高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册2 常见传感器的工作原理及应用作业课件ppt

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第五章　2一、选择题1．传感器是指这样一类元件，它通常能把非电学量(如力、光等)的变化，转换为电学量(如电流、电压等)的变化或电路的通断，它在自动控制中有着广泛的应用。关于制作传感器所需要的元器件，下列说法错误的是(　D　)A．热敏电阻能够把温度的变化转换为其阻值的变化B．金属热电阻能够把温度的变化转换为其阻值的变化C．光敏电阻能够把光照强弱的变化转换为其阻值的变化D．所有传感器都是由半导体材料制作的解析：热敏电阻、金属热电阻、光敏电阻都是把温度或光照强度的变化转换为其阻值的变化，从而使电路中电流或电压发生变化，故选项A、B、C正确；并非所有的传感器都是由半导体材料制成的，半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料都可以用来制作传感器，故选项D错误。2．(多选)如图所示，在电路中接一段钨丝，闭合开关，灯泡正常发光，当用打火机给钨丝加热时灯泡亮度明显变暗，根据钨丝的上述特性，可用钨丝来制作一个温度传感器，下面的说法中正确的是(　ABC　)A．该传感器利用了钨丝的物理性质B．该传感器利用了钨丝电阻随温度变化而变化的特性C．该传感器能够把热学量(温度)转换为电学量(电阻)D．该传感器能够把电学量(电阻)转换为热学量(温度)解析：由题目中的实验现象可知，钨丝的电阻随温度的升高而增大，随温度的降低而减小，利用了钨丝的物理性质；从而可以制成温度传感器，传感器能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，故A、B、C正确，D错误，故选A、B、C。3．(多选)(2020·山东省青州二中高二上学期月考)电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置。由于电容器的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素，当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化，从而又可推出另一个物理量的变化，如图所示是四种电容式传感器的示意图，关于这四种传感器的作用，下列说法正确的是(　ABC　)A．甲图的传感器可以用来测量角度B．乙图的传感器可以用来测量液面的高度C．丙图的传感器可以用来测量压力D．丁图的传感器可以用来测量速度解析：甲图角度变化能导致极板正对面积变化；乙图高度变化能导致极板正对面积变化；丙图F变化能导致极板间距变化；丁图物体位置变化导致电介质位置变化。所以，甲、乙、丙、丁分别是测角度、高度、压力、位移的物理量，故A、B、C正确。4．(多选)(2021·江苏省扬州中学高二下学期期中)压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小。一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如图所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体m，升降机静止时电流表示数为I0，如图甲所示。当升降机在其他不同的运动过程中，电流表的示数分别如图乙、丙、丁所示，则下列判断中正确的是(　ABC　)A．压敏电阻所受压力越大，电流表示数就越大B．如图乙所示，升降机可能做加速度增大的变加速上升运动C．如图丙所示，升降机内的物体处于超重状态D．如图丁所示，升降机内的物体处于失重状态解析：压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，则由欧姆定律可知，压力越大，电流表示数就越大，故 A正确；由乙图可知，电流均匀增大，故说明压力是增大的，则可知，物体的加速度是向上且增大的，故物体可能做加速度增大的变加速上升运动，故B正确；由丙图，电流为静止时的两倍，而且不变，由欧姆定律知，其电阻减小，且不变，则压力增大且不变，加速度向上，故物体处于超重状态，故C正确；由丁图可知，电流大于静止时的电流，则说明压力增大，物体加速度向上，故处于超重状态，故D错误。二、非选择题5．如图所示为某种电子秤的原理示意图，AB为一均匀的滑线电阻，阻值为R，长度为L，两边分别有P1、P2两个滑动头，P1可在竖直绝缘光滑的固定杆MN上保持水平状态而上下自由滑动。弾簧处于原长时，P1刚好指着A端，P1与托盘固定相连。若P1、P2间出现电压时，该电压经过放大，通过信号转换后在显示屏上将显示物体重力的大小。已知弹簧的劲度系数为k，托盘自身质量为m0，电源电动势为E，内阻不计，当地的重力加速度为g。求：(1)托盘上未放物体时，在托盘自身重力作用下，P1与A端的距离x1；(2)托盘上放有质量为m的物体时，P1与A端的距离x2；(3)在托盘上未放物体时通常先校准零点，其方法是：调节P2，使P2离A端的距离也为x1，从而使P1、P2间的电压为零。校准零点后，将物体m放在托盘上，试推导出物体质量m与P1、P2间的电压U之间的函数关系式。答案：(1)　(2)　(3)m＝解析：托盘的移动带动P1移动，使P1、P2间出现电势差，电势差的大小反映了托盘向下移动距离的大小，由于R为均匀滑线电阻，则其阻值与长度成正比。(1)由力的平衡知识有：m0g＝kx1，解得x1＝；(2)放上物体m重新平衡后：m0g＋mg＝kx2，解得x2＝；(3)由闭合电路欧姆定律知：U＝IR串(R串为P1、P2间电阻)由＝，其中x为P1、P2间的距离，则x＝x2－x1＝，联立解得：m＝。