【創(chuàng)新設(shè)計】高中物理教科版選修3-2-對點練習(xí)-第三章-傳感器3.2

溫度傳感器的應(yīng)用圖3－2－31．如圖3－2－3所示為電阻R隨溫度t變化的圖線，下列說法中正確的是()A．圖線1是熱敏電阻的圖線，它是用金屬材料制成的B．圖線2是熱敏電阻的圖線，它是用半導(dǎo)體材料制成的C．圖線1的材料化學(xué)穩(wěn)定性好、測溫范圍大、靈敏度高D．圖線2的材料化學(xué)穩(wěn)定性差、測溫范圍小、靈敏度高答案BD解析圖線1是金屬熱電阻的圖線，靈敏度低．A、C不正確．圖線2是熱敏電阻的圖線．圖3－2－42．圖3－2－4是一火警報警器的部分電路示意圖．其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，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所在處消滅火情時，顯示器的電流I，報警器兩端的電壓U的變化狀況是()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變小答案D解析R2處消滅火情，溫度上升，R2減小，導(dǎo)致R2兩端電壓減小，通過R3的電流減小，路端電壓U減?。鈧鞲衅鞯膽?yīng)用圖3－2－53．如圖3－2－5所示是會議室和賓館房間的天花板上裝有的火災(zāi)報警器的結(jié)構(gòu)原理圖：罩內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透亮?????的擋板．平常間電三極管接收不到LED發(fā)生的光呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)，發(fā)生火災(zāi)時，下列說法正確的是()A．進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧遮擋了光線，使光電三極管電阻更大，檢測電路檢測出變化發(fā)出警報B．發(fā)生火災(zāi)時，光電三極管溫度上升，電阻變小，檢測電路檢測出變化發(fā)出警報C．發(fā)生火災(zāi)時，進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧對光有散射作用，部分光線照到光電三極管上，電阻變小，發(fā)出警報D．以上說法均不正確答案C解析由報警器的原理可知，發(fā)生火災(zāi)時煙霧進(jìn)入罩內(nèi)，使光發(fā)生散射，部分光線照在三極管上使其電阻變小，與傳感器相連的電路檢測出這種變化，發(fā)出警報，故C對．圖3－2－64．如圖3－2－6所示為試驗小車中利用光電脈沖測量車速和行程的示意圖，A為光源，B為光電接收器，A、B均固定在小車上，C為小車的車輪．車輪轉(zhuǎn)動時，A發(fā)出的光束通過旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號，被B接收并轉(zhuǎn)換成電信號，由電路記錄和顯示．若試驗顯示單位時間的脈沖數(shù)n，累積脈沖數(shù)為N，則要測出小車的速度和行程還必需測量的物理數(shù)據(jù)是________________________________________________________________________，小車速度的表達(dá)式為v＝____________；行程的表達(dá)式為s＝______________．答案車輪的半徑R和齒輪的齒數(shù)P2πRn/P2πRN/P解析小車的速度等于車輪的周長與單位時間內(nèi)車輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)的乘積．設(shè)車輪的半徑為R，單位時間內(nèi)車輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)為k，則有v＝2πRk.若齒輪的齒數(shù)為P，則齒輪轉(zhuǎn)一圈，電子電路顯示的脈沖數(shù)即為P，已知單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)為n，所以單位時間內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)為n/P.由于齒輪與車輪同軸相連，他們在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)動圈數(shù)相等，即k＝n/P.由以上兩式可得：v＝2πRn/P.同理，設(shè)車輪轉(zhuǎn)動的累積圈數(shù)為k，則有s＝2πRk，且k＝N/P，所以s＝2πRN/P可見，要測小車的速度v和行程s，必需測出單位時間的脈沖數(shù)n和累積脈沖數(shù)N，車輪半徑R和齒輪的齒數(shù)P.(時間：60分鐘)題組一溫度傳感器1．下列器件不是應(yīng)用溫度傳感器的是()A．電熨斗B．話筒C．電飯鍋D．測溫儀答案B解析電熨斗、電飯鍋和測溫儀都是把非電學(xué)量溫度轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，都是使用溫度傳感器．話筒把非電學(xué)量聲音轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，不是使用溫度傳感器．2．如下圖所示，某半導(dǎo)體熱敏電阻的I－U圖線可能是()答案B解析半導(dǎo)體熱敏電阻隨溫度上升電阻減小，依據(jù)通過電阻的電功率P＝UI，則隨著U和I的增大，電阻溫度上升，電阻減小，B正確．3.圖3－2－7如圖3－2－7是自動調(diào)溫式電熨斗，下列說法正確的是()．A．常溫時上下觸點是接觸的B．雙金屬片溫度上升時，上金屬片形變較大，雙金屬片將向下彎曲C．原來溫度把握在80℃斷開電源，現(xiàn)要求60℃斷開電源，應(yīng)使調(diào)溫旋鈕下調(diào)一些D．由熨燙絲綢衣物狀態(tài)轉(zhuǎn)化為熨燙棉麻衣物狀態(tài)，應(yīng)使調(diào)溫旋鈕下移一些答案ABD解析常溫工作時，上下觸點是接通的，當(dāng)溫度上升時，上層金屬片形變大，向下彎曲，切斷電源溫度要上升，則應(yīng)使調(diào)溫旋鈕下移一些，A、B、D對，C錯．4．在防治“非典”期間，在機(jī)場、車站等交通出入口，使用了紅外線熱像儀，紅外線熱像儀通過紅外線遙感，可檢測出經(jīng)過它時的發(fā)熱病人，從而可以有效把握疫情的傳播．關(guān)于紅外線熱像儀，下列說法正確的是()A．選擇紅外線進(jìn)行檢測，主要是由于紅外線光子能量小，可以節(jié)省能量B．紅外線熱像儀通過放射紅外線照射人體來檢測C．紅外線熱像儀同時還具有殺菌作用D．一切物體都能放射紅外線，而且物體在不同溫度下放射的紅外線的頻率和強(qiáng)度不同答案D解析紅外線熱像儀是依據(jù)物體放射的紅外線的頻率和強(qiáng)度不同而工作的，故D正確．5.圖3－2－8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)體材料制成的電阻器，其電阻率ρ隨溫度t的變化關(guān)系如圖3－2－8所示，由于這種特性，使PTC元件具有發(fā)熱、保溫雙重功能．以下推斷正確的是()A．通電后，其電功領(lǐng)先增大，后減小B．通電后，其電功領(lǐng)先減小，后增大C．當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時，溫度保持在t1不變D．當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時，溫度保持在t1和t2之間的某一值不變．答案AD解析當(dāng)電熱滅蚊器溫度由0升到t1的過程中，電阻器的電阻率ρ隨溫度的上升而減小，其電阻R隨之減小，由于加在電熱滅蚊器上的電壓U保持不變，電熱滅蚊器的電功率P隨之增大，當(dāng)t＝t1時，P＝P1達(dá)到最大．當(dāng)溫度由t1上升到t2的過程中，ρ增大，R增大，P減??；而溫度越高，其與外界環(huán)境溫度的差別也就越大，高于環(huán)境溫度的電熱滅蚊器的散熱功率P′也就越大；因此在這之間的某一溫度t3會有P＝P3＝P′，即電功率P減小到等于散熱功率時，即達(dá)到保溫；當(dāng)t<t3，P>P′，使溫度自動上升到t3；當(dāng)t>t3，P<P′，使溫度自動降為t3，實現(xiàn)自動保溫．故選AD.6．如圖3－2－9甲所示，為在溫度為10℃左右的環(huán)境中工作的某自動恒溫箱原理簡圖，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端電壓Uab＜0時，電壓鑒別器會令開關(guān)S接通，恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱，使箱內(nèi)溫度上升；當(dāng)Uab＞0時，電壓鑒別器會令開關(guān)S斷開，停止加熱，恒溫箱內(nèi)的溫度恒定在________℃.圖3－2－9答案32℃解析本題考查了自動恒溫箱的原理，抓住Uab＝0的臨界狀態(tài)進(jìn)行爭辯．設(shè)電路路端電壓為U，當(dāng)Uab＝0時，有eq\f(U,R1＋R2)R1＝eq\f(U,R3＋Rt)·R3，解得Rt＝20kΩ.由題圖可知，當(dāng)Rt＝20kΩ時，t＝32℃.題組二光傳感器的應(yīng)用7．如圖3－2－10所示，將一光敏電阻接入多用電表兩表筆上，將圖3－2－10多用電表的選擇開關(guān)置于歐姆擋，用光照射光敏電阻時，表針的偏角為θ；現(xiàn)用手掌攔住部分光線，表針的偏角為θ′，則可推斷()A．θ′＝θB．θ′＜θC．θ′＞θD．不能確定答案B解析光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增加而減小，用手掌攔住部分光線，阻值變大，指針自左向右偏轉(zhuǎn)角度變?。?.圖3－2－11如圖3－2－11所示，R1、R2為定值電阻，L為小燈泡，R3為光敏電阻，當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時()A．電壓表的示數(shù)增大B．R2中電流減小C．小燈泡的功率增大D．電路的路端電壓增大答案ABC解析當(dāng)光強(qiáng)度增大時，R3阻值減小，外電路電阻隨R3的減小而減小，R1兩端電壓因干路電流增大而增大，同時內(nèi)電壓增大，故電路路端電壓減小，而電壓表的示數(shù)增大，A項正確，D項錯誤；由路端電壓減小，而R1兩端電壓增大知，R2兩端電壓必減小，則R2中電流減小，故B項正確；結(jié)合干路電流增大知流過小燈泡的電流必增大，則小燈泡的功率增大，C項正確．9.圖3－2－12如圖3－2－12所示，為光敏電阻自動計數(shù)器的示意圖，其中R1為光敏電阻，R2為定值電阻．此光電計數(shù)器的基本工作原理是()A．當(dāng)有光照射R1時，信號處理系統(tǒng)獲得高電壓B．當(dāng)有光照射R1時，信號處理系統(tǒng)獲得低電壓C．信號處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計數(shù)一次D．信號處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計數(shù)一次答案AC解析光電計數(shù)器工作原理：當(dāng)有物體攔住射到光敏電阻R1的光照時，R1電阻增大，電路中電流減小，R2兩端電壓降低，信號處理系統(tǒng)得到低電壓，計數(shù)器每由高電壓轉(zhuǎn)到低電壓，就計一個數(shù)，從而達(dá)到自動計數(shù)的目的．題組三光敏電阻在把握電路中的應(yīng)用10．如圖3－2－13所示，是一位同學(xué)設(shè)計的防盜門報警器的簡化電路示意圖．門打開時，紅外光敏電阻R3受到紅外線照射，電阻減小；門關(guān)閉會遮擋???紅外線源(紅外線源沒有畫出)．經(jīng)實際試驗，燈的亮滅能反映門的開、關(guān)狀態(tài)．門打開時兩燈的發(fā)光狀況以及R2兩端電壓UR2與門關(guān)閉時相比()圖3－2－13A．紅燈亮，UR2變大B．綠燈亮，UR2變大C．綠燈亮，UR2變小D．紅燈亮，UR2變小答案D解析門打開R3減小，導(dǎo)致R總減小和I總增加，Ur和UR1變大，UR2＝E－(UR1＋Ur)減小，IR3＝I總－eq\f(UR2,R2)增加，電磁繼電器磁性增加把銜鐵拉下，紅燈亮，綠燈滅，A、B、C均錯誤，D正確．11.圖3－2－14規(guī)律電路在電子線路中有著重要的應(yīng)用．某同學(xué)利用“非”門電路設(shè)計了一個路燈自動把握門電路．天黑了，讓路燈自動接通；天亮了，讓路燈自動熄滅．圖3－2－14中RG是一個光敏電阻，當(dāng)有光線照射時，光敏電阻的阻值會顯著減?。甊是可調(diào)電阻，起分壓作用．“非”門電路能將輸入的高壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪盒盘?，或?qū)⒌蛪盒盘栟D(zhuǎn)變?yōu)楦邏盒盘枺甁為路燈總開關(guān)把握繼電器，它在獲得高壓時才啟動(圖中未畫路燈電路)．(1)當(dāng)天黑時，RG變__________，“非”門電路獲得________電壓，J得到__________電壓．(填“大”、“小”或“高”、“低”)(2)假如路