20192020學(xué)年高中物理第六章傳感器2傳感器應(yīng)用練習(xí)含解析新人教選修32

20192020學(xué)年高中物理第六章傳感器2傳感器的應(yīng)用練習(xí)含分析新人教版選修3220192020學(xué)年高中物理第六章傳感器2傳感器的應(yīng)用練習(xí)含分析新人教版選修3220192020學(xué)年高中物理第六章傳感器2傳感器的應(yīng)用練習(xí)含分析新人教版選修322傳感器的應(yīng)用課后篇堅(jiān)固提高基礎(chǔ)堅(jiān)固1.辦公大樓的大門能“看到”人的到來(lái)或走開(kāi)而自動(dòng)開(kāi)或關(guān),利用的傳感器是()A.生物傳感器B.紅外傳感器C.溫度傳感器D.壓力傳感器分析自動(dòng)門的自動(dòng)控制要求敏捷、靠譜,若用溫度傳感器控制,人的體溫與夏天氣溫湊近,在夏天自動(dòng)門可能做犯錯(cuò)誤的動(dòng)作。自動(dòng)門實(shí)質(zhì)使用的是紅外傳感器,紅外線屬于不可以見(jiàn)光,人在白日或黑夜均發(fā)出紅外線,傳感器接收到人體發(fā)出的紅外線后傳給自動(dòng)控制裝置的電動(dòng)機(jī),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)門。答案B2.以下裝置中利用了光電傳感器的是()A.電熨斗B.電飯鍋C.電子秤D.火災(zāi)報(bào)警器分析電熨斗、電飯鍋都是經(jīng)過(guò)溫度傳感器來(lái)控制溫度,A、B錯(cuò);電子秤是利使勁傳感器來(lái)測(cè)力的,C錯(cuò)誤;火災(zāi)報(bào)警器是利用煙霧對(duì)光的散射,使光照耀到光電三極管上,光電三極管的電阻減小惹起電流變化而發(fā)生警報(bào),所以火災(zāi)報(bào)警器是光電傳感器,故D正確。答案D3.鑒于巨磁電阻效應(yīng)開(kāi)發(fā)的用于讀取硬盤數(shù)據(jù)的技術(shù),被以為是納米技術(shù)的第一次真實(shí)應(yīng)用。以下相關(guān)其余電阻應(yīng)用的說(shuō)法中,錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A.熱敏電阻可應(yīng)用于溫度測(cè)控裝置中B.光敏電阻是一種光電傳感器C.電阻絲可應(yīng)用于電熱設(shè)施中D.電阻在電路中主要起到經(jīng)過(guò)直流、阻截溝通的作用分析熱敏電阻的原理是經(jīng)過(guò)已知某電阻的電阻值與溫度值的函數(shù)關(guān)系,測(cè)得該熱敏電阻的值即可獲得溫度值,進(jìn)而應(yīng)用于溫度測(cè)控裝置中,A說(shuō)法正確;光敏電阻是將光信號(hào)與電信號(hào)進(jìn)行變換的傳感器,B說(shuō)法正確;電阻絲經(jīng)過(guò)電流會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng),可應(yīng)用于電熱設(shè)施中,C說(shuō)法正確;電阻對(duì)直流和溝通均起到阻截的作用,D說(shuō)法錯(cuò)誤,故正確答案為D。答案D4.街道旁的路燈、江海里的航標(biāo)燈都要求夜晚亮、白日熄,利用半導(dǎo)體的電學(xué)特色制成了自動(dòng)點(diǎn)亮、熄滅的裝置,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制,這是利用半導(dǎo)體的()A.壓敏性B.光敏性C.熱敏性D.三特色都利用了分析因?yàn)榇俗詣?dòng)控制利用的是光芒強(qiáng)弱的變化,利用半導(dǎo)體的光敏性,應(yīng)選B。答案B5.(多項(xiàng)選擇)以以下圖,家用電冰箱的壓縮啟動(dòng)裝置的電路。此中的運(yùn)轉(zhuǎn)繞組是電冰箱在工作時(shí)的電動(dòng)機(jī)定子,因?yàn)榧矣脺贤娛菃蜗嗟?啟動(dòng)時(shí)必然依賴啟動(dòng)繞組的幫助才能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。在啟動(dòng)繞組的支路中串聯(lián)有一個(gè)PTC元件,這是一種以鈦酸鋇為主要資料的熱敏電阻器。電流流過(guò)PTC元件,元件發(fā)熱,它的電阻率隨溫度高升而發(fā)生明顯變化,當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)正常此后,PTC元件溫度較高,電阻很大,啟動(dòng)繞組電流很小。則以下判斷正確的選項(xiàng)是()A.電冰箱的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)比正常工作時(shí)耗電少B.電冰箱的電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)比啟動(dòng)時(shí)耗電少C.電冰箱啟動(dòng)后,啟動(dòng)繞組功率不變,運(yùn)轉(zhuǎn)繞組功率是變化的D.電冰箱啟動(dòng)后,啟動(dòng)繞組功率是變化的,運(yùn)轉(zhuǎn)繞組功率不變分析啟動(dòng)時(shí),因?yàn)镻TC元件溫度低電阻小,故耗電多,B正確;啟動(dòng)后,隨PTC元件溫度高升,PTC元件電阻增大,經(jīng)過(guò)啟動(dòng)繞組的電流減小,故啟動(dòng)繞組功率是變化的,而運(yùn)轉(zhuǎn)繞組電壓不變,故功率不變,則D正確。答案BD6.如圖甲所示,一丈量硫化鎘光敏電阻特色的實(shí)驗(yàn)電路,電源電壓恒定。電流表內(nèi)阻不計(jì),開(kāi)封閉合后,調(diào)理滑動(dòng)變阻器滑片,使小燈泡發(fā)光明度漸漸加強(qiáng),測(cè)得流過(guò)電阻的電流和光強(qiáng)的關(guān)系曲線如圖乙所示,試依據(jù)這一特色用圖丙中給定的器械設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)光控電路。分析由光敏電阻的特色曲線能夠看出,當(dāng)入射光加強(qiáng)時(shí),光敏電阻的阻值減小,經(jīng)過(guò)光敏電阻的電流增大。依據(jù)題意設(shè)計(jì)的自動(dòng)光控電路以以下圖。控制過(guò)程是:當(dāng)有光照耀時(shí),光電流經(jīng)過(guò)放大器輸出一個(gè)較大的電流,驅(qū)動(dòng)電磁繼電器吸引銜鐵使兩個(gè)觸點(diǎn)斷開(kāi),當(dāng)無(wú)光照耀時(shí),光電流減小,放大器輸出電流減小,電磁繼電器開(kāi)釋銜鐵,使兩個(gè)觸點(diǎn)閉合,控制電路接通,燈開(kāi)始工作。答案看法析圖能力提高1.小強(qiáng)用恒溫箱(以以下圖)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)恒溫箱的溫度連續(xù)高升,沒(méi)法自動(dòng)控制。經(jīng)檢查,恒溫箱的控制器沒(méi)有故障。以下對(duì)故障判斷正確的選項(xiàng)是()A.只可能是熱敏電阻出現(xiàn)故障B.只可能是溫度設(shè)定裝置出現(xiàn)故障C.熱敏電阻和溫度設(shè)定裝置都可能出現(xiàn)故障D.可能是加熱器出現(xiàn)故障分析由恒溫箱原理圖可知,若熱敏電阻出現(xiàn)故障或溫度設(shè)定裝置出現(xiàn)故障都會(huì)向控制器傳達(dá)錯(cuò)誤信息,致使控制器發(fā)犯錯(cuò)誤指令,故C正確,A、B錯(cuò)誤。若加熱器出現(xiàn)故障,只有一種可能,即不可以夠加熱,而題中加熱器向來(lái)加熱才會(huì)使溫度連續(xù)高升,故D錯(cuò)誤。答案C2.(多項(xiàng)選擇)在家用電熱滅蚊器中,電熱部分主要元件是PTC元件,PTC元件是由鈦酸鋇等半導(dǎo)體資料制成的電阻器,其電阻率ρ隨溫度t的變化關(guān)系以以下圖,因?yàn)檫@類特色,使PTC元件擁有發(fā)熱、保溫兩重功能。以下判斷正確的選項(xiàng)是()A.通電后,其電功搶先增大后減小B.通電后,其電功搶先減小后增大C.當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與發(fā)散的熱量相等時(shí),溫度保持在t1不變D.當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與發(fā)散的熱量相等時(shí),溫度保持在t1和t2之間的某一值不變分析當(dāng)電熱滅蚊器溫度由0升到t1的過(guò)程中,電阻器的電阻率ρ隨溫度的高升而減小,其電阻R隨之減小,因?yàn)榧釉陔姛釡缥闷魃系碾妷篣保持不變,電熱滅蚊器的電功率P隨之增大,當(dāng)t=t1時(shí),電功率P達(dá)到最大。當(dāng)溫度由t1高升到t2的過(guò)程中,ρ增大,R增大,P減小。而溫度越高,其與外界環(huán)境溫度的差異也就越大,高于環(huán)境溫度的電熱滅蚊器的散熱功率P'也就越大。所以在這之間的某一溫度t3會(huì)有P=P3=P',即電功率P減小到等于散熱功率時(shí),即達(dá)到保溫;當(dāng)t<t3,P>P',使溫度自動(dòng)高升到t3;當(dāng)t>t3,P<P',使溫度自動(dòng)降為t3,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保溫。答案AD3.如圖甲所示為溫度在10℃左右的環(huán)境中工作的某自動(dòng)恒溫箱原理簡(jiǎn)圖,箱內(nèi)的電阻R1=20kΩ,R2=10kΩ,R3=40kΩ,RT為熱敏電阻,它的電阻隨溫度變化的圖線如圖乙所示。當(dāng)a、b兩頭電壓Uab<0時(shí),電壓鑒識(shí)器會(huì)令開(kāi)關(guān)S接通,恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱,使箱內(nèi)溫度高升;當(dāng)Uab>0時(shí),電壓鑒識(shí)器會(huì)令開(kāi)關(guān)S斷開(kāi),停止加熱,恒溫箱內(nèi)的溫度恒定在℃。?分析設(shè)電路路端電壓為U,當(dāng)Uab=0時(shí),有R1=R3,解得RT=20kΩ。由題圖乙可知,當(dāng)RT=20kΩ時(shí),t=32℃。答案32(31~33均可)4.電飯煲的工作原理圖以以下圖,可分為兩部分,即控制部分:由S2、R1和黃燈構(gòu)成。工作(加熱)部分:由發(fā)熱電阻R3、R2和紅燈構(gòu)成,S1是一個(gè)磁鐵限溫開(kāi)關(guān),手動(dòng)閉合,當(dāng)此開(kāi)關(guān)的溫度達(dá)到居里點(diǎn)(103℃)時(shí),自動(dòng)斷開(kāi),且不可以夠自動(dòng)復(fù)位(閉合),S2是一個(gè)雙金屬片自動(dòng)開(kāi)關(guān),當(dāng)溫度達(dá)到70~80℃時(shí),自動(dòng)斷開(kāi),低于70℃時(shí),自動(dòng)閉合,紅燈、黃燈是指示燈,經(jīng)過(guò)的電流必然較小,所以R1、R2起作用,R3是發(fā)熱電阻,因?yàn)闊埱皽囟鹊陀?0℃,所以S2是(選填“斷開(kāi)的”或“閉合的”)。接通電源并按下S1后,黃燈滅而紅燈亮,R3發(fā)熱,當(dāng)溫度達(dá)到70~80℃時(shí),S2斷開(kāi),當(dāng)溫度達(dá)到103℃時(shí)飯熟,S1斷開(kāi),當(dāng)溫度降到70℃以下時(shí),S2閉合,電飯煲處于保溫狀態(tài),由以上描繪可知R2(選填“>”“<”或“=”)R3,若用電飯煲燒水時(shí),直到水被燒干S1才會(huì)斷開(kāi),試解說(shuō)此現(xiàn)象。?分析R1、R2起的作用是限流,防備指示燈因電流過(guò)大而燒毀,S2是自動(dòng)控制溫度開(kāi)關(guān),當(dāng)溫度低于70℃時(shí)自動(dòng)閉合,當(dāng)溫度達(dá)到70~80℃時(shí)又自動(dòng)斷開(kāi),使電飯煲處于保溫狀態(tài),因?yàn)镽3的功率較大,所以R2>R3。因?yàn)殚_(kāi)關(guān)S1必然當(dāng)溫度達(dá)到103℃時(shí)才自動(dòng)斷開(kāi),而水的沸點(diǎn)只有100℃,所以用電飯煲燒水時(shí),直到水被燒干后S1才會(huì)斷開(kāi)。答案限流閉合的>看法析5.自己設(shè)計(jì)一個(gè)以熱敏電阻為傳感器的簡(jiǎn)單自動(dòng)報(bào)警器,當(dāng)溫度過(guò)高時(shí),小燈泡亮或響鈴報(bào)警,所用的實(shí)驗(yàn)器械可能有電磁繼電器、電鈴、小燈泡、熱敏電阻、干電池、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)。分析實(shí)驗(yàn)電路圖以以下圖當(dāng)溫度高升時(shí),熱敏電阻的阻值減小,經(jīng)過(guò)電磁繼電器螺線管的電流增大,磁性加強(qiáng),吸下金屬片,觸點(diǎn)接通,燈泡亮或電鈴響,起到報(bào)警作用。經(jīng)過(guò)調(diào)理滑動(dòng)變阻器的阻值,能夠達(dá)到調(diào)理報(bào)警溫度的目的。答案看法析6.以以下圖,用圖甲的熱敏電阻R與繼電器構(gòu)成圖乙所示的一個(gè)簡(jiǎn)單恒溫箱溫控電路,繼電器線圈電阻為150Ω,當(dāng)線圈中的電流大于或等于20mA時(shí),繼電器的銜鐵被吸合。繼電器供電的電池E=6V,內(nèi)阻可不計(jì)。圖中的電源為恒溫箱加熱器的電源。則:(1)應(yīng)當(dāng)把恒溫箱的加熱器接在A、B端仍是C、D端?(2)要使箱內(nèi)溫度保持100℃,可變電阻R'的值應(yīng)調(diào)理為多少?分析(1)溫度高升后,R電阻減小,線圈電流增大,當(dāng)電流達(dá)到設(shè)定值時(shí)銜鐵被吸合,與C、D接通,A、B斷開(kāi),加熱器停止加熱。(2)由圖甲知t=100℃時(shí),R=50Ω,則繼電器電路中電流在100℃時(shí),I=,此中RJ為繼電器的電阻。代入數(shù)據(jù)解得,R'=100Ω。答案(1)加熱器應(yīng)接在A、B端(2)可變電阻為100Ω7.目前大批使用的磁敏器件是霍爾元件與集成電路構(gòu)成的磁傳感器,它有以下兩種。(1)一種是“線性”的。它將霍爾元件和放大器集成在一個(gè)芯片內(nèi),其輸出的電壓與感覺(jué)到的磁感覺(jué)強(qiáng)度成正比地連續(xù)變化。請(qǐng)你提出一種方案,利用它來(lái)丈量電流的大小。(2)另一種是“開(kāi)關(guān)型”的,當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)到必然程度時(shí)它才會(huì)輸出高電平,而在磁場(chǎng)弱到必然程度時(shí)輸出低電平(或許相反),也就是說(shuō),它只幸好高、低電平之間躍變。請(qǐng)你提出一種方案,利用它來(lái)丈量物體的轉(zhuǎn)速。分析(1)設(shè)計(jì)方案如圖甲所示。在C形軟鐵芯1