人教版选修32 6.2 传感器的应用 作业.doc

6.2 传感器的应用 作业1. (多选)下列关于启动器的说法中正确的是()a启动器起到的是辅助开关的作用，日光灯未启动前，导通电路；日光灯亮后，断开电路b启动器是由动片和静片组成c启动器是由负温度系数金属材料制成，电键闭合电路接通；随温度升高，电路断开d以上说法都不对解析：启动器起到的是辅助开关的作用，接通电路，日光灯未通，启动器击穿气体导电，电阻大，热量多，双金属片膨胀，电路导通；金属片接触，电阻减小，双金属片冷却分离，日光灯导通，故a正确；启动器由动片和静片组成，故b正确。答案：ab2. 下列装置中利用了光电传感器的是()a电熨斗 b电饭锅c电子秤 d火灾报警器解析：电熨斗、电饭锅都是通过温度传感器控制温度，a、b错；电子秤是利用力传感器测力的，c错误；火灾报警器是利用烟雾对光的散射，使光照射到光电三极管上，光电三极管的电阻减小引起电流变化而发生警报，因此火灾报警器是光电传感器，故d正确。答案：d3. 用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是电视机中的传感器把光信号转化为电信号的过程。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：红外报警装置将光信号转化成电信号，故a正确。答案：a4. 有一种在光照或温度升高时排气扇都能启动的自动控制装置，下列说法正确的是()a两个传感器都是光电传感器b两个传感器分别是光电传感器和温度传感器c两个传感器可能分别是温度传感器、电容式传感器d只有光照和温度都适合时排气扇才能工作解析：题中提到有光照或温度升高时排气扇都能自动控制，由此可见两个传感器一个是光电传感器，一个是温度传感器，而且排气扇自动工作只需光照和温度一个满足条件即可，a、c、d错，b对。答案：b5. 2007年诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效应”。基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术，被认为是纳米技术的第一次真正应用。下列有关其他电阻应用的说法中，错误的是()a热敏电阻可应用于温度测控装置中b光敏电阻是一种光电传感器c电阻丝可应用于电热设备中d电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用解析：热敏电阻的原理是通过已知某电阻的电阻值与温度值的函数关系，测得该热敏电阻的值即可获取温度值，从而应用于温度测控装置中，a说法正确；光敏电阻是将光信号与电信号进行转换的传感器，b说法正确；电阻丝通过电流会产生热效应，可应用于电热设备中，c说法正确；电阻对直流和交流均起到阻碍的作用，d说法错误，故正确答案为d。答案：d6. 街道旁的路灯、江海里的航标灯都要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的()a压敏性 b光敏性c热敏性 d三特性都利用了解析：由于此自动控制利用的是光线强弱的变化，利用半导体的光敏性，故选b。答案：b7. 传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，当室内温度达到设定的温度后，空调机会自动停止工作，空调机内使用的传感器是()a生物传感器 b红外传感器c温度传感器 d压力传感器解析：空调机根据温度调节工作状态，所以内部使用了温度传感器，故c正确。答案：c8. 如图所示是家用电冰箱的压缩启动装置的电路。其中的运行绕组是电冰箱在工作时的电动机定子，由于家用交流电是单相的，启动时必须依靠启动绕组的帮助才能产生旋转磁场。在启动绕组的支路中串联有一个ptc元件，这是一种以钛酸钡为主要材料的热敏电阻器。电流流过ptc元件，元件发热，它的电阻率随温度升高而发生显著变化，当电动机转动起正常以后，ptc元件温度较高，电阻很大，启动绕组电流很小。则以下判断正确的是()电冰箱的电动机启动时比正常工作时耗电少电冰箱的电动机正常工作时比启动时耗电少电冰箱启动后，启动绕组功率不变，运行绕组功率是变化的电冰箱启动后，启动绕组功率是变化的，运行绕组功率不变abcd解析：启动时，由于ptc元件温度低电阻小，故耗电多，正确；启动后，随ptc元件温度升高，ptc元件电阻增大，通过启动绕组的电流减小，故启动绕组功率是变化的，而运行绕组电压不变，故功率不变，则正确。答案：b9. 自己设计一个以热敏电阻为传感器的简易自动报警器，当温度过高时，小灯泡亮或响铃报警，所用的实验器材可能有电磁继电器、电铃、小灯泡、热敏电阻、干电池、滑动变阻器、开关。解析：实验电路图如图所示：当温度升高时，热敏电阻的阻值减小，通过电磁继电器螺线管的电流增大，磁性增强，吸下金属片，触点接通，灯泡亮或电铃响，起到报警作用。通过调节滑动变阻器的阻值，可以达到调节报警温度的目的。10. 如图甲所示为一测量硫化镉光敏电阻特性的实验电路，电电压恒定。电流表内阻不计，开关闭合后，调节滑动变阻器滑片，使小灯泡发光亮度逐渐增强，测得流过电阻的电流和光强的关系曲线如图乙所示，试根据这一特性用图丙中给定的器材设计一个自动光控电路。解析：由光敏电阻的特性曲线可以看出，当入射光增强时，光敏电阻的阻值减小，通过光敏电阻的电流增大。根据题意设计的自动光控电路如图所示。控制过程是：当有光照射时，光电流经过放大器输出一个较大的电流，驱动电磁继电器吸引衔铁使两个触点断开，当无光照射时，光电流减小，放大器输出电流减小，电磁继电器释放衔铁，使两个触点闭合，控制电路接通，灯开始工作。11. 用如图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(取g10 m/s2)。(1)若传感器a的示数为14 n，传感器b的示数为6 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。解析：(1)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，所以a1 m/s24 m/s2，a1与f1同方向，即向前(向右)。(2)传感器a的读数恰为零，则左侧弹簧的弹力f10，因两弹簧相同，左弹簧伸长多少，右弹簧就缩短多少，所以右弹簧的弹力变为f220 n。滑块所受合力产生加速度，由牛顿第二定律得f合f2ma2，所以a210 m/s2，负号表示方向向后(向左)。12. 如图所示为某种电子秤的原理示意图，ab为一均匀的滑线电阻，阻值为r，长度为l，两边分别为p1、p2两个滑动头，p1可在竖直绝缘光滑的固定杆mn上保持水平状态而上下自由滑动。弹簧处于原长时，p1刚好指着a端，p1与托盘固定相连。若p1、p2间有电压时，该电压经过放大，通过信号转换后在显示屏上将显示物体重力的大小。已知弹簧的劲度系数为k，托盘自身质量为m0，电电动势为e，内阻不计，当地的重力加速度为g。求：(1)托盘上未放物体时，在托盘自身重力作用下，p1与a端的距离x1；(2)托盘上放有质量为m的物体时，p1与a端的距离为x2；(3)在托盘上未放物体时通常先校准零点，其方法是调节p2，使p2离a端的距离也为x1，从而使p1、p2间的电压为零。校准零点后，将物体m放在托盘上。试推导出物体质量m与p1、p2间的电压u之间的函数关系式。解析：托盘的移动带动p1移动，使p1、p2间出现电势差，电势差的大小反映了托盘向下移