人教版新教材 物理选择性必修第二册 第五章《传感器》
单元测试
班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
单项选择题(每小题3分,共30分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的)
1. (2023·广东省江门市·单元测试)传感器已广泛应用于日常生活,下列传感器能够将力学量转换为电学量的是( )
A. 应变片 B. 干簧管 C. 热敏电阻 D. 霍尔元件
2. (2022·广东省江门市·期中考试)用遥控器调换电视机频道的过程,实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。下列所述与其工作原理相同的是( )
A. 走廊照明灯的声控开关 B. 宾馆天花板上安装的火灾报警器
C. 自动洗衣机中的压力传感装置 D. 电饭煲中控制加热和保温的温控器
3. (2022·安徽省·月考试卷)如图所示,这是安装在潜水器上的深度表的电路原理图,显示器由电流表改装而成,压力传感器的电阻随压力的增大而减小,电源的电动势和内阻均为定值,是定值电阻。在潜水器上浮的过程中,下列说法正确的是( )
A. 通过显示器的电流增大 B. 压力传感器两端的电压减小
C. 电源内阻的功率一定减小 D. 压力传感器的功率一定减小
4. (2022·全国·单元测试)如图所示的电路中,电源两端的电压恒定,为小灯泡,为光敏电阻,和之间用挡板未画出隔开,为发光二极管电流越大,发出的光越强,且与间距不变,下列说法中正确的是 ( )
A. 当滑动触头向左移动时,消耗的功率增大
B. 当滑动触头向左移动时,消耗的功率减小
C. 当滑动触头向右移动时,消耗的功率可能不变
D. 无论怎样移动滑动触头,消耗的功率都不变
5. (2022·全国·单元测试)年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家。某探究小组查到某磁敏电阻在室温下的电阻随磁感应强度变化的曲线如图甲所示,其中、分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。为检验其磁敏特性设计了图乙所示电路。关于这个实验,下列说法中正确的是( )
A. 闭合开关,图乙中只增加磁感应强度的大小时,电压表的示数增大
B. 闭合开关,图乙中只增加磁感应强度的大小时,电流表的示数增大
C. 闭合开关,图乙中只将磁场方向改为与原来方向相反时,电压表的示数减小
D. 闭合开关,图乙中只将磁场方向改为与原来方向相反时,电流表的示数减小
6. (2022·浙江省宁波市·同步练习)利用如图甲所示电路测量电流表的内阻闭合开关,当滑动变阻器的滑片滑至处时,电流表和电压表的示数分别是、已知图甲中热敏电阻的关系图线如图乙所示,则电流表的内阻为( )
A. B. C. D.
7. (2023·湖南省·单元测试)压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小某位同学利用压敏电阻设计了判断电梯运动状态的装置,其装置示意图如图甲所示将压敏电阻平放在电梯内,受压面朝上,在上面放一物体,电梯静止时电流表示数为,电梯在运动过程中,电流表的示数如图乙所示下列判断中正确的是 ( )
A. 乙图表示电梯做匀速直线运动 B. 乙图表示电梯做匀加速运动
C. 乙图表示电梯做加速度变化的运动 D. 乙图表示电梯做匀减速运动
(2022·浙江省宁波市·同步练习)如图所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置,为光敏电阻、为定值电阻,、接监控装置,则 ( )
A. 当有人通过通道而遮蔽光线时,、之间电压升高
B. 当有人通过通道而遮蔽光线时,、之间电压降低
C. 当仅增大的阻值时,可减小、之间的电压
D. 当仅减小的阻值时,可增大、之间的电压
9. (2022·全国·其他类型)视觉是人类最重要的感知方式,视觉受损的病人生活质量深受困扰。目前研发的人工视网膜阵列可以模拟视网膜感光细胞对视觉通路施加特定电刺激,从而产生视觉感受。按工作原理来看,目前的人工视网膜阵列主要有两种,分为微光电二极管阵列和微电极阵列。微光电二极管阵列直接将入射光转化成电信号激励神经细胞,但电流强度不足,需要配备放大电路。微电极阵列通过外置摄像头采集图像并通过无线电波传输至电极阵列,可以最小化植入体积。人工视网膜无论采用哪一种阵列,工作时如果使用直流电,都可能造成电荷累积对神经细胞损伤,以及电解水产生化学腐蚀和气泡。下列说法正确的是( )
A. 微光电二极管阵列在正常工作时不需要额外电源提供能量
B. 微电极阵列直接将进入人眼的光线转化成视觉电信号
C. 微电极阵列传输信号的原理是电流的磁效应
D. 人造视网膜假体工作时应采用交流电信号
10. (2022·江苏省徐州市·期中考试)下列关于传感器的说法中正确的是( )
A. 电子秤应用的是光传感器
B. 电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制
C. 自动调温的空调应用的是压力传感器
D. 霍尔元件能够把电学量转换为磁学量
不定项选择题(每小题5分,共20分。每小题给出的四个选项中,都有多个选项是正确的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,选错或不答的得0分)
(2022·浙江省宁波市·同步练习)多选如图所示是电阻随温度变化的图像,下列说法中正确的是( )
A. 图线是金属热电阻的图像,它是用金属材料制成的
B. 图线是热敏电阻的图像,它可以用半导体材料制成
C. 图线的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高
D. 图线的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高
12. (2022·浙江省宁波市·同步练习)多选电容式传感器是将非电信号转变为电信号的装置由于电容器的电容取决于极板正对面积、极板间距离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,从而引起电容的变化如图所示是四个电容式传感器的示意图,关于这四个传感器的作用,下列说法正确的是( )
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. 丁图的传感器只能用来测量速度
13. (2022·浙江省宁波市·同步练习)多选已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小,有磁场时电阻变大,并且磁场越强阻值越大为探测磁场的有无,利用磁敏电阻作为传感器设计了如图所示电路电源的电动势和内阻不变,在没有磁场时,调节滑动变阻器接入电路的阻值,使电灯正常发光,若探测装置从无磁场区进入强磁场区,则( )
A. 电灯变暗 B. 电灯变亮 C. 电流表的示数增大 D. 电流表的示数减小
(2022·浙江省宁波市·同步练习)多选将定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件分别接入如图所示电路中、两点之间后,用黑纸包住元件置入热水中,观察欧姆表的示数,下列说法中正确的是( )
A. 若置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数变化较大,则这只元件一定是热敏电阻
B. 若置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数不变化,则这只元件一定是定值电阻
C. 若用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数变化较大,则这只元件一定是光敏电阻
D. 若用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数相同,则这只元件一定是定值电阻
(2022·全国·单元测试)如图甲所示,打开电流传感器和电压传感器,将磁铁置于螺线管正上方距海绵垫高为处由静止释放,磁铁穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止。若磁铁下落过程中受到的磁阻力远小于磁铁重力,且不发生转动,不计线圈电阻。图乙是计算机荧屏上显示的曲线,其中的两个峰值是磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的。下列说法正确的是 ( )
A. 若仅增大,两个峰值间的时间间隔会增大
B. 若仅减小,两个峰值都会减小
C. 若仅减小,两个峰值可能会相等
D. 若仅减小滑动变阻器接入电路中的电阻值,两个峰值都会增大
非选择题(共5小题,共50分)
16. (4分) (2020·北京市市辖区·单元测试)如图所示是电阻式温度计,一般是用金属铂做成的,若已知铂丝的电阻随温度的变化情况,测出铂丝的电阻就可以知道其温度。这实际上是一个传感器,它是将______转化为______来进行测量的。
传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。传感器能满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求,它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
(4分) (2022·浙江省宁波市·同步练习)按图所示连接好电路,合上和,发现小灯泡不亮,原因是_________________________________用电吹风对热敏电阻吹一会儿,会发现小灯泡亮了,原因是______________________________.
若将热敏电阻换成光敏电阻,合上和,发现小灯泡亮了,用黑纸包住光敏电阻后,小灯泡熄灭,其原因是________________________________
18. (10分) (2023·河北省·模拟题)传感器在现代生活、生产和科技中有着相当广泛的应用,如图甲是一个压力传感器设计电路,要求从表盘上直接读出压力大小,其中是保护电阻,是调零电阻总电阻,理想电流表量程为,电源电动势内阻不计,压敏电阻的阻值与所受压力大小的对应关系如图乙所示。
有三个规格的保护电阻,应选哪一个______。
A.
B.
C.
选取、安装保护电阻后,要对压力传感器进行调零。调零电阻应调为______。
现对表盘进行重新赋值。原刻度线应标注______。
由于电池老化,电动势降为,传感器压力读数会出现偏差,如果某次使用时,先调零、后测量,读出压力为,此时电流大小为______,实际压力大小为______。。
19. (10分) (2022·浙江省宁波市·同步练习)某实验小组探究一种热敏电阻随温度变化的特性现有器材包括直流恒流电源在正常工作状态下输出的电流恒定、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等.
若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性,请你用笔画线代替导线在图甲的实物图上连线.
实验的主要步骤:
正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并记录电源输出的电流值
在保温容器中添加少量热水,待温度稳定后,闭合开关,记录__________、__________,断开开关
重复第步操作若干次,测得多组数据.
实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值,并据此绘得如图乙所示的关系图线,请根据图线写出该热敏电阻的关系式为________结果均保留位有效数字
20. (10分) (2022·全国·单元测试)温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家电产品中,它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性工作的。在图甲中,电源的电动势,内阻可忽略不计;为灵敏电流表,内阻保持不变;为热敏电阻,其电阻值与温度的变化关系如图乙的图线所示,闭合开关,当的温度等于时,电流表示数;当电流表的示数时,热敏电阻的温度是多少?
21. (12分) (2022·浙江省宁波市·同步练习)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,总长度为,电源电动势为,内阻为,限流电阻的阻值为,弹簧劲度系数为,重力加速度为,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,问:
电压表应接在哪两端
此时称量物体的质量是多少
人教版新教材 物理选择性必修第二册 第五章《传感器》
单元测试
班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
单项选择题(每小题3分,共30分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的)
1. (2023·广东省江门市·单元测试)传感器已广泛应用于日常生活,下列传感器能够将力学量转换为电学量的是( )
A. 应变片 B. 干簧管 C. 热敏电阻 D. 霍尔元件
【答案】A
【详解】A、应变片属于力电传感器,把力学量转换为电学量,故A正确;B、干簧管是一种能够感知磁场的传感器,将磁学量转换为电学量,故B错误;C、热敏电阻能够把温度这个热学量转化为电阻这个电学量,故C错误;D、霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量,故D错误。
2. (2022·广东省江门市·期中考试)用遥控器调换电视机频道的过程,实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。下列所述与其工作原理相同的是( )
A. 走廊照明灯的声控开关 B. 宾馆天花板上安装的火灾报警器
C. 自动洗衣机中的压力传感装置 D. 电饭煲中控制加热和保温的温控器
【答案】B
【详解】A.走廊照明灯的声控开关,实际是将声波转化成电信号的过程,故A错误;B.当火灾报警器周围有烟雾时,经过漫反射,将光信号转换成电信号,从而发出警报。所以该传感器是用光传感器实现报警的,故B正确;C.自动洗衣机中的压力传感装置,是将压力转化成电信号的过程,故C错误;D.电饭煲中控制加热和保温的温控器,是将温度转化成电信号的过程,故D错误。
3. (2022·安徽省·月考试卷)如图所示,这是安装在潜水器上的深度表的电路原理图,显示器由电流表改装而成,压力传感器的电阻随压力的增大而减小,电源的电动势和内阻均为定值,是定值电阻。在潜水器上浮的过程中,下列说法正确的是( )
A. 通过显示器的电流增大 B. 压力传感器两端的电压减小
C. 电源内阻的功率一定减小 D. 压力传感器的功率一定减小
【答案】C
【详解】、在潜水器上浮的过程中,压力传感器受到的压力减小,其电阻增大,电路的总电阻增大,由闭合电路欧姆定律可知电路中的电流减小,则通过显示器的电流减小,电源的内电压和两端的电压均减小,则传感器两端的电压增大,故AB错误。C、由可知,电源内阻的功率随电流的减小而减小,故 C正确。
D、将看成电源的内阻,等效电源的内阻为,因为传感器的电阻与的关系未知,所以不能确定等效电源输出功率的变化情况,即无法判断传感器的功率如何变化,故D错误。故选:。
4. (2022·全国·单元测试)如图所示的电路中,电源两端的电压恒定,为小灯泡,为光敏电阻,和之间用挡板未画出隔开,为发光二极管电流越大,发出的光越强,且与间距不变,下列说法中正确的是 ( )
A. 当滑动触头向左移动时,消耗的功率增大
B. 当滑动触头向左移动时,消耗的功率减小
C. 当滑动触头向右移动时,消耗的功率可能不变
D. 无论怎样移动滑动触头,消耗的功率都不变
【答案】A
【详解】滑动触头左移,滑动变阻器接入电路的电阻减小,流过发光二极管的电流增大,从而发光增强,使光敏电阻减小,流过灯泡的电流增加,消耗的功率增大,故A正确。
(2022·全国·单元测试)年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家。某探究小组查到某磁敏电阻在室温下的电阻随磁感应强度变化的曲线如图甲所示,其中、分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。为检验其磁敏特性设计了图乙所示电路。关于这个实验,下列说法中正确的是( )
A. 闭合开关,图乙中只增加磁感应强度的大小时,电压表的示数增大
B. 闭合开关,图乙中只增加磁感应强度的大小时,电流表的示数增大
C. 闭合开关,图乙中只将磁场方向改为与原来方向相反时,电压表的示数减小
D. 闭合开关,图乙中只将磁场方向改为与原来方向相反时,电流表的示数减小
【答案】A
【详解】闭合开关,图乙中只增加磁感应强度的大小时,磁敏电阻的阻值变大,则电路总电阻增大,电流减小,即电流表示数减小,内电压和滑动变阻器两端电压减小,电压表的示数增大,故A正确,B错误;
由图甲知,磁敏电阻的阻值与磁感应强度的方向无关,所以闭合开关,图乙中只将磁场方向改为与原来方向相反时,电压表和电流表的示数不变,故C、D错误。
6. (2022·浙江省宁波市·同步练习)利用如图甲所示电路测量电流表的内阻闭合开关,当滑动变阻器的滑片滑至处时,电流表和电压表的示数分别是、已知图甲中热敏电阻的关系图线如图乙所示,则电流表的内阻为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由题意知,电流表示数为时电压表示数为,由图甲知,热敏电阻与电流表串联,故此时热敏电阻中的电流也为,由图乙知,时热敏电阻两端电压,电流表两端电压,故电流表的内阻 .
7. (2023·湖南省·单元测试)压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小某位同学利用压敏电阻设计了判断电梯运动状态的装置,其装置示意图如图甲所示将压敏电阻平放在电梯内,受压面朝上,在上面放一物体,电梯静止时电流表示数为,电梯在运动过程中,电流表的示数如图乙所示下列判断中正确的是 ( )
A. 乙图表示电梯做匀速直线运动 B. 乙图表示电梯做匀加速运动
C. 乙图表示电梯做加速度变化的运动 D. 乙图表示电梯做匀减速运动
【答案】C
【详解】从图乙可以看出,电流逐渐增大,由闭合电路欧姆定律知,压敏电阻阻值逐渐减小,结合压敏电阻特点可以判断,压力也逐渐增大,所以电梯做加速度变化的运动,、、D错误,C正确。
(2022·浙江省宁波市·同步练习)如图所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置,为光敏电阻、为定值电阻,、接监控装置,则 ( )
A. 当有人通过通道而遮蔽光线时,、之间电压升高
B. 当有人通过通道而遮蔽光线时,、之间电压降低
C. 当仅增大的阻值时,可减小、之间的电压
D. 当仅减小的阻值时,可增大、之间的电压
【答案】B
【详解】当有人通过通道而遮蔽光线时,阻值变大,电路中的总电阻变大,根据闭合电路欧姆定律可知,电路中的电流变小,两端的电压变小,即、间电压降低,故A错误,B正确当仅增大的阻值时,电路中的总电阻变大,根据闭合电路欧姆定律可知,电路中的电流变小,和两端电压均减小,、间电压增大,故C错误同理,当仅减小的阻值时,、间电压减小,故D错误.
9. (2022·全国·其他类型)视觉是人类最重要的感知方式,视觉受损的病人生活质量深受困扰。目前研发的人工视网膜阵列可以模拟视网膜感光细胞对视觉通路施加特定电刺激,从而产生视觉感受。按工作原理来看,目前的人工视网膜阵列主要有两种,分为微光电二极管阵列和微电极阵列。微光电二极管阵列直接将入射光转化成电信号激励神经细胞,但电流强度不足,需要配备放大电路。微电极阵列通过外置摄像头采集图像并通过无线电波传输至电极阵列,可以最小化植入体积。人工视网膜无论采用哪一种阵列,工作时如果使用直流电,都可能造成电荷累积对神经细胞损伤,以及电解水产生化学腐蚀和气泡。下列说法正确的是( )
A. 微光电二极管阵列在正常工作时不需要额外电源提供能量
B. 微电极阵列直接将进入人眼的光线转化成视觉电信号
C. 微电极阵列传输信号的原理是电流的磁效应
D. 人造视网膜假体工作时应采用交流电信号
【答案】D
【详解】由于微光电二极管阵列直接将入射光转化成电信号激励神经细胞,但电流强度不足,需要配备放大电路,所以微光电二极管阵列在正常工作时需要额外电源提供能量,故A错误;
微电极阵列通过外置摄像头采集图像并通过无线电波传输至电极阵列,将图像信号转化为电流脉冲,不是电流的磁效应,故B、C错误;工作时如果使用直流电,都可能造成电荷累积对神经细胞损伤,以及电解水产生化学腐蚀和气泡,所以人造视网膜假体工作时应采用交流电信号,故D正确。
10. (2022·江苏省徐州市·期中考试)下列关于传感器的说法中正确的是( )
A. 电子秤应用的是光传感器
B. 电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制
C. 自动调温的空调应用的是压力传感器
D. 霍尔元件能够把电学量转换为磁学量
【答案】B
【详解】电子秤所使用的测力装置是力传感器,故A错误;电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制,B正确;自动调温的空调应用的是温度传感器,C错误;霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量,D错误。
不定项选择题(每小题5分,共20分。每小题给出的四个选项中,都有多个选项是正确的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,选错或不答的得0分)
(2022·浙江省宁波市·同步练习)多选如图所示是电阻随温度变化的图像,下列说法中正确的是( )
A. 图线是金属热电阻的图像,它是用金属材料制成的
B. 图线是热敏电阻的图像,它可以用半导体材料制成
C. 图线的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高
D. 图线的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高
【答案】ABD
【详解】 图线是金属热电阻的图像,金属热电阻的化学稳定性好,测温范围大,但灵敏度较低,故A正确,C错误图线是热敏电阻的图像,热敏电阻可以用半导体材料制成,热敏电阻的化学稳定性差、测温范围小,但灵敏度高,故B、D正确.
12. (2022·浙江省宁波市·同步练习)多选电容式传感器是将非电信号转变为电信号的装置由于电容器的电容取决于极板正对面积、极板间距离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,从而引起电容的变化如图所示是四个电容式传感器的示意图,关于这四个传感器的作用,下列说法正确的是( )
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. 丁图的传感器只能用来测量速度
【答案】ABC
【详解】A.图示电容器为可变电容器,通过转动动片改变正对面积,改变电容,可以用来测量角度,故A正确;
B.图示电容器的一个极板时金属芯线,另一个极板是导电液,故是通过改变电容器两极间正对面积而引起电容变化的,可以用来测量液面的高度,故B正确; C.丙图是通过改变极板间的距离,改变电容器的,可以用来测量压力,故C正确; D.可变电容器,通过改变电介质,改变电容,可以用来测量位移,不能测量速度,故D错误。 故选ABC。
13. (2022·浙江省宁波市·同步练习)多选已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小,有磁场时电阻变大,并且磁场越强阻值越大为探测磁场的有无,利用磁敏电阻作为传感器设计了如图所示电路电源的电动势和内阻不变,在没有磁场时,调节滑动变阻器接入电路的阻值,使电灯正常发光,若探测装置从无磁场区进入强磁场区,则( )
A. 电灯变暗 B. 电灯变亮 C. 电流表的示数增大 D. 电流表的示数减小
【答案】BD
【详解】探测装置从无磁场区进入强磁场区,磁敏电阻阻值变大,则闭合电路的总电阻变大,由闭合电路欧姆定律知,电路中的总电流减小,电流表的示数减小,D正确,C错误由知变大,电灯变亮,B正确,A错误。
(2022·浙江省宁波市·同步练习)多选将定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件分别接入如图所示电路中、两点之间后,用黑纸包住元件置入热水中,观察欧姆表的示数,下列说法中正确的是( )
A. 若置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数变化较大,则这只元件一定是热敏电阻
B. 若置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数不变化,则这只元件一定是定值电阻
C. 若用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数变化较大,则这只元件一定是光敏电阻
D. 若用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数相同,则这只元件一定是定值电阻
【答案】AC
【详解】热敏电阻的阻值随温度变化而变化,定值电阻和光敏电阻的阻值不随温度变化而变化,光敏电阻的阻值随光照强度变化而变化,定值电阻和热敏电阻的阻值不随光照强度变化而变化,故A、C正确.
(2022·全国·单元测试)如图甲所示,打开电流传感器和电压传感器,将磁铁置于螺线管正上方距海绵垫高为处由静止释放,磁铁穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止。若磁铁下落过程中受到的磁阻力远小于磁铁重力,且不发生转动,不计线圈电阻。图乙是计算机荧屏上显示的曲线,其中的两个峰值是磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的。下列说法正确的是 ( )
A. 若仅增大,两个峰值间的时间间隔会增大
B. 若仅减小,两个峰值都会减小
C. 若仅减小,两个峰值可能会相等
D. 若仅减小滑动变阻器接入电路中的电阻值,两个峰值都会增大
【答案】BD
【详解】 若仅增大,磁铁经过螺线管的时间减小,两个峰值间的时间间隔会减小,故A错误;仅减小时,磁铁进入螺线管的速度减小,导致螺线管中磁通量的变化率减小,因此两个峰值都会减小,且两个峰值不可能相等,故B正确,C错误;根据闭合电路欧姆定律可知,仅减小滑动变阻器接入电路的阻值,则回路中的感应电流增大,则电功率增大,两个峰值都会增大,故D正确。
非选择题(共5小题,共50分)
16. (4分) (2020·北京市市辖区·单元测试)如图所示是电阻式温度计,一般是用金属铂做成的,若已知铂丝的电阻随温度的变化情况,测出铂丝的电阻就可以知道其温度。这实际上是一个传感器,它是将______转化为______来进行测量的。
【答案】温度这个热学量 电阻这个电学量
【详解】解:电阻式温度计是利用金属的电阻随温度的变化而变化这一原理制成的,它是将温度这一热学量转化为电阻这一电学量来测量的。
故答案为:温度这个热学量电阻这个电学量
传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。传感器能满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求,它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
(4分) (2022·浙江省宁波市·同步练习)按图所示连接好电路,合上和,发现小灯泡不亮,原因是_________________________________用电吹风对热敏电阻吹一会儿,会发现小灯泡亮了,原因是______________________________.
若将热敏电阻换成光敏电阻,合上和,发现小灯泡亮了,用黑纸包住光敏电阻后,小灯泡熄灭,其原因是________________________________
【答案】热敏电阻阻值较大,左侧电路电流较小,电磁铁磁性较弱,吸不住衔铁电吹风对热敏电阻加热,使其阻值变小,电路中电流增大,电磁铁磁性增强后吸住衔铁,使上、下触点接触
用黑纸包住光敏电阻后,光敏电阻的阻值增大,左侧电路电流减小,电磁铁磁性减弱,触点断开,使小灯泡熄灭
【详解】热敏电阻阻值较大,左侧电路电流较小,电磁铁磁性较弱,吸不住衔铁电吹风对热敏电阻加热,使其阻值变小,电路中电流增大,电磁铁磁性增强后吸住衔铁,使上、下触点接触
用黑纸包住光敏电阻后,光敏电阻的阻值增大,左侧电路电流减小,电磁铁磁性减弱,触点断开,使小灯泡熄灭
18. (10分) (2023·河北省·模拟题)传感器在现代生活、生产和科技中有着相当广泛的应用,如图甲是一个压力传感器设计电路,要求从表盘上直接读出压力大小,其中是保护电阻,是调零电阻总电阻,理想电流表量程为,电源电动势内阻不计,压敏电阻的阻值与所受压力大小的对应关系如图乙所示。
有三个规格的保护电阻,应选哪一个______。
A.
B.
C.
选取、安装保护电阻后,要对压力传感器进行调零。调零电阻应调为______。
现对表盘进行重新赋值。原刻度线应标注______。
由于电池老化,电动势降为,传感器压力读数会出现偏差,如果某次使用时,先调零、后测量,读出压力为,此时电流大小为______,实际压力大小为______。
【答案】;;;;。
【详解】电流表满偏时,电路的总电阻,而,由调零电阻最大为,故只要大于即可,太小,太大,故选B。
选取、安装保护电阻后,对压力传感器进行调零,则,,代入,解得。
当电流表示数为时,电路中的总电阻:
即:
由乙图一次函数为:
经计算当时,压力。
根据与一次函数关系:
当时,
再由:
因为电池老化,电动势,电路中实际电阻:
而调零后的电阻
此时为此时的调零电阻阻值,,解得:
则的实际阻值为:
再将代入
求得:。
故答案为:;;;;。
19. (10分) (2022·浙江省宁波市·同步练习)某实验小组探究一种热敏电阻随温度变化的特性现有器材包括直流恒流电源在正常工作状态下输出的电流恒定、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等.
若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性,请你用笔画线代替导线在图甲的实物图上连线.
实验的主要步骤:
正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并记录电源输出的电流值
在保温容器中添加少量热水,待温度稳定后,闭合开关,记录__________、__________,断开开关
重复第步操作若干次,测得多组数据.
实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值,并据此绘得如图乙所示的关系图线,请根据图线写出该热敏电阻的关系式为________结果均保留位有效数字
【答案】
如图所示电压表电压值温度计数值
【详解】 连线如图所示.
每次加热水后都需要重新读出温度计和电压表的示数,故闭合开关后应记录电压表电压值、温度计数值.
根据图像可以看出,与之间是线性关系设,由图像可得 ,当时,,故.
20. (10分) (2022·全国·单元测试)温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家电产品中,它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性工作的。在图甲中,电源的电动势,内阻可忽略不计;为灵敏电流表,内阻保持不变;为热敏电阻,其电阻值与温度的变化关系如图乙的图线所示,闭合开关,当的温度等于时,电流表示数;当电流表的示数时,热敏电阻的温度是多少?
【答案】
解:温度为时值为, 由得, 若,又可得,则, 根据题图乙得,此时温度约为。
(12分) (2022·浙江省宁波市·同步练习)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,总长度为,电源电动势为,内阻为,限流电阻的阻值为,弹簧劲度系数为,重力加速度为,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,问:
电压表应接在哪两端
此时称量物体的质量是多少
【答案】
应接在、两端.
设托盘上放有质量为的物体时,弹簧的压缩量为,由题设知
解得
由闭合电路欧姆定律知
联立解得