高中物理选修二5.1常见传感器的工作原理练习3（含答案）

鲁科版（2019）高中物理（选择）必修第二册5.1常见传感器的工作原理同步练习一、多选题1．如图所示，边长为L不可形变的正方形导线框内有半径为r的圆形磁场区域，其磁感应强度B随时间t的变化关系为B=kt（常量k>0）．回路中滑动变阻器R的最大阻值为2R0，滑片P位于滑动变阻器中央，定值电阻R1=R2=R0，电容器与R2并联.闭合开关S，电压表的示数为U，不考虑虚线MN右侧导体的感应电动势，则A．正方形导线框中的感应电动势为kL2B．电容器的a极板带负电C．R2两端的电压为U/5D．滑动变阻器R的热功率为电阻R2的5倍2．.如图为握力器原理示意图，握力器把手上的连杆与弹簧一起上下移动，握力的大小可通过特定的换算关系由电流表的示数获得．当人紧握握力器时，如果握力越大，下列判断正确的有（）A．电路中电阻越大B．电路中电阻越小C．电路中电流越小D．电路中电流越大3．如图是利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的示意图。R是光敏电阻，R0是保护定值电阻，日光充足时，电磁继电器把衔铁吸下，GH接入电路，太阳能电池板给蓄电池充电，光线不足时，衔铁被弹簧拉起，与EF接入电路，蓄电池给LED路灯供电，路灯亮起，下列关于该电路分析正确的是（）A．该光敏电阻阻值随光照强度增大而减小B．增加电电动势可以增加路灯照明时间C．并联更多的LFD路灯可延长每天路灯照明时间D．增大保护电阻R0阻值可延长每天路灯照明时间4．如图所示，为A、B两电阻的伏安特性曲线，关于两电阻的描述正确的是()A．电阻A的电阻随电流的增大而增大，电阻B阻值不变B．在两图线交点处，电阻A的阻值大于电阻BC．在两图线交点处，电阻A的阻值等于电阻BD．在两图线交点处，电阻A的阻值小于电阻B5．利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域．下图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差UCD．下列说法中正确的是A．电势差UCD仅与材料有关B．若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差UCD<0C．仅增大磁感应强度时，电势差UCD可能不变D．霍尔元件是能够把磁感应强度这一磁学量转换为电压这一电学量的传感器二、单选题6．下列说法中正确的是（

）A．电饭锅张的热敏元件是光敏电阻B．温度传感器中测温元件是热敏电阻C．电熨斗中的敏感元件是应变片D．电子秤中的敏感元件是双金属片7．关于多用电表的说法，正确的是（）A．测量电阻时，如果指针偏转过大，则将选择开关拨至倍率较小的挡位后即可测量B．测电阻时应将待测电阻与其它元件断开，为使表笔与待测电阻两端接触良好，可用双手同时捏紧两表笔的金属部分C．使用完毕，应将选择开关置于OFF挡或交流电压最高挡D．与表内电负极相连接的是黑表笔8．半导体材料制成的光敏电阻，光照强度增大电阻变小；如图所示，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，U为R2两端的电压，I为流过R2的电流，下图反映物理量间的关系可能正确的是A． B．C． D．9．用图示装置可以检测霍尔效应．利用电磁铁产生磁场，电流表检测输入霍尔元件的电流，电压表检测元件输出的电压，已知图中的霍尔元件是半导体，与金属导体不同，它内部形成电流的“载流子”是空穴，空穴可视为能自由移动的带正电的粒子，图中的1、2、3、4是霍尔元件上的四个接线端，当开关S1、S2闭合后，电流表A和电表B、C都有明显示数，下列说法中正确的是A．电表B为电压表，电表C为电流表B．接线端4的电势低于接线端2的电势C．若增大R1，则电压表示数增大D．若增大R2，则电压表示数减小10．在图示电路中，二氧化锡半导体型酒精气体传感器的电阻值r′与酒精气体的浓度c成反比，其余电阻是定值电阻，那么，电压表的示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是A．U越大，表示c越小，c与U成反比B．U越大，表示c越小，但是c与U不成反比C．U越大，表示c越大，c与U成正比D．U越大，表示c越大，但是c与U不成正比11．交通警察用酒精测试仪对涉嫌违章驾驶员进行现场酒精测试．酒精测试仪利用的是以下哪种传感器（

）A．声音传感器 B．气体传感器 C．力传感器 D．光传感器参考答案与试题解析1．BCD【解析】根据法拉第电磁感应定律，导线框中产生的感应电动势为：，所以A错误；由B=kt（常量k>0）知，磁感应强度增大，根据楞次定律可知导线框中感应电流的方向为逆时针，可知b板带正电，A板带负电，B正确；由图知，外电路的连接是R2与滑动变阻器的右边一半并联，然后与R1、滑动变阻器左边部分串联，外电路总电阻为5R0/2，总电压为U，根据串联电路的分压规律可求R2两端的电压为U/5，C正确；由题意知滑动变阻器与R2并联部分的电阻阻值与R2相等都是R0，所以消耗的功率相同为P，滑片左边部分阻值也是R0，但电流是R2的2倍，根据P=I2R可知，其功率是R2的4倍，即为4P，所以滑动变阻器消耗的功率为5P，是R2消耗功率的5倍，故D正确．2．BD【解析】由图看出，握力越大，变阻器接入电路的电阻越小，外电路的总电阻越小，故B正确，A错误；根据闭合电路欧姆定律可知，电路中电流越大．故D正确，C错误．所以BD正确，AC错误．3．AD【解析】A．当电磁继电器内电流大，衔铁被吸下来，蓄电池开始充电。当电流小时衔铁拉与EF接触，蓄电池给LED路灯供电，根据闭合电路欧姆定律，当日光充足时光敏电阻R减小，电流大，衔铁被吸下来，该光敏电阻阻值随光照强度增大而减小，故A正确；B．电动势增大，电阻不变情况下，电流增大，减少了光照时间，故B错误；C．LED灯的盏数不影响控制电路，考虑蓄电池容量一定，可能减少照明时间，故C错误；D．增大保护电阻，减小了电流，增大了照明时间，故D正确。故选AD。4．AC【考点】本题考查伏安特性曲线的应用，要注意明确UI图象中图象的斜率表示电阻；斜率变大时，电阻增大．但是求解某一电压下的电阻时要用欧姆定律求解．【解析】由图可知，电阻A的图象的斜率越来越大，故A的电阻随电流的增大而增大，电阻B阻值不变，故A正确；两图象的交点处，电流和电压均相同，则由欧姆定律可知，两电阻的阻值大小相等，故C正确，BD错误；故选AC．5．BD【考点】解决本题的关键知道霍尔元件中移动的是自由电子，以及自由电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡．【解析】在霍尔元件中，移动的是自由电子，根据左手定则判断出电子所受洛伦兹力方向，从而知道两侧面所带电荷的电性，即可知道C、D两侧面会形成电势差UCD的正负．CD间存在电势差，之间就存在电场，电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，根据平衡推导出电势差UCD与什么因素有关.【详解】A、根据题意，磁感应度垂直于霍尔元件的工作面向下，电流方向如题图所示，设霍尔元件的长宽高分别为a、b、c，则有，I=nqvS=nqvbc，则，n由材料决定，故UCD与材料有关；UCD还与厚度c成反比，与宽b无关，同时还与磁场B与电流I有关，故A错误；B、若霍尔元件的载流子是自由电子，自由电子受到的洛伦兹力方向指向C侧，则自由电子受到的电场力应该指向D侧，电场CD内电场方向应该指向C，所以C端电势较低，故B正确；C、由可知，仅增大磁感应强度，电势差增大，故C错误；D、霍尔元件是能够把磁感应强度这一磁学量转换为电压这一电学量的传感器，故D正确.故选BD.6．B【解析】电饭锅中的敏感元件是温度传感器，温度传感器能够将温度转化为电学量，即感知温度变化，此传感器有热敏电阻、金属热电阻，A错误；温度传感器中测温元件是热敏电阻，阻值一定随温度的变化而变化，B正确；电熨斗中的敏感元件是温度传感器，通常为双金属片，C错误；电子秤中的敏感元件是力传感器，通常为应变片，D错误．7．C【解析】A．测量电阻时，如果指针偏转过大，则将选择开关拨至倍率较小的挡位后，需要重新进行欧姆调零后再进行测量，A错误；B．测电阻时应将待测电阻与其它元件断开，为使表笔与待测电阻两端接触良好，不可用双手同时捏紧两表笔的金属部分，因为人体本身也是一个电阻，用双手捏住后，相当测该电阻与人的并联阻值，B错误；C．使用完毕，应将选择开关置于OFF挡或交流电压最高挡，C正确；D．根据红进黑出的规律可知，与表内电负极相连接的是红表笔，D错误。故选C。8．C【解析】随光照强度的增加，R3电阻减小，则总电阻减小，总电流变大，即R2的电流I变大，R2两端的电压U变大，故选项C正确，ABD错误.9．D【解析】A项：B表为测量通过霍尔元件的电流，C表测量霍尔电压，所以电表B为电流表，电表C为电压表，故A错误；B项：由安培定则可知，磁场方向向上，通过安霍尔元件的电流由1流向接线端3，由左手定则可知，正电的粒子偏向接线端4，所以接线端4的电势高于接线端2的电势，故B错误；C项：若增大R1，电磁铁中的电流减小，产生的磁场减小，由公式可知，电压表示数减小，故C错误；D项：若增大R2，流过霍尔元件的电流减小，由公式可知，电压表示数减小