2020学年高中物理 第六章 传感器 课后提升作业十三传感器的应用

2020学年高中物理 第六章 传感器 课后提升作业十三传感器的应用

课后提升作业 十三 传感器的应用 ‎ ‎(40分钟　50分)‎ 一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)‎ ‎1.(多选)关于电子秤中应变片的说法正确的是　(　　)‎ A.应变片是由导体材料制成的 B.当应变片的表面拉伸时,其电阻变大;反之变小 C.传感器输出的是应变片上的电压 D.外力越大,输出的电压差值也越大 ‎【解析】选B、D。应变片多用半导体材料制成,故选项A错,B对,传感器输出的是应变片上、下两表面的电压差,并且随着外力的增大,输出的电压差值也增大,故选项C错、D对。‎ ‎2.(多选)如图所示,Rt为热敏电阻,R1为光敏电阻,R2和R3均为定值电阻,电源电动势为E,内阻为r,为理想电压表,现发现电压表示数增大,可能的原因是 ‎　(　　)‎ A.热敏电阻温度升高,其他条件不变 B.热敏电阻温度降低,其他条件不变 C.光照减弱,其他条件不变 D.光照增强,其他条件不变 ‎【解析】选A、C。热敏电阻温度升高,阻值减小,外电路的总电阻减小,总电流增大,路端电压减小,则通过光敏电阻的电流减小,则通过R3‎ 的电流增大,电压表的示数增大,A正确;热敏电阻温度降低时,阻值增大,外电路总电阻增大,总电流减小,路端电压增大,通过光敏电阻的电流增大,所以通过热敏电阻的电流减小,电压表的示数减小,B错误;光照减弱,光敏电阻的阻值增大,外电路总电阻增大,路端电压增大,通过R3电流增大,则电压表的示数增大,C正确;光照增强,光敏电阻的阻值减小,外电路总电阻减小,路端电压减小,通过R3电流减小,则电压表的示数减小,D错误。‎ ‎3.(多选)下列有关电熨斗的说法中正确的是　(　　)‎ A.电熨斗能自动控制温度主要利用了双金属片,两片金属的膨胀系数相同 B.常温下,上下触点是接触的;温度过高时,双金属片发生弯曲使上下触点分离 C.需要较高温度熨烫时,要调节调温旋钮,使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移 D.电熨斗中的双金属片是一种半导体材料 ‎【解析】选B、C。常温下,上下触点是接触的,温度过高时,双金属片发生弯曲使上下触点分离;需要较高温度熨烫时,要调节调温旋钮,使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移;双金属片由膨胀系数不同的金属材料制成,上面的膨胀系数大。‎ ‎【补偿训练】(多选)如图所示是自动调温式电熨斗,下列说法正确的是　(　　)‎ A.常温时上下触点是接触的 B.双金属片温度升高时,上金属片形变较大,双金属片将向下弯曲 C.原来温度控制在80℃断开电源,现要求60℃断开电源,应使调温旋钮下调一些 D.由熨烫丝绸衣物状态转变为熨烫棉麻衣物状态,应使调温旋钮下移一些 ‎【解析】选A、B、D。常温时,上下触点是接通的,当温度升高时,上层金属片形变大,向下弯曲,切断电源。当温度要升高时,则应使调温旋钮下移一些,A、B、D对,C错。‎ ‎4.(2020·常州高二检测)如图所示,电源两端的电压恒定,L为小灯泡,R为光敏电阻,D为发光二极管(电流越大,发光越强),且R与D距离不变,下列说法中正确的是　(　　)‎ A.当滑动变阻器的滑片向左移动时,L消耗的功率增大 B.当滑动变阻器的滑片向左移动时,L消耗的功率减小 C.当滑动变阻器的滑片向右移动时,L消耗的功率可能不变 D.无论怎样移动滑动变阻器的滑片,L消耗的功率都不变 ‎【解析】选A。电源电压恒定,当滑动变阻器的滑片向左移动时,发光二极管发光变强,光敏电阻的阻值变小,所以电流变大,则L的功率变大,故A对。‎ ‎5.如图所示,用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器,下列说法中正确的是　(　　)‎ A.严重污染时,LDR是高电阻 B.轻度污染时,LDR是高电阻 C.无论污染程度如何,LDR的电阻不变,阻值大小由材料本身因素决定 D.该仪器的使用不会因为白天和晚上受到影响 ‎【解析】选A。严重污染时,透过污水照到LDR上的光线减少,LDR电阻较大,故选项A对,B错;LDR由半导体材料制成,受光照影响电阻会发生变化,故选项C错;白天和晚上自然光强弱不同,或多或少会影响LDR的电阻,故选项D错。‎ ‎6.某同学设计的散热排风控制电路如图所示,M为排风扇,R是可变电阻,R0是半导体热敏电阻,其阻值随温度升高而减小。控制开关电路具有下列特性:当A点电势φA<φ0时,控制开关处于断路状态;当φA≥φ0‎ 时,控制开关接通电路,M开始运转。下列说法中正确的是　(　　)‎ A.环境温度升高时,A点电势升高 B.可变电阻R阻值调大时,A点电势降低 C.可变电阻R阻值调大时,排风扇开始工作的临界温度升高 D.若用金属热电阻代替半导体热敏电阻,电路仍能正常工作 ‎【解析】选A。当环境温度升高时,半导体热敏电阻R0的阻值减小,则电路中的电流增大,所以A点的电势升高,故A正确;可变电阻R阻值调大时,导致电路的电流减小,则A点电势升高,故B错误;当可变电阻R阻值调大时,A点电势升高,A点电势达到φ0时,R0的临界电阻变大,临界温度降低,故C错误;若用金属热电阻代替半导体热敏电阻,当温度升高时,其阻值增大,导致A点电势降低,则开关会处于断开状态,所以起不到散热排风的作用,故D错误。‎ 二、非选择题(14分。需写出规范的解题步骤)‎ ‎7.设计一个白天自动关灯、黑夜自动开灯的装置,可供选择的仪器如下:光敏电阻、继电器、电池、交流电源、开关、导线和灯泡等。‎ ‎(1)如图所示已画好部分电路,请补画完原理电路图。‎ ‎(2)(多选)在以上原理电路工作时,说法正确的是　(　　)‎ A.光敏电阻受到光照,电阻变小继电器工作 B.光敏电阻受到光照,电阻变小继电器不工作 C.继电器工作时,照明电路闭合,电灯亮 D.继电器不工作时,照明电路闭合,电灯亮 ‎【解析】(1)如图所示 ‎(2)有光照时,光敏电阻阻值变小,电路电流变大,线圈磁性增强,将G处动触片吸过来,G与H断开,电路停止工作;无光照射时,光敏电阻阻值增大,电路电流减小,线圈磁性减弱,G与H接触灯亮。‎ 答案:(1)见解析图　(2)A、D ‎【补偿训练】‎ 传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的变化的一种元件,在自动控制中有着相当广泛的应用。有一种测量人的体重的电子秤,其测量部分的原理图如图中的虚线框所示,它主要由压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻),显示体重大小的仪表A(实质是理想的电流表)组成。压力传感器表面能承受的最大压强为1×107Pa,且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如表所示。设踏板和压杆的质量可以忽略不计,接通电源后,压力传感器两端的电压恒为4.8V,g取10N/kg。请回答:‎ 压力F/N ‎0‎ ‎250‎ ‎500‎ ‎750‎ ‎1000‎ ‎1250‎ ‎1500‎ ‎……‎ 电阻R/Ω ‎300‎ ‎270‎ ‎240‎ ‎210‎ ‎180‎ ‎150‎ ‎120‎ ‎……‎ ‎(1)写出R关于F的函数关系式　_____________________________________。‎ ‎(2)该秤零起点(踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘的多大电流处?‎ ‎【解析】(1)由压力传感器R的电阻与所受压力的关系表分析可得R=300-F。‎ ‎(2)踏板空载时,传感器R的电阻为300Ω,电路中电流I==A=1.6×10-2A,即该秤零起点的刻度线应标在电流表刻度盘的1.6×10-2A处。‎ 答案:(1)R=300-F　(2)1.6×10-2A