高中物理 第六章 传感器 2 传感器的应用学案 新人教版选修3-2.doc

图7

A.0～t1时间内，升降机一定匀速运动 B.0～t1时间内，升降机可能减速上升 C.t1～t2时间内，升降机可能匀速上升 D.t1～t2时间内，升降机可能匀加速上升 答案 B

解析 在0～t1时间内，电流恒定，表明压敏电阻的阻值恒定，则重物对压敏电阻的压力恒定，则升降机可能处于静止、匀速运动或匀变速直线运动，故A选项错误，B选项正确；t1～

t2时间内，电流在增加，表明压敏电阻的阻值在减小，则重物对压敏电阻的压力在增大，重

物的加速度是变化的，故不可能做匀速运动或匀加速运动，C、D两项都错.

2.(温度传感器的应用)传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用的传感器是( ) A.生物传感器 C.温度传感器 答案 C

3.(温度传感器的应用)(多选)如图8所示是自动调温式电熨斗，下列说法正确的是( )

B.红外传感器 D.压力传感器

图8

A.常温时上、下触点是接触的

B.双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲

C.原来温度控制在80 ℃断开电源，现要求60 ℃断开电源，应使调温旋钮下移一些 D.由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些 答案 ABD

4.(光传感器的应用)如图9为烟雾散射式火灾报警器，它主要由带孔的外罩、发光二极管LED、光电三极管及不透明的挡板组成，请简述它的工作原理.

图9

答案 见解析

解析 报警器工作时发光二极管处于发光状态，由于挡板遮挡，平时光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高电阻状态.烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小，与传感器连接的电路检测出这种变化，就会报警.

题组一 力传感器的应用 1.电子秤使用的是( ) A.超声波传感器 C.温度传感器 答案 B

2.如图1所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、开关K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中.两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电荷量为＋q的小球.K断开时传感器上有示数，K闭合时传感器上恰好无示数.则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是( )

B.压力传感器 D.红外传感器

图1

ΔΦmgdA.正在增强，＝ ΔtqΔΦmgdC.正在减弱，＝ Δtq答案 D

解析 K闭合时传感器上恰好无示数，说明小球受竖直向上的电场力，且电场力大小等于重ΔΦU力，由楞次定律可判断磁场B正在增强，根据法拉第电磁感应定律E＝n＝U，又q·＝

ΔtdΔΦmgdB.正在减弱，＝

ΔtnqΔΦmgdD.正在增强，＝

Δtnq

mg得

ΔΦmgd＝，故D正确. Δtnq3.利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小.实验时，把图2甲中的小球举高到绳子的悬点O处，然后让小球自由下落.用这种方法获得的弹性绳的拉力随时间的变化图线如图乙所示.根据图线所提供的信息，以下判断正确的是( )

图2

A.t2时刻小球所处位置是运动中最高点 B.t1～t2期间小球速度先增大后减小 C.t3时刻小球动能最小

D.t2与t5时刻小球速度大小不同 答案 B

解析 小球下落的轨迹展开图如图所示，B处为绳子的原长处，C处为小球重力与绳上拉力相等处，D处为小球下落的最低点，在题F－t图中，0～t1小球在OB间下落，t1～t2小球在

BD间下落，t2～t3小球由D处回到B处，t3～t4小球在BO间上升，而后下落至B点.由F－t图知，小球在t2时刻下落到最大距离，然后最大距离在逐渐减小，由以上分析知，小球的最大速度出现在C点，对应于t1～t2之间，A错，B对；t3时刻小球速度不为零，故动能不可能最小，C错误；t2和t5分别对应小球先后两次下落过程中经过最低点的时刻，速度大小为零，D错误.正确选项为B.

4.(多选)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3甲所示，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.某过程中电流表的示数如图乙所示，则在此过程( )

图3

A.物体处于失重状态 B.物体处于超重状态

C.升降机一定向上做匀加速运动

D.升降机可能向下做匀减速运动 答案 BD

解析 电流表的示数变为2I0且保持不变，说明此时压敏电阻的阻值比升降机静止时小，压敏电阻所受压力变大，物体处于超重状态，即物体具有向上的加速度，B、D正确，A、C错误.

题组二 光传感器的应用

5.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 C.声传感器 答案 A

解析 在电梯门口放置一障碍物，电梯门不停地开关，说明电梯门口有一个光传感器，故A选项正确.

6.街旁的路灯、江海里的航标都要求在夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的( ) A.压敏性 C.热敏性 答案 B

7.(多选)如图4所示，用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器，下列说法中正确的是( )

B.光敏性 D.三种特性都利用 B.温度传感器 D.压力传感器

图4

A.严重污染时，LDR是高电阻 B.轻度污染时，LDR是高电阻

C.无论污染程度如何，LDR的电阻不变，阻值大小由材料本身因素决定 D.该仪器的使用会因为白天和晚上受到影响 答案 AD

解析 严重污染时，透过污水照到LDR上的光线较少，LDR电阻较大，A对，B错；LDR由半导体材料制成，受光照影响，电阻会发生变化，C错；白天和晚上自然光的强弱不同，或多或少会影响LDR的电阻，D对. 题组三 温度传感器的应用

8.在防治“非典”期间，在机场、车站等交通出入口，使用了红外线热像仪，红外线热像仪通过红外线遥感，可检测出经过它时的发热病人，从而可以有效控制疫情的传播.关于红外

线热像仪，下列说法正确的是( )

A.选择红外线进行检测，主要是因为红外线具有荧光效应 B.红外线热像仪通过发射红外线照射人体来检测 C.红外线热像仪同时还具有杀菌作用

D.一切物体都能发射红外线，而且物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同 答案 D

解析 红外线热像仪是根据物体发射的红外线的频率和强度不同而工作的，故D正确. 9.小强用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制.经检查，恒温箱的控制器没有故障.参照图5，下列对故障判断正确的是( )

图5

A.只可能是热敏电阻出现故障 B.只可能是温度设定装置出现故障 C.热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障 D.可能是加热器出现故障 答案 C

解析 由恒温箱原理图可知，若热敏电阻出现故障或温度设定装置出现故障都会向控制器传递错误信息，导致控制器发出错误指令，故C正确，A、B错误.若加热器出现故障，只有一种可能，即不能加热，而题中加热器一直加热才会使温度持续升高，故D错误.

10.(多选)在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是PTC元件，PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率ρ随温度t的变化关系如图6所示，由于这种特性，使PTC元件具有发热、保温双重功能.以下判断正确的是( )

图6

A.通电后，其电功率先增大后减小 B.通电后，其电功率先减小后增大

C.当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1不变

D.当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1和t2之间的某一值不变