【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】高中物理 3.4 用傳感器制作自控裝置每課一練 粵教版選修32(1).doc

【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】2013-2014高中物理 3.4 用傳感器制作自控裝置每課一練 粵教版選修3-2(時間：60分鐘)知識點(diǎn)一發(fā)光二極管1. (雙選)如圖3-4-10所示為一個邏輯電平檢測電路，a與被測點(diǎn)相接，則()圖3-4-10aa為低電平，led發(fā)光ba為高電平，led發(fā)光ca為低電平，led不發(fā)光da為高電平，led不發(fā)光解析a為低電平時，y為高電平，led的電壓小，不發(fā)光；a為高電平時，y為低電平，led的電壓大，發(fā)光，故b、c正確答案bc2(單選)關(guān)于發(fā)光二極管，下列說法正確的是()a發(fā)光二極管能發(fā)光，不具有單向?qū)щ娦詁發(fā)光二極管能直接把光能轉(zhuǎn)化為電能c發(fā)光二極管只要在兩端加有正向電壓，就可以發(fā)光d發(fā)光二極管只有加正向電壓時，才有可能發(fā)光解析發(fā)光二極管和普通二極管一樣，都具有單向?qū)щ娦?，都是半?dǎo)體材料制成的，只有當(dāng)兩端加正向電壓時，才能處于導(dǎo)通狀態(tài)，才可能發(fā)光，但不一定發(fā)光，要求達(dá)到一定的電壓值；它能直接把電能轉(zhuǎn)化為光能答案d3. (雙選)如圖3-4-11所示電路中，電源電動勢為e，內(nèi)阻為r，rt為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，r為光敏電阻，閉合開關(guān)后，小燈泡l正常發(fā)光，由于環(huán)境條件改變(光照或溫度)，發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度變暗，則引起小燈泡變暗的原因可能是()圖3-4-11a溫度不變，光照增強(qiáng) b溫度升高，光照不變c溫度降低，光照增強(qiáng) d溫度升高，光照減弱解析由題圖可知，當(dāng)光敏電阻阻值減小或熱敏電阻阻值增大時，小燈泡l都會變暗，結(jié)合光敏電阻特性可知，a項(xiàng)正確，b項(xiàng)錯誤；若光敏電阻阻值減小的同時，熱敏電阻的阻值增大，小燈泡l也會變暗，c項(xiàng)正確；若熱敏電阻減小，光敏電阻增大，則小燈泡變亮，d項(xiàng)錯誤答案ac知識點(diǎn)二自動控制電路的分析與設(shè)計(jì)4(單選)某小型電磁繼電器，其中l(wèi)為含鐵芯的線圈p為可繞o點(diǎn)轉(zhuǎn)動的鐵片，k為彈簧，s為一對觸頭，a、b、c、d為四個接線柱電磁繼電器與傳感器配合，可完成自動控制的要求如圖3-4-12所示其工作方式是()圖3-4-12aa與b接信號電壓，c與d跟被控電路串聯(lián)ba與b接信號電壓，c與d跟被控電路并聯(lián)cc與d接信號電壓，a與b跟被控電路串聯(lián)dc與d接信號電壓，a與b跟被控電路并聯(lián)解析a、b接電磁繼電器的線圈，所以a、b應(yīng)接信號電壓、線圈電流隨信號電壓變化使電磁繼電器相吸或釋放，從而使c、d接通或斷開，進(jìn)而起到控制作用故正確答案為a.答案a5. (單選)演示位移傳感器的工作原理如圖3-4-13所示，物體m在導(dǎo)軌上平移時，帶動滑動變阻器的金屬滑桿p，通過電壓表顯示的數(shù)據(jù)來反映物體位移的大小x.假設(shè)電壓表是理想電壓表，則下列說法正確的是()圖3-4-13a物體m運(yùn)動時，電源內(nèi)的電流會發(fā)生變化b物體m運(yùn)動時，電壓表的示數(shù)會發(fā)生變化c物體m不動時，電路中沒有電流d物體m不動時，電壓表沒有示數(shù)解析電壓表不分流，故觸頭移動不會改變電路的總電阻，也就不會改變電路中的總電流，故a錯誤，電壓表測量觸頭p與左側(cè)電阻之間的電壓，故示數(shù)隨物體m的移動，亦即隨觸頭的運(yùn)動而變化故b正確，c、d錯誤答案b6一路燈控制裝置如圖3-4-14所示，rg為光敏電阻，光照射rg時，rg變小白天時，繼電器j兩端電壓是較大還是較??？要使路燈比平時早一些時間亮起來，應(yīng)如何調(diào)節(jié)r1?圖3-4-14解析由題可知，按照邏輯分析法，引起電路狀態(tài)變化的原因是照射光敏電阻rg的光的強(qiáng)弱白天光照強(qiáng)，rg的阻值較小，r1兩端的電壓u1較大，即a點(diǎn)電勢較高，則y端為低電平，繼電器兩端電壓較小，不工作，路燈不亮而夜間的情形恰好相反所以白天時，繼電器j兩端電壓較小若使路燈早一些亮?xí)r，首先要明確繼電器的動作電壓uj一定，y端電平一定，a端電平一定，則r1兩端的電壓u1一定，因u1，則可知要使路燈早些亮?xí)r，環(huán)境光線仍較強(qiáng)，rg較小，要保證u1一定，必須調(diào)節(jié)r1使其變小答案較小調(diào)節(jié)r1使其變小7已知光敏電阻隨入射光的增強(qiáng)，其電阻值減小，請利用圖3-4-15所示器材設(shè)計(jì)一個路燈自動控制電路圖3-4-15解析電路如圖所示控制過程是：當(dāng)有光照射時，光電流經(jīng)過放大器輸出一個較大的電流，驅(qū)動電磁繼電器吸合，使兩個觸點(diǎn)斷開，當(dāng)無光照時，光電流減小，放大器輸出電流減小，電磁繼電器釋放銜鐵，使兩個觸點(diǎn)閉合，控制路燈電路接通，路燈開始工作答案見解析8.(單選)(北京海淀模擬)角速度計(jì)可測量飛機(jī)、航天器、潛艇的轉(zhuǎn)動角速度，其結(jié)構(gòu)如圖3-4-16所示當(dāng)系統(tǒng)繞軸oo轉(zhuǎn)動時，元件a發(fā)生位移并輸出相應(yīng)的電壓信號，成為飛機(jī)、衛(wèi)星等的制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源已知a的質(zhì)量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k，自然長度為l，電源的電動勢為e，內(nèi)阻不計(jì)滑動變阻器總長也為l，電阻分布均勻，系統(tǒng)靜止時滑片p在b點(diǎn)，當(dāng)系統(tǒng)以角速度轉(zhuǎn)動時，則()a電路中電流隨角速度的增大而增大b電路中電流隨角速度的減小而減小c彈簧的伸長量為xml/(km2)d輸出電壓u與的函數(shù)式為uem2/(km2)圖3-4-16解析根據(jù)閉合電路歐姆定律，電路中的電流由滑動變阻器總電阻決定，與滑片位置無關(guān)，因此選項(xiàng)a、b錯誤設(shè)轉(zhuǎn)動角速度為時，彈簧伸長量為x，則小球轉(zhuǎn)動半徑為lx，由牛頓第二定律得kxm(lx)2解得x，選項(xiàng)c錯誤當(dāng)滑片右移x時，輸出電壓為u，由串聯(lián)電路電壓分配關(guān)系得所以u，選項(xiàng)d正確答案d9用煤氣燒水時，如果水開了，不及時關(guān)掉煤氣，時間長了，會發(fā)生火災(zāi)，請?jiān)O(shè)計(jì)一報警器，水開時，能及時報警，提醒主人及時關(guān)掉煤氣？答案如圖所示，當(dāng)t上升到一定溫度，rt變得較小ab間電壓變得較大，使蜂鳴器d工作報警10如圖3-4-17所示，a是浮子，b是金屬觸頭，c為住宅樓房頂上的蓄水池，m是帶水泵的電動機(jī)，d是彈簧，e是銜鐵，f是電磁鐵，s1、s2分別為觸點(diǎn)開關(guān)，s為開關(guān)，j為電池請利用上述材料，設(shè)計(jì)一個住宅樓房頂上的自動注水裝置圖3-4-17(1)連接電路圖；(2)簡述其工作原理(涉及的元件可用字母代替)答案(1)連接線路如圖所示