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2019-2020年高中物理 第4章 傳感器與現(xiàn)代社會 4.3 信息時代離不開傳感器課后訓(xùn)練 滬科版選修3-2 1.隨著生活質(zhì)量的提高，自動干手機已進入家庭，洗手后，將濕手靠近自動干手機，機內(nèi)的傳感器便驅(qū)動電熱器加熱，有熱空氣從機內(nèi)噴出，將濕手烘干。手靠近干手機能使傳感器工作，是因為(　　)。 A．改變了濕度 B．改變了溫度 C．改變了磁場 D．改變了電容 2．如圖所示的電路中，電源兩端的電壓恒定，L為小燈泡，R為光敏電阻，LED為發(fā)光二極管(電流越大，發(fā)出的光越強)，且R與LED距離不變，下列說法正確的是(　　)。 A．當(dāng)滑動觸頭P向左移動時，L消耗的功率增大 B．當(dāng)滑動觸頭P向左移動時，L消耗的功率減小 C．當(dāng)滑動觸頭P向右移動時，L消耗的功率可能不變 D．無論怎樣移動觸頭P，L消耗的功率都不變 3．如圖所示是一個測定液面高度的傳感器，在導(dǎo)線芯的外面涂上一層絕緣物質(zhì)，放在導(dǎo)電液體中，導(dǎo)電芯和導(dǎo)電液構(gòu)成電容器的兩極，把這兩極接入外電路，當(dāng)外電路中的電流變化說明電容器值增大時，導(dǎo)電液體的深度h是怎樣變化的(　　)。 A．深度h變大 B．深度h變小 C．深度h不變 D．無法確定 4．如圖所示，截面為矩形的金屬導(dǎo)體，放在磁場中，當(dāng)導(dǎo)體中通有電流時，導(dǎo)體的上、下表面的電勢的關(guān)系是(　　)。 A．UM＞UN B．UM＝UN C．UM＜UN D．無法判斷 5．電容式話筒的高保真度比動圈式話筒好，其工作原理如下圖所示，Z是絕緣支架，薄金屬膜M和固定電極N構(gòu)成電容器，被直流電源充電，當(dāng)聲波使膜片(音膜)振動時，電容發(fā)生變化，電路中形成變化的電流，當(dāng)音膜向右振動的過程中(　　)。 A．電容變小 B．電容變大 C．導(dǎo)線ab中有向左的電流 D．導(dǎo)線ab中有向右的電流 6．如圖所示，R3是光敏電阻，當(dāng)開關(guān)S閉合后在沒有光照時，a、b兩點等電勢。當(dāng)用光線照射電阻R3時(　　)。 A．R3的電阻變小，a點電勢高于b點電勢 B．R3的電阻變小，a點電勢低于b點電勢 C．R3的電阻變大，a點電勢高于b點電勢 D．R3的電阻變大，a點電勢低于b點電勢 7．電飯鍋工作時有兩種狀態(tài)：一種是鍋內(nèi)水燒干前的加熱狀態(tài)，另一種是鍋內(nèi)水燒干后的保溫狀態(tài)。如下圖所示是電飯鍋電路的示意圖，S是用感溫材料制造的開關(guān)，R1是電阻，R2是供加熱用的電阻絲。 (1)試判斷開關(guān)S接通時和斷開時，電飯鍋分別處于哪種工作狀態(tài)，說明你的理由。 (2)如果要使R2在保溫狀態(tài)時的功率是加熱狀態(tài)時的一半，應(yīng)是多大？ 8．用如圖所示的裝置可以測量汽車在水平路面上做勻加速直線運動的加速度。該裝置是在矩形箱子的前、后壁上各安裝一個由力敏電阻組成的壓力傳感器。用兩根相同的輕彈簧夾著一個質(zhì)量為2.0 kg的滑塊，滑塊可無摩擦滑動，兩彈簧的另一端分別接在傳感器A、B上，其壓力大小可直接從傳感器的液晶顯示屏上讀出?，F(xiàn)將裝置沿運動方向固定在汽車上，傳感器B在前，傳感器A在后。汽車靜止時，傳感器A、B的示數(shù)均為10 N(g取10 m/s2)。 (1)若傳感器A的示數(shù)為14 N，B的示數(shù)為6.0 N，求此時汽車的加速度大小和方向。 (2)當(dāng)汽車以怎樣的加速度運動時，傳感器A的示數(shù)為零？ 參考答案 1. 答案：D 解析：人是一種導(dǎo)體，可以和其他導(dǎo)體構(gòu)成電容器，手靠近干手機相當(dāng)于連接了一個電容器，故可以確認干手機內(nèi)設(shè)置有電容式傳感器，手靠近改變了電容。干手機也可以根據(jù)手的濕度來工作，但濕度易受環(huán)境的影響。 2. 答案：A 解析：分析電路，當(dāng)滑動觸頭P向左移時，通過LED的電流變大，光照增強，光敏電阻R變小，通過燈泡的電流變大，故L消耗的功率增大，故選A。 3. 答案：A 解析：電容器的電容與三個因素有關(guān)，分別是正對面積、極板間距離和介質(zhì)的介電常數(shù)，在這個傳感器中，介質(zhì)不變化，絕緣層厚度不變化，相當(dāng)于極板間距離不變化，唯一改變的是正對面積。由題意，電容變大就是電容器的正對面積增大了，也就是深度h變大了，選A。 4. 答案：A 解析：霍爾效應(yīng)形成的原因是帶電粒子在磁場中受到洛倫茲力作用，金屬導(dǎo)體中的載流子是電子，根據(jù)左手定則，電子受到向下的洛倫茲力作用，向N極運動，則M極剩下多余的正電荷，即UM＞UN，所以選項A正確。 5. 答案：BC 解析：當(dāng)音膜向右振動時，電容器極板間距離減小，電容變大，電容器將繼續(xù)被充電，因此ab中的電流方向為b到a。選項BC正確。 6. 答案：B 解析：當(dāng)用光照射電阻R3時，R3電阻減小，R3上電勢差減小，因此a點電勢降低，即a點電勢低于b點電勢。所以選項B正確。 7. 答案：(1)開關(guān)S閉合時，電飯鍋處于加熱狀態(tài)，開關(guān)S斷開時，電飯鍋處于保溫狀態(tài)　(2)0.414 解析：(1)開關(guān)S斷開時，電路中電阻R1、R2串聯(lián)，總電阻大，在電壓為定值的情況下，功率小，應(yīng)為保溫狀態(tài)；接通后把R1短路，加熱電阻R2在總電路上，功率大，為加熱狀態(tài)。 (2)由題意列方程：，解得：＝0.414。 8. 答案：(1)4.0 m/s2　方向向前　(2)10 m/s2　方向向左 解析：(1)如圖所示，依題意，左側(cè)彈簧對滑塊向右的推力F1＝14 N，右側(cè)彈簧對滑塊向左的推力F2＝6.0 N。 滑塊所受合力產(chǎn)生加速度a1，根據(jù)牛頓第二定律有F1－F2＝ma1得a1＝ m/s2＝4.0 m/s2。a1與F1同方向，即向前(向右)。 (2)a傳感器的讀數(shù)恰為0，即左側(cè)彈簧的彈力F′1＝0，因兩彈簧相同，左彈簧伸長多少，右彈簧就縮短多少。所以右彈簧的彈力變?yōu)镕′2＝20 N?；瑝K所受合力產(chǎn)生加速度，由牛頓第二定律得F合＝F′2＝ma2。 解得a2＝＝－10 m/s2。負號表示方向向后(向左)。