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4.3　用傳感器做實驗 4.4　信息時代離不開傳感器 一、選擇題 考點一　傳感器應用實例 1.在電梯門口放置一障礙物，會發(fā)現(xiàn)電梯門不停地開關，這是由于在電梯門上裝有的傳感器是(　　) A.光傳感器 B.溫度傳感器 C.聲傳感器 D.磁傳感器 答案　A 2.如圖1所示是某種汽車上的一種自動測定油箱內油面高度的裝置.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)指針所指的刻度，就可以知道油箱內油面的高度，當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 答案　D 解析　當油箱油面升高時，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D項正確. 3.某樓梯口的電燈開關裝有傳感器，天黑時，出現(xiàn)聲音才能發(fā)光，而白天即使有聲音，電燈也不能發(fā)光，該開關中有兩種傳感器元件，它們可能是(　　) A.熱敏電阻和光敏電阻 B.金屬熱電阻和光敏電阻 C.熱敏電阻和霍爾元件 D.光敏電阻和駐極體話筒 答案　D 解析　兩種傳感器分別把聲音信號轉換為電信號，把光信號轉換為電信號，所以選項D正確. 4.如圖2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，放在導電液體中，導線芯和導電液體構成電容器的兩極，把這兩極接入外電路，當電容值增大引起外電路的電流變化時，說明導電液體的深度h(　　) 圖2 A.增大 B.減小 C.不變 D.無法確定 答案　A 解析　由題意知，導線芯和導電液體構成電容器的兩極，類似于平行板電容器的兩極.當導電液體深度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. 考點二　對霍爾元件的認識及應用 5.如圖3所示，截面為矩形的金屬導體，放在磁場中，當導體中通有圖示電流時，導體的上、下表面的電勢關系為(　　) A.UM>UN B.UM＝UN C.UMUN.故選A. 考點三　傳感器的應用分析 6.如圖4所示為用熱敏電阻R和繼電器L等組成的一個簡單的恒溫控制電路，其中熱敏電阻的阻值會隨溫度的升高而減小.電源甲與繼電器、熱敏電阻等組成控制電路，電源乙與恒溫箱加熱器(圖中未畫出)相連接.則 (　　) 圖4 A.當溫度降低到某一數(shù)值，銜鐵P將會被吸下 B.當溫度升高到某一數(shù)值，銜鐵P將會被吸下 C.工作時，應該把恒溫箱內的加熱器接在C、D端 D.工作時，應該把恒溫箱內的加熱器接在A、C端 答案　B 解析　當溫度降低到某一數(shù)值，熱敏電阻R的阻值增大，電路中電流減小，繼電器L對銜鐵吸引力減小，P將不會被吸下，故A錯誤.當溫度升高到某一數(shù)值，熱敏電阻R的阻值減小，電路中電流增大，繼電器L對銜鐵吸引力增大，P將會被吸下.故B正確.恒溫箱內溫度高到一定數(shù)值后，應與電源斷開停止加熱，由以上分析可知，溫度升高后，A、B端斷開，所以工作時，應該把恒溫箱內的加熱器接在A、B端.故C、D錯誤.故選B. 7.某儀器內部電路如圖5所示，其中M是一個質量較大的金屬塊，左、右兩端分別與金屬絲制作的彈簧相連，并套在光滑水平細桿上，a、b、c三塊金屬片的間隙很小(b固定在金屬塊上).當金屬塊處于平衡時兩根彈簧均處于原長狀態(tài).若將該儀器固定在一輛汽車上，則下列說法正確的是 (　　) 圖5 A.當汽車加速前進時，甲燈亮 B.當汽車加速前進時，乙燈亮 C.當汽車剎車時，乙燈亮 D.當汽車剎車時，甲、乙燈均不亮 答案　B 解析　向前加速時，M向左移動，b與a接觸，乙燈亮；當剎車時，M向右移動，b與c接觸，甲燈亮.故選項B正確. 8.(多選)某同學設計的家庭電路保護裝置如圖6所示，鐵心左側線圈L1由火線和零線并行繞成.當右側線圈L2中產生電流時，電流經放大器放大后，使電磁鐵吸起鐵質開關K，從而切斷家庭電路.僅考慮L1在鐵心中產生的磁場，下列說法正確的有(　　) 圖6 A.家庭電路正常工作時，L2中的磁通量為零 B.家庭電路中使用的電器增多時，L2中的磁通量不變 C.家庭電路發(fā)生短路時，開關K將被電磁鐵吸起 D.地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時，開關K將被電磁鐵吸起 答案　ABD 解析　由于零線、火線中電流方向相反，產生的磁場方向相反，所以家庭電路正常工作時，L2中的磁通量為零，選項A正確；家庭電路短路和用電器增多時均不會引起L2的磁通量的變化，選項B正確，C錯誤；地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時，線圈L1中磁場變化引起L2中磁通量的變化，產生感應電流，吸起K，切斷家庭電路，選項D正確. 二、非選擇題 9.如圖7所示，厚度為d、寬度為h的導體板放在垂直于它的磁感應強度為B的勻強磁場中，當電流通過導體板時，在導體板的上側面A和下側面A′之間會產生電勢差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應.實驗表明，當磁場不太強時，電勢差UH、電流I和磁感應強度B的關系為UH＝RH.式中的比例系數(shù)RH稱為霍爾系數(shù).霍爾效應可解釋如下：外部磁場的洛倫茲力使運動的電子聚集在導體板的一側，在導體板的另一側會出現(xiàn)多余的正電荷，從而形成橫向電場.橫向電場對電子施加與洛倫茲力方向相反的電場力.當電場力與洛倫茲力達到平衡時，導體板上下兩側之間就會形成穩(wěn)定的電勢差. 設電流I是由電子的定向移動形成的，電子的平均定向移動速度為v，電荷量為e，回答下列問題： 圖7 (1)達到穩(wěn)定狀態(tài)時，導體板上側面A的電勢________下側面A′的電勢(填“高于”“低于”或“等于”). (2)電子所受的洛倫茲力的大小為________. (3)當導體板上、下兩側之間的電勢差為UH時，電子所受電場力的大小為________. (4)由電場力和洛倫茲力平衡的條件，證明霍爾系數(shù)為RH＝，其中n代表導體板單位體積中電子的個數(shù). 答案　見解析 解析　(1)導體中電子定向移動形成電流，電子運動方向與電流方向相反，利用左手定則可判定電子向A板偏，A′板上出現(xiàn)等量正電荷，所以A板電勢低于A′板電勢. (2)洛倫茲力大小F洛＝Bev (3)電場力F電＝Ee＝e (4)由F洛＝F電得Bev＝e　UH＝hvB 導體中通過的電流I＝nevdh 由UH＝RH得hvB＝RH，得RH＝. 10.如圖8所示為一自動控制溫度的電路，請說明其工作原理.(已知溫度升高時熱敏電阻阻值減小) 圖8 答案　見解析 解析　當開關P在彈簧拉力作用下拉到上面與a接觸時，電熱絲工作；隨著溫度升高，熱敏電阻溫度升高、阻值減小，通過電磁鐵的電流增大，電磁鐵磁性增強到一定程度時把P吸到b，電熱絲停止工作，指示燈亮.