2016-2017学年高中物理 第6章 传感器新人教版选修3-2_2

1 实验：传感器的应用 (建议用时：45 分钟) 1(多选)如图 635 所示为一个逻辑电平检测电路，A 与被测点相接，则( ) 图 635 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 【答案】 BC 2(多选)如图 636 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( ) 图 636 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】 由于温度升高时， RT变小，A 端电势升高而 Y 端电势降低，蜂鸣器发声报 警，故 B 项正确，A 项错误；又由于 RT与 R1是串联关系，当 R1增大时，A 端电势升高而 Y 端电势降低，蜂鸣器会发声报警，故 C 项正确，D 项错误 【答案】 BC 3如图 637 所示，当光敏电阻 RG受到光照时，阻值_，非门输入端 A 出现 _电平，输出端 Y 出现_电平(选填“高”或“低”)，发光二极管 LED_ 发光(选填“能”或“不能”)，当把光遮住时， RG阻值增大，输入端 A 出现_电平， Y 端是_电平(选填“高”或“低”)，二极管_发光(选填“能”或“不能”)， 达到路灯白天不亮晚上亮的目的 2 图 637 【解析】 光敏电阻 RG受到光照时阻值减小，它分得的电压也减小，所以 A 点的电势 降低而出现低电平，则在非门电路的输出端出现高电平，发光二极管 LED 截止而不发光； 光敏电阻 RG受不到光照时阻值增大，它分得的电压也增大，所以 A 点的电势升高而出现高 电平，则在非门电路的输出端出现低电平，发光二极管 LED 导通而发光，从而达到路灯白 天不亮晚上亮的目的 【答案】 减小或降低 低 高 不能 高 低 能 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 图如图 638 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 为按钮式开关，虚线框内 S 表示延时开关电路，当 K 按下接通电路 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 1 分钟后断开，电 灯熄灭根据上述信息和电原理图，我们可推断：按钮开关 K 按下前，发光二极管是 _(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_分钟，这一过程中发光二极管是_(填“发光的”或“熄灭的”)限流 电阻 R 的阻值和灯丝电阻 RL相比，应满足 R_RL的条件 图 638 【解析】 开关 K 按下前，二极管、灯泡、电阻 R、电源组成串联电路，所以二极管 是发光的按钮开关 K 按下再释放后，由于延时开关的作用，灯 L 发光时间为 1 分钟，此 时二极管被短路，所以二极管是熄灭的 【答案】 发光的 1 熄灭的 5(2016佳木斯高二检测)如图 639 所示是热水器的恒温集成电路， R0是热敏电阻， 温度较低时其阻值很大，温度较高时阻值很小如果热水器中没有水或水温较高时，继电 器会放开簧片，发热器断路，反之会吸住簧片接通发热器如果热水器中没有水时，电路 中 BC 部分就处于_(选填“断路”或“短路”)状态，则在电路图的虚线框内的门电 路应是_门，当温度较低时，门电路的输入端 A 是_(选填“高”或“低”) 电势. 【导学号：94530096】 3 图 639 【解析】 热水器中没有水， BC 部分相当于断路热水器中没有水或水温较高时，继 电器都能使发热器断路，故可判断虚线框内应是“与”门，当温度较低时， R0阻值较大， 故门电路输入端 A 是高电势 【答案】 断路 与 高 6(2016大同高二检测)传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作 用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量) 例如，热敏传感器主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，其阻值随温度变化的图线 如图 6310 甲所示，图 6310 乙是由热敏电阻 Rt作为传感器制作的简单自动报警器的线 路图，问： 图 6310 (1)为了使温度过高时报警铃响， c 应接在_(选填“ a”或“ b”)点； (2)若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片 P 向_移动(选填“左” 或“右”)； (3)如果在调试报警器达到到最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片 P 都不能 使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路实际不 能工作的原因可能是_ _. 【解析】 (1)由图甲可知当温度升高时 Rt的阻值减小，通过线圈的电流变大，对衔 铁的引力变大，可与 a 点接触，欲使报警器报警， c 应接在 a 点 (2)若使启动报警的温度提高些，可使电路的相对电流减小一些，以使得热敏电阻 Rt 的阻值减小得更大一些，所以将滑动变阻器滑片 P 向左移动，增大滑动变阻器接入电路的 阻值 (3)在调试报警器达最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片 P 都不能使报警器 工作，可能是通过线圈的电流太小或线圈匝数太少，对衔铁的引力较小，也可能是弹簧的 4 弹力较大，线圈的磁力不能将衔铁吸引到和 a 接触的状态，还可能是乙图电源电压太低 【答案】 (1) a (2)左 (3)可能是乙图中的电源电压太低或电流太小或继电器线圈匝数太少或弹簧劲度系数太 大 7如图 6311 所示，一热敏电阻 RT放在控温容器 M 内；为毫安表，量程为 6 mA， 内阻为数十欧姆； E 为直流电源，电动势约为 3 V，内阻很小； R 为电阻箱，最大阻值为 999.9 ；S 为开关已知 RT在 95 时的阻值为 150 ，在 20 时的阻值约为 550 . 现要求在降温过程中测量在 95 到 20 之间的多个温度下 RT的阻值 图 6311 (1)在图中画出连线，完成实验原理电路图 (2)完成下列实验步骤中的填空： 依照实验原理电路图连线 调节控温容器 M 内的温度，使得 RT的温度为 95 . 将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全 闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数 I0，并记录_ 将 RT的温度降为 T1(20 T195 )；调节电阻箱，使得电流表的读数_， 记录_ 温度为 T1时热敏电阻的电阻值 RT1_. 逐步降低 T1的数值，直至 20 为止；在每一温度下重复步骤. 【解析】 (1)由于本实验只有一只可以测量和观察的直流电流表，所以应该用“替代 法” ，考虑到用电流表观察而保证电路中电阻不变，因此将热敏电阻、电阻箱和电流表串联 形成测量电路，如图所示而且热敏电阻 RT在 95 和 20 时的阻值是已知的，所以热 敏电阻的初始温度为 95 ，则电流表示数不变时，热敏电阻和电阻箱的阻值应保持 150 和电阻箱的初值之和不变；如果热敏电阻的初始温度为 20 ，则电流表示数不变时， 热敏电阻和电阻箱的阻值应保持 550 和电阻箱的初值之和不变因此可以测量任意温度 下的电阻 5 (2)依照实验原理电路图连线 调节控温容器 M 内的温度，使得 RT的温度为 95 . 将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全 闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数 I0，并记录电阻箱的读数 R0. 将 RT的温度降为