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1、【优化设计优化设计】2015-2016】2015-2016 学年高中物理学年高中物理 6.36.3 实验：传感器的应用课实验：传感器的应用课后习题后习题 新人教版选修新人教版选修 3-23-2课时演练课时演练促提升促提升A A 组 1 1.(多选)关于发光二极管,下列说法正确的是( ) A.发光二极管能发光,不具有单向导电性 B.发光二极管能直接把电能转化为光能 C.发光二极管只要在两端加有正向电压,就可以发光 D.发光二极管只有加正向电压时,才有可能发光 解析:发光二极管和普通二极管一样,都具有单向导电性,都是半导体材料制成的,只有当两 端加正向电压时,才能处于导通状态,才可能发光,但不一定
2、发光,要求达到一定的电压值,它 能直接把电能转化为光能。 答案:BD 2 2.有一种在光照或温度升高时排气扇都能起动的自动控制装置,下列说法正确的是( ) A.两个传感器都是光电传感器 B.两个传感器分别是光电传感器和温度传感器 C.两个传感器可能分别是温度传感器、电容式传感器 D.只有光照和温度都适合时排气扇才能工作 解析:题中提到有光照或温度升高时排气扇都能自动控制,由此可见两个传感器中一个是光 电传感器,一个是温度传感器,而且排气扇自动工作只需满足光照和温度其中的一个条件即 可,选项 A、C、D 错误,选项 B 正确。 答案:B 3 3.(多选)如图所示是一种延时开关,当 S1闭合时,电
3、磁铁F将衔铁D吸下,C线路接触;当 S1 断开时,由于电磁感应作用,D将延迟一段时间才被释放,则( )A.由于A线圈的电磁感应作用,才产生延时释放D的作用 B.由于B线圈的电磁感应作用,才产生延时释放D的作用 C.如果断开B线圈的开关 S2,无延时作用 D.如果断开B线圈的开关 S2,延时将变长 解析:本题以延时开关作为密切联系实际的新情境,考查学生对电磁感应现象的理解程度和 推理能力。根据题中所提示的信息,不难发现延时开关的基本工作原理:当 S1闭合时,电磁 铁F将衔铁D吸下,C线路接通,这时虽然B线圈的开关 S2闭合,但通过它的磁通量不变,所 以没有电磁感应现象发生。当 S1断开时,A线圈
4、立即断路,不会发生电磁感应,但通过B线圈 的磁通量减少,由于B线圈的电磁感应作用,才产生延时释放D的作用,选项 B 正确。如果此 时断开B线圈的开关 S2,则B线圈虽然产生感应电动势,但不产生感应电流,不能吸引衔铁D,无 延时作用,选项 C 正确。答案:BC 4 4.(多选)如图所示电路中,电源电动势为E,内阻为r,Rt为负温度系数热敏电阻,R为光敏电 阻,闭合开关后,小灯泡 L 正常发光。由于环境条件改变(光照或温度),发现小灯泡亮度变暗,则 引起小灯泡变暗的原因可能是( )A.温度不变,光照增强 B.温度升高,光照不变 C.温度降低,光照增强 D.温度升高,光照减弱 解析:由题图可知,当光
5、敏电阻阻值减小或热敏电阻阻值增大时,小灯泡 L 都会变暗,结合光 敏电阻特性可知,A 项正确,B 项错误;若光敏电阻阻值减小的同时,热敏电阻的阻值增大,小 灯泡 L 也会变暗,C 项正确;若热敏电阻减小,光敏电阻增大,则小灯泡变亮,D 项错误。 答案:AC 5 5.(多选)全自动洗衣机中的排水阀是由程序控制其动作的,当进行排水和脱水工作时,控制 铁芯 1 的线圈通电,使铁芯 2 运动,从而牵引排水阀的阀门,排除污水,如图所示。以下说法 正确的是( )A.若输入的控制电流由a流入,由b流出,则铁芯 2 中A端为 N 极,B端为 S 极 B.若输入的控制电流由a流入,由b流出,则铁芯 2 中A端为
6、 S 极,B端为 N 极 C.若a、b处输入交变电流,铁芯 2 不能被吸入线圈中 D.若a、b处输入交变电流,铁芯 2 仍能被吸入线圈中 解析:若输入控制电流由a流入,由b流出,则铁芯 1 左端为 N 极,右端为 S 极,它将使铁芯 2 磁化,A端为 S 极,B端为 N 极,并吸入线圈中;若a、b处输入交变电流,铁芯 2 仍能被吸入线 圈中,故选 B、D。 答案:BD 6 6.(多选)如图所示的光控电路用发光二极管 LED 模仿路灯,RG为光敏电阻。 “”是具 有特殊功能的非门,当加在它的输入端 A 的电压逐渐上升到某个值时,输出端 Y 会突然从高 电平跳到低电平,而当输入端 A 的电压下降到
7、另一个值时,输出端 Y 会从低电平跳到高电平。 要求在天暗时路灯(发光二极管)会被点亮,下列说法中正确的是( )A.天暗时,Y 处于高电平 B.天暗时,Y 处于低电平 C.当R1调大时,A 端的电压降低,灯(发光二极管)点亮 D.当R1调大时,A 端的电压降低,灯(发光二极管)熄灭解析:天暗时,RG电阻值大,A 端为高电平,所以输出端 Y 为低电平,发光二极管导通,选项 B 正确,A 错误;将R1调大时,A 端电势降低,当降到某一值时,输出端变为高电平,灯(发光二极 管)熄灭,选项 D 正确,C 错误。 答案:BD 7 7.一热敏电阻在温度为 80 时阻值很大,当温度达到 100 时阻值就很小
8、。今用一电阻 丝给水加热,并配以热敏电阻以保持水温在 80100 之间,可将电阻丝与热敏电阻并联,一 起放入水中,如图所示。图中 R1为热敏电阻,R2为电阻丝,请简述其工作原理。解析:开始时水温较低,R1阻值较大,电阻丝R2对水进行加热;当水温达到 100 左右时,R1 阻值变得很小,R2被短路,将停止加热;当温度降低到 80 时,R1阻值又变得很大,R2又开始 加热。这样就可达到保温的效果。 答案:见解析 8 8.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)在以
9、下原理电路工作时,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)AD B B 组1 1.传感器的种类多种多样,其性能也各不相同。空调机在室内温度达到设定值后,会自动停 止工作,空调机内使用的传感器是( )A.生物传感器B.
10、红外传感器 C.温度传感器D.压力传感器 解析:空调机根据温度调节工作状态,所以内部使用了温度传感器,C 正确。 答案:C 2 2.如图为一种主动式光控报警器原理图,图中R1和R2为光敏电阻,R3和R4为定值电阻。当 射向光敏电阻R1和R2的任何一束光线被遮挡时,都会引起警铃发声,则图中虚线圈内的电路 是( )A.与门B.或门 C.或非门D.与非门 解析:当射向光敏电阻R1和R2的光线都没有被遮挡时,光敏电阻阻值较小,报警器输入高电 平,而警铃不响,说明输出高电平;当射向光敏电阻R1和R2的任何一束光线被遮挡时,报警器 输入一低电平,警铃发声,输出低电平,所以此电路为“与门”电路。 答案:A
11、3 3.某小型电磁继电器,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为四个接线柱如图所示。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.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:A、B接电磁继电器的线圈,所以A、B应接信号电压、线圈电流随信号电压变化使电 磁继电器相吸或释放,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。 答案:A 4 4.如图所示,甲为 在温度为 10 左右的环
12、境中工作的某自动恒温箱原理简图,箱内的电阻 R1=20 k、R2=10 k、R3=40 k,Rt为热敏电阻,它的电阻随温度变化的图线如图乙所示, a、b端电压Uab0 时,电压鉴别器会令开关 S 接触,恒温箱内的电热丝发热,使箱内温度升 高;当a、b端电压Uab0 时,电压鉴别器会令开关 S 断开,停止加热,则恒温箱内的温度可保 持在( )A.10 B.20 C.35 D.45 解析:通过审题可知Uab=0 是一个电压的临界点,对应着开关 S 的动作,而开关的动作对应着 温度的上升或下降。由电路分析可知,在R1、R2、R3给定的条件下,热敏电阻Rt的阻值决定 了Uab的正负。设电源负极的电势能
13、为零,则a=U,b=U,其中U为电源的路端电压,令 a=b,即Uab=0,则可得,代入数据得Rt=20 k,查表得对应的温度为 35 ,故本题选项C 正确。 答案:C 5 5.如图所示是小明设计的一种自动测定水箱内水位的装置,R是一种滑动变阻器,它的金属 滑片是杠杆的一端,从水位表指针所指的刻度就可知道水箱内水位的高低,从图中可知:水位 表是由 改装而成的。当水面上升时,滑片 ,滑动变阻器连入电 路电阻 ,电流 ,水量表示数 。 解析:本题利用滑动变阻器滑片改变电阻,进一步改变电压,达到控制水位的目的。 答案:电流表 向下移 变小 变大 变大 6 6.利用负温度系数热敏电阻制作的热敏传感器,一
14、般体积很小,可以用来测量很小范围内的 温度变化,反应快,而且精确度高。 (1)如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路,其他因素不变, 只要热敏电阻所处区域的温度降低,电路中电流将变 (选填“大”或“小”)。 (2)上述电路中,我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度,就能直接显示出热敏电阻 附近的温度。如果刻度盘正中的温度为 20 (如图甲所示),则 25 的刻度应在 20 的 刻度的 (选填“左”或“右”)侧。 (3)为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度变化,请用图乙中的器材(可增加元 器件)设计一个电路。 解析:(1)因为负温度系数热敏电阻温度升高时电阻减小,温度降低时,电阻增大。故电路中 电流会减小。 (2)由(1)的分析知,温度越高,电流越大,25 的刻度应对应较大电流,故在 20 对应 电流刻度的右侧。 (3)如图所示。答案:(1)小 (2)右 (3)如解析图所示
