，求磁感應強度B. 【導學號：90270131】 圖3417 【解析】　在用力將鐵片與磁鐵拉開一段微小距離Δl的過程中，拉力F可認為不變，因此F所做的功W＝FΔl. 以ω表示間隙中磁場的能量密度，則間隙中磁場的能量E＝ωV＝ωAΔl. 由題給條件得ω＝，故E＝AΔl. 因為F所做的功等于間隙中磁場的能量，即W＝E，故有FΔl＝AΔl. 解得B＝ . 【答案】　 12．如圖3418甲所示為一測量硫化鎘光敏電阻特性的實驗電路，電源電壓恒定．電流表內(nèi)阻不計，開關(guān)閉合后，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使小燈泡發(fā)光逐漸增強，測得流過電阻的電流和光強的關(guān)系曲線如圖乙所示，試根據(jù)這一特性設計一個自動光控電路． 圖3418 【解析】　由光敏電阻的特性曲線可以看出，當入射光增強時，光敏電阻的阻值減小，流過光敏電阻的電流增大． 根據(jù)題意設計一個路燈自動控制電路如圖所示． 控制過程是：當有光照射時，流過光敏電阻的電流經(jīng)過放大器輸出一個較大的電流，驅(qū)動電磁繼電器吸合使兩個常閉觸點斷開；當無光照時，流過光敏電阻的電流減小，放大器輸出電流減小，電磁繼電器釋放銜鐵，使兩個常閉觸點閉合，控制路燈電路接通，路燈開始工作． 【答案】　見解析