1、课时作业 14 传感器的应用(A)时间 ：45 分钟 分值： 100 分一、选择题(88 分64 分)1下列器件不是应用温度传感器的是( )A电熨斗 B话筒C电饭锅 D测温仪解析：电熨斗、电饭锅和测温仪都是把非电学量温度转换为电学量，都要使用温度传感器话筒把非电学量声音转换为电学量，不使用温度传感器答案：B2有一电学元件，温度升高时电阻却大幅度减小，则这种元件可能是( )A金属导体 B绝缘体C半导体 D超导体解析：金属导体温度升高时电阻增加；绝缘体温度升高时电阻保持绝缘；对于超导体，在其临界温度以下，温度升高电阻不变，为零，高于临界温度，温度升高电阻往往增加；半导体材料受到光照或者温度升高时，
2、会有更多的电子获得能量成为自由电子，同时也形成更多的空穴，于是导电性能明显增强，电阻却大幅度减小答案：C3如图是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压 U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在电路中的其他量发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是容器两板间的( )A距离变化 B正对面积变化C介质变化 D电压变化解析：这个声电传感器又可归到电容传感器中对着话筒说话时，振动膜前后振动，则金属层和金属板间距离改变，
3、即电容器两极板间距改变，故 导致电容变化的原因可能是容器两极板间的距离变化答案：A4传感器是一种采集信息的重要器件如图所示是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力 F 作用于可动膜片电极时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路，那么( )A当 F 向上压膜片电极时，电容将减小B当 F 向上压膜片电极时，电容将增大C若电流计有示数，则压力 F 发生变化D若电流计有示数，则压力 F 不发生变化答案：BC5计算机键盘是由两片金属切片组成的小电容器该电容器的电容可用公式 C 计算，式中 910 12 ，S 为金属片的正对面Sd积，d 表示两金属片间距当键被按下时，
4、此电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测出哪个键被按下了，从而给出相应的信号设每个金属片的正对面积为 50 mm2，键未按下时的金属片间距为 0.6 mm.如果电容变化 0.25 pF，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少需要被按下( )A0.15 mm B0.25 mmC0.35 mm D0.45 mm答案：A6吉他以其独特的魅力吸引了众多音乐爱好者，电吉他与普通吉他不同的地方是它的每一根琴弦下面安装了一种叫做“拾音器”的装置。能将琴弦的振动转换为电信号，电信号经扩大器放大，再经过扬声器就能播出优美的音乐声。如图所示是拾音器的结构示意图，多匝线圈置于永久磁铁与钢制的琴弦(电吉他不
5、能使用尼龙弦)之间，当弦沿着线圈振动时，线圈中就会产生感应电流，以下说法正确的是( )A琴弦振动时，线圈中产生的感应电流是恒定的B琴弦振动时，线圈中产生的感应电流大小变化，方向不变C琴弦振动时，线圈中产生的感应电流大小不变，方向变化D琴弦振动时，线圈中产生的感应电流大小和方向都会发生变化解析：琴弦振动时，带动线圈在磁场中振动，线圈中产生交流电，感应电流大小和方向都会发生变化答案：D7温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的如图甲所示，电源的电动势 E9 V，内阻不计；G 为灵敏电流表，内阻 Rg 保持不变；R 为热敏电阻，其电阻阻值与温度
6、的变化关系如图乙所示闭合开关 S，当 R 的温度等于 20 时，电流表示数 I12 mA；当电流表的示数 I23.6 mA 时，热敏电阻的温度是( )A60 B80 C100 D120 解析：在 20 时， E(R gR 1)I1，即 Rg500 ，在 t 时，E (RgR 2)I2，即 9 (500R 2)3.6103 ，解得 R22000 ，从题图乙中可看出此时 t120 ，故选 D.答案：D8如图所示为一种自动跳闸的闸刀开关，O 是转动轴，A 是绝缘手柄，C 是闸刀卡口，M、N 接电源线，闸刀处于垂直纸面向里、B 1 T 的匀强磁场中， CO 间距离为 10 cm，当磁场力为 0.2 N
7、 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 CO B电流方向 OCC电流大小为 1 A D电流大小为 0.5 A解析：闸刀开关 CO 是导体，当有电流通过它时，因为它与磁场垂直，因此会受到安培力的作用，由左手定则知只有电流方向 OC才能打开闸刀开关，故 B 选项正确；由题意可得，要打开闸刀开关，需使磁场力 F 安 0.2 N BIl，由此得 I2 A，即要使 闸刀开关能跳开，必须对 CO 通以 2 A 的电流答案：B二、非选择题(312 分36 分)9用如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上做直线运动的加速度该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安
8、装一个由力敏电阻组成的压力传感器用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为 2.0 kg 的滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器 a、b 上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器 b 在前，传感器 a 在后汽车静止时，传感器 a、b 的示数均为 10 N(g 取 10 m/s2)(1)若传感器 a 的示数为 14 N、b 的示数为 6.0 N，求此时汽车的加速度大小和方向(2)当汽车以怎样的加速度运动时，传感器 a 的示数为零解析：(1)如图 所示，依题意：左侧弹簧对滑块向右的推力 F114 N，右侧弹簧对滑块向左的推力 F26.0 N.滑块所受合力
9、产生加速度 a1，根据牛顿第二定律有F1 F2ma 1，解得 a14 m/s 2，与 F1同方向，即向前 (向右)(2)a 传 感器的 读数恰为零，即左侧弹簧的弹力 F 10，因两弹簧相同，左弹簧伸长多少，右弹簧就缩短多少，所以右弹簧的弹力变为 F 220 N滑块所受合力产生加速度，由牛顿第二定律得F 2 ma2，解得 a2 10 m/s2，方向向左10磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为 .式中 B 是磁感应强度， 是磁导率，在空气中 为已B22知常数为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度 B，一学生用一根端面面积为 A 的条形磁铁吸住一相同面积的铁片 P，再用
10、力将铁片与磁铁拉开一段微小距离 l，并测出拉力 F，如图所示因为 F 所做的功等于间隙中磁场的能量，试推导磁感应强度 B与 F、 A 之间的关系解析：在用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离 l 的过程中，拉力 F 可 认为 不变，因此， F 所做的功 WFl .以 表示间隙中磁场的能量密度， 则间隙中磁 场的能量E Al.由 题给条件得 ，故 E AlB22 B22因为 F 所做的功等于间隙中磁场的能量，即 WE ，故有 FlAl，解得 B .B22 2FA11在科技活动中某同学利用自制的电子秤来称量物体的质量，如图所示为电子秤的原理图，托盘和弹簧的电阻与质量均不计滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当托盘中没有放物体时，电压表示数为零设滑动变阻器的总电阻为 R，总长度为 L，电源电动势为 E，内阻为 r，限流电阻的阻值为 R0，弹簧劲度系数为 k，不计一切摩擦和其他阻力，电压表为理想电表，当托盘上放上某物体时，电压表的示数为 U，问：(1)电压表应接在哪两端？(2)此时称量物体的质量是多少？解析：(1) 应 接 p、q 两端(2)设托 盘上放有 质量为 m 的物体时，弹簧的压缩量为 x，由 题设知 mgkx解得 x mgk由闭合电路欧姆定律知：I ER R0 rUIR I RxL联立解得 m UkLR0 R rgRE
