第5章 第1、2节 认识传感器 常见传感器的工作原理及应用-【创新教程】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册五维课堂Word课时作业（人教版2019）

对应课时作业P32 [基础达标] 1．下列关于传感器说法中不正确的是(　　) A．热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量 B．电子秤所使用的测力装置是力传感器，它是把电信号转换为力信号 C．金属的电阻率随温度的升高而增大，用金属丝可以做温度传感器 D．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量 解析：B　[电子秤所使用的测力装置是力传感器，利用通过应变片的电流一定，压力越大，电阻变化越大，应变片两端的电压差越大，将力信号变成电信号，故B错误；金属电阻率随温度升高而增大，可做温度传感器，把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，故A、C正确；光敏电阻是由半导体材料制成的，其电阻随光照强度的增大而减小，故它能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量，故D正确．] 2．在公共场所装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就会开通电热器加热，喷出热空气将手烘干．自动干手机使用的传感器应该是(　　) A．磁传感器　　　 B．红外线传感器 C．力传感器 D．声传感器 解析：B　[手靠近干手机时，红外线传感器通过接收身体表面辐射出来或反射回来的红外线来启动加热装置工作，属于红外线传感器，故B正确，A、C、D错误．] 3．当出现某疫情时，在机场、车站等交通出入口，使用红外线热像仪，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 解析：D　[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．] 4.在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示．M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时(　　) A．RM变大，且R越大，U增大越明显 B．RM变大，且R越小，U增大越明显 C．RM变小，且R越大，U增大越明显 D．RM变小，且R越小，U增大越明显 解析：C　[此装置电路中M与R并联后再与S串联．忽略电源内阻，根据欧姆定律得I＝，S两端的电压U＝IRS增大，则电流I增大，故R并减小，所以并联支路的总电阻减小，RM必减小，故选项A、B错误．由于＝＋，即R并＝＝，当R远大于RM时，→0，则R并≈RM，此时认为RM变化了多少，R并就变化了多少，所以R越大，RM的变化对U的变化影响就越明显，故选项C正确，D错误．] 5．(多选)如图所示为某商厦安装的光敏电阻自动计数器的示意图．其中A为光源，B为由电动机带动匀速运行的自动扶梯，R1为光敏电阻，R2为定值电阻．每当扶梯上有顾客经过挡住由A射向R1的光线时，计数器就计数一次．下列说法正确的是(　　) A．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压 B．当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压 C．信号处理系统每获得一次低电压就计数一次 D．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次 解析：BC　[当光线照射R1时，R1阻值减小，R总减小，且电源电压不变，由闭合电路欧姆定律得I＝，电路中的电流增大，R2是定值电阻，U2＝IR2，R2两端电压增大，信号处理系统获得高电压，所以选项A错误，B正确；根据前面分析可知，每当有人经过时，即没有光照时，信号处理系统获得低电压，信号处理系统计数一次，即信号处理系统每获得一次低电压就计数一次，所以选项C正确，D错误．] 6．(多选)如图为电阻R随温度T变化的图线．下列说法中正确的是(　　) A．图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的 B．图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的 C．图线1对应的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高 D．图线2对应的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高 解析：BD　[金属热电阻的阻值随温度升高而增大，有些半导体材料的热敏电阻的阻值随温度升高而减小，所以A错误，B正确；图线1对应的金属热电阻化学稳定性好、测温范围大但灵敏度低，图线2对应的热敏电阻化学稳定性差、测温范围小但灵敏度高，所以C错误，D正确．] 7．如图所示是自动控制电路的原理图，a、b间电压恒定，R1为光敏电阻，R2为定值电阻．当电路中的光敏电阻不受光的照射时用电器可以正常工作． (1)当光敏电阻受光的照射时，其阻值和电流表的示数如何变化？ (2)当光敏电阻受光的照射时，用电器工作状态怎样？ 解析：(1)根据电路结构，当光敏电阻受光照射时，电阻减小，并联支路的电阻减小，电路总电阻减小，总电流增大，R2上的电压变大，因为ab之间的电压恒定，所以并联支路的电压减小，电流表示数减小； (2)因为没有光照时，用电器可以正常工作，所以当有光照时，通过用电器的电流减小，用电器的实际功率会减小，不能正常工作． 答案：(1)光敏电阻阻值减小，电流表示数减小 (2)用电器不能正常工作 8．如图所示，小铅球P系在细金属丝下，悬挂在O点，开始时小铅球P沿竖直方向处于静止状态．当将小铅球P放入水平流动的水中时，球向左摆动一定的角度θ，水流速度越大，θ越大．为了测定水流对小球作用力的大小，在水平方向固定一根电阻丝BC，其长为L，它与金属丝接触良好，不计摩擦和金属丝的电阻，C端在O点正下方处，且OC＝h.图中还有电动势为E的电源(内阻不计)和一只电压表．请你连接一个电路，使得当水流速度增大时，电压表示数增大． 解析： 电路图如图所示． 设CD＝x，电压表示数为U，P球平衡时，由平衡条件可得 tanθ＝＝　 ① 根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律可得 I＝＝　 ② 根据电阻定律可得RL＝ρ　　③ Rx＝ρ　　④ 由①②③④式可得U＝， 因为水流速度越大，θ越大，所以U越大． 答案：见解析 [能力提升] 9．(多选)演示位移传感器的工作原理如图乙所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P，通过电压表显示的数据来反映物体位移的大小x.假设电压表是理想电压表，则下列说法正确的是(　　) A．物体M运动时，电路中的电流不会发生变化 B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化 C．物体M不动时，电路中没有电流 D．物体M不动时，电压表没有示数 解析：AB　[电压表不分流，故金属滑杆移动不会改变电路的总电阻，也就不会改变电路中的总电流，故A正确，电压表测量金属滑杆P左侧电阻两端的电压，故电压表示数随物体M的移动而变化，故B正确，C、D错误．] 10．如图所示是一火警报警器的一部分电路示意图，其中R2为用NTC半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器，当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是(　　) A．I变大，U变大　 B．I变小，U变小 C．I变小，U变大 D．I变大，U变小 解析：B　[当R2处出现火情时，NTC热敏材料制成的传感器的电阻将减小，则此时电路中的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知：外电路电压将减小，U减小；电路中的总电流增大，所以R1上的电压增大，显示器两端的电压将减小，电流I减小，B正确．] 11．霍尔元件是实际生活中的重要元件之一，广泛应用于测量和自动化技术等领域．如图所示为一长度一定的霍尔元件，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于霍尔元件的工作面向下，在元件中通入图示从E到F方向的电流I，元件中的载流子带负电，下列说法中正确的是(　　) A．该元件能把电学量转化为磁学量 B．该元件C面的电势高于D面的 C．如果用该元件测赤道处地磁场的磁感应强度，应保持C、D面竖直 D．如果流过霍尔元件的电流大小不变，则元件C、D面的电势差与磁场的磁感应强度成正比 解析：D　[霍尔元件是能够把磁学量转换为电学量的传感器，A错误；根据左手定则可知，带负电的电荷向C面偏转，C面带负电，D面带正电，所以D面的电势高，B错误；在测定地球赤道处的地磁场的磁感应强度时，应将元件的C、D面保持竖直，让磁场垂直通过元件的工作面，C错误；运动电荷最终在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡状态，设霍尔元件的长、宽、高分别为a、b、d，则有q＝qvB，电流的微观表达式为I＝nqvS＝nqvbd，所以U＝，如果流过霍尔元件的电流大小不变，则元件C、D面的电势差与磁场的磁感应强度成正比，D正确．] 12．影响物质材料电阻率的因素有很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减小．某课题研究组在研究某种导电材料的用电器件Z的导电规律时，利用如图甲所示的分压电路，测得其电压与电流的关系如表所示 U/V 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.50 1.60 I/A 0.20 0.45 0.80 1.25 1.80 2.81 3.20 (1)根据表中数据，用电器件Z可能属于上述哪类材料？ (2)把用电器件Z接入图乙所示的电路中，闭合开关，电流表的读数为1.8 A，电池的电动势为3 V，内阻不计，电阻R的电功率为多大？ 解析：(1)由表格中数据可得，电阻随电压的增大而减小，而电压越大，用电器件温度越高，所以材料为半导体． (2)查表I＝1.8 A时，Z的电压为1.2 V，则UR＝E2－UZ＝3 V－1.2 V＝1.8 V. PR＝IUR＝1.8×1.8 W＝3.24 W. 答案：(1)半导体　(2)3.24 W 学科网（北京）股份有限公司 $$