1、14.3 用传感器做实验4.4 信息时代离不开传感器一、选择题考点一 传感器应用实例1.在电梯门口放置一障碍物，会发现电梯门不停地开关，这是由于在电梯门上装有的传感器是( )A.光传感器 B.温度传感器C.声传感器 D.磁传感器答案 A2.如图 1 所示是某种汽车上的一种自动测定油箱内油面高度的装置. R 是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度，当滑动变阻器的金属滑片向下移动时，则( )图 1A.电路中的电流减小，油箱油面降低B.电路中的电流减小，油箱油面升高2C.电路中的电流增大，油箱油面降低D.电路中的电流增大，油箱油
2、面升高答案 D解析 当油箱油面升高时，由于浮力作用使金属滑片向下移动，回路电阻减小，电流增大，故 D 项正确.3.某楼梯口的电灯开关装有传感器，天黑时，出现声音才能发光，而白天即使有声音，电灯也不能发光，该开关中有两种传感器元件，它们可能是( )A.热敏电阻和光敏电阻 B.金属热电阻和光敏电阻C.热敏电阻和霍尔元件 D.光敏电阻和驻极体话筒答案 D解析 两种传感器分别把声音信号转换为电信号，把光信号转换为电信号，所以选项 D 正确.4.如图 2 所示是一个测定液面高度的传感器，在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放在导电液体中，导线芯和导电液体构成电容器的两极，把这两极接入外电路，当电容值增大引起
3、外电路的电流变化时，说明导电液体的深度 h( )图 2A.增大 B.减小C.不变 D.无法确定答案 A解析 由题意知，导线芯和导电液体构成电容器的两极，类似于平行板电容器的两极.当导电液体深度 h 增大时，导线芯和导电液体正对面积增大，电容器的电容值变大.考点二 对霍尔元件的认识及应用5.如图 3 所示，截面为矩形的金属导体，放在磁场中，当导体中通有图示电流时，导体的上、下表面的电势关系为( )A.UMUNB.UM UNC.UMUN.故选 A.考点三 传感器的应用分析6.如图 4 所示为用热敏电阻 R 和继电器 L 等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小.电源甲
4、与继电器、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器(图中未画出)相连接.则 ( )图 4A.当温度降低到某一数值，衔铁 P 将会被吸下B.当温度升高到某一数值，衔铁 P 将会被吸下C.工作时，应该把恒温箱内的加热器接在 C、 D 端D.工作时，应该把恒温箱内的加热器接在 A、 C 端答案 B解析 当温度降低到某一数值，热敏电阻 R 的阻值增大，电路中电流减小，继电器 L 对衔铁吸引力减小， P 将不会被吸下，故 A 错误.当温度升高到某一数值，热敏电阻 R 的阻值减小，电路中电流增大，继电器 L 对衔铁吸引力增大， P 将会被吸下.故 B 正确.恒温箱内温度高到一定数值后，应与电源断开停止
5、加热，由以上分析可知，温度升高后， A、 B 端断开，所以工作时，应该把恒温箱内的加热器接在 A、 B 端.故 C、D 错误.故选 B.47.某仪器内部电路如图 5 所示，其中 M 是一个质量较大的金属块，左、右两端分别与金属丝制作的弹簧相连，并套在光滑水平细杆上， a、 b、 c 三块金属片的间隙很小( b 固定在金属块上).当金属块处于平衡时两根弹簧均处于原长状态.若将该仪器固定在一辆汽车上，则下列说法正确的是 ( )图 5A.当汽车加速前进时，甲灯亮B.当汽车加速前进时，乙灯亮C.当汽车刹车时，乙灯亮D.当汽车刹车时，甲、乙灯均不亮答案 B解析 向前加速时， M 向左移动， b 与 a
6、接触，乙灯亮；当刹车时， M 向右移动， b 与 c 接触，甲灯亮.故选项 B 正确.8.(多选)某同学设计的家庭电路保护装置如图 6 所示，铁心左侧线圈 L1由火线和零线并行绕成.当右侧线圈 L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关 K，从而切断家庭电路.仅考虑 L1在铁心中产生的磁场，下列说法正确的有( )图 6A.家庭电路正常工作时， L2中的磁通量为零B.家庭电路中使用的电器增多时， L2中的磁通量不变C.家庭电路发生短路时，开关 K 将被电磁铁吸起D.地面上的人接触火线发生触电时，开关 K 将被电磁铁吸起答案 ABD解析 由于零线、火线中电流方向相反，产生的磁场方向
7、相反，所以家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零，选项 A 正确；家庭电路短路和用电器增多时均不会引起 L2的磁通量的变化，选项 B 正确，C 错误；地面上的人接触火线发生触电时，线圈 L1中磁场变化引起 L2中磁通量的变化，产生感应电流，吸起 K，切断家庭电路，选项 D 正确.5二、非选择题9.如图 7 所示，厚度为 d、宽度为 h 的导体板放在垂直于它的磁感应强度为 B 的匀强磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面 A 和下侧面 A之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应.实验表明，当磁场不太强时，电势差 UH、电流 I 和磁感应强度 B 的关系为 UH RH.式中的比例系数 RH称为
8、霍尔系数.霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛伦兹力使运动的IBd电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场.横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的电场力.当电场力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差.设电流 I 是由电子的定向移动形成的，电子的平均定向移动速度为 v，电荷量为 e，回答下列问题：图 7(1)达到稳定状态时，导体板上侧面 A 的电势_下侧面 A的电势(填“高于” “低于”或“等于”).(2)电子所受的洛伦兹力的大小为_.(3)当导体板上、下两侧之间的电势差为 UH时，电子所受电场力的大小为_.(4)由电场力和洛伦兹力平衡的条
9、件，证明霍尔系数为 RH ，其中 n 代表导体板单位体积1ne中电子的个数.答案 见解析解析 (1)导体中电子定向移动形成电流，电子运动方向与电流方向相反，利用左手定则可判定电子向 A 板偏， A板上出现等量正电荷，所以 A 板电势低于 A板电势.(2)洛伦兹力大小 F 洛 Bev(3)电场力 F 电 Ee eUHh(4)由 F 洛 F 电 得 Bev e UH hvBUHh导体中通过的电流 I nevdh由 UH RH 得 hvB RH ，得 RH .IBd nevdhBd 1ne610.如图 8 所示为一自动控制温度的电路，请说明其工作原理.(已知温度升高时热敏电阻阻值减小)图 8答案 见解析解析 当开关 P 在弹簧拉力作用下拉到上面与 a 接触时，电热丝工作；随着温度升高，热敏电阻温度升高、阻值减小，通过电磁铁的电流增大，电磁铁磁性增强到一定程度时把 P 吸到b，电热丝停止工作，指示灯亮.
