2019-2020年高二人教版物理选修3-2练习册：6.2　传感器的应用3　实验：传感器的应用含答案.doc

2019-2020年高二人教版物理选修3-2练习册：6.2传感器的应用3实验：传感器的应用含答案知识点一力传感器的应用1压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图L631甲所示的电路中，电流表示数变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是()图L631A0t1时间内，升降机一定匀速运动B0t1时间内，升降机可能减速上升Ct1t2时间内，升降机可能匀速上升Dt1t2时间内，升降机可能匀加速上升2(多选)为锻炼身体，小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计，图L632是其原理图轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计)，弹簧劲度系数为100 N/cm.定值电阻R05 ，ab是一根长为5 cm的均匀电阻丝，阻值R125 ，ab与滑片P间的摩擦不计，电源输出电压恒为U3 V，理想电流表的量程为00.6 A当拉环不受力时，滑片P处于a端下列关于这个电路的说法正确的是(不计电源内阻)()图L632A小明在电路中接入R0的目的是保护电路B当拉环不受力时，闭合开关后电流表的读数为0.1 AC当拉力为400 N时，电流表指针指在0.3 A处D当拉力为400 N时，电流表指针指在0.5 A处知识点二光传感器的应用3在电梯门口放置一障碍物，会发现电梯门不停地开关，这是由于在电梯门上装有的传感器是()A光传感器B温度传感器C声传感器 D压力传感器知识点三温度传感器的应用4(多选)图L633是自动调温式电熨斗的结构图，下列说法正确的是()图L633A常温时上下触点是接触的B双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲C原来温度控制在80 断开电源，现要求60 断开电源，应使调温旋钮下移一些D由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些知识点四光控开关和温度报警器5如图L634所示的光控电路中，用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻，R1的最大电阻为51 k，R2为330 .白天，光的强度较大，光敏电阻RG的电阻值较_，加在斯密特触发器A端的电压较_，则输出端Y输出高电平，发光二极管LED_；当天色暗到一定程度时，RG的阻值增大到一定值，斯密特触发器输入端A的电压上升到某个值(1.6 V)，输出端Y突然从高电平跳到低电平，则发光二极管LED_发光(相当于路灯亮了)，这样就达到了使路灯白天熄灭，天暗自动开启的目的图L6346(多选)压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如图L635甲所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体，升降机静止时电流表示数为I0.某过程中电流表的示数如图乙所示，则在此过程()图L635A物体处于失重状态B物体处于超重状态C升降机一定向上做匀加速运动D升降机可能向下做匀减速运动7如图L636所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、开关K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场中两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电荷量为q的小球K断开时传感器上有示数，K闭合时传感器上恰好无示数则线圈中的磁感应强度B的变化情况和磁通量变化率分别是()图L636A正在增加，B正在减弱，C正在减弱，D正在增加，8温度报警器的电路图如图L637所示，常温下，调整_的阻值使斯密特触发器的输入端A处于低电平，则输出端Y处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻RT阻值_，斯密特触发器的输入端A电势_，当达到某一值(高电平)时，其输出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声R1的阻值不同，则报警温度不同图L6379用如图L638所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg的滑块，滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出现将此装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b在前，传感器a在后汽车静止时，传感器a、b的示数均为10 N(g取10 m/s2)(1)若传感器a的示数为14 N，b的示数为6.0 N，求此时汽车的加速度大小和方向(2)当汽车以怎样的加速度运动时，传感器a的示数为零？图L63810图L639为检测某传感器的电路图传感器上标有“3 V0.9 W”的字样(传感器可看作一个纯电阻)，滑动变阻器R0上标有“10 1 A”的字样，电流表的量程为0.6 A，电压表的量程为3 V.(1)求传感器的电阻和额定电流(2)如果传感器的电阻变化超过标准值1 ，则该传感器就失去作用实际检测时，将一个恒压电源加在图中a、b之间，闭合开关S，通过调节R0来改变电路中的电流和R0两端的电压检测记录如下：电压表示数U/V电流表示数I/A第一次1.480.16第二次0.910.22若不计检测电路对传感器电阻的影响，你认为这个传感器是否仍可使用？此时a、b间所加的电压是多少？图L6392传感器的应用3实验：传感器的应用1B解析 在0t1时间内，电流恒定，表明压敏电阻的阻值恒定，则重物对压敏电阻的压力恒定，则升降机可能处于静止、匀速运动或匀变速直线运动状态，故A错误，B正确；t1t2时间内，电流在增加，表明压敏电阻的阻值在减小，则重物对压敏电阻的压力在增大，故升降机不可能做匀速运动或匀加速运动，C、D错误2ABC解析 若电路无电阻R0，且金属滑片P在b端时，回路短路，损坏电源，R0的存在使电路不出现短路，因此A正确；当拉环不受力时，滑片P在a端，由闭合电路欧姆定律得，I0.1 A，故B正确；拉力为400 N时，由Fkx得x4 cm，对应的电阻为RaP20 ，R1接入电路的电阻RPb5 ，由闭合电路欧姆定律得，I0.3 A，故D错误，C正确3A解析 在电梯门口放置一障碍物，电梯门不停地开关，说明电梯门口有一个光传感器，故A选项正确4ABD解析 常温工作时，上下触点是接通的，当温度升高时，上层金属片形变大，向下弯曲，切断电源，切断温度要升高则应使调温旋钮下移一些，A、B、D对，C错5小低不导通导通解析 白天，光照强度较大，光敏电阻RG的电阻值较小，加在斯密特触发器A端的电压较低，则输出端Y输出高电平(电平指某个端点与“地”之间的电压)，发光二极管LED不导通；当天色暗到一定程度时，RG阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端A的电压上升到某个值(1.6 V)时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平，则发光二极管LED导通发光(相当于路灯亮了)，这样就达到了使路灯白天熄灭，天暗自动开启的目的6BD解析 电流表的示数变为2I0且保持不变，说明压敏电阻的阻值比升降机静止时小，压敏电阻所受压力变大，物体处于超重状态，即物体具有向上的加速度，B、D正确，A、C错误7D解析 K闭合时传感器上恰好无示数，说明小球受竖直向上的静电力，且静电力大小等于重力，由楞次定律可判断磁场B正在增强，根据法拉第电磁感应定律EnU和qmg得，故D正确8R1减小升高解析 常温下，调整R1的阻值使斯密特触发器的输入端A处于低电平，则输出端Y处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻RT阻值减小，斯密特触发器输入端A电势升高，当达到某一值(高电平)时，其输出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出警报声，R1的阻值不同，报警温度不同9(1)4.0 m/s2向右(2)方向向左、大小为10 m/s2解析 (1)如图所示，依题意：左侧弹簧对滑块向右的推力F114 N，右侧弹簧对滑块向左的推力F26.0 N，滑块所受合力产生加速度a1，根据牛顿第二定律有F1F2ma1，得a1 m/s24.0 m/s2，a1与F1同方向，即向前(向右)(2)传感器a的读数恰为零，即左侧弹簧的弹力F10，因两弹簧相同，左侧弹簧伸长多少，右侧弹簧就缩短多少，所以右侧弹簧的弹力变为F220 N滑块所受合力产生加速度，由牛顿第二定律得F合F2ma2，得a210 m/s2，方向向后(向左)10(1)10 0.3 A(2)此传感器仍可使用3 V解析 (1)R传 10 .I传 A0.3 A. (2)设实际检测时加在a、b间的电压为U，传感器的实际电阻为R传，根据第一次实验记录数据有UI1R传U1，根据第二次实验记录数据有UI2R传U2，代入数据，解得R传9.5 ，U3 V.传感器的电阻变化为RR传R传10 9.5 0.5 1 ，所以此传感器仍可使用