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1、
主題四 傳感器
章末檢測
(時間:50分鐘 滿分:100分)
一、選擇題(本題共10小題,每小題7分,共70分。1~6題為單項選擇題,7~10題為多項選擇題。)
1.光電式感煙探測器(簡稱煙感器)由光源、光電元件和電子開關(guān)組成。利用光散射原理對火災(zāi)初期產(chǎn)生的煙霧進(jìn)行探測,并及時發(fā)出報警信號。該報警器利用的傳感器是( )
A.力傳感器 B.聲傳感器
C.位移傳感器 D.光傳感器
答案 D
2.有一種在光照或溫度升高時排氣扇都能啟動的自動控制裝置,下列說法正確的是( )
A.兩個傳感器都是光電傳感器
B.兩個傳感器分別是光電傳感器和溫度傳感器
C.兩個傳感器可能分
2、別是溫度傳感器、電容式傳感器
D.只有光照和溫度都適合時排氣扇才能工作
解析 題中提到有光照或溫度升高時排氣扇都能自動控制,由此可見兩個傳感器一個是光電傳感器,一個是溫度傳感器,而且排氣扇自動工作只需光照或溫度一個條件滿足即可,選項A、C、D錯誤,B正確。
答案 B
3.如圖1所示是某種汽車上的一種自動測定油箱內(nèi)油面高度的裝置。R是滑動變阻器,它的金屬滑片是杠桿的一端,從油量表(由電流表改裝而成)指針?biāo)傅目潭龋涂梢灾烙拖鋬?nèi)油面的高度,當(dāng)滑動變阻器的金屬滑片向下移動時,則( )
圖1
A.電路中的電流減小,油箱油面降低
B.電路中的電流減小,油箱油面升高
C.電路中的
3、電流增大,油箱油面降低
D.電路中的電流增大,油箱油面升高
解析 當(dāng)油箱油面升高時,由于浮力作用使金屬滑片向下移動,回路電阻減小,電流增大,故選項D正確。
答案 D
4.如圖2所示的電路可將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號,該電路中右側(cè)固定不動的金屬板b與能在聲波驅(qū)動下沿水平方向振動的鍍有金屬層的振動膜a構(gòu)成一個電容器,a、b通過導(dǎo)線與恒定電源兩極相接,若聲源S做簡諧運動,則( )
圖2
A.a振動過程中,a、b板間的電場強度不變
B.a振動過程中,a、b板所帶電荷量不變
C.a振動過程中,靈敏電流計中始終有方向不變的電流
D.a向右的位移最大時,a、b板所構(gòu)成的電容器的電容最大
4、
解析 由于平行板電容器兩極板與電源兩極相連接,因此兩極板間的電壓U保持不變,根據(jù)場強E=,C=可判斷,選項A錯誤,D正確;再由Q=CU可知,選項B錯誤;由于Q變化,使電容器出現(xiàn)充電、放電現(xiàn)象,則電流計中電流方向不斷變化,選項C錯誤。
答案 D
5.如圖3所示,電路中RT為熱敏電阻,當(dāng)溫度升高時,RT阻值變小。R1和R2為定值電阻。開關(guān)S閉合后,RT的溫度升高,則下列物理量中變小的是( )
圖3
A.通過RT的電流
B.通過R1的電流
C.通過R2的電流
D.電容器兩極板間的電場強度
解析 開關(guān)S閉合后,RT的溫度升高,RT阻值變小,電路中總電阻變小,總電流增大,通過R1
5、的電流增大,U1=IR1增大,U2=E-I(r+R1)減小,通過R2的電流減小,通過RT的電流增大,電容器兩極板間的電壓增大,板間的電場強度增大,選項C正確。
答案 C
6.氧化錫傳感器主要用于汽車尾氣中一氧化碳濃度的檢測,它的電阻隨一氧化碳濃度的變化而變化。在如圖4甲所示的電路中,不同的一氧化碳濃度對應(yīng)著傳感器的不同電阻,這樣,電壓表的指針位置就與一氧化碳濃度有了對應(yīng)關(guān)系,觀察電壓表指針就能判斷一氧化碳濃度是否超標(biāo)。有一種氧化錫傳感器,其技術(shù)資料中給出的是電導(dǎo)(即電阻的倒數(shù))——CO濃度曲線,如圖乙所示。在下列表示一氧化碳濃度c與電壓表示數(shù)U0之間關(guān)系的圖象正確的是( )
圖4
6、
解析 U0=IR0=,一氧化碳濃度c增大,電導(dǎo)增大,電阻R傳減小,U0增大,但不是正比關(guān)系。選項A正確,B、C、D錯誤。
答案 A
7.下列說法正確的是( )
A.金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性好,但靈敏度差
B.熱敏電阻是把熱量這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量
C.電熨斗中的雙金屬片是溫度傳感器
D.霍爾元件是能夠把磁感應(yīng)強度這一磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這一電學(xué)量的傳感器
解析 熱敏電阻是把溫度這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)化為電阻這個電學(xué)量,故選項B錯誤,A、C、D正確。
答案 ACD
8.如圖5所示,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
7、LED相距不變,下列說法正確的是( )
圖5
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消耗的功率減小
D.無論怎樣移動觸頭P,L消耗的功率都不變
解析 電源電壓恒定,也就是說,并聯(lián)電路兩端的電壓恒定,當(dāng)滑動觸頭向左移動時,發(fā)光二極管發(fā)光變強,光敏電阻的阻值變小,所以電流變大,則L的功率變大。
答案 AC
9.(2017·河南安陽期末)如圖6所示,電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,R1為定值電阻,R2為光敏電阻,光強增大時,R2的阻值減小,R3為滑動變阻器,平行板電容器與定值電阻R1并聯(lián),閉合開關(guān),下
8、列判斷正確的是( )
圖6
A.僅增加光照強度時,電容器所帶電荷量將減小
B.僅減弱光照強度時,電源的輸出功率一定減小
C.僅將滑動變阻器的滑片向上移動時,電容器貯存的電場能將減小
D.僅將滑動變阻器的滑片向下移動時,電源的效率將增大
解析 增加光照強度,則R2電阻變小,總電阻變小,總電流變大,電源內(nèi)阻分壓變大,路端電壓變小,則通過R3的電流變小,通過R1的電流變大,則R1的分壓變大,電容器電壓變大,帶電荷量增加,選項A錯誤;減弱光照強度,R2電阻變大,電源的輸出功率由內(nèi)、外電阻關(guān)系決定,因其大小關(guān)系不確定,所以不能判斷電源輸出功率的變化,選項B錯誤;滑動變阻器的滑片向上移動
9、時,外電阻變小,路端電壓變小,則電容器的電壓變小,貯存的電場能減小,選項C正確;滑動變阻器的滑片向下移動時,電阻增大,外電阻增大,路端電壓增大,則電源效率增大,選項D正確。
答案 CD
10.如圖7所示是霍爾元件的工作原理示意圖,如果用d表示薄片的厚度,k為霍爾系數(shù),對于一個霍爾元件d、k為定值,如果保持I恒定,則可以驗證UH隨B的變化情況。以下說法正確的是(工作面是指較大的平面)( )
圖7
A.將永磁體的一個磁極逐漸靠近霍爾元件的工作面,UH將變大
B.在測定地球兩極的磁場強弱時,霍爾元件的工作面應(yīng)保持水平
C.在測定地球赤道上的磁場強弱時,霍爾元件的工作面應(yīng)保持水平
10、D.改變磁感線與霍爾元件工作面的夾角,UH將發(fā)生變化
解析 將永磁體的磁極逐漸靠近霍爾元件的工作面時,B增大,I恒定,由公式UH=知UH將變大,選項A正確;地球兩極的磁場方向在豎直方向上,所以霍爾元件的工作面應(yīng)保持水平,使B與工作面垂直,選項B正確;地球赤道上的磁場沿水平方向,只有霍爾元件的工作面在豎直方向且垂直于南北時,B才與工作面垂直,選項C錯誤;改變磁感線與霍爾元件工作面的夾角,B在垂直工作面方向上的大小發(fā)生變化,UH將發(fā)生變化,選項D正確。
答案 ABD
二、非選擇題(共2小題,共30分)
11.(15分)現(xiàn)有熱敏電阻、電爐絲、電源、電磁繼電器、滑動變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線若干。如圖
11、8所示,試設(shè)計一個溫控電路,要求溫度低于某一值時,電爐絲自動通電供熱,高于另一值時,又可以自動斷電,面出電路圖并說明工作過程。
圖8
解析 電路圖如圖所示,閉合開關(guān)S1,當(dāng)溫度低于設(shè)定值時,熱敏電阻阻值大,通過電磁繼電器的電流不能使它工作,S2接通,電爐絲加熱。當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值時,熱敏電阻減小到某值,通過電磁繼電器的電流達(dá)到工作電流,S2斷開,電爐絲斷電,停止加熱。當(dāng)溫度低于設(shè)定值時,又重復(fù)前述過程。
答案 見解析
12.(15分)有一種角速度計可以測量航天器的轉(zhuǎn)動角速度,其結(jié)構(gòu)如圖9所示,角速度計固定在待測裝置上,元件A可在光滑桿上滑動,靜止時,電壓輸出剛好為零。當(dāng)裝置繞豎直軸OO′轉(zhuǎn)動時,元件A在光滑桿上發(fā)生位移并輸出電壓信號,成為航天器制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源。已知A的質(zhì)量為m,彈簧的勁度系數(shù)為k,自然長度為l0,電源的電動勢為E,滑動變阻器B總長度為l,當(dāng)系統(tǒng)以角速度ω轉(zhuǎn)動時,求U與ω的函數(shù)關(guān)系。
圖9
解析 當(dāng)系統(tǒng)以角速度ω轉(zhuǎn)動時,對元件A,彈簧彈力提供做圓周運動的向心力為kx=mω2(l0+x)
電壓表的讀數(shù)U=E
解得U與ω的函數(shù)關(guān)系為U=
當(dāng)x=l時,U=E,ω=
上式成立的條件是:ω≤
答案 U=(ω≤)
7