PAGE7-第六章第2節(jié)傳感器的應用「基礎達標練」1．街道旁的路燈、江海里的航標燈都要求夜晚亮、白天熄，利用半導體的電學特性制成了自動點亮、熄滅的裝置，實現(xiàn)了自動限制，這是利用半導體的()A．壓敏性 B．光敏性C．熱敏性 D．三特性都利用了解析：選B分析題意可知，要求航標燈夜晚亮、白天熄．通過光來限制電路電流的改變，所以電路中必需存在光傳感器，通過光傳感器來實現(xiàn)自動限制，利用半導體的光敏性，B選項正確．2．(多選)關于電子秤中應變式力傳感器的說法正確的是()A．應變片是由導體材料制成B．當應變片的表面拉伸時，其電阻變大；反之，變小C．傳感器輸出的是應變片上的電壓D．外力越大，輸出的電壓差值也越大解析：選BD應變片多用半導體材料制成，A錯誤；傳感器輸出的是上、下兩應變片上的電壓差，并且隨著外力的增大，輸出的電壓差值也就越大，C錯誤，B、D正確．3．有一種在光照增加或溫度上升時排氣扇都能啟動的自動限制裝置，下列說法正確的是()A．兩個傳感器都是光電傳感器B．兩個傳感器分別是光電傳感器和溫度傳感器C．兩個傳感器可能分別是溫度傳感器、電容式傳感器D．只有光照和溫度都適合時排氣扇才能工作解析：選B題中提到光照增加或溫度上升時排氣扇都能啟動，由此可見兩個傳感器一個是光電傳感器，一個是溫度傳感器，而且排氣扇自動工作只需光照和溫度其中一個滿意條件即可，A、C、D錯誤，B正確．4．(多選)傳感器在日常生活中有著廣泛的應用，它的種類多種多樣，其性能也各不相同．以下有關傳感器的說法正確的是()A.辦公大樓的大門能“看到”人的到來或離開而自動開或關，是光傳感器的應用B.非觸摸式自動水龍頭(自動感應水龍頭)應用的傳感器是生物傳感器C.空調機在室內溫度達到設定的溫度后，會自動停止工作，空調機內實現(xiàn)這一功能的傳感器是溫度傳感器D.電熨斗能夠自動限制溫度的緣由是它裝有雙金屬片溫度傳感器，能限制電路的通斷解析：選ACD辦公大樓的大門能“看到”人的到來或離開而自動開和關，是由于人體會發(fā)出紅外線，當傳感器探測到人體發(fā)出的紅外線后，門會自動打開，是光傳感器的應用，故A正確；利用紅外線的熱效應可以制成多種開關，本題所涉及的水龍頭和智能門就是這一應用的體現(xiàn)．是利用光傳感器而制成的，故B錯誤；空調機在室內溫度達到設定的溫度后，會自動停止工作，這是因為空調機運用溫度傳感器，故C正確；電熨斗能夠自動限制溫度的緣由是它裝有雙金屬片溫度傳感器，這種傳感器作用是限制電路的通斷，原理是不同的金屬膨脹系數(shù)不同，故D正確．5．用于火災報警的離子煙霧傳感器如圖所示．在網(wǎng)罩Ⅰ內有電極Ⅱ和Ⅲ，a、b兩端接電源，Ⅳ是一小塊放射性同位素镅241，它能放射出一種很簡單使空氣電離的粒子．正常狀況下镅241放射出的粒子使兩個極板間的空氣電離，在a、b間形成較強的電流；發(fā)生火災時，大量煙霧進入網(wǎng)罩Ⅰ內，煙塵顆粒汲取其中的帶電粒子，導致電流發(fā)生改變，從而報警．下列說法中正確的是()A．镅241射出的是α粒子，有煙霧時電流增加B．镅241射出的是α粒子，有煙霧時電流減弱C．镅241射出的是β粒子，有煙霧時電流增加D．镅241射出的是β粒子，有煙霧時電流減弱解析：選B放射性同位素镅241，它能放射出一種很簡單使氣體電離的粒子，知該粒子是α粒子．發(fā)生火災時，煙霧進入網(wǎng)罩內，煙塵顆粒汲取空氣中的離子和镅發(fā)出的粒子，使得電流減弱．故B正確，A、C、D錯誤．6.慣性制導系統(tǒng)已廣泛應用于彈道式導彈工程中，這個系統(tǒng)的重要元件之一是加速度計．加速度計構造原理的示意圖如圖所示，沿導彈長度方向安裝的固定光滑桿上套一質量為m的滑塊，滑塊兩側分別與勁度系數(shù)均為k的彈簧相連；兩彈簧的另一端與固定壁相連．滑塊原來靜止，彈簧處于自然長度，滑塊上有指針可通過標尺測出滑塊的位移，然后通過限制系統(tǒng)進行制導．設某段時間內導彈沿水平方向運動，指針向左偏離O點的距離為s，則這段時間內導彈的加速度()A．方向向左，大小為eq\f(ks,m) B．方向向右，大小為eq\f(ks,m)C．方向向左，大小為eq\f(2ks,m) D．方向向右，大小為eq\f(2ks,m)解析：選D當指針向左偏離O點的距離為s時，與滑塊相連的左邊彈簧被壓縮s，右邊彈簧被拉伸s，因而彈簧對滑塊的彈力的大小均為ks，且方向均水平向右，即滑塊受到的合力大小為2ks，方向水平向右．由牛頓其次定律可知D正確．7．(多選)如圖是電熨斗的結構圖，下列說法正確的是()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，上下觸點接觸，溫度過高時，雙金屬片發(fā)生彎曲使上下觸點分別C．須要較高溫度熨燙時，要調整調溫旋鈕，使升降螺絲上升D．雙金屬片溫度傳感器的作用是限制電路的通斷解析：選BD電熱絲通電加熱，雙金屬片溫度上升，雙金屬片的膨脹系數(shù)上大下小，溫度上升到肯定值時，雙金屬片向下彎曲使觸點斷開，停止供電，A錯，B、D對；須要較高溫度熨燙時，要調整調溫旋鈕，使升降螺絲下移并推動彈性銅片下移，使雙金屬片稍向下彎曲，這樣要使觸點斷開雙金屬片向下彎曲程度要大一些，溫度也須要更高一些，C錯．8．如圖所示，小鉛球P系在細金屬絲下，懸掛在O點，起先時小鉛球P沿豎直方向處于靜止狀態(tài)，當將小鉛球P放入水平流淌的水中時，球向左搖擺肯定的角度θ，水流速度越大，θ越大．為了測定水流對小球作用力的大小，在水平方向固定一根電阻絲BC，其長為L，它與金屬絲接觸良好，不計摩擦和金屬絲的電阻，C端在O點正下方處且OC＝h.圖中還有電動勢為E的電源(內阻不計)和一只電壓表．請你連接一個電路，使得當水速增大時，電壓表示數(shù)增大．解析：如圖所示．設CE＝x，P球平衡時，由平衡條件可得tanθ＝eq\f(F,mg)＝eq\f(x,h)，F(xiàn)為水流對小球作用力①依據(jù)閉合電路歐姆定律和部分電路的歐姆定律可得I＝eq\f(E,RL)＝eq\f(U,Rx)②依據(jù)電阻定律可得RL＝ρeq\f(L,S)③Rx＝ρeq\f(x,S)④由①②③④式可得U＝eq\f(tanθ·Eh,L)，因為水速越大，θ越大，則U越大．答案：見解析「實力提升練」1．關于電磁灶的加熱原理，下列說法正確的是()①電磁灶加熱與微波爐加熱原理是一樣的②電磁灶是利用電磁感應原理制成的③電磁灶是熱量從灶口傳遞給鍋中的食物達到加熱的目的④電磁灶工作時，灶不會生熱A．②④ B．①③C．①② D．②③解析：選A電磁灶里面的線圈中改變的電流，產生改變的磁場，從而形成渦流，依據(jù)電流的熱效應進行加熱，電磁灶工作時，灶不會生熱，故③錯誤，④正確；微波爐是接通電路后，220V溝通電經(jīng)變壓器變壓，在次級產生3.4V低壓溝通電對磁控管加熱，同時在另一次級產生2000V高壓電，經(jīng)鎮(zhèn)流系統(tǒng)加到磁控管的陰、陽兩極之間，使磁控管產生微波，微波輸送至金屬制成的加熱器(爐腔)，被來回反射，微波的電磁作用使食物內的分子高頻運動，從而使食物受熱，故①錯誤，②正確．所以A正確，B、C、D錯誤．2．如圖所示，是一位同學設計的防盜門報警器的簡化電路示意圖．門打開時，紅外光敏電阻R3受到紅外線照耀，電阻減?。婚T關閉會遮擋紅外線源(紅外線源沒有畫出)．經(jīng)實際試驗，燈的亮滅能反映門的開、關狀態(tài)．門打開時兩燈的發(fā)光狀況以及R2兩端電壓UR2與門關閉時相比()A．紅燈亮，UR2變大 B．綠燈亮，UR2變大C．綠燈亮，UR2變小 D．紅燈亮，UR2變小解析：選D門打開R3減小，導致R總減小和I總增加，Ur和UR1變大，UR2＝E－(UR1＋Ur)減小，IR3＝I總－eq\f(UR2,R2)增加，電磁繼電器磁性增加把銜鐵拉下，紅燈亮，綠燈滅，A、B、C錯誤，D正確．3．(2024·遼寧白城月考)如圖為一種溫度自動報警器的原理圖，在水銀溫度計的頂端封入一段金屬絲，以下說法正確的是()A．溫度上升至74℃時，L1燈亮，報警B．溫度上升至74℃時，L2燈亮，報警C．溫度上升至78℃時，L1燈亮，報警D．溫度上升至78℃時，L2燈亮，報警解析：選D當溫度低于78℃時，繼電器線圈中沒有電流，此時燈L1亮，但不報警；當溫度上升到78℃時，繼電器線圈有電流，磁鐵吸下銜鐵，燈L2被接通，所以燈L2亮且報警，溫度上升至74℃時，只是燈L1亮，不會報警，故A、B、C選項錯誤，D選項正確．4．(多選)有一種測量人體重的電子秤，其原理如圖中虛線內所示，它主要由三部分構成：踏板、壓力傳感器R(是一個阻值可隨壓力大小而改變的電阻器)、顯示體重的儀表G(實質是志向電流表)．設踏板的質量可忽視不計，已知志向電流表的量程為3A，電源電動勢為12V，內阻為2Ω，電阻R隨壓力改變的函數(shù)式為R＝30－0.01F(F和R的單位分別是N和Ω)．下列說法正確的是()A．該秤能測量的最大體重是1400NB．該秤能測量的最大體重是2800NC．該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應標在電流表G刻度盤0.375A處D．該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應標在電流表G刻度盤0.400A處解析：選BC分析題意可知，志向電流表的量程為3A，故電路中電流為3A時，電子秤測量的體重最大，依據(jù)閉合電路歐姆定律可知，I＝eq\f(E,R＋r)，解得R＝2Ω，其中R＝30－0.01F，聯(lián)立解得F＝2800N，A選項錯誤，B選項正確；踏板空載時F＝0，代入R＝30－0.01F，解得R＝30Ω，依據(jù)歐姆定律得，I＝0.375A，該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應標在電流表G刻度盤0.375A處，C選項正確，D選項錯誤．5．同學們在探討傳感器特點時，做了如下兩個試驗：(1)利用傳感器和計算機可以探討快速改變力的大小，試驗時，把圖甲中的小球舉高到繩子的懸點O處，然后讓小球自由下落．用這種方法獲得的彈性繩的彈力隨時間改變圖線如圖乙所示．依據(jù)圖線所供應的信息，以下推斷正確的是________．A．t1、t2時刻小球速度最大B．t2、t5時刻小球的動能最小C．t3、t4時刻小球的速度相同D．小球在運動過程中機械能守恒(2)溫度傳感器是對溫度敏感的元件，它將感受到的溫度信號轉變成測量的量(一般是電學量)，從而干脆反映出其改變．某種材料的R-t圖線如圖丙所示．①它________(選填“能”或“不能”)作為溫度傳感器的感應元件．②把這種材料制成的電阻和一個電熱器串聯(lián)，如圖丁，可達到何種自動限制效果？解析：(1)分析小球的運動可知，小球先做自由落體運動，當繩子出現(xiàn)彈力后，小球做加速度減小的加速運動，當重力等于彈力時，速度最大，彈力大于重力時，小球做加速度增大的減速運動，在最低點時，速度為零，小球做往復運動，最終處于靜止狀態(tài)，重力等于彈力．對應圖乙可知，t1、t3、t4、t6時刻，彈性繩處于原長，彈力為零，t2、t5時刻，彈力最大，處于最低點，速度為零，故A選項錯誤，B選項正確；小球運動過程中受到重力、彈力和阻力作用，t3、t4時刻小球的速度不等，小球運動過程中機械能不守恒，C、D選項錯誤．(2)①分析圖丙可知，該傳感器電阻隨溫度的改變明顯，可以作為溫度傳感器的感應元件．②依據(jù)溫度傳感器的特性可知，電阻隨溫度的上升而增大，依據(jù)閉合電路歐姆定律可知，溫度上升后，電流減小，功率減?。疁囟冉档蜁r，電流增大，功率增大，可以起到保持肯定溫度的效果．答案：(1)B(2)①能②可達到使電熱器保持肯定溫度的效果6．如圖所示是電飯煲的電路圖，S1是一個溫控開關，手動閉合后，當溫度達到居里點(103℃)時，此開關會自動斷開，S2也是一個自動溫控開關，當溫度低于70℃時，會自動閉合，溫度高于80℃時，會自動斷開，紅燈是加熱時的指示燈，黃燈是保溫時的指示燈．分流電阻R1＝R2＝500Ω，加熱電阻絲R3＝50Ω，兩燈電阻不計．(1)分析電飯煲的工作原理；(2)計算加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯煲消耗的電功率之比；(3)簡要回答：假如不閉合開關S1，能將飯煮熟嗎？解析：(1)電飯煲盛上食物后，接上電源，S2自動閉合，同時手動閉合S1，這時黃燈短路，紅燈亮，電飯煲處于加熱狀態(tài)，加熱到80℃時，S2自動斷開，S1仍閉合．水燒開后，溫度升到居里點103℃時，開關S1自動斷開，這時飯已煮熟，黃燈亮，電飯煲處于保溫狀態(tài)．由于散熱，待溫度降到70℃時，S2自動閉合，電飯煲重新加熱，溫度達到80℃時，S2又自動斷開，再次處于保溫狀態(tài)．(2)加熱時電飯煲消耗的電功率P1＝eq\f(U2,R并)，保溫時電飯煲消耗的電功率P2＝eq\f(U2,R1＋R并