2024-2025版高中物理第六章传感器1传感器及其工作原理课时练习含解析新人教版选修3-2

PAGE4-传感器及其工作原理(20分钟·40分)一、选择题(本题共3小题,每题8分,共24分)1.(多选)数码相机和数码摄像机在人们生活中的应用越来越普遍。在数码摄像器材中,运用了一种新型的敏感元件,叫电荷耦合器(CCD),下列关于CCD的说法正确的是 ()A.它能将光信号转换成模拟电信号B.它能将模拟电信号转换为数字电信号C.它是一种硅半导体芯片,上面布有数百万个光敏元件D.它是一种硅半导体芯片,上面布有数百万个热敏元件【解析】选A、C。CCD是一种硅半导体芯片,上面布有数百万个光敏元件,每个光敏元件都把它所受到的光转换成相应量的电荷,于是整块CCD就把一幅图像的光信号转换成相应的模拟电信号,然后再通过转换器转换为数字信号,以便于计算机处理,故选项A、C正确。2.(多选)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入热水中,视察欧姆表的示数,下列说法中正确的是 ()A.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数改变较大的肯定是热敏电阻B.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数不改变的肯定是定值电阻C.用黑纸包住与不用黑纸包住相比,欧姆表示数改变较大的肯定是光敏电阻D.用黑纸包住与不用黑纸包住相比,欧姆表示数相同的肯定是定值电阻【解析】选A、C。热敏电阻的阻值随温度的改变而改变,定值电阻和光敏电阻的阻值不随温度发生改变,故A正确,B错误;光敏电阻的阻值随光照的改变而改变,而定值电阻和热敏电阻的阻值不随光照的改变而改变,故C正确,D错误。3.如图是视察电阻值随温度改变状况的示意图。现在把杯中的水由冷水变为热水,关于欧姆表的读数改变状况正确的是 ()A.假如R为金属热电阻,读数变大,且改变特别明显B.假如R为金属热电阻,读数变小,且改变不明显C.假如R为热敏电阻(用半导体材料制作),读数改变特别明显D.假如R为热敏电阻(用半导体材料制作),读数改变不明显【解析】选C。若为金属热电阻,温度上升后,电阻变大,读数改变不明显,选项A、B错误;若为热敏电阻,读数将明显改变,选项C正确、D错误。【加固训练】如图所示,由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的电路中,当闭合开关S后,小灯泡正常发光。若用酒精灯加热电阻丝时,发觉小灯泡亮度变暗,发生这一现象的主要缘由是 ()A.小灯泡的电阻发生了改变B.小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了改变C.电阻丝的电阻率随温度发生了改变D.电源的电压随温度发生了改变【解析】选C。温度上升,金属电阻丝电阻率增大,电阻增大,电路中电流减小,灯泡亮度减弱。故选项C正确。二、计算题(本题共1小题,共16分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)4.温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中,它是利用热敏电阻的阻值随温度改变而改变的特性工作的。在图甲中,电源的电动势E=9.0V,电源内电阻可忽视不计;G为小量程的电流表,电流表内阻RG保持不变;R为热敏电阻,其电阻值与温度的改变关系如图乙的R-t图线所示。闭合开关S。(1)当R的温度等于40℃时,电流表示数I1=2.25mA,求电流表内阻RG。(2)当电流表的示数I2=4.5mA时,求热敏电阻R的温度T。【解题指南】可由闭合电路欧姆定律可求得温度传感器电阻大小,从而确定温度。【解析】(1)由R-t图象得当t=40℃时,R=3500Ω,再由I1=,得RG=500Ω(2)I2=,代入数据得:R′=1500Ω从R-t图象可知,此时的温度是140℃答案:(1)500Ω(2)140(5分钟·10分)5.传感器是一种采集信息的重要器件,如图为测定压力的电容式传感器。将电容器、灵敏电流表(零刻度在中间)和电源串联成闭合电路,当压力F作用于可动膜片电极上时,膜片产生形变,引起电容的改变,导致灵敏电流表指针偏转。在对膜片起先施加恒定压力到膜片稳定后,灵敏电流表指针的偏转状况为(电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏) ()A.向右偏到某刻度后回到零刻度B.向左偏到某刻度后回到零刻度C.向右偏到某刻度后不动D.向左偏到某刻度后不动【解析】选A。两极板间电压不变,在压力F作用下,极板间距d减小,由C=知电容器电容C将增大,由Q=CU知Q增加,电容器充电,电流从电流表正接线柱流入,指针向右偏。当极板电荷量不变时,电路里没有电流,指针不再偏转,回到零刻度,选项A正确。【加固训练】(多选)如图所示为一种自动跳闸的闸刀开关,O是转轴,A是绝缘手柄,C是闸刀卡口,M、N接电源线,闸刀处于垂直纸面对里、磁感应强度B=1T的匀强磁场中,C、O间距离为10cm。当磁场力为0.2N时,闸刀开关会自动跳开。则要使闸刀开关能跳开,CO中通过的电流的大小和方向为 ()A.电流方向C→O B.电流方向O→CC.电流大小为2A D.电流大