1、实验十二:传感器的简单使用1. (2012苏州期末)遥控器能调换电视机频道,利用的是光传感器. 下列属于应用这类传感器的是()A. 红外报警装置B. 金属电阻温度计C. 电子电路中使用的“干簧管”D. 霍尔元件2. 关于传感器,下列说法中正确的是()A. 半导体热敏电阻常被用做温度传感器,其温度越高,阻值越大B. 电饭锅应用了温度传感器,它的主要元件是感温铁氧体C. 电熨斗装有双金属片,应用了力传感器D. 计算机的光电鼠标主要应用了力传感器3. (双选)(2012盐城二调)如图所示,R是光敏电阻,当它受到的光照强度增大时()A. 灯泡L变暗B. 光敏电阻R上的电压增大C. 电压表V的读数减小D
2、. 电容器C的带电荷量增大4. (双选)下列关于电熨斗的说法中,正确的是()A. 电熨斗中的双金属片是一种半导体材料B. 电熨斗能自动控制温度主要利用了双金属片中两片金属的膨胀系数相同C. 常温下,双金属片上下触点是接触的;温度过高时,双金属片发生弯曲使上下触点分离D. 需要较高温度熨烫时,要调节温度旋钮,使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移5. 如图所示,厚度为h、宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的均匀磁场中,当电流通过导体时,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U、电流I和磁感应强度B的关系为U=k,式中的比例系数称为
3、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静电力,当静电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,电子的平均定向速度为v,电荷量为e.(1) 达到稳定状态时,导体板上侧面A的电势与下侧面A的电势的高低情况如何?(2) 求电子所受的洛伦兹力的大小.(3) 当导体板上下侧面之间的电势差为U时,求电子所受静电力的大小.(4) 由静电力和洛伦兹力平衡的条件证明霍尔系数为k=,其中n代表导体板单位体积中电子的个数.6.
4、(双选)利用霍尔效应制作的霍尔元件,广泛应用于测量和自动控制等领域.如图是霍尔元件的工作原理示意图,磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下,通入图示方向的电流I,C、D两侧面会形成电势差UCD.下列说法中正确的是()A. 电势差UCD仅与材料有关B. 若霍尔元件的载流子是自由电子,则电势差UCD0C. 仅增大磁感应强度时,电势差UCD变大D. 在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持水平7. (双选)(2012苏北四市期末)燃气灶的点火开关有两种:一种是电脉冲点火开关,它是依靠干电池产生的电流脉冲经变压器输出非常高的电压,击穿空气后点火;另一种是电子压电点火开关,它的工作原理是压电
5、陶瓷片受一定方向的外力作用而发生机械形变,相应地输出很高的电压,击穿空气后点火.下列关于这两种点火开关的说法中,正确的是()A. 电脉冲点火开关是一种传感器B. 电子压电点火开关是一种传感器C. 压电陶瓷片完成的能量转化是电能转化为光能D. 压电陶瓷片完成的能量转化是机械能转化为电能8. 图甲为在温度为10左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图,箱内的电阻R1=20k,R2=10k,R3=40k,Rt为热敏电阻,它的电阻随温度变化的图线如图乙所示.当a、b端电压Uab0时,电压鉴别器会使S断开,停止加热.则恒温箱内的温度恒定在. 9. 某同学为了测量一物体的质量,找到了一个力电转换器,该转换器
6、的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k),如图所示.测量时先调节输入端的电压,使转换器空载时的输出电压为零;然后在其受压面上放物体,即可测得与物体的质量成正比的输出电压U.现有下列器材:力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、开关及导线若干、待测物体(可置于力电转换器的受压面上).请完成对该物体的测量.(1) 设计一个电路,要求力电转换器的输入电压可调,并且使电压的调节范围尽可能的大,在方框中画出完整的测量电路图.(2) 简要说明测量步骤,求出比例系数k,并测出待测物体的质量m.(3) 写出在设计实验中可能出现的一个问题.10. (2012长沙一调)有一种测量物体重
7、量的电子秤,其电路原理图如图中的虚线所示,主要由三部分构成:踏板、压力传感器R(实际上是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质上是电流表).不计踏板的质量,已知电流表的量程为2A,内阻为 1 ,电源电动势为12V,内阻为 1 ,电阻R随压力F变化的函数式为R=30-0.01 F(F和R的单位分别是N和).下列说法中正确的是()A. 该秤能测量的最大体重是2 500 NB. 该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375A处C. 该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.400A处D. 该秤可以通过电路规律转换成F=3 200+关系进行
8、刻度转换实验十二:传感器的简单使用1. A2. B3. CD4. CD5. (1) 由左手定则判断出A的电势比A低.(2) 根据受力平衡,电子所受的洛伦兹力为evB.(3) F静电力=e.(4) 由平衡条件可知 F静电力=e=evB,又因为I=neSv=nehdv,U=k,代入原式可得k=,得证.6. BC7. BD8. 359. (1) 设计的电路图如图所示.(2) 测量的步骤与结果:调节滑动变阻器,使转换器空载时的输出电压为0.将砝码m0放在转换器上,记下输出电压U0,则U0=km0g,则k=.将待测物体放在转换器上,记下输出电压U,得U=kmg,所以 m=.(3) 因电源的电压不够而输出的电压调不到0.待测物体的质量超出转换器的测量范围.10. B
