《传感器及其工作原理》双基限时练

《传感器及其工作原理》双基限时练1．关于传感器的下列说法正确的是()A．所有传感器的材料都是由半导体材料做成的B．金属材料也可以制成传感器C．传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的D．以上说法都不正确解析半导体材料可以制成传感器，其他材料也可以制成传感器，如金属氧化物就可以制成热敏电阻，故A选项错误，B选项正确；传感器不仅能感知电压的变化，也能感知力、温度、光、声等非电学量的变化，故C选项错误．答案B2．关于干簧管，下列说法正确的是()A．干簧管接入电路中相当于电阻的作用B．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的C．干簧管接入电路中相当于开关的作用D．干簧管是作为电控元件以实现自动控制的解析干簧管在电路中起到开关的作用，故C选项正确，A选项错误；干簧管是感知磁场信息的元件，故B、D选项错误．答案C3．在一些星级宾馆的洗手间经常装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就开通电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近干手机能使传感器工作，是因为()A．改变温度 B．改变湿度C．改变磁场 D．改变电容解析干手机是一个电容器，当手靠近时，手本身是导体，电容器中放入导体后，改变了电容器的电容，从而传感器感知到这个变化，干手机开始工作，故选项D正确．答案D4．如图所示为电阻R随温度T变化的图线．下列说法中错误的是()A．图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的B．图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的C．图线1对应的电阻材料化学稳定性好、测温范围大，但灵敏度低D．图线2对应的电阻材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高解析金属电阻的阻值随温度升高而增大，半导体材料的热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，其变化规律均不成比例，所以A选项说法错误；选项B说法正确；由图可以看出，图线1对应的材料化学稳定性好，但灵敏度低，图线2对应的材料化学稳定性差，但灵敏度较高，故C、D选项说法正确．答案A5．美国科学家WillardS·Boyle与GeorgeE·Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖．CCD是将光学量转换成电学量的传感器．下列器件可作为传感器的有()A．发光二极管 B．热敏电阻C．霍尔元件 D．干电池解析传感器是指能够感受诸如力、温度、光等非电学量，并把它们按照一定的规律转换成电压、电流等电学量的元件，发光二极管是电学元件，是电能转化成光能的元件，不是传感器，选项A错误；干电池是电源，不是传感器，故选项D错误；热敏电阻、霍尔元件能把温度及磁感应强度转换成电学量是传感器，故选项B、C正确．答案BC6．有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后，用黑纸包住元件或者把元件置于热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是()A．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻B．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻C．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻D．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻解析热敏电阻的阻值随温度变化而变化，而定值电阻和光敏电阻不随温度变化，光敏电阻的阻值随光照变化而变化，定值电阻和热敏电阻不随之变化，故A、C选项正确．答案AC7．如图所示，R3是光敏电阻，当开关S闭合后在没有光照射时，a、b两点等电势，当用光照射电阻R3时()A．R3的电阻变小，a点电势高于b点电势B．R3的电阻变小，a点电势低于b点电势C．R3的电阻变大，a点电势高于b点电势D．R3的电阻变大，a点电势低于b点电势解析光敏电阻R3被光照后电阻变小，所在支路电流增大，a点电势升高，故A选项正确．答案A8．如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，声音信号被话筒转换为电信号，其中导致电容变化的原因可能是电容器两板间的()A．距离变化 B．正对面积变化C．介质变化 D．电压变化解析C＝eq\f(εrS,4kπd)，在声音信号转换为电信号过程中介电常数εr没变，正对面积S未变．振动膜前后振动，使振动膜上的金属层与金属板间的距离发生变化，从而将声音信号转换为电信号，故A选项正确．答案A9．如图所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图．现把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是(设水对电阻阻值的影响不计)()A．如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显B．如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显C．如果R为热敏电阻(用半导体材料制成)，读数变化非常明显D．如果R为热敏电阻(用半导体材料制成)，读数变化不明显解析金属热电阻的阻值随温度的升高而增大，但灵敏度较差，而热敏电阻灵敏度较高，随温度的升高，电阻减小，故C选项正确．答案C10．如图所示，厚度为h，宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过导体时，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，电势差U、电流I和B的关系为U＝keq\f(IB,d)，式中的比例系数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，电荷量为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)由静电力和洛伦兹力平衡的条件，证明霍尔系数k＝eq\f(1,ne)，其中n代表单位体积中电子的个数．解析(1)电子向左移动，由左手定则知，电子受洛伦兹力向上，故上侧面A聚积负电子，下侧面A′聚积正电荷，故上侧面电势低于下侧面；(2)洛伦兹力F＝evB；(3)电子受静电力eE＝eeq\f(U,h)；(4)电子受纵向静电力和洛伦兹力的作用，两力平衡，有eE＝eeq\f(U,h)＝evB.得U＝hvB.通过导体的电流I＝nev·d·h.由U＝keq\f(IB,d)，有hvB＝eq\f(k·nev·d·h·B,d)，得k＝eq\f(1,ne).答案(1)低于(2)evB(3)eeq\f(U,h)(4)见解析11．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4Ω～5Ω.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，其他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1Ω)、直流电压表(内阻约5kΩ)、滑动变阻器(0～20Ω)、开关、导线若干．(1)在虚线框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小．(2)根据电路图，在如图所示的实物图上连线．(3)简要写出完成接线后的主要实验步骤．解析(1)为获得更多的数据，应使电压从