高中魯科版物理新選修3-1第四章閉合電路和歐姆定律和邏輯電路章節(jié)練習(xí)

1、第 頁/共12頁高中魯科版物理新選修 3-1 第四章 閉合電路和歐姆定律和邏輯電路 章節(jié)練習(xí)1.辦公大樓的大門能一、單選題看到 ”人的到來或離開而自動開和關(guān) |，利用了下列哪種傳感器(生物傳感器紅外傳感器溫度傳感器壓力傳感器2.如圖所示 |，Rt為金屬熱電阻 |， R1為光敏電阻 |，R2和 R3均為定值電阻 |，電源電動勢為 E |， 內(nèi)阻為 r |， V 為理想電壓表 |，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大 |，可能的原因是 ( )A. 金屬熱電阻溫度升高或光照增強(qiáng)|，其他條件不變B. 金屬熱電阻溫度降低或光照減弱|，其他條件不變C. 金屬熱電阻溫度降低或光照增強(qiáng)|，其他條件不變D. 金屬熱電阻溫度升高

2、或光照減弱|，其他條件不變3.如圖甲所示是一火警報警器的部分電路示意圖|，其中 R2 為半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器 |，其電阻 R2隨溫度 t 變化的圖線如圖乙所示 |。電流表為值班室的顯示器 |，a、b之間接報警器 |。當(dāng)傳感器 R2所在處 出現(xiàn)火情時 |，顯示器的電流 I 和報警器兩端的電壓 U 的變化情況是( )A. I 變大|， U 變大B. I變大|，U 變小C. I 變小 |，U 變大D. I 變小|， U 變4.許多樓道照明燈具有這樣的功能：天黑時 |，出現(xiàn)聲音它就開啟； 而在白天 |，即使有聲音它也沒有反應(yīng) |，它的控制電路中可能接入的傳感器是溫度傳感器 光傳感器 聲音傳感器熱

3、傳感器A. B. C. D. 5.鉛蓄電池的電動勢為 2V| ，這表示 （ ）A. 鉛蓄電池在 1s 內(nèi)將 2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B. 鉛蓄電池將 1C 的正電荷從正極移至負(fù)極的過程中C. 鉛蓄電池將 1C 的正電荷從負(fù)極移至正極的過程中|，2J 的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔軀，2J 的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹹. 鉛蓄電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿谋绢I(lǐng)比一節(jié)干電池（電動勢為1.5V ）的小6.下列儀器內(nèi)部裝有傳感器的是（）A. 天平 B. 刻度尺 C. 紅外測溫儀 7.在“傳感器的簡單應(yīng)用 ”試驗(yàn)中 |，用光照射半導(dǎo)體做成的光敏電阻時A. 大大增大 B. 保持不變 C. 大大減小 8.下列說法中正確的是 （ ）A.

4、 電飯鍋中的敏感元件是光敏電阻D. 彈簧測力計|，光敏電阻的阻值將（）D. 如何變化不能確定B. 測溫儀中的測溫元件可以是熱敏電阻C. 機(jī)械式鼠標(biāo)中的傳感器接收到連續(xù)的紅外線|，輸出不連續(xù)的電脈沖D. 火災(zāi)報警器中的光傳感器在沒有煙霧時呈現(xiàn)低電阻狀態(tài)|，有煙霧時呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)、填空題9.如圖所示為檢測某傳感器的電路圖傳感器上標(biāo)有“ 3V 0.9W”的字樣（傳感器可看做一個純電阻）|，滑動變阻器 R0上標(biāo)有 “ 10 1A”的字樣 |，電流表的量程為0.6A|，電壓表的量程為 3V 則傳感器的電阻為 |，額定電流為 A 為了確保電路各部分的安全 |，在 a、b 之間所加的電源電壓最大值是 V如果

5、傳感器的電阻變化超過標(biāo)準(zhǔn)值1|，則該傳感器就失去作用實(shí)際檢測時 |，將一個恒壓電源加在圖R0 兩端的電壓檢測記錄如下：中 a、b 之間閉合開關(guān) S |， 通過調(diào)節(jié) R0來改變電路中的電流和電壓表示數(shù) U/V 電流表示數(shù) I/A第一次1.480.16第二次0.910.22若不計檢測電路對傳感器電阻的影響|，通過計算分析 |，你認(rèn)為這個傳感器是否仍可使用？ （填 “可以”或“不可以 ”）此時 a、b 所加的電壓是 V許多樓道燈有著這樣的功能：天黑時|，出現(xiàn)聲音它就開啟 |，而在白天即使有聲音它也沒反應(yīng) |，它的控制電流中接入 傳感器開關(guān)和 傳感器開關(guān) |，從這些傳感器來的信號 |，通過一個 （選填

6、 “非門”、“與門 ”或“或門”）電路后 |，進(jìn)入執(zhí)行電路在圖中的虛框內(nèi)畫出兩種傳感器開關(guān)控制的樓 道燈電路圖模塊機(jī)器人由傳感器、 和三個模塊組成 |，相當(dāng)于人的感覺器官、大腦和肌肉提供以下器材量程為 10.0mA 、內(nèi)阻為 3040的電流表一只定值電阻 R1=150|，定值電阻 R2=l00 兩只開關(guān) S|，導(dǎo)線若干要求利用這些器材測量一千電池（電動勢約 1.5V ）的電動勢I 按要求在實(shí)物圖上連線 ； 用已知量和直接測得量表示的待測電動勢的表達(dá)式為E=|，式中各直接測得量的意義是三、綜合題如圖所示為一簡易火災(zāi)報警裝置 |，其原理是：豎直放置的試管中裝有水銀|，當(dāng)溫度升高時 |，水銀柱上升

7、|，使電路導(dǎo)通 |，蜂鳴器發(fā)出報警的響聲已知 27時|，空氣柱長度 L1為 20cm 此時水銀柱上表 面與導(dǎo)線下端的距離 L2為 10cm 管內(nèi)水銀柱的高度 h為 8cm |， 大氣壓強(qiáng)為 75cmHg 1）當(dāng)溫度達(dá)到多少 時 |，報警器會報警？2）如果要使該裝置在 87時報警 |，則應(yīng)該再往玻璃管內(nèi)注入多少cm 高的水銀柱？四、實(shí)驗(yàn)探究題如圖所示 |， 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(xiàn) 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 一個住宅

8、樓房頂上的自動注水裝置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 ）15.在 “測定電源的電動勢和內(nèi)阻 ”的實(shí)驗(yàn)中 |，已連接好部分實(shí)驗(yàn)電路（ 1）按如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路 |，把圖乙中剩余的電路連接起來（2）在圖乙的電路中 |，為避免燒壞電表 |，閉合開關(guān)前 |，滑動變阻器的滑片應(yīng)置于 端（選填 “ A”或“ B）”（3）圖丙是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的 UI 圖象|，由圖可知 |，電源的電動勢 E= V| ，內(nèi)阻 r=五、解答題16.如圖所示電路中 |，電流表的內(nèi)阻為 1|，定值電阻 R1=10|，R2=8|，當(dāng)只閉合開關(guān) S1 時|，電流表 的示數(shù)為 0.3A；當(dāng)開關(guān) S2 也閉

9、合時 |，電流表的示數(shù)變化了 0.2A試計算該電源的電動勢和內(nèi)電阻答案解析部分一、單選題【答案】 B【解析】【解答】辦公大樓的大門能“看到 ”人的到來或離開而自動開和關(guān) |，是由于人體會發(fā)出紅外線 |，當(dāng)傳感器探測到人體發(fā)出的紅外線后|，門會自動打開；故選 B分析】傳感器是一種檢測裝置 |，能感受到被測量的信息 |，并能將檢測感受到的信息 |，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出|，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求它是實(shí)現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)【答案】 B【解析】【解答】電壓表示數(shù)增大|，而 R3 為定值電阻 |，說明通過 R3 的電流增大 |，由電路結(jié)構(gòu)

10、可知 |，這可能是由于 Rt減小或 R1增大 |，由金屬熱電阻和光敏電阻特性知 |，可能是由于溫度降低或光照減弱 |，故 選B分析】本題考查金屬熱電阻和光敏電阻特性|?！敬鸢浮?D【解析】【解答】 當(dāng)傳感器 R2 所在處出現(xiàn)火情時 |，溫度升高 |，由圖乙知 R2 的阻值變小 |，外電路總電 阻變小 |，由可知總電流 I 總變大 |，由 E=U+Ir 可知電源的內(nèi)電壓變大 |，路端電壓變小 |，即 U 變小|。電路中并聯(lián)部分的電壓 U 并=E-I 總（R1+r）|，因?yàn)?I 總變大 |，其他量不變 |，則 U 并變小 |， I 變小 |。 故 D 正確|，A、B、C 錯誤；故選 D【分析】本題

11、是考查對閉合電路歐姆定律的應(yīng)用|。【答案】 B【解析】【分析】根據(jù)題意 |，天黑時 |，出現(xiàn)聲音它就開啟；而白天 |，即使有聲音它也沒有反應(yīng) |，故電 路中有光傳感器 |，即使天黑 |，沒聲音燈也不亮 |，故用到了聲音傳感器即控制電路中接入了光傳感器、 聲音傳感器故選 B【點(diǎn)評】考查了延時開關(guān)的工作原理 |，用到了光傳感器、聲音傳感器 |?！敬鸢浮?C【解析】【分析】電動勢為電源內(nèi)部將 1C 的正電荷從負(fù)極移至正極的過程中 |，非靜電力做功 |，把其他 形式的能轉(zhuǎn)化為電能的多少 |，C 對；【點(diǎn)評】對電動勢的物理意義要加強(qiáng)理解|，能夠區(qū)分電動勢與電壓 |，理解電源內(nèi)部能量轉(zhuǎn)化方向【答案】 C【

12、解析】【解答】 A 、天平運(yùn)用受力平衡 |，來實(shí)現(xiàn)測量物體的質(zhì)量 |，所以沒有使用傳感器 |，故 A 錯誤；B、刻度尺是用來測量長度的工具 |，沒有使用傳感器 |，故 B 錯誤；C、紅外測溫儀是通過將溫度轉(zhuǎn)換成電信號|，從而顯示溫度的高低 |，故 C 正確 |，D、彈簧測力計 |，也是運(yùn)用受力平衡 |，來測量力的大小 |，故 D 錯誤；故選： C【分析】傳感器的作用是將溫度、力、光、聲音等非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量【答案】 C【解析】【解答】 A 、光照射半導(dǎo)體做成的光敏電阻的阻值大小大大減少故 A 錯誤；B、光照射半導(dǎo)體做成的光敏電阻的阻值大小大大減少故B 錯誤；C、光照射半導(dǎo)體做成的光敏電阻的阻

13、值大小大大減少故C 正確；D、光照射半導(dǎo)體做成的光敏電阻的阻值大小大大減少故D 錯誤；故選： C【分析】根據(jù)光照強(qiáng)度的變化 |，判斷光敏電阻阻值如何變化【答案】 B【解析】【解答】 電飯鍋中的敏感元件是感溫鐵氧體 |， A 錯誤； 機(jī)械式鼠標(biāo)中的傳感器接收斷續(xù)的紅外線脈沖|，輸出相應(yīng)的電脈沖信號 |，C 錯誤；火災(zāi)報警器中的光傳感器在沒有煙霧時呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)|，有煙霧時呈現(xiàn)低電阻狀態(tài) |，D 錯誤 |。故選 B分析】本題考查了各用電器的工作原理|，明確各用電器的工作原理即可正確解題、填空題【答案】 10； 0.3；6；可以； 3解析】【解答】 傳感器的電阻為：要求電路各部分安全 |，則要求電路

14、的最大電流： I=I 傳=0.3A| ， 此時電源電壓最大值： Um=U 傳+U 0 |，U 傳為傳感器的額定電壓 |，U0為 R0調(diào)至最大值 R0m=10時|，R0兩端的電壓 |，即U0=I 傳 R0m=0.3A 10=3V| ，電源電壓最大值： Um=U 傳+U 0=3V+3V=6V ；設(shè)實(shí)際檢測時 |，加在 a、b 間的電壓為 U |， 傳感器的實(shí)際電阻為 R傳 根據(jù)第一次實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)有： U=I1R傳+U1=0.16A R傳+1.48V 根據(jù)第二次實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)有： U=I2R傳+U2=0.22A R傳+0.91V 由、兩式解得：R 傳 =9.67|，U=3 V傳感器的電阻變化為 R=R

15、 傳一 R 傳 =L0一 9.67 0.5 此傳感器仍可使用故答案為：（ 1）10|，0.3；（ 2）6；（3）可以 |，3【分析】本題目非常有意思 |，循序漸進(jìn) |，步步加深 |，考查學(xué)生能否靈活利用所學(xué)的知識解決問題第一 問非常簡單 |，根據(jù)傳感器上的銘牌標(biāo)志 |，利用電功率公式便可求出電阻和電流|，而第二問就必須求出各用電器所能通過的電流 |，從而比較得出干路最大電流 |，然后利用相關(guān)公式求出最大電壓第三問就得利 用所知物理量 |，及要求未知量 |，結(jié)合數(shù)學(xué)中的二元一次方程組來解決|，最后便可求出所加電壓10.【答案】聲音；光；如圖所示【解析】【解答】根據(jù)題意 |，天黑時 |，出現(xiàn)聲音它

16、就開啟；而白天 |，即使有聲音它也沒有反應(yīng) |，故電 路中有光傳感器 |，即使天黑 |，沒聲音燈也不亮 |，故用到了聲音傳感器即控制電路中接入了光傳感器、 聲音傳感器根據(jù)題意 |，燈亮必須同時具備天黑 |，出現(xiàn)聲音的條件 |，可得該邏輯關(guān)系屬于與邏輯關(guān)系|，對應(yīng)的門電路為與門電路 |，故設(shè)計的門電路為與門電路相當(dāng)于兩個控制開關(guān)串聯(lián)；故答案為：聲音；光；如圖所示；【分析】了解延時開關(guān)的使用原理 |，利用了光傳感器、聲音傳感器 |，天黑、聲音同時出現(xiàn)它就開啟 |，燈 亮根據(jù)題意 |，燈亮這件事要想發(fā)生 |，必須同時滿足 |，天黑 |，出現(xiàn)聲音的條件 |，該邏輯關(guān)系屬于與邏 輯關(guān)系 |，對應(yīng)的門電路

17、為與門電路11.【答案】控制器；執(zhí)行器|，相當(dāng)于人的感覺器官、大腦和解析】【解答】模塊機(jī)器人由傳感器、控制器和執(zhí)行器三個模塊組成12.【答案】I1是外電阻為R1時的電流 |，I2 是外肌肉答案為：控制器|，執(zhí)行器分析】模塊機(jī)器人由傳感器、控制器和執(zhí)行器三個模塊組成電阻為 R1和 R2串聯(lián)時的電流【解析】【解答】解： I根據(jù)分析可知 |，要改變電阻只能通過兩電阻串并聯(lián)的方式來改變|，所以可以把一個開關(guān)與 R2 并聯(lián)|，通過開關(guān)控制 R2是否接入電路 |，連接實(shí)物圖 |，如圖所示： 根據(jù)閉合電路歐姆定律得：E=I1(R1+RA+r)|，E=I2(R2+R1+RA+r)|，解得： E=|，其中 I1

18、 是外電阻為 R1 時的電流 |，I2是外電阻為 R1和 R2串聯(lián)時的電流故答案為： 如圖所示；I1是外電阻為 R1時的電流 |，I2 是外電阻為R1和 R2串聯(lián)時的電流【分析】題目中只有兩個定值電阻和電流表|，故只能通過串并聯(lián)關(guān)系得出兩種不同的阻值|，同時應(yīng)考慮電路的安全性 |，從而選取合適的電路圖 |，連接實(shí)物圖 |，由閉合電路歐姆定律可得出表達(dá)式|，聯(lián)立可解得電動勢的表達(dá)式三、綜合題【答案】（ 1）報警器報警 |，則氣體柱的長度要增大到 L1+L 2根據(jù)等壓變化代入數(shù)據(jù)得 T2=450K |， 即 t2=177 2）設(shè)加入 X 水銀柱 |，在 87 時會報警 |，可得解得 X=8.14c

19、m解析】【解答】（ 1）報警器報警 |，則氣體柱的長度要增大到 L1+L2根據(jù)等壓變化代入數(shù)據(jù)得 T2=450K |，即 t2=177 （2）設(shè)加入 X 水銀柱 |，在 87時會報警 |，可得解得 X=8.14cm答：（ 1）當(dāng)溫度達(dá)到 177時 |，報警器會報警；（ 2）如果要使該裝置在 87 時報警 |，則應(yīng)該再往玻璃管內(nèi)注入 8.14cm 高的水銀柱； 【分析】（ 1）溫度升高 |，封閉氣體體積增大 |，水銀柱上升 |，當(dāng)電路恰好接通時 |，報警器開始報警；此 時空氣柱長度 L1+L2 |， 以封閉空氣柱為研究對象 |，根據(jù)等壓變化規(guī)律求出溫度（ 2）加入水銀柱后 空氣柱下降 |，但是玻

20、璃管的總長度 38cm 不變 |，再由理想氣體狀態(tài)變化方程求得加入水銀柱的長度四、實(shí)驗(yàn)探究題【答案】（ 1）電路圖如圖所示：（2）工作原理：合上開關(guān) S |， 水泵工作 |，水位升高 |，當(dāng)浮子上升使 B 接觸到 S1時 |，左側(cè)電路 （控制 電路）工作 |，電磁鐵 F 有磁力 |，拉下銜鐵 E |， 使 S2斷開|，電機(jī)動 M 不工作 |，停止注水 |，當(dāng)水位下 降使 B 與 S1脫離|，電路停止工作 |，F(xiàn)無磁性 |，D 拉動 E |， 使 S2接通|，電動機(jī) M 工作|。解析】解答： 連接線路圖如圖所示：按圖連接好電路 |，合上開關(guān) S|，水泵工作 |，水位升高 |，當(dāng)浮子上升使 B 接觸到 S1時 |，左側(cè)電路 （ 控 制電路 ）工作 |，電磁鐵 F有磁力 |，拉下銜鐵 E |， 使 S2斷開|，電機(jī)動 M 不工作 |，停止注水 |，當(dāng)水位 下降使 B 與 S1脫離|，電路停止工作 |， F無磁性 |，D 拉動 E |， 使 S2接通|，