2018-2019學(xué)年高中物理 第六章 傳感器 課時(shí)提升作業(yè)十三 6.2 傳感器的應(yīng)用 新人教版選修3-2.doc

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課時(shí)提升作業(yè) 十三 傳感器的應(yīng)用 (20分鐘　50分) 一、選擇題(本題共4小題,每小題8分,共32分) 1.傳感器是各種測(cè)量和控制系統(tǒng)的“感覺器官”,電梯超載時(shí)會(huì)自動(dòng)報(bào)警。這種報(bào)警系統(tǒng)通常采用的傳感器是 (　　) A.生物傳感器　　　　　　B.聲控傳感器 C.紅外傳感器　　　 D.壓力傳感器 【解析】選D。電梯超載時(shí)人或物體對(duì)升降機(jī)底板壓力超過(guò)其能承受的最大壓力,所以這種報(bào)警系統(tǒng)通常采用的傳感器是壓力傳感器,選項(xiàng)D正確。 【補(bǔ)償訓(xùn)練】 溫度傳感器廣泛應(yīng)用于室內(nèi)空調(diào)、電冰箱等家用電器中,它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性來(lái)工作的。如圖甲所示,電源的電動(dòng)勢(shì)E=9.0 V,內(nèi)阻不計(jì),G為靈敏電流表,內(nèi)阻RG保持不變,R為熱敏電阻,其電阻阻值與溫度的變化關(guān)系如圖乙所示。閉合開關(guān)S,當(dāng)溫度等于20 ℃時(shí),電流表示數(shù)I1=2 mA;當(dāng)電流表的示數(shù)I2=3.6 mA時(shí),熱敏電阻的溫度是 (　　) A.60℃　　B.80℃　　C.100℃　　D.120℃ 【解析】選D。由題圖乙可知,當(dāng)t=20℃時(shí),熱敏電阻阻值R1=4 kΩ。由閉合電路歐姆定律E=I1(R1+RG),代入數(shù)值可求得RG=500Ω;當(dāng)I2=3.6 mA時(shí),設(shè)熱敏電阻阻值為R2,則E=I2(R2+RG),可求得R2=2 kΩ,由題圖乙可知,這時(shí)熱敏電阻溫度t=120℃。故正確選項(xiàng)為D。 2.(多選)(2018廈門高二檢測(cè))如圖是電熨斗的結(jié)構(gòu)圖,下列說(shuō)法正確的是 (　　) A.雙金屬片上層金屬的膨脹系數(shù)小于下層金屬 B.常溫下,上下觸點(diǎn)接觸,溫度過(guò)高時(shí),雙金屬片發(fā)生彎曲使上下觸點(diǎn)分離 C.需要較高溫度熨燙時(shí),要調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕,使升降螺絲上升 D.雙金屬片溫度傳感器的作用是控制電路的通斷 【解析】選B、D。電熱絲通電加熱,雙金屬片溫度升高,雙金屬片的膨脹系數(shù)上大下小,溫度升高到一定值時(shí),雙金屬片向下彎曲使觸點(diǎn)斷開,停止供電,A錯(cuò),B、D對(duì);需要較高溫度熨燙時(shí),要調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕,使升降螺絲下移并推動(dòng)彈性銅片下移,使雙金屬片稍向下彎曲,這樣要使觸點(diǎn)斷開雙金屬片向下彎曲程度要大一些,溫度也需要更高一些,C錯(cuò)。 3. (2018焦作高二檢測(cè))如圖所示為某型電磁繼電器的構(gòu)造示意圖,其中L為含鐵芯的線圈。P為可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的鐵片,K為彈簧,S為一對(duì)觸頭,A、B、C、D為四個(gè)外接線柱。電磁繼電器與傳感器配合,可完成自動(dòng)控制的要求。其工作方式是 (　　) A.A與B接信號(hào)電壓,C與D可跟被控制電路串聯(lián) B.A與B接信號(hào)電壓,C與D可跟被控制電路并聯(lián) C.C與D接信號(hào)電壓,A與B可跟被控制電路串聯(lián) D.C與D接信號(hào)電壓,A與B可跟被控制電路并聯(lián) 【解析】選A。由圖可知A、B是電磁繼電器線圈,所以A、B應(yīng)接信號(hào)電壓,線圈隨信號(hào)電壓變化使電磁繼電器相吸或相斥,從而使C、D接通或斷開,進(jìn)而起到控制的作用,所以A正確。 4.壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小,有位同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計(jì)了判斷小車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置,其工作原理如圖甲所示,將壓敏電阻和一塊擋板固定在絕緣小車上,中間放置一個(gè)絕緣重球。小車向右做直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,電流表示數(shù)如圖乙所示,下列判斷正確的是 (　　) A.從t1到t2時(shí)間內(nèi),小車做勻速直線運(yùn)動(dòng) B.從t1到t2時(shí)間內(nèi),小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng) C.從t2到t3時(shí)間內(nèi),小車做勻速直線運(yùn)動(dòng) D.從t2到t3時(shí)間內(nèi),小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 【解析】選D。0～t1時(shí)間內(nèi),I不變,說(shuō)明壓敏電阻所受壓力不變或不受壓力,小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)或勻加速直線運(yùn)動(dòng);t1～t2時(shí)間內(nèi),I漸大,壓敏電阻所受壓力逐漸增大,小車做加速度逐漸增大的加速運(yùn)動(dòng),至t2時(shí)刻加速度達(dá)到一定的值;t2～t3時(shí)間內(nèi),小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng),故正確選項(xiàng)為D。 二、非選擇題(18分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位) 5.如圖所示為一實(shí)驗(yàn)小車中利用光電脈沖測(cè)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。D為與C同軸相連的齒輪,車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),A發(fā)出的光束通過(guò)旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號(hào),被B接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào),由電子電路記錄和顯示。若實(shí)驗(yàn)顯示單位時(shí)間的脈沖數(shù)為n,累積脈沖數(shù)為N。試完成下列問(wèn)題。 (1)要測(cè)出小車的速度和行程,還必須測(cè)量的物理數(shù)據(jù)有哪些? (2)推導(dǎo)小車速度的表達(dá)式。 (3)推導(dǎo)小車行程的表達(dá)式。 【解題指南】根據(jù)本題的實(shí)驗(yàn)情景和題中的信息,理解設(shè)計(jì)意圖,明確: (1)小車的速度與輪子的轉(zhuǎn)速和半徑有關(guān)。 (2)行程和總轉(zhuǎn)數(shù)及輪子的半徑有關(guān)。 【解析】 (1)小車的速度等于車輪的周長(zhǎng)與單位時(shí)間內(nèi)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)的乘積。所以還要測(cè)量車輪的半徑R和齒輪的齒數(shù)P。 (2)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(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)為n,所以單位時(shí)間內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)為np。則有小車速度的表達(dá)式v=2πnRP。 (3)小車行程的表達(dá)式s=2πNRP 答案:(1)車輪半徑R和齒輪齒數(shù)P (2)2πnRP　(3)2πNRP 【能力挑戰(zhàn)區(qū)】 (多選)高溫超導(dǎo)限流器被公認(rèn)為目前最好的、且唯一行之有效的短路故障電流限制裝置。中國(guó)科學(xué)院電工研究所完成了一種具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高溫超導(dǎo)限流器樣機(jī)的研制工作,并于2005年初在湖南進(jìn)行并網(wǎng)掛機(jī)實(shí)驗(yàn)。超導(dǎo)限流器由超導(dǎo)部件和限流電阻并聯(lián)而成,如圖所示。超導(dǎo)體部件有一個(gè)超臨界電流IC,當(dāng)通過(guò)超體部件的電流I>IC時(shí),將造成超導(dǎo)體失超,從超導(dǎo)態(tài)(本題認(rèn)為電阻為零)轉(zhuǎn)換為正常態(tài)(本題認(rèn)為是一個(gè)純電阻),以此來(lái)限制電力系統(tǒng)故障電流。已知超導(dǎo)部件的正常態(tài)電阻為R1=3 Ω,超導(dǎo)臨界電流IC=1.2 A,限流電阻R2=6Ω,小燈泡L上標(biāo)有“6 V　6 W”,電源電動(dòng)勢(shì)E=8V,內(nèi)阻r=2Ω。原來(lái)電路正常工作,現(xiàn)L突然發(fā)生短路,則 (　　) A.短路前通過(guò)R1的電流為23 A B.超導(dǎo)部件將由超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)為正常態(tài) C.短路后通過(guò)R1的電流為43 A D.短路后通過(guò)R1的電流為2 A 【解析】選B、C。小燈泡L上標(biāo)有“6 V　6 W”,故該燈泡的電阻RL=U2P=6 Ω,短路前R1處于超導(dǎo)態(tài),電路的總電阻為R=RL+r=6 Ω+2 Ω=8 Ω,總電流為I=ER= 1 A,R2被短路,所以短路前通過(guò)R1的電流為I1=I=1 A,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)L突然短路后,R并=R1R2R1+R2=636+3 Ω=2 Ω,則電路中總電阻為R′,R′=2 Ω+2 Ω=4 Ω,總電流I′=ER=2 A,流過(guò)R1的電流為43 A,此電流超過(guò)1.2 A,超導(dǎo)部件變到正常態(tài)。所以B、C選項(xiàng)正確,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。