实验传感器的简单应用

1、第5讲 实验：传感器的简单应用考情直播1、 考纲要求考纲内容能力要求考向定位传感器的简单使用1 能识别各类传感器2 了解传感器的工作原理理解各类传感器的工作原理并掌握各类传感器的简单应用是近年高考的新动向。2、 考点整合（一）、传感器的含义：传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。传感器一般由敏感元件、转换器件、转换电路三个部分组成，通过敏感元件获取外界信息并转换成电信号，通过输出部分输出，然后经控制器分析处理。非电物

2、理量敏感元件转换器件转换电路电学量常见的传感器有：光学传感器、热学传感器、加速度传感器、力传感器、气敏传感器、超声波传感器、磁敏传感器等。（二）、常见的传感器元件：（1）光敏电阻：光敏电阻的材料是一种半导体，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好，即光敏电阻值随光照增强而减小。光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。它就象人的眼睛，可以看到光线的强弱。0TR图1（2）金属热电阻金属热电阻的电阻率随温度的升高而增大，用金属丝可以制作温度传感器。它能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量。（3）热敏电阻：用半导体材料制成，其电阻随温度变化明显，温度

3、升高电阻减小，如图1为某一热敏电阻温度特性曲线。热敏电阻的灵敏度较好。与热敏电阻相比，金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大，但灵敏度较差。（4）电容式位移传感器能够把物体的位移这个力学量转换为电容这个电学量。（5）霍尔元件能够把磁感强度这个磁学量转换为电压这个电学量（三）、传感器的简单应用1、力电传感器力电传感器主要是利用敏感元件和变阻器把力学信号（位移、速度、加速度等）转化为电学信号（电压、电流等）的仪器。力电传感器广泛地应用于社会生产、现代科技中，如安装在导弹、飞机、潜艇和宇宙飞船上的惯性导航系统及ABS防抱死制动系统等。2、 热电传感器（温度传感器）热电传感器是利用热敏电阻的阻值会随温度

4、的升高减小（金属热电阻的电阻率随温度的升高而增大）的原理制成的, 它能用把温度这个热学量转换为电压这个电学量。如各种家用电器(空调、冰箱、热水器、饮水机等)的温度控制、火警报警器、恒温箱等。 3、光电传感器光电传感器中的主要部件是光敏电阻或光电管。光敏电阻：光敏电阻的材料是一种半导体，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小的。光敏电阻能够把光强度这个光学量转换为电阻这个电学量。它就象人的眼睛，可以看到光线的强弱。自动冲水机、路灯的控制、鼠标器、光电计数器、烟雾报警器等都是利用了光电传感器的原理。4、磁电传感器霍尔元件的

5、应用霍尔元件能够把磁感强度(磁学量)转换为电压(电学量)。霍尔元件：如图2所示，在一个很小的矩形半导体薄片上，制作四个电极C、D、E、F，就制成为一个霍尔元件。霍尔电压： 其中k为比例系数，称为霍尔系数，其大小与薄片的材料有关。一个霍尔元件的厚度d、比例系数k为定值，再保持I恒定，则电压UH的变化就与B成正比，因此，霍尔元件又称磁敏元件。UHBCDEFI图2霍尔效应的原理：外部磁场使运动的载流子受到洛仑兹力，在导体板的一侧聚集，在导体板的另一侧会出现多余的另一种电荷，从而形成横向的电场；横向电场对电子施加与洛仑兹力相反的静电力，当静电力与洛仑兹力达到平衡时，导体板两侧会形成稳定的电压.设图中C

6、D方向长度为L2，则：根据电流的微观解释 InqSv ，整理后，得： 令 ，因为n为材料单位体积的带电粒子个数，q为单个带电粒子的电荷量，它们均为常数，所以有：例题1. 如图613所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻此光电计数器的基本工作原理是A 当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压B 当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压C 信号处理系统每获得一次低电压就计数一次D 信号处理系统每获得一次高电压就计数一次解析 当光照射到光敏电阻R1上时，R1电阻减小，电路中电流增大R2两端电压升高，信号处理系统得到高电压，计数器每由高电压转到低电压，就计一个数，从而达到

7、自动计数目的，由以上分析选项A、C正确规律总结 光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小高考重点热点题型探究 传感器及电路知识的综合应用例1 （2006·广东） 热敏电阻是传感电路中常用的电子元件。现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的阻值约45。热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其它备用的仪表和器具有：盛有热水的热水瓶（图中未画出）、电源（3V、内阻可忽略）、直流电流表（内阻约1）、直流电压表（内阻约5K）、滑动变阻器（020）、开关导线若干。（1）在图8（a）的方框画出实验电路图，要求测量误差尽可能小。

8、（2）根据电路图，在图8（b）的实物图上边线。（3）简要写出完成接线后的主要实验步骤_.剖析 因为要求伏安曲线尽可能完整，所以采用分压式电路，且该热敏电阻的阻值比较小，测量电路应接成外接法。此题类同于2003年上海的高考实验题（见例2）。答案（1）如答图1所示。 （2）如答图2所示。（3）往保温杯中加入一些热水，待温度稳定时读出温度计值；调节滑动变阻器，快速测出几组电流表和电压表的值；重复，测量不同温度下的数据；绘出各测量温度下热敏电阻的伏安特性曲线。例2 （2008上海卷）19（10分）如图所示是测量通电螺线管A内部磁感应强度B及其与电流I关系的实验装置。将截面积为S、匝数为N的小试测线圈P

9、置于螺线管A中间，试测线圈平面与螺线管的轴线垂直，可认为穿过该试测线圈的磁场均匀。将试测线圈引线的两端与冲击电流计D相连。拨动双刀双掷换向开关K，改变通入螺线管的电流方向，而不改变电流大小，在P中产生的感应电流引起D的指针偏转。实验次数I（A）B（×103T）10.50.6221.01.2531.51.8842.02.5152.53.12（1）将开关合到位置1，待螺线管A中的电流稳定后，再将K从位置1拨到位置2，测得D的最大偏转距离为dm，已知冲击电流计的磁通灵敏度为D， D，式中为单匝试测线圈磁通量的变化量。则试测线圈所在处磁感应强度B；若将K从位置1拨到位置2的过程所用的时间为t

10、，则试测线圈P中产生的平均感应电动势。（2）调节可变电阻R，多次改变电流并拨动K，得到A中电流I和磁感应强度B的数据，见右表。由此可得，螺线管A内部在感应强度B和电流I的关系为B。（3）（多选题）为了减小实验误差，提高测量的准确性，可采取的措施有（A）适当增加试测线圈的匝数N（B）适当增大试测线圈的横截面积S（C）适当增大可变电阻R的阻值（D）适当拨长拨动开关的时间t答案：（1），（2）0.00125I（或kI）（3）A，B解析：（1）改变电流方向，磁通量变化量为原来磁通量的两倍，即2BS，代入公式计算得B=，由法拉第电磁感应定律可知电动势的平均值。（2）根据数据可得B与I成正比，比例常数约为

11、0.00125，故B=kI（或0.00125I）（3）为了得到平均电动势的准确值，时间要尽量小，由B的计算值可看出与N和S相关联，故选择A、B。 例3（2006·上海）演示位移传感器的工作原理如下图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆p，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小x。假设电压表是理想的，则下列说法正确的是（    ）A.物体M运动时，电源内的电流会发生变化 B.物体M运动时，电压表的示数会发生变化C.物体M不动时，电路中没有电流D.物体M不动时，电压表没有示数剖析 物体M运动时，电压表测的对应电阻发生改变，所以其示数会发生

12、变化，但整个电路的总电阻没改变，所以电路中的电流不变。答案 B  例4 金属棒电介质导电液电介质h07-08学年清华大学附中模拟试题14传感器是把非电学量（如高度、温度、压力等）的变化转换成电学量变化的一种元件，它在自动控制中有着广泛的应用如图是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图金属棒与导电液体构成一个电容器，将金属棒和导电液体分别与直流电源的两极相连接，从电容C和导电液与金属棒间的电压U的变化就能反映液面的升降情况，即电源接通后，电容C减小，反映h减小电源接通后，电容C减小，反映h增大电源接通再断开后，电压U减小，反映h减小电源接通再断开后，电压U减小，反映h增大以上判断正确的

13、是（B ）A BC D答案 B 例5 （2006·上海）用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。下列属于这类传感器的是（    ）  A.红外报警装置  B.走廊照明灯的声控开关  C.自动洗衣机中的压力传感装置  D.电饭煲中控制加热和保温的温控器剖析 红外线的特性之一是可以进行遥感。答案 A抢分频道限时基础训练（20分钟）班级 姓名 成绩 1.（2008·汕头）吉他以其独特的魅力吸引了众多音乐爱好者，电吉他与普通吉他不同的地方是它的每一根琴弦下面安装了一种叫

14、做“拾音器”的装置，能将琴弦的振动转化为电信号，电信号经扩音器放大，再经过扬声器就能播出优美音乐声。如图是拾音器的结构示意图，多匝线圈置于永久磁铁与钢制的琴弦（电吉他不能使用尼龙弦）之间，当弦沿着线圈振动时，线圈中就会产生感应电流。关于感应电流，以下说法正确的是（ ）A琴弦振动时，线圈中产生的感应电流是恒定的B琴弦振动时，线圈中产生的感应电流大小变化，方向不变C琴弦振动时，线圈中产生的感应电流大小不变。方向变化D琴弦振动时，线圈中产生的感应电流大小和方向都会发生变化1答案： D解析：因为琴弦是来回振动的,由右手定则可以判定其感应电流的方向会变化, 琴弦的速度大小也在不断改变,所以感应电流大小也

15、是变化的。2（2008·广州）下列说法中正确的是A. 机械式鼠标器中光传感器就是两个红外接收管，它的作用就是光信号（红外线脉冲）转换成电信号（电脉冲）B. 机械式鼠标器中光传感器是由两个滚轴，两个码盘，两个红外线发射管（LED）和两个红外接收管组成的C. 火灾报警器中光传感器是光电三极管，它的作用也是把光信号转换成电信号D .火灾报警器是利用烟雾对光的散射作用来工作的2答案：ACD解析:机械式鼠标器中光传感器是由一个滚球,两个滚轴，两个码盘，两个红外线发射管（LED）和两个红外接收管组成的; 火灾报警器中光传感器是光电三极管, 平时光电三极管收不到LED发出的光，呈现高电阻状态烟雾进

16、入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管，其电阻变小，与传感器连接的电路检测发出这种变化，就会发出警报。3. 如图是一种风速仪示意图，试回答下列问题：（1）有水平风吹来时磁体如何转动？（自上往下看） 。（2）为什么能用它测定风速大小？ 。3答案：(1) 逆时针转动。（2） 风速越大磁体转速越大，线圈中磁通量变化率越大，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势越大，感应电流就越大，则可从电流计中读出风速的大小。4、（2008·深圳）现代汽车在制动时，有一种ABS系统，它能阻止制动时车轮抱死变为纯滑动。这种滑动不但制动效果不好，而且易使车辆失去控制。为此需要一种测定车轮是否还在转动的

17、装置。如果检测出车轮不再转动，就会自动放松制动机构，让轮子仍保持缓慢转动状态。这种检测装置称为电磁脉冲传感器，如图甲，B是一根永久磁铁，外面绕有线圈，它的左端靠近一个铁质齿轮，齿轮与转动的车轮是同步的。图乙是车轮转动时输出电流随时间变化的图象。甲乙（1）说明为什么有电流输出？（2）若车轮转速减慢了，图象会变成怎样？（画在图乙上）4答案：（1）当齿轮上的齿靠近线圈时，由于磁化使永久磁体磁场增强，产生感应电流，齿轮离开时产生反方向的感应电流。（2）车轮转速减慢，电流变化频率变小，周期变大，电流值变小。如图所示。5（2006·上海）唱卡拉OK用的话筒，内有传感器。其中有一种是动圈式的，它的

18、工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号。下列说法正确的是（    ）  A.该传感器是根据电流的磁效应工作的  B.该传感器是根据电磁感应原理工作的  C.膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变D.膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势5答案 B 解析 声波使膜片前后振动时会带动轻小的金属线圈在磁场中运动使得穿过它的磁通量发生变化，从而产生感应电流。Ft6. 07-08学年度徐州市六县一区摸底考试1用计算机辅助实验系统（DIS）做验证牛顿第三定

19、律的实验，如图所示是把两个测力探头的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，观察显示器屏幕上出现的结果。观察分析两个力传感器的相互作用随着时间变化的曲线，以下结论错误的是 ( )A作用力与反作用力作用在同一物体上B作用力与反作用力同时存在，同时消失C作用力与反作用力大小相等 D作用力与反作用力方向相反6答案 A解析牛顿第三定律中作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作用在两个物体上。作用力和反作用力同时产生，同时消失。故选项A说法错误，应选A。7.南京市2008届第一次模拟考试9利用传感器和计算机可以测量快速变化的力的瞬时值，如图所示是用这种方法获得的弹性细绳中拉力 F 随时间t变化的图

20、线实验时，把小球举到悬点O处，t1t2t3t4t5tFmFO0然后放手让小球自由落下，由图线所提供的信息可以判断 ( )A绳子的自然长度为 Bt2时刻小球的速度最大Ct1时刻小球处在最低点Dt1时刻到t2时刻小球的速度先增大后减小7答案 A D8. 徐州市0708学年度第三次质量检测6下列说法正确的是 ( ) A话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号B楼道里的灯只有天黑时出现声音才亮，说明它的控制电路中只有声传感器C电子秤所使用的测力装置能将受到的压力大小的信息转化为电信号D光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量8答案 C DAER压敏电阻(a)tIOt1(b)t

21、2t39. 江苏淮安市0708学年度第一次调查测试9压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图(a)所示将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图(b)所示下列判断正确的是( )A从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动B从t1到t2时间内，小车做加速度变大的直线运动C从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动D从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动9答案 B D10江苏省南通市08届第一次基础调研测试8下列说法正确的是 （ ）A话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声信号转换为电信号

22、B楼道里的灯只有天黑时出现声音才亮，说明它的控制电路中只有声传感器C光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量D电子秤所使用的测力装置是温度传感器10答案 A C基础提升训练1如图633所示为实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的示意图，A为光源，B为光电接收器，A、B均固定在小车上，C为小车的车轮车轮转动时，A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被B接收并转换成电信号，由电路记录和显示若实验显示单位时间的脉冲数n，累积脉冲数为N，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理数据是；小车速度的表达式为V；行程的表达式为s1. 答案: 车轮的半径R和齿轮的齿数P：2Rn/P2

23、RN/P解析:小车的速度等于车轮的周长与单位时间内车轮转动圈数的乘积设车轮的半径为R，单位时间内车轮转动圈数为k，则有V2Rk若齿轮的齿数为P，则齿轮转一圈，电子电路显示的脉冲数即为P，已经单位时间内的脉冲数为n，所以单位时间内齿轮转动圈数为n/P由于齿轮与车轮同轴相连，他们在单位时间内转动圈数相等，即kn/P由以上两式可得：v2Rn/P同理，设车轮转动的累积圈数为k，则有s=2Rk，且kN/P，所以s2RN/P可见，要测小车的速度v和行程s，必需测出单位时间的脉冲数n和累积脉冲数N，车轮半径R和齿轮的齿数P2现有热敏电阻、电路丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和若干导线.如图641 所示

24、，试设计一个控温电路.要求温度低于某一温度时，电路丝自动通电供热，超过某一温度时，又自动断电，画出电路图说明工作原理.2答案：（1）电路图如图642所示（2）工作过程，闭合S，当温度低于设计值时，热敏电阻阻值大，通过电磁继电器电流不能使它工作，K接通电炉丝加热，当温度达到设计值时，热敏电阻减小到某值，通过电磁继电器的电流达到工作电流，K断开，电炉丝断电，停止加热，当温度低于设计值，又重复前述过程 解析：发热敏电阻R1与滑动变阻器及电磁继电器构成低压控制电路3图1为某一热敏电阻（电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感）的IU关系曲线图. （1） 为了通过测量得到图1所示IU关系的完整曲线，在图

25、2和图3两个电路中应选择的是图_；简要说明理由： .（电源电动势为9 V，内阻不计，滑线变阻器的阻值为0-100）.（2）图4电路中，电源电压恒为9 V，电流表读数为70 mA，定值电阻R1=250，由热敏电阻的IU关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为_V；电阻R2的阻值为_.（3）举出一个可以应用热敏电阻的例子：                        

26、;               . 3答案 （1）2；图2电路电压可从0 V调到所需电压，调节范围较大.（或图3电路不能测得0 V附近的数据） （2）5.2；111.8（111.6112.0均给分）（3）热敏温度计（提出其他实例，只要合理均给分）解析 ）为了通过测量得到图1所示IU关系的完整曲线，滑动变阻器要采用分压式电路，且该热敏电阻的阻值比较小，测量电路应接成外接法。4. 江苏泰州市0708学年度第二学期期初联考7如图是电熨斗的结构图，下列说法正确的是

27、 ( )A双金属片上层金属的膨胀系数小于下层金属B常温下，上下触点接触；温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分离C需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升 降螺丝下移并推动弹性铜片下移D双金属片温度传感器的作用是控制电路的通断4答案 B C D5. 南京师大物理之友电学综合(一) 9V保护电阻氧化锡传感器R0R甲0CO浓度电导乙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甲所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻， 这样，电压表的指针位置就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察电压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

28、术资料中给出的是电导(即电阻的倒数)一CO浓度曲线，如图乙所示在下列表示一氧化碳浓度c与电压表示数U0之间关系的图象中正确的是 ( )0U0c0U0c0U0c0U0cACDB5答案 D解：一氧化碳浓度c增大，电导增大，电阻减小，U0增大, 一氧化碳浓度c与电压表示数U0之间关系是正相关关系，但不是正比关系。选项D正确。6. 南京金陵中学0708学年一轮复习检测（一）15（16分）有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO、压力传感器R（一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表G（其实质是电流表）。其中AO：BO=5：1。已知压力传感

29、器的电阻与其所受压力的关系如下表所示：压力F/N050100150200250300电阻R/300270240210180150120设踏板的杠杆组件的质量不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.68V，则：（1）利用表中数据归纳出电阻R随压力F变化的函数关系式；（2）该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘多少毫安处？G压力传感器踏板BOA（3）如果某人站在踏板上，电流表刻度盘示数为20mA，这个人的体重是多少？6答案（1）R=3000.6F（）； （2）15.6mA （3）550N.解析：（1）由表中数据可归纳得出：R=3000.6F（） （2）依题意可知，电子秤空载时

30、压力传感器受到的压力为0，由表可知，此时压力传感器的电阻R1=300，电路中的电流为，所以该秤零刻度线应标在电流表刻度盘的15.6mA处。 （3）当电流表刻度盘的读数为I2=20毫安时，压力传感器的电阻，由 R=3000.6F，算得F2=110N，再由F2·AO=G·BO得G=550N电流显示器甲升降器绝缘重物压敏电阻7. 08年福建省毕业班质量检查20压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。某实验小组在升降机水平地面上利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置。其工作原理图如图甲所示，将压敏电阻、定值电阻R、电流显示器、电源E连成电路，在压敏电阻上放置一个绝缘重物。0t1时

31、间内升降机停在某一楼层处，t1时刻升降机开始运动，从电流显示器中得到电路中电流i随时间t变化情况如图乙所示。则下列判断正确的是 ( )A时间内绝缘重物处于超重状态B时间内绝缘重物处于失重状态0t1t2t3ti乙t4C升降机开始时可能停在10楼，从时刻开始，经向下加速、匀速、减速，最后停在1楼D升降机开始时可能停在1楼，从时刻开始，经向上加速、匀速、减速，最后停在10楼7答案 COBCSVP8. 北京市海淀区高三物理二模反馈题18A将如图所示装置安装在沿直轨道运动的火车车厢中，使杆沿轨道方向固定，就可以对火车运动的加速度进行检测。闭合开关S，当系统静止时，穿在光滑绝缘杆上的小球停在O点，固定在小

32、球上的变阻器滑片停在变阻器BC的正中央，此时，电压表指针指在表盘刻度中央。当火车在水平方向有加速度时，小球在光滑绝缘杆上移动，滑片P随之在变阻器上移动，电压表指针发生偏转。已知，当火车向左加速运动时，电压表的指针向右偏。则 ( ) A电压表指针向左偏，说明火车可能在向右做加速运动B电压表指针向右偏，说明火车可能在向右做加速运动C电压表指针向左偏，说明火车可能在向右做减速运动D电压表指针向左偏，说明火车可能在向左做加速运动8答案 A输出电压UOOABCS9. 北京市海淀区高三物理二模反馈题18B角速度计可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度,其结构如图所示。当系统绕轴OO转动时，元件A发生位移并输

33、出相应的电压信号，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源。已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k、自然长度为l，电源的电动势为E、内阻不计。滑动变阻器总长也为l ，电阻分布均匀，系统静止时P在B点，当系统以角速度转动时，则 ( ) A电路中电流随角速度的增大而增大B电路中电流随角速度的减小而减小 C弹簧的伸长量为x=ml/（km2) D输出电压U与的函数式为 U= Em2/（km2)9答案 D10. 2008年高考江苏卷2、2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效应”基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术，被认为是纳米技术的第一次真正应用在下列有关其它

34、电阻应用的说法中错误的是 ( )A热敏电阻可应用于温度测控装置中 B光敏电阻是一种光电传感器C电阻丝可应用于电热设备中D电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用10答案 D解析：考查基本物理常识。热敏电阻的原理是通过已知某电阻的电阻值与温度的函数关系，测得该热敏电阻的值即可获取温度，从而应用于温度测控装置中，A说法正确；光敏电阻是将光信号与电信号进行转换的传感器，B说法正确；电阻丝通过电流会产生热效应，可应用于电热设备中，C说法正确；电阻对直流和交流均起到阻碍的作用，D说法错误。11. 2008年高考理综重庆卷21、图1是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物

35、体，在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电量Q将随待测物体的上下运动而变化，若Q随时间t的变化关系为（a、b为大于零的常数），其图象如图2所示，那么图3、图4中反映极板间场强大小E和物体速率v随t变化的图线可能是 （ ）固定极板待测物体图1UQt0图2Et0图3vt0图4A和 B和 C和 D和答案 C12. 2008年高考理综四川延考区卷22（12分）图1中所示装置可以用来测量硬弹簧（即劲度系数较大的弹簧）的劲度系数k。电源的电动势为E，内阻可忽略不计：滑动变阻器全长为l，重力加速度为g，为理想电压表。当木板上没有放重物时，滑动变阻器的触头位于图1中a点，此时电压表示数为零。在木板上放置质量

36、为m的重物，滑动变阻器的触头随木板一起下移。由电压表的示数U及其它给定条件，可计算出弹簧的劲度系数k。VEam图1木板弹簧（1）写出m、U与k之间所满足的关系式。（2）已知E = 1.50V，l = 12.0 cm，g = 9.80 m/s2。测量结果如下表：m（kg）1.001.503.004.506.007.50U（V）0.1080.1540.2900.4460.6080.740在图2中给出的坐标纸上利用表中数据描出mU直线。mU直线的斜率为 kg/V。弹簧的劲度系数k= N/m。（保留3位有效数字）12答案 （1） （2）如图所示 10.1 1.24×103能力提升训练第I卷（

37、共48分）一、选择题(本题包括6小题，每小题8分，共48分。每小题至少有1个选项符合题意)1. 如图所示是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它是由电源、光电管(A、K)、放大器、电磁继电器(MN)等几个部分组成，当用绿光照射光电管的阴极K时，可以发生光电效应，则下列说法中正确的是( )A.图中a端为电源的正极B.放大器的作用是将光电管中产生的电流放大后，使铁芯M磁化，将衔铁N吸住C.若增大绿光的照射强度，光电子最大初动能增大D.改用蓝光照射光电管的阴极K时，电路中仍有光电流1答案：ABD 解析：用绿光照射光电管的阴极K时,电子被打出来,所以a端为电源的正极,因光电流很小,所

38、以要经放大器放大以产生更大的磁场来将衔铁N吸住, 光电子最大初动能增大只与光的频率有关,因蓝光的频率比绿光大,更易产生光电效应现象。2. 随着生活质量的提高，自动干手机已经进入家庭洗手后，将湿手靠近自动干手机，机内的传感器便驱动电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近自动干手机能使传感器工作，是因为A . 改变了湿度 B. 改变了温度C. 改变了磁场 D. 改变了电容2答案： D 解析: 将湿手靠近自动干手机时改变了里面电容器的电介质所以其电容也就发生了变化 3. 传感器是一种采集信息的重要器件，图是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路，当待测压力为F作用于可动膜片电极上时，以下说

39、法中正确的A 若F向上压膜片电极，电路中有从a和b的电流B 若F向上压膜片电极，电路中有从b和a的电流C 若F向上压膜片电极，电路中不会出现电流D 若电流表有示数，则说明压力F发生变化3答案：BD 解析： F向上压膜片电极，使得电容器的正对距离变小,电容变大,所以容纳电荷的能力更强了,这样电源就继续对电容器充电,电表也就有示数了,直到再次充满。4. 1999年7月12日，日本原子能公司所属敦贺湾电站由于水管破裂导致国徽冷却剂外流，在检测此重大事故中应用了非电量变化（冷却剂外泄使管中液面变化）转换为电信号的自动化测量技术如图所示是一种测定导电液体深度的装置；包着一层电介质的金属棒与导电液体形成一

40、个电容器，电容量的变化能反映液面的升降情况，则下列叙述中正确的是A电容增大反映h增大B电容增大反映h减少C将金属棒间的电压和导电液体分别接电源两极再断开后，液体深度变化时导电液与金属棒间的电压增大反映h减小D将金属棒和导电液体分别接电源两极再断开后，液体深度变化时导电液与金属棒间的电压增大反映h增大4答案：AC解析：此电容器的两个极板分别是金属棒与导电液体, h增大表示电容器的正对面积增大,所以电容就增大,充电后断开,则电量Q不变, h减小C减小,而U=Q/C则U必增大。5. 计算机光驱的主要部分是激光头，它可以发射脉冲激光信号，激光扫描光盘信息时，激光头利用光敏电阻自动计数器将反射回来的脉冲

41、信号传输给信号处理系统，再通过计算机显示出相应信息光敏电阻自动计数器的示意图如图所示，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是A当有光照射R1时，处理系统获得高电压B当有光照射R2时，处理系统获得低电压C信号处理系统每获得一次低电压就计数一次D信号处理系统每获得一次高电压就计数一次5答案：AC解析:光敏电阻受光照射时电阻减小,所以分担的电压就小, 这样R2上的电压就高,处理系统获得高电压,计数器每由高电压转到低电压，就计一个数，从而达到自动计数目的。6. 如图是一火警报警装置的一部分电路示意图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a，b之间接

42、报警器当传感R2所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是AI变大，U变小 BI变小，U变小CI变小，U变大 DI变大，U变小6答案： B解析: 半导体热敏电阻随温度升膏而减小, 当传感R2所在处出现火情时, R2变小,这样外电组就变小,所以外电压U减小,总电流增大, R1上的电压增大,这样并联电路部分的电压就减小,所以I变小。第卷（共52分）7(12分)（2000年全国理综）如图619所示，厚度为h，宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感强度为B的均匀磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面A之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应，实验表明，当磁场不太强时，电

43、势差U、电流I和B的关系为UKIB/d式中比例系数K称为霍尔系数霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力，当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差设电流I是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向速度为v，电量为e，回答下列问题：（1） 达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势下侧面A的电势（填高于、低于或等于）（2） 电子所受的洛伦兹力的大小为（3） 当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所受静电力的大小为（4） 当静电力和洛伦兹力平衡的条件，证明霍尔系统为k=1/ne，其中n代表导体板单位体积中电子的个数7答案：(1)低于 (2)eU/h(evB) (4)电子受到横向静电力横向静电力与洛伦兹力与洛伦兹力的作用，两力平衡，有 eU/h=evB 由上式，得U