§5.2 常见传感器的工作原理及应用 （备作业）-【上好课】2021-2022学年高二物理同步备课系列（人教版选择性必修第二册）-(解析版)

3.0 envi 2025-03-19 17 4 941.06KB 17 页 3知币
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一、单选题：
１.电动自行车是一种应用广泛的交通工具，其速度控制是通过转动右把手实现的，这种转动把手称为
“霍尔转把”，属于传感器非接触控制。转把内部有永久磁铁和霍尔器件等，截面如图甲。开启电源时，
在霍尔器件的上、下面之间加一定的电压，形成电流，如图乙。随着转把的转动，其内部的永久磁铁也跟
着转动，霍尔器件能输出控制车速的电压，已知电压与车速关系如图丙。以下关于“霍尔转把”叙述正确
的是(　　)
A．为提高控制的灵敏度，永久磁铁的上、下端分别为 N、S 极
B．按图甲顺时针转动电动车的右把手，车速将变快
C．图乙中从霍尔器件的左、右侧面输出控制车速的霍尔电压
D．若霍尔器件的上、下面之间所加电压正负极性对调，将影响车速控制
【答案】B
【解析】由于在霍尔器件的上、下面之间加一定的电压，形成电流，当永久磁铁的上、下端分别为 N、S 极
时，磁场方向与电子的移动方向平行，则电子不受洛伦兹力作用，霍尔器件不能输出控制车速的霍尔电
压，故 A 错误；当按图甲顺时针转动电动车的右把手，霍尔器件周围的磁场增强，则霍尔器件输出控制车
速的霍尔电压增大，因此车速将变快，故 B 正确；根据题意，结合图乙的示意图，永久磁铁的 N、S 极可能
在左、右侧面或在前、后表面，因此从霍尔器件输出控制车速的霍尔电压不一定在霍尔器件的左、右侧
面，也可能在前、后面，故 C 错误；当霍尔器件的上、下面之间所加电压正负极性对调，从霍尔器件输出
控制车速的霍尔电压正负号相反，由图丙可知，不会影响车速控制，故 D 错误。
故选：B。
２.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 是光源，B 是由电动机带动匀速运行的
自动扶梯，R1是半导体材料制成的光敏电阻(光照越强，电阻越小)，R2是定值电阻。每当扶梯上有顾客经
第2课时 常见传感器的工作原理及应用
第五章 传感器
过，挡住由 A 射向 R1的光线时，计数器就计数一次。此计数器的基本工作原理是(　　)
A．当有光照射 R1时，信号处理系统获得低电压
B．不论有无光照射 R1，信号处理系统获得的电压都不变
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
【答案】C
【解析】 由电路图可知，R1、R2串联；当有光照射 R1时，R1的阻值较小，总阻值较小，由欧姆定律可得电
路中电流较大；因 R2为定值电阻，则 R2两端的电压较大；当光线被挡住时，R1的阻值变大，总阻值变大，
由欧姆定律可得电路中电流减小；则 R2两端的电压减小，故 A、B 错误；当光线被挡住时，R1的阻值变大，
则 R2两端的电压减小，信号处理系统每获得一次低电压就计数一次，故 C 正确，D 错误。
故选：C。
３．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m，电梯静止时电
流表示数为 I0，电梯在不同的运动过程中，电流表的示数分别如图(甲)(乙)(丙)(丁)所示，下列判断中不
正确的是(　　)
A．(甲)图表示电梯可能做匀速直线运动
B．(乙)图表示电梯可能做匀加速上升运动
C．(丙)图表示电梯可能做匀加速上升运动
D．(丁)图表示电梯可能做变减速下降运动
【答案】C
【解析】匀速时物体受力与静止时相同，电流应为 I0，选项A 正确；匀加速上升时物体超重，压力恒定，
电流恒定且大于 I0，选项B 正确，C 错误；(丁)图电流减小，电路中的电阻增大，故此过程压力减小，可
能为变减速下降运动，选项D 正确。
故选 C。
４．某种角速度计的结构如图所示。当整个装置绕竖直轴 OO′转动时，元件 A 相对于转轴发生位移并通过
滑动变阻器输出电压，电压传感器(传感器内阻无限大)接收相应的电压信号。已知 A 的质量为m，弹簧的
劲度系数为 k、自然长度为 l，电源的电动势为E、内阻不计。滑动变阻器总长也为 l，电阻分布均匀，装
置静止时滑片 P 在变阻器的最左端 B 处，当系统以角速度 ω转动时，则(　　)
A．电路中电流随角速度的增大而增大
B．弹簧的伸长量为x＝
C．输出电压 U与ω的函数关系为 U＝
D．此装置能测量的角速度最大不超过
【答案】D
【解析】系统在水平面内以角速度 ω转动时，无论角速度增大还是减小，BC 的电阻不变，根据闭合电路
欧姆定律可知，电路中电流保持不变，与角速度无关，故 A 错误。设系统在水平面内以角速度 ω转动时，
弹簧伸长的长度为 x，则对元件 A，根据牛顿第二定律得 kx＝mω2(l＋x)，解得 x＝，故 B 错误。输出电压
U＝E＝E，解得 U＝，故 C 错误。当 x＝l 时角速度最大，则由 kl＝mω(l＋l)，解得 ωmax＝，故 D 正确。
故选 D。
5.传感器是能将感受的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)的一类元件，在
自动控制中有相当广泛的应用，如图所示的装置是一种测定液面高度的电容式传感器。金属芯线与导电液
体构成一个电容器，从电容C 大小的变化情况就能反映出液面高度 h的高低情况，则两者的关系是(　　)
①C 增大表示 h增大　②C 增大表示 h 减小
③C减小表示 h 减小　④C减小表示 h增大
A．只有①正确　　　　　 B．只有①、③正确
C．只有②正确 D．只有②、④正确
【答案】B
【解析】液面高度的变化，相当于电容器极板正对面积的变化。当 h增大时，相当于正对面积增大，则电
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