2024_2025学年新教材高中物理第五章传感器1认识传感器测评含解析新人教版选择性必修第二册.docxVIP

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相识传感器

课后篇素养形成

必备学问基础练

1.位移传感器的工作原理如图所示,物体M在导轨上平移时,带动滑动变阻器的金属滑片P,通过电压表显示的数据,来反映物体M位移的大小x。假设电压表是志向电表,物体M不动时,滑片P位于滑动变阻器正中间位置,则下列说法正确的是()

A.物体M运动时,电源内的电流会发生变更

B.物体M运动时,电压表的示数会发生变更

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

解析电压表为志向电表,则电压表不分流,故触头移动时不会变更电路的电阻,也就不会变更电路中的电流,故A错误;电压表测的是滑片P左侧电阻分得的电压,故示数随物体M的移动亦即触头的运动而变更,故B正确,C、D错误。

答案B

2.如图所示的电路可将声音信号转换为电信号,该电路中右侧固定不动的金属板b与能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜a构成一个电容器,a、b通过导线与恒定电源两极相接。若振动膜a周期性振动,则()

A.a振动过程中,a、b板间的电场强度不变

B.a振动过程中,a、b板所带电荷量不变

C.a振动过程中,灵敏电流计中始终有方向不变的电流

D.a向右的位移最大时,a、b板所构成的电容器的电容最大

解析由于平行板电容器两极板与电池两极相连接,两极板间的电压U保持不变,依据场强E=Ud,C=εrS4πkd可推断A错误,D正确。再由Q=CU可知,B错误。由于

答案D

3.如图所示为测定压力的电容式传感器,将平行板电容器、灵敏电流表(零刻度在中间)和电源串联成闭合回路,当压力F作用于可动膜片电极上时,膜片发生形变,引起电容的变更,导致灵敏电流表指针偏转,在起先对膜片施加压力使膜片电极从图中的虚线推到图中实线位置并保持固定的过程中,灵敏电流表指针偏转状况为(电流从灵敏电流表右接线柱流入时指针向右偏)()

A.向右偏到某一刻度后回到零刻度

B.向左偏到某一刻度后回到零刻度

C.向右偏到某一刻度后不动

D.向左偏到某一刻度后不动

解析压力F作用时,极板间距d变小,由C=εrS4πkd知,电容器电容C变大,又电压U不变,依据

答案A

关键实力提升练

4.如图所示是一个测定液面高度的传感器,在导线芯的外面涂上一层绝缘物质,放在导电液体中,导线芯和导电液构成电容器的两极,把这两极接入外电路,当外电路的电流变更说明电容值增大时,则导电液体的深度h变更为()

A.h增大

B.h减小

C.h不变

D.无法确定

解析由题意知,导线芯和导电液体构成电容器的两极,类似于平行板电容器的两极,当液面高度发生变更时,相当于两极正对面积发生变更,会引起电容的变更,与平行板电容器类比可得,导电液体深度h增大时,导电芯和导电液体正对面积增大,电容器的电容值变大,故选项A正确。

答案A

5.电容式位移传感器的工作原理如图所示。当被测物体在左右方向发生位移时,电介质板随之在电容器两极板之间移动。假如测出了电容的变更,就能知道物体位置的变更。电容式位移传感是把这个力学量转化为电容这个电学量。在某次测量中,电容增大了,则被测物体向(选填“左”或“右”)移动。?

解析被测物体运动时,电介质在极板间的长度不同,影响电容器的电容,电容式位移传感器是把位移这个力学量转化为电容这个电学量。在某次测量中,电容增大了,依据C=εr

答案位移左

6.

计算机键盘上的每一个按键下面都有一个电容传感器。电容的计算公式是C=εSd,其中常量ε=9.0×10-12F·m-1,S表示两金属片的正对面积,d表示两金属片间的距离。当某一键被按下时,d发生变更,引起电容器的电容发生变更,从而给电子线路发出相应的信号。已知两金属片的正对面积为50mm2,键未被按下时,两金属片间的距离为0.60mm。只要电容变更达0.25pF,电子线路就能发出相应的信号。那么为使按键得到反应,至少须要

解析未按下时电容C1=εSd1=0.75pF,由C1C2=d2d1得ΔCC2=Δ

答案0.15mm