選修11第四章電磁波與現(xiàn)代通信4.3信息的獲取--傳感器2750

1、選修 11第四章電磁波與現(xiàn)代通信4.3 信息的獲取傳感器 測試題 2019.91, 如圖所示，厚度為 h、寬為 d的導體板放在垂直于它的磁感應強度為 B 的均勻磁場中，當電流通過導體板時，在導體板的上側(cè)面 A和下側(cè)面 A 之間會產(chǎn)生電勢差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應。實驗表明，當磁場不太強時電勢差 U，電流 I 和B的關系為 U=k ，式中的比例系數(shù) k稱為霍爾系數(shù)?；魻栃山忉屓缦拢?外部磁場的洛倫茲力使運動的電子聚集在導體板的一側(cè)，在導體板的另一側(cè)出現(xiàn)多余的正電荷，從而形成橫向電場，橫向電場對電子施加與洛倫茲力方向相反的靜電力， 當靜電力與洛倫茲力達到平衡時，導體板上下兩側(cè)之間就會形成穩(wěn)定的電

2、勢差。設電流 I 是由電子定向流動形成的， 電子的平均定向速度為 v，電量為 e，回答下列問題：（1）達到穩(wěn)定狀態(tài)時，導體板上側(cè)面A的電勢下側(cè)面的電勢（填高于、低于或等于）。（2）電子所受的洛倫茲力的大小為（3）當導體板上下兩側(cè)之間的電勢差為。U時，電子所受的靜電力的大小為I（ 4）由靜電力和洛倫茲力平衡的條件， 證明霍爾系數(shù) k= ne ，其中 n代表導體板單位體積中電子的個數(shù)。2, 如圖所示，是一種測定角度變化的傳感器，當彼此絕緣的金屬構成的動片和定片之間的角度 0發(fā)生變化時，試分析傳感器是如何將這種變化轉(zhuǎn)化為電學量的？3, 如圖所示，將萬用表的選擇開關置于 “歐姆檔 ”，再將電表的兩支表

3、筆與負溫度系數(shù)的熱敏電阻 Rt 的兩端相連，這時表針恰好指在刻度盤的正中間若往 Rt 上擦一些酒精，表針將向（填“左”或 “右”移動）；若用吹風機將熱風吹向電阻，表針將向（填“左”或“右”移動）【特別提示】（1）熱敏電阻的阻值隨溫度的變化而變化阻值隨溫度的升高而增大的我們稱之為正溫度系數(shù)熱敏電阻 (PTC)阻值隨溫度的升高而減小的我們稱之為負溫度系數(shù)熱敏電阻 (NTC)（2）歐姆表的表盤刻度最右側(cè)為0，最左側(cè)為最大值4, 試說明下列各種場合分別選用怎樣的傳感器（ 1） 普通電冰箱中的自動溫度控制電路（ 2） 馬路兩側(cè)的路燈控制電路（ 3） 氣墊導軌上用的光電門（ 4） 樓梯燈控制電路（ 5）

4、賓館的自動門（ 6） 話筒（ 7） 非接觸式體溫計（ 8） 搖控電視機的接收器5, 電飯鍋的原理如圖所示，煮飯時開關 S是閉合的，紅色指示燈亮；飯熟后（當時的溫度大約為 103）保護開關 S自動斷開，黃燈亮（ 1）電阻 R1的作用是保護紅色指示燈不致因電流過大而燒毀， 與電飯鍋發(fā)熱板的等效電阻相比，二者大小應有什么關系？為什么？(2) 通常情況下用這種電飯鍋燒水時它的自動斷電功能能不能起作用，為什么？6, 測溫元件：它可以是、（利用該元件可以實現(xiàn)無接觸測溫）7, 機械式鼠標器的內(nèi)部結(jié)構：它由一個滾球、兩個滾軸、兩個（它的邊緣開有許多等間距的小齒）、兩個（ LED）、還有兩個（兩個光傳感器）等組

5、成的8, 機械式鼠標器的工作原理：當鼠標器在桌面上移動時，滾球的運動通過帶動兩個轉(zhuǎn)動， 紅外線接收管就收到的，輸出相應的計算機分別統(tǒng)計x，y兩個方向的脈沖信號，處理后就使屏幕上的光標產(chǎn)生相應的9, 煙霧散射火災報警器的構造：帶孔的罩子內(nèi)裝有、和不透明的檔板10, 煙霧散射式火災報警器的工作原理：平時，收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)狀態(tài)煙霧進入罩內(nèi)后對光有作用，使部分光線照射到，其電阻變，與傳感器連接的電路檢測發(fā)出這種變化，就會發(fā)出警報測試題答案1,解析：霍爾效應對學生來說是課本里沒有出現(xiàn)過的一個新知識，但試題給出了霍爾效應的解釋，要求學生在理解的基礎上，調(diào)動所學知識解決問題，這實際上是對學生學習潛

6、能的測試，具有較好的信度和效度。（ 1）首先分析電流通過導體板時的微觀物理過程。由于導體板放在垂直于它的磁感應強度為 B的勻強磁場中， 電流是電子的定向運動形成的，電流方向從左到右，電子運動的方向從右到左。根據(jù)左手定則可判斷電子受到的洛侖茲力的方向向上，電子向 A板聚集， A1板出現(xiàn)多余的正電荷，所以 A板電勢低于 A1板電勢，應填 “低于 ”。（2）電子所受洛侖茲力的大小為f evBU（3）橫向電場可認為是勻強電場，電場強度Eh ，電子所受電場力的大小為UFeEeh（4）電子受到橫向靜電力與洛倫茲力的作用，由兩力平衡有e evB 可得 h v B通過導體的電流強度微觀表達式為InevdhUK

7、 IB由題目給出的霍爾效應公式d ，有hvB K nevdhBK1d得ne2, 夾角 的變化，引起電容器的變化，若電容器始終與電源相接，即電壓一定時，電容器在角度 變化時，就會充或放電，產(chǎn)生電流，這樣就將這種變化轉(zhuǎn)化為電學量。3, （1）熱敏電阻的阻值隨溫度的變化而變化阻值隨溫度的升高而增大的我們稱之為正溫度系數(shù)熱敏電阻 (PTC)阻值隨溫度的升高而減小的我們稱之為負溫度系數(shù)熱敏電阻 (NTC)（2）歐姆表的表盤刻度最右側(cè)為0，最左側(cè)為最大值4,（1）溫度傳感器（2）光傳感器（ 3）光傳感器（4）光傳感器、聲傳感器（ 5）光（紅外線）傳感器（6）聲傳感器（7）光（紅外線）傳感器（8）光（紅外線）傳感器5, （1） R1 應該遠大于發(fā)熱板的等效 電阻。因為 R1和紅燈只起指示作用，消耗的電功率遠小于發(fā)熱板的功率，兩者又是并聯(lián)接入電路的，電壓相同，所以流過 R1 的紅燈的電流遠小于流過發(fā)熱板的電流，因此 R1應該遠大于發(fā)熱板的等效電阻。（ 2）不的沸騰溫度為 100 o C，燒開時水溫不會達到 10