2020高中物理 第6章 3 实验：传感器的应用课后巩固练习 新人教版选修3-2

2020高中物理 第6章 3 实验：传感器的应用课后巩固练习 新人教版选修3-2

‎3　实验：传感器的应用 ‎ 一、单项选择题 ‎1．光传感器的作用是( A )‎ A．利用光敏电阻将光信号转化为电信号 B．利用光敏电阻将电信号转化为光信号 C．利用光敏电阻将光信号与电信号互为转化 D．以上说法都不正确 ‎2．楼道里，夜间只是偶尔有人经过，电灯总是亮着会浪费电能．科研人员利用光敏材料制成“光控开关”，天黑时自动闭合；天亮时自动断开．利用声敏材料制成“声控开关”，当有人走动发出声音时，自动闭合；无人走动时，自动断开．若将这两个开关配合使用，就可以使楼道灯变得“智能化”，这种“智能”电路正确的是( D )‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 解析：需要满足题意的两个条件，则必须把光控开关和声控开关串联．‎ ‎3．如图6－3－7所示为小型电磁继电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈．P为可绕O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱．电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求．其工作方式是( A )‎ 图6－3－7‎ A．A与B接信号电压，C与D跟被控电路串联 B．A与B接信号电压，C与D跟被控电路并联 C．C与D接信号电压，A与B跟被控电路串联 D．C与D接信号电压，A与B跟被控电路并联 解析：由图可知A、B是电磁继电器线圈，所以A、B应接信号电压，线圈随信号电压变化使电磁继电器相吸或排斥，从而使C、D接通或断开，进而起到控制作用．故正确答案为A.‎ ‎4．如图6－3－8所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，LED为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与LED相距不变，下列说法正确的是( A )‎ 图6－3－8‎ A．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大 B．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小 C．当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率可能不变 D．无论怎样移动触头P，L消耗的功率都不变 解析：由于电源电压不变，所以当滑动触头P向左移动时，LED所在支路中的电阻减小，电流增大，LED发出的光增强，光敏电阻R的电阻减小，灯泡所在支路中的电流增大，灯泡消耗的功率增大．‎ 二、双项选择题 ‎5．如图6－3－9所示是室外光控路灯的模拟电路，用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻，R1的最大电阻为51 kΩ，R2为330 kΩ，则下列说法中正确的是( BC )‎ 图6－3－9‎ A．在图中虚线方框A中应添加的元件为“与门”‎ B．在图中虚线方框A中应添加的元件为“非门”‎ C．要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些 D．通过发光二极管LED的电流，不经过光敏电阻RG 解析：电路中A处装的是斯密特触发器，它是非门；要想在天更暗时灯才会亮，应该把R1的阻值调大些，这样要使输入端A电压达到某个值，就需要RG的阻值更大，即天色更暗．‎ ‎6．如图6－3－10所示全自动洗衣机中，排水阀是由程序控制器控制其动作的，当洗衣机进行排水和脱水工序时电磁铁的线圈通电，使电磁铁的铁芯2运动，牵引排水阀的活塞，排出污水，牵引电磁铁的结构如图所示，以下说法正确的是( BD )‎ ‎　图6－3－10‎ A．若某时刻输入控制电流时，a为正，b为负，则铁芯2中A端为N极，B端为S极 B．若某时刻输入控制电流时，a为正，b为负，则铁芯2中A端为S极，B端为N极 C．若a、b处输入交变电流，铁芯2不能吸入线圈中 D．若a、b处输入交变电流，铁芯2能吸入线圈中 解析：线圈a、b间通以直流电，a为正、b为负时，铁芯2被磁化，A端为S极，B端为N极，铁芯要被吸入线圈中，断电后，铁芯在复位弹簧作用下回到原位置(图中未画弹簧)，当a、b处输入交变电流时，仍能吸入线圈，因为铁芯仍能被磁化，且磁化后的磁性总是与线圈要发生相吸的作用．‎ 三、非选择题 ‎7．电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器，他们一般具有加热和保温功能，其工作原理大致相同．图6－3－11甲为某种电热式电器的简化电路图，主要元件有电阻丝R1、R2和自动开关S.‎ ‎(1)当自动开关S闭合和断开时，用电器分别处于什么状态；‎ ‎(2)用电器由照明电路供电(U＝220 V)，设加热时用电器的电功率为400 W，保温时用电器的电动功率为40 W，则R1和R2分别为多大；‎ ‎(3)若将图甲中的自动开关S换成理想的晶体二极管D，如图乙所示，其他条件不变，求该用电器工作1 h消耗的电能.‎ ‎　　‎ 图6－3－11‎ 解：(1)S闭合，处于加热状态，S断开，处于保温状态．‎ ‎(2)由功率公式得P1＝，P2＝，联立以上两式得R1＝121 Ω，R2＝1089 Ω.‎ ‎(3)W＝P1＋P2＝0.22 kW·h(或7.92×105 J)．‎ ‎8．某研究性学习小组为探究热敏电阻特性而进行了如下实验．他们分若干次向图6－3－12所示的烧杯中倒入开水，观察不同温度下热敏电阻的阻值，并把各次的温度值和对应的热敏电阻的阻值记录在表中．‎ 图6－3－12‎ 测量次数 t/℃‎ R/kΩ ‎1‎ ‎20‎ ‎10.0‎ ‎2‎ ‎25‎ ‎8.5‎ ‎3‎ ‎35‎ ‎6.5‎ ‎4‎ ‎45‎ ‎5.0‎ ‎5‎ ‎55‎ ‎4.0‎ ‎6‎ ‎65‎ ‎3.3‎ ‎7‎ ‎75‎ ‎2.8‎ ‎8‎ ‎85‎ ‎2.3‎ ‎9‎ ‎95‎ ‎2.0‎ ‎(1)将表格中的实验数据在给定的坐标纸上描绘出热敏电阻的阻值R随温度t变化的图象．并说明该热敏电阻的阻值随温度的升高而______(填“增大”或“减小”)．‎ ‎(2)他们用该热敏电阻作为温度传感器设计了一个温度控制电路，如图6－3－13所示，请在虚线方框中正确画出斯密特触发器．图中二极管的作用________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________.‎ 图6－3－13‎ ‎(3)当加在斯密特触发器输入端的电压逐渐上升到某个值(1.6 V)时，输出端电压会突然从高电平跳到低电平，而当输入端的电压下降到另一个值(0.8 V)时，输出端电压会从低电平跳到高电平，从而实现温度控制．已知可变电阻R1＝12.6 kΩ，则温度可控制在______℃到______℃之间．(结果保留整数，不考虑斯密特触发器的分流影响)‎ 答案：(1)阻值R随温度t变化的图象如图10甲．　减小 ‎(2)画出施密特触发器如图乙．　为了防止电磁继电器释放衔铁时线圈中的自感电动势损坏集成电路，二极管提供自感电流的通路 ‎(3)38(±2)　82(±2)‎ 图10‎ ‎9．如图6－3－14为大型电子地磅的电路图，电源电动势为E，内阻不计．不称物体时，滑片P在A端，滑动变阻器接入电路的有效电阻最大，电流最小；称重物时，在压力作用下使滑片P下滑，滑动变阻器有效电阻变小，电流变大，这样把重力值转换成电信号，将电流对应的重力值刻在刻度盘上，就可以读出被称物体的重力值．若滑动变阻器上A、B间的距离为L，最大阻值等于定值电阻值R0.已知两弹簧的总弹力与形变量成正比，比例系数为K.则所称重物的重力G与电流大小I的关系为( A )‎ 图6－3－14‎ A．G＝2LK－ B．G＝KL C．G＝KL＋ D．G＝KIL 解析：设称重物时弹簧的压缩量为l，则有 G＝Kl，E＝IR0＋IR0 由以上两式得G＝2LK－.‎