教科版选修32 第3章 第3节 生活中的传感器第4节简单的光控和温控电路选学 作业 .doc

课时跟踪检测（十二）生活中的传感器 简单的光控和温控电路（选学）1用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转换为电信号的过程，下列属于这类传感器的是()a红外报警装置b走廊照明灯的声控开关c自动洗衣机中的压力传感装置d电饭煲中控制加热和保温的温控器解析：选a电视遥控器和红外报警装置工作时都是将光信号转换为电信号，则a选项正确；而b选项是将声音信号转换为电信号，c选项是感知压力来传递信息，d选项是通过温度来控制电路。2(多选)如图1所示是自动调温式电熨斗，下列说法正确的是()图1a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，应使调温旋钮下调一些d由熨烫丝绸衣物状态转变为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些解析：选abd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。3(多选)全自动洗衣机中的排水阀是由程序控制器控制其动作的，当进行排水的程序时，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2所示)。以下说法中正确的是()图2a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，则铁芯2不能被吸入线圈中d若a、b处输入交变电流，则铁芯2仍能被吸入线圈中解析：选ad若输入的控制电流由a流入，由b流出，则螺线管左端为n极，右端为s极；铁芯被通电螺线管磁化，a端为n极，b端为s极。4如图3所示为一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是()图3a温度升高至74 时，l1亮灯报警b温度升高至74 时，l2亮灯报警c温度升高至78 时，l1亮灯报警d温度升高至78 时，l2亮灯报警解析：选d当温度低于78 时，线圈中没有电流，此时仅灯l1亮；当温度升高到78 时，线圈中有电流，磁铁吸引衔铁，灯l2被接通，所以灯l2亮报警；温度升高至74 时，线圈中没有电流，只是灯l1亮。5计算机键盘是由两片金属切片组成的小电容器。该电容器的电容可用公式c计算，式中91012 f/m，s为金属片的正对面积，d表示两金属片间距。当键被按下时，此电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测出哪个键被按下了，从而给出相应的信号。设每个金属片的正对面积为50 mm2，键未按下时的金属片间距为0.6 mm。如果电容变化了0.25 pf，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少需要被按下()a0.15 mmb0.25 mmc0.35 mm d0.45 mm解析：选a根据题意d10.6 mm0.6103 m，c17.51013 f。按下金属片，间距变小，电容变大，变为：c2(c10.251012)f11012 f，根据公式c2得，d20.45103 m，dd1d20.15103 m。6小强用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制。经检查，恒温箱的控制器没有故障。参照图4，下列对故障判断正确的是()图4a只可能是热敏电阻出现故障b只可能是温度设定装置出现故障c热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障d可能是加热器出现故障解析：选c恒温箱内温度持续升高，说明加热器没有损坏，选项d错误。无法自动控制，而经检查控制器又没有故障，说明控制器没问题。热敏电阻或温度设定装置出现故障都能使温度持续升高，故应选c。7.惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，这个系统的重要元件之一是加速度计。加速度计构造原理示意图如图5所示，沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套有一质量为m的滑块，滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连；两弹簧的另一端与固定壁相连。滑块原来静止，弹簧处于自然长度，滑块上有指针可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导。设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离o点的距离为s，则这段时间内导弹的加速度()图5a方向向左，大小为b方向向右，大小为c方向向左，大小为d方向向右，大小为解析：选d当指针向左偏离o点的距离为s时，与滑块相连的左边弹簧被压缩s，右边弹簧被拉伸s，因而弹簧对滑块的弹力的大小均为ks，且方向均水平向右，即滑块受到的合力大小为2ks，方向水平向右。由牛顿第二定律可知选项d正确。8某种位移传感器的工作原理如图6(a)所示，物体m在导轨上平移时，带动滑动变阻器的滑片p一起平移，通过理想电压表的示数来反映物体m的位移x。已知电源电动势为e，内阻不计，滑动变阻器的总长为l，物体m以o为平衡位置做简谐运动(取向右为正方向)，振幅为，物体经过o时p恰好位于滑动变阻器的中点。若电压表的示数u随时间t的变化关系如图(b)所示，则在图示0t1时间内，下列说法正确的是()图6a物体m的速度为正方向且不断增大b物体m的速度为负方向且不断减小c物体m的加速度为正方向且不断增大d物体m的加速度为负方向且不断减小解析：选a由0t1时间内，电压表的示数u随时间t的变化关系可知，物体m的速度为正方向且不断增大，加速度为正方向且不断减小，选项a正确。9.在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图7所示。m是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻rm发生变化，导致s两端电压u增大，装置发出警报，此时()图7arm变大，且r越大，u增大越明显brm变大，且r越小，u增大越明显crm变小，且r越大，u增大越明显drm变小，且r越小，u增大越明显解析：选c此装置电路中m与r并联后再与s串联。忽略电源内阻，根据欧姆定律得i，s两端的电压uirs增大，则电流i增大，故r并减小，所以并联支路的总电阻减小，rm必减小，故选项a、b错误。由于，即r并，当r远大于rm时，0，则r并rm，此时认为rm变化了多少，r并就变化了多少，且r越大，rm的变化对u的变化影响就越明显，故选项c正确，d错误。10如图8所示，实线是某同学利用力传感器悬挂一钩码在竖直方向运动时，数据采集器记录下的力传感器中拉力的大小变化情况。从图中可知道该钩码的重力约为_n，a、b、c、d四段图线中钩码处于超重状态的为_，处于失重状态的为_。图8解析：当拉力的大小不变时，力传感器悬挂的钩码在竖直方向是匀速运动，此时力传感器的读数大小等于钩码的重力，约10 n。当力传感器读数大于重力时，钩码处于超重状态，即a、d状态。当力传感器读数小于重力时，钩码处于失重状态，即b、c状态。答案：10a、db、c11.有一种测量压力的电子秤，其原理图如图9所示。e是内阻不计、电动势为6 v的电源。r0是一个阻值为300 的限流电阻。g是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。r是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而改变，其关系如下表所示。c是一个用来保护显示器的电容器。秤台的重力忽略不计。试分析。图9压力f/n050100150200250300电阻r/300280260240220200180(1)利用表中的数据写出电阻r随压力f变化的函数式。(2)若电容器的耐压值为5 v，该电子秤的最大称量值为多少？(3)如果把电流表中电流的刻度变换成压力刻度，则该测力显示器的刻度是否均匀？解析：(1)由表中数据可知k0.4 /n。所以电阻r随压力f变化的函数表达式为r(3000.4f)。(2)r上受到的压力越大，r的阻值越小，电容器两端电压越大，但不能超过5 v，所以，解得r60 ，又因为r(3000.4 f)，得出f600 n。(3)电流表中的电流i，电流i与压力f不是线性关系，则该测力显示器的刻度不均匀。答案：(1)r(3000.4 f)(2)600 n(3)不均匀12如图10所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置。其中r是滑动变阻器，阻值范围是0100 ，它的金属滑片是杠杆的一端，油量表是由量程为00.6 a的电流表改装而成，从指针所指的刻度可知油箱内油面的高度；r为校准电阻。已知电源电压为12 v，油箱空和油箱满时金属滑片恰分别在滑动变阻器的两端点a、b处。 图10图11(1)当油箱满时，电流表示数恰好为满偏刻度0.6 a，求校准电阻r的阻值和油箱空时电流表的示数。(2)若将电流表改换为电压表，用电压表指针指示的刻度显示油箱内油面的高度，要求油面上升时电压表的读数增大，请将电压表画在图11中，并标明电压表的“”、“”接线柱。若改装后电路中校准电阻的阻值不变，求电压表示数的变化范围。解析：(1)油箱满时，金属滑片在b处，滑动变阻器连入电路的电阻为零，电流表示数恰好为满偏刻度0.6 a，则r20 油箱空时，金属