2017高中物理第6章传感器第3节实验：传感器的应用课时作业新人教版选修

实验：传感器的应用基 础 夯 实一、选择题(1、2题为单选题，3、4题为多选题)1关于斯密特触发器的电路工作原理是(C)A与门电路B或门电路C非门电路D与或门电路解析：因为输入端为高电平时，输出端为低电平；当输入端为低电平时，输出端为高电平，所以斯密特触发器是一个非门电路。2如图所示是一个基本逻辑电路。声控开关、光敏电阻、小灯泡等元件构成的一个自动控制电路。该电路的功能是在白天无论声音多么响，小灯泡都不会亮，在晚上，只要有一定的声音，小灯泡就亮。这种电路现广泛使用于公共楼梯间，该电路虚线框N中使用的是门电路。则下面说法正确的是(B)AR2为光敏电阻，N为或门电路BR2为光敏电阻，N为与门电路CR2为热敏电阻，N为或门电路DR2为热敏电阻，N为非门电路解析：根据电路的设计要求，可知N为与门电路，R2为光敏电阻，选项B正确。3如图所示为一个逻辑电平检测电路，A与被测点相接，则(BC)AA为低电平，LED发光BA为高电平，LED发光CA为低电平，LED不发光DA为高电平，LED不发光解析：A为低电平时，Y为高电平，LED的电压小，不发光；A为高电平时，Y为低电平，LED的电压大，发光，故B、C正确。4.如图是温度报警器电路示意图，下列关于此电路的分析正确的是(BC)A当RT的温度升高时，RT减小，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声B当RT的温度升高时，RT减小，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声C当增大R1时，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声D当增大R1时，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声解析：当RT温度升高时，电阻减小，A点电势升高到某一数值，Y端电势突然降低，蜂鸣器导通发出警报，A错B对。当增大R1时，A端电势升高到某一数值，Y端电势突然降低，电流通过蜂鸣器，发出报警声，C对D错。二、非选择题5.如图所示：1是弹簧，2是衔铁，3是触点，4是电磁铁，5是热敏电阻，6是滑动变阻器，7是电铃，它们组成一种温度自动报警电路。说明这种简单温度自动报警电路的工作原理。解析：当热敏电阻的温度升高时，电阻减小，电磁铁电路中电流增大，当电流达到一定值时电磁铁吸引衔铁使电铃电路闭合，电铃发声报警。当温度下降后，电阻增大，电流减小，电磁铁磁性减弱，衔铁被弹簧拉起，电铃电路断开，电铃不发声。6车床在工作时是不允许将手随便接近飞转的工件的，为了防止万一，设计了下面的光电自动控制安全电路，只要人手不小心靠近了工件，机器就自动停转，请简述其工作原理。图中的A为车床上的电动机；B为随电动机高速转动的工件；C为光源，它发出的光照在光敏电阻D上；E为电磁铁；F为衔铁；G为电源；H为弹簧。答案：当手在C、D间靠近工件时，遮挡住射向光敏电阻的光，光敏电阻的阻值迅速变大，电路中的电流减小，使电磁铁磁性减弱从而放开衔接，造成电动机断路，使工件停转以保证安全。7如图是一种防汛报警器的原理图，S是触点开关，B是一个漏斗形的竹片圆筒，里面有浮子A，请你说明这种报警器的工作原理。解析：由图可以看出，水面上升时，浮子A在漏斗形的竹片圆筒内上浮，顶起金属板。当水面上升达到警戒水位时，使触点开关S闭合，电磁铁电路连通，电磁铁通电有磁性，吸下衔铁使报警电路的触点开关闭合，灯亮发出防汛警报。能 力 提 升一、选择题(1、2题为单选题，3题为多选题)1如图所示是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图。门打开时，红外光敏电阻R3受到红外线照射，电阻减小；门关闭会遮蔽红外线源(红外线源没有画出)。经实际试验，灯的亮灭能反映门的开、关状态。门打开时两灯的发光情况以及R2两端电压UR2与门关闭时相比(D)A红灯亮，UR2变大B绿灯亮，UR2变大C绿灯亮，UR2变小D红灯亮，UR2变小解析：门打开R3减小，导致R总减小和I总增加，Ur和UR1变大，UR2E(UR1Ur)减小，IR3I总增加，电磁继电器磁性增强把衔铁拉下，红灯亮，绿灯灭，A、B、C均错误，D正确。22007年法国科学家阿尔贝费尔和德国科学家彼得格林贝格尔由于发现巨磁阻效应(GMR)而荣获了诺贝尔物理学奖。如图所示是利用GMR设计的磁铁矿探测仪原理示意图，图中GMR在外磁场作用下，电阻会大幅度减小。下列说法正确的是(C)A若存在磁铁矿，则指示灯不亮；若将电阻R调大，该探测仪的灵敏度提高B若存在磁铁矿，则指示灯不亮；若将电阻R调小，该探测仪的灵敏度提高C若存在磁铁矿，则指示灯亮；若将电阻R调大，该探测仪的灵敏度提高D若存在磁铁矿，则指示灯亮；若将电阻R调小，该探测仪的灵敏度提高解析：如果存在磁铁矿，则巨磁阻(GMR)大幅度减小，流过巨磁阻(GMR)和R电路的电流大幅度增大，由URIR知，R两端电压增大，因此，巨磁阻(GMR)两端电压减小，即A端电平升高，则非门电路输出端Z电平降低，则指示灯两端电压升高，指示灯亮，如果将电阻R调大，则A端电平调得更高，Z端输出的电平更低，则指示灯的电压更大，指示灯更亮，该探测仪的灵敏度提高，故A、B、D错，C正确。3.在制作光控电路实验中，某同学按图所示电路将元件安装完毕后，发现将装置置入黑暗环境中接通电源时，灯泡不发光，原因可能是(ABD)A二极管两极接反BR1与RG位置颠倒CR1阻值太小D灯泡被断路解析：由题可知若二极管接反，光线暗时，二极管上为负向电压，无法导通，灯泡不亮，A项正确；若R1与RG位置颠倒，则光线较暗时，Y端为高电平，晶体管不导通，灯泡不发光，B项正确，若R1阻值太小，Y端一直为低电平，灯泡一直发光，C项错误；灯泡断路时无法发光，D正确。二、非选择题4.目前有些居民区内楼道灯的控制，使用的是一种延时开关。该延时开关的简化原理如图所示。图中D是红色发光二极管(只要有很小的电流通过就能使其发出红色亮光)，R为限流电阻，K为控钮式开关，虚线框内S表示延时开关电路，当按下K接通电路瞬间，延时开关触发，相当于S闭合。这时释放K后，延时开关S约在1min后断开，电灯熄灭。根据上述信息和原理图，我们可推断：按钮开关K按下前，发光二极管是发光的(填“发光的”或“熄灭的”)，按钮开关K按下再释放后，电灯L发光持续时间约1min 。这一过程中发光二极管是熄灭的。限流电阻R的阻值和灯丝电阻RL相比，应满足RRL的条件。解析：开关K按下前，S为断开，有电流经过发光二极管，故发光二极管是发光的。当按下开关K后，延时开关S闭合，二极管和K被短路，二极管不发光，由于延时开关S约1min后断开，故电灯L能持续发光1min，由于R为限流电阻，且二极管只要有很小的电流通过就能发光，故应满足RRL。5如图所示是一种自动控制水温的装置，加热电路的两个端点P、Q应接在触头a、b之间还是c、d之间？热敏电阻两端M、N应接在哪两个触头之间？答案：a、b之间；e、f之间解析：P、Q应该分别接在触头a、b之间，同时，M、N应该分别接e、f，其工作原理是：当水温升高时，热敏电阻阻值减小，电磁铁中电流增大，吸引力增大，使衔铁被吸下，a、b断开，使加热装置停止加热；当水温降低到一定程度时，热敏电阻阻值增大，电磁铁中电流减小，吸引力减小，衔铁被弹簧拉上去，使a、b之间连接，加热装置开始加热，从而实现水温控制。6根据图中所提供的器材，请正确将ABCD四个接线柱的接线接好，使其成为一个以热敏电阻为传感器的简易报警器(当温度过高时，电铃会响铃报警)。答案：