課時(shí)分層作業(yè)(十八)(建議用時(shí)：25分鐘)考點(diǎn)一　敏感元件的認(rèn)識(shí)與使用1．(多選)如圖所示，用光敏電阻LDR和燈泡制成的一種簡(jiǎn)易水污染指示器，下列說(shuō)法中正確的是(　　)A．嚴(yán)重污染時(shí)，LDR是高電阻B．輕度污染時(shí)，LDR是高電阻C．無(wú)論污染程度如何，LDR的電阻不變，阻值大小由材料本身因素決定D．該儀器的使用會(huì)因?yàn)榘滋旌屯砩鲜艿接绊?/span>AD　[嚴(yán)重污染時(shí)，透過(guò)污水照到LDR上的光線較少，LDR電阻較大，A正確，B錯(cuò)誤；LDR由半導(dǎo)體材料制成，受光照影響，電阻會(huì)發(fā)生變化，C錯(cuò)誤；白天和晚上自然光的強(qiáng)弱不同，或多或少會(huì)影響LDR的電阻，D正確。]2．小強(qiáng)用恒溫箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)恒溫箱的溫度持續(xù)升高，無(wú)法自動(dòng)控制。經(jīng)檢查，恒溫箱的控制器沒(méi)有故障。參照原理圖，下列對(duì)故障判斷正確的是(　　)A．只可能是熱敏電阻出現(xiàn)故障B．只可能是溫度設(shè)定裝置出現(xiàn)故障C．熱敏電阻和溫度設(shè)定裝置都可能出現(xiàn)故障D．可能是加熱器出現(xiàn)故障C　[由恒溫箱原理圖可知，若熱敏電阻出現(xiàn)故障或溫度設(shè)定裝置出現(xiàn)故障都會(huì)向控制器傳遞錯(cuò)誤信息，導(dǎo)致控制器發(fā)出錯(cuò)誤指令，故C正確，A、B錯(cuò)誤；若加熱器出現(xiàn)故障，只有一種可能，即不能加熱，而題中加熱器一直加熱才會(huì)使溫度持續(xù)升高，故D錯(cuò)誤。]3．如圖(a)所示的電路中，光敏電阻R2加上圖(b)所示的光照時(shí)，R2兩端的電壓變化規(guī)律是圖中的(　　)A　　 　　B　　  　　C　　　 　DB　[光敏電阻隨光照的增強(qiáng)電阻減小，電路中電流增大，電阻R1兩端電壓增大，R2兩端電壓減小，但不能減小到零。故選項(xiàng)B正確。]4．如圖所示是觀察電阻R隨溫度變化情況的示意圖。現(xiàn)在把杯中的水由冷水換為熱水，關(guān)于歐姆表的讀數(shù)變化情況正確的是(　　)A．如果R為金屬熱電阻，讀數(shù)變大，且變化非常明顯B．如果R為金屬熱電阻，讀數(shù)變小，且變化不明顯C．如果R為熱敏電阻(用半導(dǎo)體材料制作)，讀數(shù)變化非常明顯D．如果R為熱敏電阻(用半導(dǎo)體材料制作)，讀數(shù)變化不明顯C　[若為金屬熱電阻，溫度升高后，電阻變大，但由于金屬熱電阻靈敏度較差，故歐姆表讀數(shù)變大但不明顯，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；若為用半導(dǎo)體材料制作的熱敏電阻，由于熱敏電阻的靈敏度較高，讀數(shù)將明顯變化，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]5．(多選)如圖所示是利用硫化鎘制成的光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)的示意圖，其中A是發(fā)光儀器，B是光敏電阻，R是普通定值電阻，下列說(shuō)法中正確的是(　　)A．當(dāng)傳送帶上沒(méi)有物品擋住由A射向B的光信號(hào)時(shí)，光敏電阻的阻值變小，電壓表讀數(shù)變小B．當(dāng)傳送帶上沒(méi)有物品擋住由A射向B的光信號(hào)時(shí)，光敏電阻的阻值變大，電壓表讀數(shù)變大C．當(dāng)傳送帶上有物品擋住由A射向B的光信號(hào)時(shí)，光敏電阻的阻值變小，電壓表讀數(shù)變小D．當(dāng)傳送帶上有物品擋住由A射向B的光信號(hào)時(shí)，光敏電阻的阻值變大，電壓表讀數(shù)變大AD　[B是光敏電阻，其阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小。當(dāng)沒(méi)有物品擋住光時(shí)，光射向B，B的阻值減小，其電流變大，由U＝E－Ir知電壓表讀數(shù)變小，A正確，B錯(cuò)誤；有物品時(shí)，光被擋住，B的阻值增大，電流減小，電壓表讀數(shù)變大，C錯(cuò)誤，D正確。]6．(多選)如圖所示為某商廈安裝的光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)器的示意圖。其中A為光源，B為由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)扶梯，R1為光敏電阻，R2為定值電阻。每當(dāng)扶梯上有顧客經(jīng)過(guò)擋住由A射向R1的光線時(shí)，計(jì)數(shù)器就計(jì)數(shù)一次。下列說(shuō)法正確的是(　　)A．當(dāng)有光照射R1時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得低電壓B．當(dāng)有光照射R1時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得高電壓C．信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計(jì)數(shù)一次D．信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計(jì)數(shù)一次BC　[當(dāng)光線照射R1時(shí)，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＝，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(hào)處理系統(tǒng)獲得高電壓，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)前面分析可知，每當(dāng)有人經(jīng)過(guò)時(shí)，即沒(méi)有光照時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得低電壓，信號(hào)處理系統(tǒng)計(jì)數(shù)一次，即信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計(jì)數(shù)一次，所以選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。]7．影響物質(zhì)材料電阻率的因素很多，一般金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大，而半導(dǎo)體材料的電阻率則與之相反，隨溫度的升高而減小。某課題研究組在研究某種導(dǎo)電材料的用電器件Z的導(dǎo)電規(guī)律時(shí)，利用如圖甲所示的分壓電路，測(cè)得其電壓與電流的關(guān)系如表所示：U/V0.400.600.801.001.201.501.60I/A0.200.450.801.251.802.813.20甲　　　　　　　　　乙(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，用電器件Z可能屬于上述哪類材料？(2)把用電器件Z接入圖乙所示的電路中，閉合開(kāi)關(guān)，電流表的讀數(shù)為1.8 A，電池的電動(dòng)勢(shì)為3 V，內(nèi)阻不計(jì)，電阻R的電功率為多大？[解析]　(1)由表格中數(shù)據(jù)可得，電阻隨電壓的增大而減小，而電壓越大，用電器件溫度越高，所以為半導(dǎo)體材料。(2)查表I＝1.8 A時(shí)，Z的電壓為1.2 V，則UR＝E2－UZ＝3 V－1.2 V＝1.8 V。PR＝IUR＝1.8×1.8 W＝3.24 W。[答案]　(1)半導(dǎo)體　(2)3.24 W考點(diǎn)二　電容式傳感器8．(多選)電容式傳感器的用途非常廣泛，由于電容器的電容C取決于極板正對(duì)面積S、極板間距離d以及極板間的電介質(zhì)這幾個(gè)因素，當(dāng)某一物理量發(fā)生變化時(shí)就能引起電容的變化，如圖是某種電容式傳感器的示意圖，關(guān)于這個(gè)傳感器的作用，下列說(shuō)法正確的是(　　)A．可以通過(guò)電介質(zhì)的左右移動(dòng)來(lái)測(cè)量位移B．可以通過(guò)電介質(zhì)的左右移動(dòng)再結(jié)合時(shí)間來(lái)測(cè)量速度C．可以通過(guò)電介質(zhì)的左右移動(dòng)來(lái)測(cè)量極板受到的壓力D．可以通過(guò)電介質(zhì)的左右移動(dòng)結(jié)合時(shí)間來(lái)測(cè)量極板的速度AB　[電容器可以由電介質(zhì)的變化引起電容的變化測(cè)量位移x，也可以結(jié)合時(shí)間來(lái)測(cè)量位移變化的快慢即速度。故A、B選項(xiàng)正確；電介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)與極板的變化都影響電容的變化，故不能通過(guò)電介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)來(lái)測(cè)量極板受到的壓力及極板的運(yùn)動(dòng)快慢，C、D錯(cuò)誤。]9．如圖所示，是電容式話筒的示意圖，它是利用電容制成的傳感器，話筒的振動(dòng)膜前面有薄薄的金屬層，膜后距膜幾十微米處有一金屬板，振動(dòng)膜上的金屬層和這個(gè)金屬板構(gòu)成電容器的兩極。在兩極間加一電壓U，人對(duì)著話筒說(shuō)話時(shí)，振動(dòng)膜前后振動(dòng)，使電容發(fā)生變化，從而使聲音信號(hào)被話筒轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，其中導(dǎo)致電容變化的原因是電容器兩板間的 (　　)A．距離變化　　　 B．正對(duì)面積變化C．電介質(zhì)變化   D．電壓變化A　[振動(dòng)膜前后振動(dòng)，使振動(dòng)膜上的金屬層與金屬板間的距離發(fā)生變化，從而將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，故A正確。](建議用時(shí)：15分鐘)10．(多選)在溫控電路中，通過(guò)熱敏電阻阻值隨溫度的變化可實(shí)現(xiàn)對(duì)電路相關(guān)物理量的控制。如圖所示電路，R1為定值電阻，R2為半導(dǎo)體熱敏電阻(溫度越高電阻越小)，C為電容器。當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí)(　　)A．電容器C的帶電荷量增大B．電壓表的讀數(shù)增大C．電容器C兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度減小D．R1消耗的功率增大AB　[當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí)，R2變大，電路的總電阻變大，由I＝知I變小，又U＝E－Ir，電壓表的讀數(shù)U增大，B正確；又由U1＝IR1及P1＝I2R1可知U1變小，R1消耗的功率P1變小，D錯(cuò)誤；電容器兩板間的電壓U2＝U－U1，U2變大，由場(chǎng)強(qiáng)E′＝，Q＝CU2可知Q、E′都增大，A正確，C錯(cuò)誤。]11．(多選)如圖所示，Rt為正溫度系數(shù)熱敏電阻，R1為光敏電阻，R2和R3均為定值電阻，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，為理想電壓表，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大，可能的原因是(　　)A．熱敏電阻溫度升高，其他條件不變B．熱敏電阻溫度降低，其他條件不變C．光照增強(qiáng)，其他條件不變D．光照減弱，其他條件不變BD　[電壓表示數(shù)變大，而R3為定值電阻，說(shuō)明流經(jīng)R3的電流增大，由電路連接可知，這可能是由于Rt減小或R1增大，由熱敏電阻和光敏電阻特性知，可能是由于溫度降低或光照減弱，故B、D正確，A、C錯(cuò)誤。]12．在輸液時(shí)，藥液有時(shí)會(huì)從針口流出體外，為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)了一種報(bào)警裝置，電路如圖所示。M是貼在針口處的傳感器，接觸到藥液時(shí)其電阻RM發(fā)生變化，導(dǎo)致S兩端電壓U增大，裝置發(fā)出警報(bào)，此時(shí)(　　)A．RM變大，且R越大，U增大越明顯B．RM變大，且R越小，U增大越明顯C．RM變小，且R越大，U增大越明顯D．RM變小，且R越小，U增大越明顯C　[當(dāng)RM變大時(shí)，回路的總電阻R總變大，根據(jù)I總＝，得干路中的電流變小，S兩端的電壓U＝I總RS變小，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；當(dāng)RM變小時(shí)，回路的總電阻R總＝＋RS變小，根據(jù)I總＝，得干路中的電流變大，S兩端的電壓U＝I總RS變大，而且R越大，RM變小時(shí)，對(duì)回路的總電阻變化的影響越明顯，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。]13．傳感器是把非電學(xué)量(如速度、溫度、壓力等)的變化轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的變化的一種元件，在自動(dòng)控制中有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。有一種測(cè)量人的體重的電子秤，其測(cè)量部分的原理圖如圖中的虛線框所示，它主要由壓力傳感器R(電阻值會(huì)隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻)、顯示體重大小的儀表 (實(shí)質(zhì)是理想的電流表)組成。壓力傳感器表面能承受的最大壓強(qiáng)為1.0×107 Pa，且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關(guān)系如表所示。設(shè)踏板和壓桿的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，接通電源后，壓力傳感器兩端的電壓恒為4.8 V，g取10 m/s2。請(qǐng)回答：壓力F/N02505007501 0001 2501 500…電阻R/Ω300270240210180150120…(1)該秤零起點(diǎn)(即踏板空載時(shí))的刻度線應(yīng)標(biāo)在電流表刻度盤(pán)        A處。(2)如果某人站在該秤踏板上，電流表刻度盤(pán)的示數(shù)為20 mA，則這個(gè)人的體重是        kg。[解析]　(1)由圖表知，踏板空載時(shí)，壓力傳感器電阻R＝300 Ω，此時(shí)A中電流I＝＝ A＝1.6×10－2 A。(2)當(dāng)電流I＝20 mA＝20×10－3A時(shí)，壓力傳感器的電阻R＝＝ Ω＝240 Ω，對(duì)應(yīng)表格中，這個(gè)人的質(zhì)量為50 kg。[答案]　(1)1.6×10－2　(2)50 

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高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊(cè)電子課本

2 常見(jiàn)傳感器的工作原理及應(yīng)用

版本： 人教版 (2019)

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