廣西專版2024-2025學(xué)年新教材高中物理第5章傳感器3利用傳感器制作簡單的自動(dòng)控制裝置課后訓(xùn)練新人教版選擇性必修第二冊

3利用傳感器制作簡潔的自動(dòng)限制裝置課后·訓(xùn)練提升基礎(chǔ)鞏固一、選擇題(第1~3題為單選題,第4~5題為多選題)1.下列狀況不行能是由于水位限制裝置損壞引起的是 ()A.洗衣機(jī)不加水B.洗衣機(jī)加水不能自動(dòng)停止C.洗衣機(jī)不排水D.洗衣機(jī)不洗衣答案C解析洗衣機(jī)水位限制裝置正常,才能正常加水,且加到合適的水位,若損壞可能導(dǎo)致始終不加水或始終不停地加水,所以選項(xiàng)A、B可能。而這兩種狀況都會(huì)導(dǎo)致洗衣機(jī)洗衣程序不工作,所以選項(xiàng)D可能。洗衣機(jī)排水不須要水位限制,選項(xiàng)C不行能。2.下列器件是應(yīng)用力傳感器的是()A.鼠標(biāo) B.火災(zāi)報(bào)警器C.測溫儀 D.電子秤答案D解析鼠標(biāo)中的傳感器是紅外線接收管,屬于光傳感器;火災(zāi)報(bào)警器中傳感器是光電三極管,屬于光傳感器;測溫儀用的是溫度傳感器;電子秤的敏感元件是應(yīng)變片,是力傳感器,選項(xiàng)D正確。3.下列說法正確的是()A.電飯鍋中的溫度傳感器的主要元件是氧化鐵B.氧化鐵在常溫下具有鐵磁性,溫度很高時(shí)失去鐵磁性C.用電飯鍋燒水,水開時(shí)能自動(dòng)斷電D.用電飯鍋煮飯時(shí),溫控開關(guān)自動(dòng)斷電后不能自動(dòng)復(fù)位答案D解析電飯鍋的主要元件為感溫鐵氧體,它在103℃時(shí)失去鐵磁性,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。用電飯鍋燒水時(shí),在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,水溫最高為100℃,電飯鍋不會(huì)自動(dòng)斷電,若無人限制,則會(huì)直到水全部蒸發(fā)后才會(huì)斷電,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。電飯鍋開關(guān)自動(dòng)斷電后只能手動(dòng)復(fù)位,選項(xiàng)D正確。4.如圖所示,全自動(dòng)洗衣機(jī)中的排水閥是由程序限制器限制其動(dòng)作的,當(dāng)進(jìn)行排水和脫水工序時(shí),限制鐵芯1的線圈通電,使鐵芯2運(yùn)動(dòng),從而牽引排水閥的閥門解除污水。以下說法正確的是()A.若輸入的限制電流由a流入,由b流出,則鐵芯2中A端為N極,B端為S極B.若輸入的限制電流由a流入,由b流出,則鐵芯2中A端為S極,B端為N極C.若a、b處輸入交變電流,鐵芯2不能被吸入線圈中D.若a、b處輸入交變電流,鐵芯2仍能被吸入線圈中答案AD解析限制電流由a→b,由安培定則,電磁鐵左端為N極,右端為S極,鐵芯2被磁化,A端為N極,B端為S極,因而被吸入線圈中,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤。若a、b處輸入交變電流,鐵芯1磁性不斷改變,鐵芯2磁性也隨之改變,仍能被吸入線圈,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。5.某儀器內(nèi)部的電路如圖所示,其中M是一個(gè)質(zhì)量較大的金屬塊,左、右兩端分別與金屬絲制成的彈簧相連,并套在光滑水平細(xì)桿上,當(dāng)金屬塊處于平衡狀態(tài)時(shí),兩根彈簧均處于原長,此時(shí)甲、乙兩燈均不亮。若將該儀器固定在一輛汽車上,則下列說法正確的是()A.當(dāng)汽車加速前進(jìn)時(shí),甲燈亮B.當(dāng)汽車加速前進(jìn)時(shí),乙燈亮C.當(dāng)汽車剎車時(shí),甲燈亮D.當(dāng)汽車剎車時(shí),乙燈亮答案BC解析當(dāng)汽車加速前進(jìn)時(shí),金屬塊M向后偏離原位置,乙燈所在電路被接通,所以乙燈亮,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確。當(dāng)汽車剎車時(shí),金屬塊M向前偏離原位置,甲燈所在電路被接通,所以甲燈亮,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。二、非選擇題6.一般的電熨斗用合金絲作發(fā)熱元件,合金絲電阻隨時(shí)間改變的關(guān)系如圖中實(shí)線①所示,由于環(huán)境溫度以及熨燙的衣物厚度、干濕等狀況不同,熨斗的散熱功率不同,因而熨斗的溫度可能會(huì)在較大范圍內(nèi)波動(dòng),易損壞衣物。有一種用主要成分為BaTiO3的特別材料(被稱為PTC)作發(fā)熱元件的電熨斗,具有升溫快、能自動(dòng)限制溫度的特點(diǎn)。PTC材料的電阻隨溫度改變的關(guān)系如圖中實(shí)線②所示。依據(jù)圖線分析:(1)為什么處于冷態(tài)的PTC熨斗剛通電時(shí)比一般電熨斗升溫快?(2)通電一段時(shí)間電熨斗溫度t自動(dòng)穩(wěn)定在<t<范圍之內(nèi)。

答案(1)見解析(2)T6T7解析(1)由于冷態(tài)時(shí)PTC材料電阻較小,由P=U2(2)從題圖看出,溫度較低時(shí),電阻較小,熱功率較大,所以發(fā)熱快于散熱,溫度上升,當(dāng)溫度大于T6時(shí),隨溫度的上升電阻快速增大,相應(yīng)發(fā)熱功率減小;當(dāng)發(fā)熱功率小于散熱功率時(shí),電阻溫度降低,電阻減小,發(fā)熱功率會(huì)相應(yīng)增大。故當(dāng)發(fā)熱功率等于散熱功率時(shí),溫度會(huì)穩(wěn)定在圖中T6~T7。實(shí)力提升一、選擇題(第1~2題為單選題,第3~4題為多選題)1.在如圖所示的電路中,電源兩端的電壓恒定,L為小燈泡,R為光敏電阻,D為發(fā)光二極管(電流越大,發(fā)出的光越強(qiáng)),且R與D間距不變,下列說法正確的是()A.當(dāng)滑片P向左移動(dòng)時(shí),L消耗的功率增大B.當(dāng)滑片P向左移動(dòng)時(shí),L消耗的功率減小C.當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí),L消耗的功率可能不變D.無論怎樣移動(dòng)滑片P,L消耗的功率都不變答案A解析當(dāng)P向左移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小,通過二極管的電流增大,發(fā)光變強(qiáng),光敏電阻阻值減小,燈泡中電流增大,L消耗的功率增大;同理可知P向右移動(dòng)時(shí),L消耗的功率減小。2.小明為了熬煉身體,利用所學(xué)物理學(xué)問設(shè)計(jì)了一個(gè)電子拉力計(jì),原理圖如圖所示。輕質(zhì)彈簧右端和金屬滑片P固定在一起(彈簧的電阻不計(jì),P與R1間的摩擦不計(jì)),彈簧勁度系數(shù)為100N/cm。定值電阻R0=5Ω,ab是一根長為5cm的勻稱電阻絲,阻值R1=25Ω,電源輸出電壓恒為U=3V,志向電流表的量程為0~0.6A。當(dāng)拉環(huán)不受力時(shí),滑片P處于a端。下列關(guān)于這個(gè)電路的說法錯(cuò)誤的是()A.小明在電路中連入R0的目的是愛護(hù)電路B.當(dāng)拉環(huán)不受力時(shí),閉合開關(guān)后電流表的讀數(shù)為0.1AC.當(dāng)拉力為400N時(shí),電流表指針指在0.3A處D.當(dāng)拉力為400N時(shí),電流表指針指在0.5A處答案D解析若電路無電阻R0,且金屬滑片P在b端時(shí),電路短路會(huì)損壞電源,R0的存在使電路不會(huì)出現(xiàn)短路現(xiàn)象,選項(xiàng)A不符合題目要求;當(dāng)拉環(huán)不受力時(shí),滑片P在a端,由閉合電路歐姆定律可得I=UR0+R1=0.1A,選項(xiàng)B不符合題目要求;拉力為400N時(shí),由F=kΔx得Δx=4cm,對應(yīng)的電阻RPa=20Ω,R1接入電路的電阻RPb=5Ω,由閉合電路歐姆定律可得I'=3.某同學(xué)設(shè)計(jì)的家庭電路愛護(hù)裝置如圖所示,鐵芯左側(cè)線圈L1由火線和零線并行繞成。右側(cè)線圈L2中產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí),電流經(jīng)放大器放大后,使電磁鐵吸起鐵質(zhì)開關(guān)S而切斷家庭電路。僅考慮L1在鐵芯中產(chǎn)生的磁場,下列說法正確的有()A.家庭電路正常工作時(shí),L2中的磁通量為零B.家庭電路中運(yùn)用的電器增多時(shí),L2中的磁通量將增加C.家庭電路中的電器發(fā)生短路時(shí),開關(guān)S將被電磁鐵吸起D.地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時(shí),開關(guān)S將被電磁鐵吸起答案AD解析分析題意可知,火線和零線中電流等大反向,并行繞制時(shí),線圈L1中產(chǎn)生的磁通量相互抵消,合磁通量為零,線圈L1、L2繞制同一鐵芯上,即運(yùn)用電器增多時(shí),線圈L2中的磁通量同樣為零,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤。家庭電路中的電器發(fā)生短路時(shí),依據(jù)閉合電路歐姆定律可知,火線和零線的電流同時(shí)增大,合磁通量為零,開關(guān)S不會(huì)被電磁鐵吸起,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時(shí),火線的電流變大,線圈L1中的磁通量不為零,線圈L2中的磁通量發(fā)生改變,產(chǎn)生感應(yīng)電流,電磁鐵將開關(guān)S吸起,選項(xiàng)D正確。4.下圖是電容式聲波傳感器的示意圖,該電路可將聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號。該電路中右側(cè)金屬板b固定不動(dòng),左側(cè)是能在聲波驅(qū)動(dòng)下沿水平方向左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)的鍍有金屬層的振動(dòng)膜a,a、b構(gòu)成了一個(gè)平行板電容器,且通過導(dǎo)線與穩(wěn)壓電源正、負(fù)極相接,a隨聲源S振動(dòng)而左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)。下列有關(guān)分析正確的是()A.a左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中,a、b板構(gòu)成的電容器的電容不變B.a左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中,b板所帶的電荷量不斷改變C.a左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中,a、b板之間的電場強(qiáng)度不斷改變D.a左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中,靈敏電流計(jì)中始終有方向不變的電流答案BC解析由于平行板電容器兩極板與電池兩極始終連接,兩板間的電壓U保持不變,依據(jù)電場強(qiáng)度公式E=Ud、電容的確定式C=εrS4πkd,可推斷出A錯(cuò),C對;a、b板所帶電荷量Q=CU,電容C改變導(dǎo)致二、非選擇題5.有些居民區(qū)內(nèi)樓道燈的限制,運(yùn)用的是一種延時(shí)開關(guān)。該延時(shí)開關(guān)的簡化原理如圖所示。圖中D是紅色發(fā)光二極管(只要有很小的電流通過就能使其發(fā)出紅色亮光),R為限流電阻,K為按鈕式開關(guān),虛線框內(nèi)S表示延時(shí)開關(guān)。當(dāng)按下K接通電路瞬間,延時(shí)開關(guān)觸發(fā),相當(dāng)于S閉合,這時(shí)釋放K后,延時(shí)開關(guān)S約在1min后斷開,電燈熄滅。按鈕開關(guān)K按下前,發(fā)光二極管是(選填“發(fā)光的”或“熄滅的”);按鈕開關(guān)K按下再釋放后,電燈L發(fā)光持續(xù)時(shí)間約min,這一過程中發(fā)光二極管是(選填“發(fā)光的”或“熄滅的”)。