高中物理 第六章 传感器 第4节 传感器的应用实验练习 新人教版选修3-2.doc

6.4实验:传感器的应用1.如图所示为一测定液面高低的传感器示意图,a为固定的导体芯,b为导体芯外面的一层绝缘物质,c为导电液体,把传感器接到图示电路中,已知灵敏电流表指针偏转方向与电流方向相同。如果发现指针正向右偏转,则导电液体的深度h变化为()a.h正在增大b.h正在减小c.h不变d.无法确定答案:b解析:由电源极性及电流方向可知,a、b构成的电容器上的电荷量减小,根据c=,电容c在减小,故正对面积s减小,即h在减小,b正确。2.计算机光驱的主要部分是激光头,它可以发射脉冲激光信号,激光扫描光盘信息时,激光头利用光敏光阻自动计数器将反射回来的脉冲信号传输给信号处理系统,再通过计算机显示出相应信息。光敏电阻自动计数器的示意图如图所示,其中r1为光敏电阻,r2为定值电阻,此光电计数器的基本工作原理是()a.当有光照射r1时,处理系统获得高电压b.当有光照射r2时,处理系统获得低电压c.信号处理系统每获得一次低电压就计数一次d.信号处理系统每获得一次高电压就计数一次答案:ad解析:r1是光敏电阻,当有光照射时,r1的阻值变小, r2上的电压变大,信号处理系统获得高电压。由题意知,当激光头发射脉冲光信号,光脉冲等于零时,信号处理系统获得低电压,这种电压高低交替变化的信号转化为相应的数字,实现自动计数功能,故ad正确。3.如图是温度报警器电路示意图,下列对此电路的分析正确的是()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答案:bc解析:rt的温度升高,阻值变小,a端为高电平,y端为低电平,蜂鸣器报警,a错误,b正确;当增大r1时,a端为高电平,y端为低电平,蜂鸣器报警,c正确,d错误。4.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线圈的电键s2,无延时作用d.如果断开b线圈的电键s2,延时将变长答案:bc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线圈的电键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线圈的电键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。5.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.20c.35d.45答案:c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。6.如图所示是红外线遥控接收器,甲图为外形,乙图为电路,电路中g为红外线接收头out,led为发光二极管,r为电阻,阻值约为510 ,htd为压电陶瓷喇叭,当接收头未接收到红外线时,接收器不发声。当用遥控器对准接收头(30 m以内)发射红外线时:(1)会产生什么现象?(2)接收头的作用原理是什么?答案:见解析解析:(1)陶瓷喇叭发出“嘟嘟”的响声,同时发光二极管被点亮闪烁。(2)接收头g是接收红外线的。当未接收到红外线时,接收头输出端为高电平,喇叭不响,二极管不会发光;当接收头接收到红外线时,接收头输入端为高电平,输出端为低电平,喇叭会响,同时二极管会发光。此实验演示了红外线能够实现远距离遥控。7.如图所示,a是浮子,b是金属触头,c为住宅楼房顶上的蓄水池,m是带水泵的电动机,d是弹簧,e是衔铁,f是电磁铁,s1、s2分别为触头开关,s为开关,j为电池。请利用上述器材,设计一个住宅楼房顶上的自动注水装置。(1)连接电路图。(2)简述其工作原理(涉及的元件可用字母代替)。答案:见解析解析:(1)电路如图所示。(2)按图接好电路,合上开关s,水泵工作,水位升高,当浮子上升使b接触到s1时,左侧电路(控制电路)工作,电磁铁f产生磁力,拉下衔铁e,使s2断开,电机m不工作,停止注水;当水位下降使b与s1脱离,控制电路停止工作时,f无磁性,d拉动e,使s2接通,m工作。8.利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器,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(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(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。