2022年秋新教材高中物理課時(shí)跟蹤檢測(cè)十八用傳感器制作自動(dòng)控制裝置粵教版選擇性必修第二冊(cè)

歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！/r/n歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！/r/n歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！/r/n歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！/r/n歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！/r/n歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！/r/n課時(shí)跟蹤檢測(cè)（十八）用傳感器制作自動(dòng)控制裝置/r/n1．如圖所示為小型電磁繼電器的構(gòu)造示意圖，其中/r/nL/r/n為含鐵芯的線圈，/r/nP/r/n為可繞/r/nO/r/n點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的鐵片，/r/nK/r/n為彈簧，/r/nS/r/n為一對(duì)觸頭，/r/nA/r/n、/r/nB/r/n、/r/nC/r/n、/r/nD/r/n為四個(gè)接線柱。電磁繼電器與傳感器配合，可完成自動(dòng)控制的要求，其工作方式是()/r/nA．/r/nA/r/n與/r/nB/r/n接信號(hào)電壓，/r/nC/r/n與/r/nD/r/n跟被控電路串聯(lián)/r/nB．/r/nA/r/n與/r/nB/r/n接信號(hào)電壓，/r/nC/r/n與/r/nD/r/n跟被控電路并聯(lián)/r/nC．/r/nC/r/n與/r/nD/r/n接信號(hào)電壓，/r/nA/r/n與/r/nB/r/n跟被控電路串聯(lián)/r/nD．/r/nC/r/n與/r/nD/r/n接信號(hào)電壓，/r/nA/r/n與/r/nB/r/n跟被控電路并聯(lián)/r/n解析：選A由題圖可知/r/nA/r/n、/r/nB/r/n是電磁繼電器線圈，所以/r/nA/r/n、/r/nB/r/n應(yīng)接信號(hào)電壓，線圈隨信號(hào)電壓變化使電磁繼電器開關(guān)閉合或斷開，從而使/r/nC/r/n、/r/nD/r/n接通或斷開，進(jìn)而起到控制作用，故選項(xiàng)A正確。/r/n2．(多選)世界首臺(tái)500kV高溫超導(dǎo)限流器在南方電網(wǎng)調(diào)試成功，標(biāo)志著我國(guó)在超高壓超導(dǎo)電力應(yīng)用領(lǐng)域取得重大突破。高溫超導(dǎo)限流器如圖所示，超導(dǎo)限流器由超導(dǎo)部件和限流電阻并聯(lián)組成，超導(dǎo)部件有一個(gè)超導(dǎo)臨界電流/r/nI/r/nc/r/n，當(dāng)通過(guò)限流器的電流/r/nI/r/n＞/r/nI/r/nc/r/n時(shí)，將造成超導(dǎo)體/r/n“/r/n失超/r/n”/r/n，即從超導(dǎo)態(tài)(本題認(rèn)為電阻為零)變?yōu)檎顟B(tài)(本題認(rèn)為是一個(gè)純電阻)，以此來(lái)限制電力系統(tǒng)故障電流，已知超導(dǎo)部件正常電阻/r/nR/r/n1/r/n＝3/r/nΩ/r/n，超導(dǎo)臨界電流/r/nI/r/nc/r/n＝1.2A，限流電阻/r/nR/r/n2/r/n＝6/r/nΩ/r/n，小燈泡L上標(biāo)有/r/n“/r/n6V6W/r/n”/r/n，電源電動(dòng)勢(shì)/r/nE/r/n＝8V，內(nèi)阻/r/nr/r/n＝2/r/nΩ/r/n。原來(lái)電路正常工作，現(xiàn)在L突然短路，則()/r/nA．短路前通過(guò)超導(dǎo)部件的電流為/r/neq\f(2/r/n,/r/n3)/r/nA/r/nB．超導(dǎo)部件將由超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài)/r/nC．短路后通過(guò)超導(dǎo)部件的電流為/r/neq\f(4/r/n,/r/n3)/r/nA/r/nD．短路后通過(guò)超導(dǎo)部件的電流為2A/r/n解析：選BC小燈泡上標(biāo)有/r/n“/r/n6V6W/r/n”/r/n，故該燈泡的電阻/r/nR/r/nL/r/n＝6/r/nΩ/r/n，短路前超導(dǎo)部件處于超導(dǎo)態(tài)，電路的總電阻/r/nR/r/n＝/r/nR/r/nL/r/n＋/r/nr/r/n＝8/r/nΩ/r/n，總電流/r/nI/r/n＝/r/neq\f(/r/nE,R/r/n)/r/n＝1A，通過(guò)超導(dǎo)部件的電流為/r/nI/r/n1/r/n＝1A，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。短路后超導(dǎo)部件處于正常狀態(tài)，/r/nR/r/n1/r/n＝3/r/nΩ/r/n，超導(dǎo)部件與/r/nR/r/n2/r/n并聯(lián)后的總電阻為2/r/nΩ/r/n，電路的總電阻/r/nR/r/n′/r/n＝4/r/nΩ/r/n，總電流/r/nI/r/n′/r/n＝/r/neq\f(/r/nE,R/r/n′/r/n)/r/n＝2A，通過(guò)超導(dǎo)部件的電流/r/nI/r/n1/r/n′/r/n＝/r/neq\f(/r/nR/r/n2/r/n,R/r/n1/r/n＋/r/nR/r/n2/r/n)/r/nI/r/n′/r/n＝/r/neq\f(4/r/n,/r/n3)/r/nA，選項(xiàng)B、C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。/r/n3．(1)如圖甲所示為某賓館的房卡，只有把房卡插入槽中，房間內(nèi)的燈和插座才會(huì)有電。房卡的作用相當(dāng)于一個(gè)________(填電路元件名稱)接在干路上。/r/n(2)如圖乙所示，當(dāng)房客進(jìn)門時(shí)，只要將帶有磁鐵的卡/r/nP/r/n插入盒子/r/nQ/r/n中，這時(shí)由于磁鐵吸引簧片，開關(guān)B就接通，通過(guò)繼電器/r/nJ/r/n使整個(gè)房間的電器的總開關(guān)接通，房客便能使用室內(nèi)各種用電器。當(dāng)繼電器工作時(shí)，/r/nc/r/n、/r/nd/r/n相吸，/r/na/r/n、/r/nb/r/n便接通。請(qǐng)你將各接線端1、2、3、4、5、6、7、8、9、10適當(dāng)?shù)剡B接起來(lái)，構(gòu)成正常的電門卡電路。/r/n解析：(1)房卡可以控制房間內(nèi)的燈和插座，不插入槽中，所有房間內(nèi)的燈和插座都不工作，所以房卡相當(dāng)于干路上的開關(guān)。/r/n(2)將開關(guān)B與電源/r/nE/r/n、線圈連成一個(gè)回路；將三個(gè)燈泡所在電路與交流電流接成回路，即按8/r/n—/r/n7,4/r/n—/r/n5,6/r/n—/r/n9,1/r/n—/r/n3,2/r/n—/r/n10連接起來(lái)，構(gòu)成正常的電門卡電路如圖所示。/r/n答案：(1)開關(guān)(2)見(jiàn)解析圖/r/n4.目前有些居民區(qū)內(nèi)樓道燈的控制，使用的是一種延時(shí)開關(guān)。該延時(shí)開關(guān)的簡(jiǎn)化原理如圖所示。圖中D是紅色發(fā)光二極管(只要有很小的電流通過(guò)就能使其發(fā)出紅色亮光)，/r/nR/r/n為限流電阻，K為按鈕式開關(guān)，虛線框內(nèi)S表示延時(shí)開關(guān)電路，當(dāng)按下K接通電路瞬間，延時(shí)開關(guān)觸發(fā)，相當(dāng)于S閉合，這時(shí)釋放K后，延時(shí)開關(guān)S約在1min后斷開，電燈熄滅。根據(jù)上述信息和原理圖，我們可推斷：/r/n按鈕開關(guān)K按下前，發(fā)光二極管是________(填/r/n“/r/n發(fā)光的/r/n”/r/n或/r/n“/r/n熄滅的/r/n”/r/n)，按鈕開關(guān)K按下再釋放后，電燈L發(fā)光持續(xù)時(shí)間約________min。這一過(guò)程中發(fā)光二極管是________。限流電阻/r/nR/r/n的阻值和燈絲電阻/r/nR/r/nL/r/n相比，應(yīng)滿足/r/nR/r/n________/r/nR/r/nL/r/n的條件。/r/n解析：開關(guān)K按下前，S為斷開，有電流經(jīng)過(guò)發(fā)光二極管，故發(fā)光二極管是發(fā)光的。當(dāng)按下開關(guān)K后，延時(shí)開關(guān)S閉合，二極管和/r/nR/r/n被短路，二極管不發(fā)光，由于延時(shí)開關(guān)S約1min后斷開，故電燈L能持續(xù)發(fā)光1min，由于/r/nR/r/n為限流電阻，且二極管只要有很小的電流通過(guò)就能發(fā)光，故應(yīng)滿足/r/nR/r/n?/r/nR/r/nL/r/n。/r/n答案：發(fā)光的1熄滅的/r/n?/r/n5．用壓敏電阻可制成壓力傳感器，它受到的壓力越大，輸出的電壓就越大，用它可以對(duì)汽車稱重。經(jīng)實(shí)測(cè)，某壓力傳感器輸出電壓與力的關(guān)系式為/r/nU/r/n＝/r/neq\f(5/r/n,/r/n6)/r/n×/r/n10/r/n－5/r/nF/r/n，將該壓力傳感器水平放置，并和電阻箱/r/nR/r/n′/r/n(最大電阻999.9/r/nΩ/r/n)及部分其他器材組成了如圖所示的電路，閉合開關(guān)S，當(dāng)線圈中的電流/r/nI/r/n≥/r/n20mA時(shí)，電磁繼電器的銜鐵被吸合。已知繼電器線圈的電阻為30/r/nΩ/r/n，繼電器控制電路的電壓由傳感器的輸出電壓/r/nU/r/n提供。(假設(shè)/r/nU/r/n不受繼電器電路影響)/r/n(1)當(dāng)壓力增加到一定程度時(shí)，電鈴報(bào)警，說(shuō)明汽車超載，則圖中電鈴應(yīng)接在________(選填/r/n“/r/nA/r/n、/r/nB/r/n”/r/n或/r/n“/r/nC/r/n、/r/nD/r/n”/r/n)兩端。/r/n(2)為使車重/r/nG/r/n≥/r/n3.6/r/n×/r/n10/r/n5/r/nN時(shí)啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，則電阻箱/r/nR/r/n′/r/n的電阻應(yīng)調(diào)節(jié)到________/r/nΩ/r/n。/r/n(3)通過(guò)調(diào)整電阻箱/r/nR/r/n′/r/n的阻值，可以調(diào)整報(bào)警車重，能使該裝置報(bào)警的最小車重為________N。/r/n解析：(1)當(dāng)壓力增大到一定程度時(shí)，壓力傳感器輸出電壓達(dá)到一定數(shù)值，線圈中電流大于或等于20mA時(shí)，電磁繼電器的銜鐵被吸合，/r/nC/r/n、/r/nD/r/n間的電路就會(huì)被接通，因此電鈴應(yīng)接在/r/nC/r/n、/r/nD/r/n之間。/r/n(2)當(dāng)/r/nF/r/n＝3.6/r/n×/r/n10/r/n5/r/nN時(shí)，由/r/nU/r/n＝/r/neq\f(5/r/n,/r/n6)/r/n×/r/n10/r/n－5/r/nF，可得/r/nU/r/n＝3V，而使得電磁繼電器的銜鐵被吸合的最小電流為20mA，故電路總電阻/r/nR/r/n總/r/n＝/r/neq\f(3.0/r/n,/r/n0.02)/r/n/r/nΩ/r/n＝150/r/nΩ/r/n，所以電阻箱接入電路的阻值/r/nR/r/n′/r/n＝/r/nR/r/n總/r/n－/r/nR/r/n線/r/n＝150/r/nΩ/r/n－30/r/nΩ/r/n＝120/r/nΩ/r/n。/r/n(3)因?yàn)槭闺姶爬^電器銜鐵被吸合的最小電流/r/nI/r/n＝20mA＝0.02A，繼電器線圈的電阻/r/nR/r/n線/r/n＝30/r/nΩ/r/n，所以要使該裝置報(bào)警，壓力傳感器輸出的電壓最小值為/r/nU/r/n最小/r/n＝/r/nIR/r/n線/r/n＝0.02A/r/n×/r/n30/r/nΩ/r/n＝0.6V，由公式可知，輸出電壓為0.6V時(shí)，對(duì)應(yīng)的壓力為7.2/r/n×/r/n10/r/n/r/n4N。/r/n答案：(1)/r/nC/r/n、/r/nD/r/n(2)120(3)7.2/r/n×/r/n10/r/n4/r/n6．電控調(diào)光玻璃能根據(jù)光照強(qiáng)度自動(dòng)調(diào)節(jié)玻璃的透明度，將光敏電阻/r/nR/r/nx/r/n和定值電阻/r/nR/r/n0/r/n接在9V的電源上，光敏電阻阻值隨照度變化關(guān)系如表所示：/r/n照度/lx/r/n1/r/n2/r/n3/r/n4/r/n5/r/n電阻值//r/nΩ/r/n18/r/n9/r/n6/r/n3.6/r/n“/r/n照度/r/n”/r/n是表示光的強(qiáng)弱的物理量，單位為勒克斯(lx)/r/n(1)當(dāng)強(qiáng)度為4lx時(shí)光敏電阻/r/nR/r/nx/r/n的阻值大小為______/r/nΩ/r/n。/r/n(2)其原理是光照增強(qiáng)，光敏電阻/r/nR/r/nx/r/n阻值變小，施加于玻璃兩端的電壓降低，玻璃透明度下降，反之則玻璃透明度上升。若電源電壓不變，/r/nR/r/n0/r/n是定值電阻，則下列電路圖中符合要求的是________(填序號(hào))。/r/n解析：(1)由表格數(shù)據(jù)可知，光敏電阻/r/nR/r/nx/r/n與照度的乘積均為18/r/nΩ·/r/nlx不變，則當(dāng)照度為4lx時(shí)，光敏電阻的阻值：/r/nR/r/nx/r/n＝/r/neq\f(18/r/n,/r/n4)/r/n/r/nΩ/r/n＝4.5/r/nΩ/r/n。/r/n(2)由題意可知，光敏電阻/r/nR/r/nx/r/n與定值電阻/r/nR/r/n0/r/n串聯(lián)連接，光照增強(qiáng)時(shí)，光敏電阻/r/nR/r/nx/r/n阻值減小，電路中的總電阻減小，由/r/nI/r/n＝/r/neq\f(/r/nU,R/r/n)/r/n可知，電路中的電流增大，由/r/nU/r/n＝/r/nIR/r/n可知，/r/nR/r/n0/r/n兩端的電壓增大，因串聯(lián)電路中電壓等于各分電壓之和，所以/r/nR/r/nx/r/n兩端的電壓減小，反之，光照減弱時(shí)，光敏電阻/r/nR/r/nx/r/n阻值增大，/r/nR/r/n0/r/n兩端的電壓減小，/r/nR/r/nx/r/n兩端的電壓增大，則玻璃并聯(lián)在/r/nR/r/n0/r/n兩端時(shí)不符合，玻璃并聯(lián)在/r/nR/r/nx/r/n兩端時(shí)符合，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；若玻璃與電源并聯(lián)，光照變化時(shí)，玻璃兩端的電壓不變，故B、D項(xiàng)錯(cuò)誤。/r/n答案：(1)4.5(2)C/r/n7．高二物理課外興趣小組的一同學(xué)在科技創(chuàng)新大賽中根據(jù)所學(xué)物理知識(shí)設(shè)計(jì)了一種/r/n“/r/n闖紅燈違規(guī)證據(jù)模擬記錄器/r/n”/r/n，如圖(a)所示，它可以通過(guò)拍攝照片來(lái)記錄機(jī)動(dòng)車輛闖紅燈時(shí)的情景。它的工作原理是：當(dāng)光控開關(guān)接收到某種顏色光時(shí)，開關(guān)自動(dòng)閉合，且當(dāng)壓敏電阻受到車的壓力，它的阻值變化引起電流變化達(dá)到一定值時(shí)，繼電器的銜鐵就被吸下，工作電路中的電控照相機(jī)就工作，拍攝違規(guī)車輛。光控開關(guān)未受到該種光照射就自動(dòng)斷開，銜鐵不被吸引，工作電路中的指示燈發(fā)光。/r/n(1)要記錄違規(guī)闖紅燈的情景，光控開關(guān)應(yīng)在接收到________光(填/r/n“/r