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2019-2020年高中物理 6.3实验：传感器的应用课后习题（含解析）新人教版选修3-21.(多选)关于发光二极管,下列说法正确的是()A.发光二极管能发光,不具有单向导电性B.发光二极管能直接把电能转化为光能C.发光二极管只要在两端加有正向电压,就可以发光D.发光二极管只有加正向电压时,才有可能发光解析:发光二极管和普通二极管一样,都具有单向导电性,都是半导体材料制成的,只有当两端加正向电压时,才能处于导通状态,才可能发光,但不一定发光,要求达到一定的电压值,它能直接把电能转化为光能。答案:BD2.有一种在光照或温度升高时排气扇都能起动的自动控制装置,下列说法正确的是()A.两个传感器都是光电传感器B.两个传感器分别是光电传感器和温度传感器C.两个传感器可能分别是温度传感器、电容式传感器D.只有光照和温度都适合时排气扇才能工作解析:题中提到有光照或温度升高时排气扇都能自动控制,由此可见两个传感器中一个是光电传感器,一个是温度传感器,而且排气扇自动工作只需满足光照和温度其中的一个条件即可,选项A、C、D错误,选项B正确。答案:B3.(多选)如图所示是一种延时开关,当S1闭合时,电磁铁F将衔铁D吸下,C线路接触;当S1断开时,由于电磁感应作用,D将延迟一段时间才被释放,则()A.由于A线圈的电磁感应作用,才产生延时释放D的作用B.由于B线圈的电磁感应作用,才产生延时释放D的作用C.如果断开B线圈的开关S2,无延时作用D.如果断开B线圈的开关S2,延时将变长解析:本题以延时开关作为密切联系实际的新情境,考查学生对电磁感应现象的理解程度和推理能力。根据题中所提示的信息,不难发现延时开关的基本工作原理:当S1闭合时,电磁铁F将衔铁D吸下,C线路接通,这时虽然B线圈的开关S2闭合,但通过它的磁通量不变,所以没有电磁感应现象发生。当S1断开时,A线圈立即断路,不会发生电磁感应,但通过B线圈的磁通量减少,由于B线圈的电磁感应作用,才产生延时释放D的作用,选项B正确。如果此时断开B线圈的开关S2,则B线圈虽然产生感应电动势,但不产生感应电流,不能吸引衔铁D,无延时作用,选项C正确。答案:BC4.(多选)如图所示电路中,电源电动势为E,内阻为r,Rt为负温度系数热敏电阻,R为光敏电阻,闭合开关后,小灯泡L正常发光。由于环境条件改变(光照或温度),发现小灯泡亮度变暗,则引起小灯泡变暗的原因可能是()A.温度不变,光照增强B.温度升高,光照不变C.温度降低,光照增强D.温度升高,光照减弱解析:由题图可知,当光敏电阻阻值减小或热敏电阻阻值增大时,小灯泡L都会变暗,结合光敏电阻特性可知,A项正确,B项错误;若光敏电阻阻值减小的同时,热敏电阻的阻值增大,小灯泡L也会变暗,C项正确;若热敏电阻减小,光敏电阻增大,则小灯泡变亮,D项错误。答案:AC5.(多选)全自动洗衣机中的排水阀是由程序控制其动作的,当进行排水和脱水工作时,控制铁芯1的线圈通电,使铁芯2运动,从而牵引排水阀的阀门,排除污水,如图所示。以下说法正确的是()A.若输入的控制电流由a流入,由b流出,则铁芯2中A端为N极,B端为S极B.若输入的控制电流由a流入,由b流出,则铁芯2中A端为S极,B端为N极C.若a、b处输入交变电流,铁芯2不能被吸入线圈中D.若a、b处输入交变电流,铁芯2仍能被吸入线圈中解析:若输入控制电流由a流入,由b流出,则铁芯1左端为N极,右端为S极,它将使铁芯2磁化,A端为S极,B端为N极,并吸入线圈中;若a、b处输入交变电流,铁芯2仍能被吸入线圈中,故选B、D。答案:BD6.(多选)如图所示的光控电路用发光二极管LED模仿路灯,RG为光敏电阻。“”是具有特殊功能的非门,当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值时,输出端Y会突然从高电平跳到低电平,而当输入端A的电压下降到另一个值时,输出端Y会从低电平跳到高电平。要求在天暗时路灯(发光二极管)会被点亮,下列说法中正确的是()A.天暗时,Y处于高电平B.天暗时,Y处于低电平C.当R1调大时,A端的电压降低,灯(发光二极管)点亮D.当R1调大时,A端的电压降低,灯(发光二极管)熄灭解析:天暗时,RG电阻值大,A端为高电平,所以输出端Y为低电平,发光二极管导通,选项B正确,A错误;将R1调大时,A端电势降低,当降到某一值时,输出端变为高电平,灯(发光二极管)熄灭,选项D正确,C错误。答案:BD7.一热敏电阻在温度为80 时阻值很大,当温度达到100 时阻值就很小。今用一电阻丝给水加热,并配以热敏电阻以保持水温在80100 之间,可将电阻丝与热敏电阻并联,一起放入水中,如图所示。图中R1为热敏电阻,R2为电阻丝,请简述其工作原理。解析:开始时水温较低,R1阻值较大,电阻丝R2对水进行加热;当水温达到100 左右时,R1阻值变得很小,R2被短路,将停止加热;当温度降低到80 时,R1阻值又变得很大,R2又开始加热。这样就可达到保温的效果。答案:见解析8.设计一个白天自动关灯、黑夜自动开灯的装置,可供选择的仪器如下:光敏电阻、继电器、电池、交流电源、开关、导线和灯泡等。(1)如图所示已画好部分电路,请补画完原理电路图。(2)在以下原理电路工作时,说法正确的是()A.光敏电阻受到光照,电阻变小继电器工作B.光敏电阻受到光照,电阻变小继电器不工作C.继电器工作时,照明电路闭合,电灯亮D.继电器不工作时,照明电路闭合,电灯亮解析:(1)如图所示(2)有光照时,光敏电阻阻值变小,电路电流变大,线圈磁性增强,将G处动触片吸过来,G与H断开,电路停止工作;无光照射时,光敏电阻阻值增大,电路电流减小,线圈磁性减弱,G与H接触灯亮。答案:(1)见解析图(2)ADB组1.传感器的种类多种多样,其性能也各不相同。空调机在室内温度达到设定值后,会自动停止工作,空调机内使用的传感器是()A.生物传感器B.红外传感器C.温度传感器D.压力传感器解析:空调机根据温度调节工作状态,所以内部使用了温度传感器,C正确。答案:C2.如图为一种主动式光控报警器原理图,图中R1和R2为光敏电阻,R3和R4为定值电阻。当射向光敏电阻R1和R2的任何一束光线被遮挡时,都会引起警铃发声,则图中虚线圈内的电路是()A.与门B.或门C.或非门D.与非门解析:当射向光敏电阻R1和R2的光线都没有被遮挡时,光敏电阻阻值较小,报警器输入高电平,而警铃不响,说明输出高电平;当射向光敏电阻R1和R2的任何一束光线被遮挡时,报警器输入一低电平,警铃发声,输出低电平,所以此电路为“与门”电路。答案:A3.某小型电磁继电器,其中L为含铁芯的线圈。P为可绕O点转动的铁片,K为弹簧,S为一对触头,A、B、C、D为四个接线柱如图所示。电磁继电器与传感器配合,可完成自动控制的要求,其工作方式是()A.A与B接信号电压,C与D跟被控电路串联B.A与B接信号电压,C与D跟被控电路并联C.C与D接信号电压,A与B跟被控电路串联D.C与D接信号电压,A与B跟被控电路并联解析:A、B接电磁继电器的线圈,所以A、B应接信号电压、线圈电流随信号电压变化使电磁继电器相吸或释放,从而使C、D接通或断开,进而起到控制作用。故正确答案为A。答案:A4.如图所示,甲为在温度为10 左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图,箱内的电阻R1=20 k、R2=10 k、R3=40 k,Rt为热敏电阻,它的电阻随温度变化的图线如图乙所示,a、b端电压Uab0时,电压鉴别器会令开关S接触,恒温箱内的电热丝发热,使箱内温度升高;当a、b端电压Uab0时,电压鉴别器会令开关S断开,停止加热,则恒温箱内的温度可保持在()A.10 B.20 C.35 D.45 解析:通过审题可知Uab=0是一个电压的临界点,对应着开关S的动作,而开关的动作对应着温度的上升或下降。由电路分析可知,在R1、R2、R3给定的条件下,热敏电阻Rt的阻值决定了Uab的正负。设电源负极的电势能为零,则a=U,b=U,其中U为电源的路端电压,令a=b,即Uab=0,则可得,代入数据得Rt=20 k,查表得对应的温度为35 ,故本题选项C正确。答案:C5.如图所示是小明设计的一种自动测定水箱内水位的装置,R是一种滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,从水位表指针所指的刻度就可知道水箱内水位的高低,从图中可知:水位表是由改装而成的。当水面上升时,滑片,滑动变阻器连入电路电阻,电流,水量表示数。解析:本题利用滑动变阻器滑片改变电阻,进一步改变电压,达到控制水位的目的。答案:电流表向下移变小变大变大6.利用负温度系数热敏电阻制作的热敏传感器,一般体积很小,可以用来测量很小范围内的温度变化,反应快,而且精确度高。(1)如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路,其他因素不变,只要热敏电阻所处区域的温度降低,电路中电流将变(选填“大”或“小”)。(2)上述电路中,我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度,就能直接显示出热敏电阻附近的温度。如果刻度盘正中的温度为20 (如图甲所示),则 25 的刻度应在20 的刻度的(选填“左”或“右”)侧。(3)为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度变化,请用图乙中的器材(可增加元器件)设计一个电路。解析:(1)因为负温度系数热敏电阻温度升高时电阻减小,温度降低时,电阻增大。故电路中电流会减小。(2)由(1)的分析知,温度越高,电流越大,25 的刻度应对应较大电流,故在20 对应电流刻度的右侧。(3)如图所示。答案:(1)小(2)右(3)如解析图所示
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