高考物理一轮复习 第十三章 交变电流电磁场与电磁波 第4讲 实验 传感器的简单应用检测-人教版高三物理试题

第4讲实验：传感器的简单应用基础巩固1.唱卡拉OK用的话筒内有传感器,其中有一种是动圈式的,它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小线圈,线圈处于永磁体的磁场中,当声波使膜片前后振动时,就将声音信号转换为电信号。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2.传感器是一种采集信息的重要器件,如图是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路,当待测压力作用于膜片电极上时,下列说法中正确的是()①若F向下压膜片电极,电路中有从a到b的电流;②若F向下压膜片电极,电路中有从b到a的电流;③若F向下压膜片电极,电路中不会有电流产生;④若电流表有示数,说明压力F发生变化;⑤若电流表有示数,说明压力F不会发生变化。A.②④ B.①④ C.③⑤ D.①⑤3.关于传感器工作的一般流程,下列说法中正确的是()A.非电学量→敏感元件→转换电路→电学量→转换元件B.电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量C.非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量D.非电学量→转换电路→转换元件→敏感元件→电学量4.如图所示为电容式传感器部分构件的示意图。当动片(实线图)和定片(虚线图)之间正对扇形区的圆心角的角度θ发生变化时,电容C便发生变化,图中能正确反映C和θ间函数关系的是()5.电流传感器可以像电流表一样测量电流,它的优点是反应非常快,可以捕捉到瞬间的电流变化,还可以与计算机相连,能在很短的时间内画出电流随时间的变化图像。按图甲连接电路,提供8V直流电源,先使开关S与1相连,电源向电容器充电,这个过程可在瞬间完成,然后把开关S掷向2,电容器放电,传感器将电流信息传入计算机,屏上显示出电流随时间变化的I-t曲线,如图乙所示。(1)图乙中画出的竖直狭长矩形(图乙最左端),它的面积表示的物理意义是;

(2)估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量是C;

(3)根据以上数据估算,电容器的电容是F。

综合提能1.如图甲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,下板为待测物体,在两极板间电压恒定的条件下,极板上所带电荷量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Q=btA.①和③ B.①和④ C.②和③ D.②和④2.现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,要求当热敏电阻的温度达到或超过60℃时,系统报警。提供的器材有:热敏电阻,报警器(内阻很小,流过的电流超过Ic时就会报警),电阻箱(最大阻值为999.9Ω),直流电源(输出电压为U,内阻不计),滑动变阻器R1(最大阻值为1000Ω),滑动变阻器R2(最大阻值为2000Ω),单刀双掷开关一个,导线若干。在室温下对系统进行调节。已知U约为18V,Ic约为10mA;流过报警器的电流超过20mA时,报警器可能损坏;该热敏电阻的阻值随温度升高而减小,在60℃时阻值为650.0Ω。(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线。(2)电路中应选用滑动变阻器(填“R1”或“R2(3)按照下列步骤调节此报警系统:①电路接通前,需将电阻箱调到一固定的阻值,根据实验要求,这一阻值为Ω;滑动变阻器的滑片应置于(填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是。

②将开关向(填“c”或“d”)端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直至。

(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变,将开关向另一端闭合,报警系统即可正常使用。答案精解精析基础巩固1.B当声波使膜片前后振动时,带动处于永磁体的磁场中的线圈切割磁感线,穿过线圈的磁通量发生改变,产生感应电流,从而将声音信号转变为电信号。可见利用的是电磁感应原理。2.A当向下压时,因为C=εrS4π3.C传感器工作的一般流程为:非电学量被敏感元件感知,然后通过转换元件转换成电信号,再通过转换电路将此信号转换成易于传输或测量的电学量,因此A、B、D错,C对。4.D当角度θ发生变化时,极板正对面积发生变化,S=πr2θ2π=r22θ,又C=εrS5.答案(1)电容器0.1s内放电的电荷量(2)6.08×10-3(6.00×10-3、6.16×10-3)(3)7.6×10-4(7.5×10-4、7.7×10-4)解析(1)因为q=It,所以I-t图线与t轴所围“面积”表示电荷量q。(2)图线与t轴所围的“面积”有76个格(或75、77个格),所以电荷量为76×0.2×0.4×10-3C=6.08×10-3C(6.00×10-3、6.16×10(3)电容器充电的电压U等于电源电动势E=8V,由C=QU得C=7.6×10-4F(7.5×10-4、7.7×10综合提能1.C平行板电容器间电压恒定,板间场强E=Ud=QCd=QεrS4πkdd=2.答案(1)连线如图所示(2)R2(3)①650.0b接通电源后,流过报警器的电流会超过20mA,报警器可能损坏②c报警器开始报警解析(1)见答案。(2)由R=U