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2019-2020年高中物理 第3章 傳感器 1 傳感器自我小測 教科版選修3-2 1．傳感器可將非電學量轉(zhuǎn)化為電學量，起自動控制作用，如計算機鼠標中有位移傳感器，電飯煲中有溫度傳感器，電視機、錄像機、影碟機、空調(diào)機中有光電傳感器……演示位移傳感器的工作原理如圖所示，物體M在導軌上平移時，帶動滑動變阻器的滑動觸頭滑動，通過電壓表顯示的數(shù)據(jù)來反映物體位移的大小，假設(shè)電壓表是理想的，則下列說法正確的是（　?。? A．物體M運動時，電源內(nèi)的電流會發(fā)生變化 B．物體M運動時，電壓表的示數(shù)會發(fā)生變化 C．物體M不動時，電路中沒有電流 D．物體M不動時，電壓表沒有示數(shù) 2．在如圖所示的電路中，開關(guān)S是閉合的，現(xiàn)增大電容器A、B兩極板間距，則下列說法正確的是（　　）． A．電容器的電容將增大，帶電荷量增加 B．電容器的電容將減小，帶電荷量增加 C．電容器的電容將不變，帶電荷量也不變 D．電容器的電容將減小，帶電荷量不變 3．如圖所示是一個測定液面高度的傳感器，在導線芯的外面涂上一層絕緣物質(zhì)，放在導電液體中，導線芯和導電液構(gòu)成電容器的兩極．把這兩極接入外電路，當外電路中的電流變化顯示電容值增大時，則導電液體的深度h變化為（　?。? A．h增大　　　　　　　　　B．h減小 C．h不變 　　　　　　　　D．無法確定 4．有一電學元件，溫度升高時電阻卻大幅度減小，則這種元件可能是（　?。? A．金屬導體 　　　　　　　 B．絕緣體 C．半導體 　　　　　　　　 D．超導體 5．壓敏電阻的阻值會隨所受壓力的增大而減?。煌瑢W利用壓敏電阻設(shè)計了判斷升降機運動狀態(tài)的裝置，如圖甲所示，將壓敏電阻平放在升降機內(nèi)，受壓面朝上，在上面放一物體m，升降機靜止時電流表示數(shù)為I0．某過程中電流表的示數(shù)如圖乙所示，則在此過程中（　?。? A．物體處于失重狀態(tài) B．物體處于超重狀態(tài) C．升降機一定向上做勻加速運動 D．升降機可能向下做勻減速運動 6．如圖所示是電阻式溫度計，一般是利用金屬鉑做的，已知鉑絲的電阻隨溫度的變化情況，測出鉑絲的電阻就可以知道其溫度．這實際上是一個傳感器，它是將________轉(zhuǎn)化為________來進行測量的． 7．車床在工作時是不允許將手隨便接近飛轉(zhuǎn)的工件的，為了防止出現(xiàn)事故，設(shè)計了下面的光電自動制動安全電路，圖中的A為車床上的電動機；B為隨電動機高速轉(zhuǎn)動的工件；C為光源，它發(fā)出的光照到光敏電阻D上；E為電磁鐵；F為銜鐵；G為電源；H為彈簧．只要手不小心靠近了工件，機器就自動停轉(zhuǎn)，請簡述其工作原理． 8．某學生為測量一個物體的質(zhì)量，找到一個力電轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力（比例系數(shù)為k），如圖所示，測量時先調(diào)節(jié)輸出端的電壓，使轉(zhuǎn)換器空載時的輸出電壓為0；而后在其受壓面上放一物體，即可測得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓U． 現(xiàn)有下列器材：力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為m0的砝碼、電壓表、滑動變阻器、干電池各一個，開關(guān)及導線若干，待測物體（可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上）． 請完成對該物體質(zhì)量的測量： （1）設(shè)計一個電路，要求力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào)．并且使調(diào)節(jié)范圍盡可能大，畫出這一完整的電路（包括力電轉(zhuǎn)換器在內(nèi)）． （2）簡要說明測量步驟，求出比例系數(shù)k，并測出待測物體的質(zhì)量m． （3）設(shè)想實驗可能會出現(xiàn)的問題． 參考答案 1答案：B 2答案：D　解析：當增大電容器A、B極板間距時，由知，其電容將減小，而電容器兩極板間電壓一定，由Q＝CU知，電容器的帶電荷量應減小，但由于二極管的單向?qū)щ娦?，其反向電阻無窮大，可認為斷電，故阻止了正負電荷的中和，故其帶電荷量不變． 3答案：A　解析：由題意知，導線芯和導電液體構(gòu)成電容器的兩極，類似于平行板電容器的兩極．當液面高度發(fā)生變化時相當于兩極正對面積發(fā)生變化，會引起電容的變化．與平行板電容器類比可得，導電液體深度h增大時，導線芯和導電液體正對面積增大，電容器的電容值變大． 4答案：C　解析：金屬導體溫度升高時電阻增加；絕緣體溫度升高時一般仍為絕緣體；對于超導體，在其臨界溫度以下，溫度升高電阻不變?yōu)榱悖哂谂R界溫度，溫度升高電阻往往增加；半導體材料受到光照或者溫度升高時，會有更多的電子獲得能量成為自由電子，同時也形成更多的空穴，于是導電性能明顯增強，電阻卻大幅度減?。? 5答案：BD　解析：因為壓敏電阻的阻值會隨所受壓力的增大而減小，由題圖乙知，電流大于靜止時的電流且穩(wěn)定，故壓力增大，物體處于超重狀態(tài)，選項B、D正確． 6答案：溫度　電阻 解析：金屬鉑的電阻率隨溫度的變化而變化，根據(jù)可知，測出鉑絲的電阻就可以知道其溫度．可見此傳感器是將溫度轉(zhuǎn)化為電阻來進行測量的． 7答案：見解析 解析：當手在C、D間靠近工件時，遮擋住由C射向光敏電阻的光，光敏電阻的阻值迅速變大，電路中的電流減小，使電磁鐵磁性減弱而放開銜鐵，造成電動機斷路，使工件停轉(zhuǎn)以保證安全． 8答案：見解析 解析：（1）設(shè)計的電路如圖所示 （2）測量步驟與結(jié)果如下： ①閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)變阻器的滑片P，使力電轉(zhuǎn)換器的輸出電壓為零． ②將質(zhì)量為m0的砝碼放在力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上，記下此時的輸出電壓U0． ③取下砝碼，將待測物體放在力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上，記下此時的輸出電壓U． 由以上測量可求出比例系數(shù)k及待測物體的質(zhì)量m． 因為U0＝km0g，所以有 又由于U＝kmg，所以待測物體的質(zhì)量為． （3）實驗中可能會出現(xiàn)的問題有： ①因電源電壓太小而輸出電壓調(diào)不到零． ②待測物體的質(zhì)量超過此力電轉(zhuǎn)換器的量程．