2019-2020學(xué)年高中物理第六章傳感器第3節(jié)實(shí)驗(yàn)傳感器的應(yīng)用課下作業(yè)(含解析)3-2

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精第3節(jié)實(shí)驗(yàn)：傳感器的應(yīng)用［限時(shí)檢測(cè)]?題組一光控開(kāi)關(guān)電路解析1．邏輯電路在電子線(xiàn)路中有重視要的應(yīng)用，某同學(xué)利用“非”門(mén)電路設(shè)計(jì)了一個(gè)路燈自動(dòng)控制門(mén)電路.天黑了,讓路燈自動(dòng)接通；天亮了，讓路燈自動(dòng)熄滅。圖6－3－8中RG是一個(gè)光敏電阻，當(dāng)有光輝照射時(shí)，光敏電阻的阻值會(huì)明顯減小。R是可調(diào)電阻，起分壓作用?！胺恰遍T(mén)電路能將輸入的高壓信號(hào)轉(zhuǎn)變成低壓信號(hào)，或?qū)⒌蛪盒盘?hào)轉(zhuǎn)變成高壓信號(hào)，J為路燈總開(kāi)關(guān)控制電路，它在獲得高電壓時(shí)才啟動(dòng)(圖中未畫(huà)出路燈電路)。圖6－3－8(1）當(dāng)天黑時(shí)，RG的阻值變________，“非”門(mén)電路獲得________電壓,J獲得________電壓。（填“大”、“小"或“高”、“低”）(2)若是路燈開(kāi)關(guān)自動(dòng)接通時(shí)天氣還比較亮,現(xiàn)要調(diào)治自動(dòng)控制1學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精裝置,使得它在天氣較暗時(shí)才會(huì)自動(dòng)接通開(kāi)關(guān)，應(yīng)將R的阻值調(diào)________(填“大"或“小”)一些。解析(1)天黑時(shí),光輝減弱,光敏電阻RG的阻值變大,A端輸入低電壓，Y端輸出高電壓,J獲得高電壓,開(kāi)始控制路燈工作。（2）若是路燈開(kāi)關(guān)自動(dòng)接通時(shí)天氣還比較亮，應(yīng)將R的阻值調(diào)大，使A端輸入電壓較高，當(dāng)天氣較暗時(shí)，RG的電阻變大,A端的電壓降低，Y端的電壓高升，J獲得高電壓,開(kāi)始控制路燈工作。答案（1）大低高（2)大2．把蜂鳴器、光敏電阻、干簧管繼電器、開(kāi)關(guān)、電源按如圖63－9甲所示電路連接，制成光電報(bào)警裝置，當(dāng)報(bào)警器有光照射時(shí)，蜂鳴器發(fā)聲，當(dāng)沒(méi)有光照也許光照很弱時(shí)，蜂鳴器不發(fā)聲.光敏電阻:光敏電阻受光照射后,阻值會(huì)變小,干簧管繼電器:由干簧管和繞在干簧管外的線(xiàn)圈組成,如圖乙所示，當(dāng)線(xiàn)圈中有必然的電流時(shí),線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)使密封在干簧管內(nèi)的兩個(gè)鐵質(zhì)簧片磁化，兩個(gè)簧片在磁力作用下由原來(lái)的分別狀態(tài)變成閉合狀態(tài)。當(dāng)線(xiàn)圈中沒(méi)有電流也許電流很稍微時(shí),磁場(chǎng)消失，簧片在彈力的作用下回復(fù)到分別狀態(tài)，試說(shuō)明光電報(bào)警器的工作原理.2學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精圖6－3－9答案當(dāng)報(bào)警器有光照射時(shí)，光敏電阻阻值減小，電路中電流增大，線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)使密封在干簧管內(nèi)的兩個(gè)鐵質(zhì)簧片磁化，兩個(gè)簧片由原來(lái)的分別狀態(tài)變成閉合狀態(tài)，蜂鳴器電路接通，蜂鳴器發(fā)聲；反之,當(dāng)沒(méi)有光照射或光照很稍微時(shí),光敏電阻阻值很大，電路中的電流很小，干簧管內(nèi)的兩個(gè)鐵質(zhì)簧片處于分別狀態(tài)，連接蜂鳴器的電路斷開(kāi)，蜂鳴器不發(fā)聲。3．（多項(xiàng)選擇)如圖6－3－10所示的光控電路用發(fā)光二極管LED模擬路燈,RG為光敏電阻.A為斯密特觸發(fā)器輸入端,在天黑時(shí)路燈(發(fā)光二極管)會(huì)點(diǎn)亮。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是圖6－3－10A．天黑時(shí)，Y處于高電平3學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精B．天黑時(shí),Y處于低電平C．當(dāng)R1調(diào)大時(shí)，天更暗時(shí)，燈（發(fā)光二極管）點(diǎn)亮D．當(dāng)R1調(diào)大時(shí),天較亮?xí)r，燈(發(fā)光二極管)就能點(diǎn)亮解析天黑時(shí)，RG阻值增大到必然值，斯密特觸發(fā)器輸入端A的電壓上升到某個(gè)值，輸出端Y突然由高電平跳到低電平；R1調(diào)大時(shí)，A端電壓降低,只有天更暗時(shí),RG電阻更大時(shí)，路燈才點(diǎn)亮，故B、C正確。答案BC?題組二溫控開(kāi)關(guān)電路解析4．如圖6－3－11所示為用熱敏電阻R和繼電器L等組成的一個(gè)簡(jiǎn)單的恒溫控制電路,其中熱敏電阻的阻值會(huì)隨溫度的高升而減小。電源甲與繼電器、熱敏電阻等組成控制電路，電源乙與恒溫箱加熱器（圖中未畫(huà)出）相連接.則圖6－3－114學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精A．當(dāng)溫度降低到某一數(shù)值,銜鐵P將會(huì)被吸下B．當(dāng)溫度高升到某一數(shù)值,銜鐵P將會(huì)被吸下C．工作時(shí)，應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在C、D端D．工作時(shí),應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在A(yíng)、C端解析當(dāng)溫度降低到某一數(shù)值,熱敏電阻R的阻值增大，電路中電流減小，繼電器L對(duì)銜鐵P吸引力減小,P將不會(huì)被吸下，故A錯(cuò)誤.當(dāng)溫度高升到某一數(shù)值，熱敏電阻R的阻值減小，電路中電流增大，繼電器L對(duì)銜鐵P吸引力增大,P將會(huì)被吸下,故B正確。恒溫箱內(nèi)溫度高到必然數(shù)值后，應(yīng)與電源斷開(kāi)停止加熱，由以上分析可知，溫度高升后，A、B端斷開(kāi)，所以工作時(shí)，應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在A(yíng)、B端，故C、D錯(cuò)誤.答案B5．如圖6－3－12所示為一自動(dòng)控制溫度的電路，請(qǐng)說(shuō)明其工作原理。圖6－3－125學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精解析當(dāng)開(kāi)關(guān)P在彈簧拉力作用下拉到上面與a接觸時(shí)，電熱絲工作；隨著溫度高升，熱敏電阻溫度高升，阻值減小，經(jīng)過(guò)電磁鐵的電流增大,電磁鐵磁性增強(qiáng)到必然程度時(shí)把P吸到b，電熱絲停止工作，指示燈亮。答案見(jiàn)解析?題組三自動(dòng)控制電路的解析與設(shè)計(jì)6．(多項(xiàng)選擇)如圖6－3－13所示，全自動(dòng)洗衣機(jī)中的排水閥是由程序控制器控制其動(dòng)作的，當(dāng)進(jìn)行排水和脫水工序時(shí)，控制鐵芯1的線(xiàn)圈通電，使鐵芯2運(yùn)動(dòng)，從而牽引排水閥的閥門(mén)消除污水，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是圖6－3－13A．若輸入的控制電流由a流入，由b流出，則鐵芯2中A端為N極，B端為S極B．若輸入的控制電流由a流入，由b流出,則鐵芯2中A端為6學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精S極,B端為N極C．若a、b處輸入交變電流，鐵芯2不能夠被吸入線(xiàn)圈中D．若a、b處輸入交變電流，鐵芯2還可以被吸入線(xiàn)圈中解析鐵芯被通電螺線(xiàn)管磁化.答案AD7．（多項(xiàng)選擇)某同學(xué)設(shè)計(jì)的家庭電路保護(hù)裝置如圖6－3－14所示，鐵芯左側(cè)線(xiàn)圈L1由火線(xiàn)和零線(xiàn)并行繞成,當(dāng)右側(cè)線(xiàn)圈L2中產(chǎn)生電流時(shí),電流經(jīng)放大器放大后,使電磁鐵吸起鐵質(zhì)開(kāi)關(guān)K，從而切斷家庭電路。僅考慮L1在鐵芯中產(chǎn)生的磁場(chǎng)，以下說(shuō)法正確的有圖6－3－14A．家庭電路正常工作時(shí)，L2中的磁通量為零B．家庭電路中使用的電器增添時(shí),L2中的磁通量不變C．家庭電路發(fā)生短路時(shí)，開(kāi)關(guān)K將被電磁鐵吸起D．地面上的人接觸火線(xiàn)發(fā)生觸電時(shí)，開(kāi)關(guān)K將被電磁鐵吸起解析由于零線(xiàn)、火線(xiàn)中電流方向相反,產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反，7學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精所以家庭電路正常工作時(shí)，L2中的磁通量為零，選項(xiàng)A正確；家庭電路短路和用電器增添時(shí)均不會(huì)引起L2的磁通量的變化,選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；地面上的人接觸火線(xiàn)發(fā)生觸電時(shí)，線(xiàn)圈L1中磁場(chǎng)變化引起L2中磁通量的變化，產(chǎn)生感覺(jué)電流，吸起K，切斷家庭電路，選項(xiàng)D正確。答案ABD8．現(xiàn)要組裝一個(gè)由熱敏電阻控制的報(bào)警系統(tǒng)，要求當(dāng)熱敏電阻的溫度達(dá)到或高出60℃時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警。供應(yīng)的器材有：熱敏電阻，報(bào)警器(內(nèi)阻很小，流過(guò)的電流高出Ic時(shí)就會(huì)報(bào)警），電阻箱（最大阻值為999。9Ω),直流電源(輸出電壓為U，內(nèi)阻不計(jì)），滑動(dòng)變阻器R（1最大阻值為1000Ω，滑）動(dòng)變阻器R（2最大阻值為2000Ω)，單刀雙擲開(kāi)關(guān)一個(gè),導(dǎo)線(xiàn)若干。在室溫下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)治，已知U約為18V，Ic約為10mA;流過(guò)報(bào)警器的電流高出20mA時(shí)，報(bào)警器可能損壞;該熱敏電阻的阻值隨溫度高升而減小，在60℃時(shí)阻值為650.0Ω(1）完成待調(diào)治的報(bào)警系統(tǒng)原理電路圖的連線(xiàn).8學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精圖6－3－152)電路中應(yīng)采納滑動(dòng)變阻器________（填“R1”或“R2”）.(3）依照以下步驟調(diào)治此報(bào)警系統(tǒng):①電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值，依照實(shí)驗(yàn)要求，這一阻值為_(kāi)_______Ω；滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于________(填“a”或“b”）端鄰近，不能夠置于另一端的原由是________________________。②將開(kāi)關(guān)向________(填“c"或“d“）端閉合，緩慢搬動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，直至________________________。4）保持滑動(dòng)變阻器滑片的地址不變,將開(kāi)關(guān)向另一端閉合,報(bào)警系統(tǒng)即可正常使用。解析(1）熱敏電阻工作溫度達(dá)到60℃時(shí)，報(bào)警器報(bào)警，故需經(jīng)過(guò)調(diào)治電阻箱使其電阻為60℃時(shí)的熱敏電阻的阻值，即調(diào)治到阻值650。0Ω,使報(bào)警器能正常報(bào)警,電路圖如答案圖。(2)U＝18V，當(dāng)經(jīng)過(guò)報(bào)警器的電流10mA≤Ic≤20mA，故電路9學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精中總電阻R＝錯(cuò)誤!，即900Ω≤R≤1800Ω，故滑動(dòng)變阻器選R2.(3）熱敏電阻為650.0Ω時(shí)，報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警,模擬熱敏電阻的電阻器阻值也應(yīng)為650。0Ω,實(shí)驗(yàn)調(diào)試時(shí),將開(kāi)關(guān)置于c端,緩慢調(diào)治滑動(dòng)變阻器,直到報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警。為防范經(jīng)過(guò)報(bào)警器電流過(guò)大,造成報(bào)警器燒壞,應(yīng)使滑動(dòng)變阻器的滑片置于b端.答案（1)以下列圖2）R2（3)①650。0b接通電源后,流過(guò)報(bào)警器的電流會(huì)高出20mA，報(bào)警器可能損壞②c報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警9．目前有些居民區(qū)內(nèi)樓道燈的控制，使用的是一種延時(shí)開(kāi)關(guān)。該延時(shí)開(kāi)關(guān)的簡(jiǎn)化原理如圖6－3－16所示。圖中D是紅色發(fā)光二極管(只要有很小的電流經(jīng)過(guò)就能使其發(fā)出紅色亮光),R為限流電阻，K為按鈕式開(kāi)關(guān),虛線(xiàn)框內(nèi)S表示延時(shí)開(kāi)關(guān)電路，當(dāng)按下K接通電路剎時(shí),延時(shí)開(kāi)關(guān)觸發(fā)，相當(dāng)于S閉合.這時(shí)釋放K后，延時(shí)開(kāi)關(guān)S約在1min后斷開(kāi),電燈熄滅.依照上述信息和原理圖，我們可推10學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精斷:圖6－3－16按鈕開(kāi)關(guān)K按下前，發(fā)光二極管是________(填“發(fā)光的”或“熄滅的"），按鈕開(kāi)關(guān)K按下再釋放后，電燈L發(fā)光連續(xù)時(shí)間約__________min。這一過(guò)程中發(fā)光二極管是________.限流電阻R的阻值和燈絲電阻RL對(duì)照,應(yīng)滿(mǎn)足R________RL的條件。解析開(kāi)關(guān)K按下前，S為斷開(kāi)，有電流經(jīng)過(guò)發(fā)光二極管，故發(fā)光二極管是發(fā)光的。當(dāng)按下開(kāi)關(guān)K后，延時(shí)開(kāi)關(guān)S閉合，二極管和K被短路，二極管不發(fā)光,由于延時(shí)開(kāi)關(guān)S約1min后斷開(kāi),故電燈L能連續(xù)發(fā)光1min，由于R為限流電阻，且二極管只要有