新教材2025版高中物理課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)18傳感器的應(yīng)用舉例自制簡(jiǎn)單的控制電路教科版選擇性必修第二冊(cè)

課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)18傳感器的應(yīng)用舉例自制簡(jiǎn)潔的限制電路A組合格性考試練1．街道旁的路燈、江海里的航標(biāo)燈都要求夜晚亮、白天熄，利用半導(dǎo)體的電學(xué)特性制成了自動(dòng)點(diǎn)亮、熄滅的裝置，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)限制，這是利用半導(dǎo)體的()A．壓敏性B．光敏性C．熱敏性D．三特性都利用了2．(多選)關(guān)于電飯鍋的說(shuō)法，正確的是()A．電飯鍋中的溫度傳感器其主要元件是感溫鐵氧體B．感溫鐵氧體在常溫下具有鐵磁性，溫度很高時(shí)失去鐵磁性C．用電飯鍋燒水，水開(kāi)時(shí)能自動(dòng)斷電D．用電飯鍋煮飯時(shí)，若溫控開(kāi)關(guān)自動(dòng)斷電后，它不能自動(dòng)復(fù)位3．(多選)傳感器在日常生活中有著廣泛的應(yīng)用，它的種類多種多樣，其性能也各不相同．以下有關(guān)傳感器的說(shuō)法正確的是()A．辦公大樓的大門能“看到”人的到來(lái)或離開(kāi)而自動(dòng)開(kāi)或關(guān)，是光傳感器的應(yīng)用B．非觸摸式自動(dòng)水龍頭(自動(dòng)感應(yīng)水龍頭)應(yīng)用的傳感器是生物傳感器C．空調(diào)機(jī)在室內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定的溫度后，會(huì)自動(dòng)停止工作，空調(diào)機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)這一功能的傳感器是溫度傳感器D．電熨斗能夠自動(dòng)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4．(多選)如圖所示，RT為正溫度系數(shù)熱敏電阻，R1為光敏電阻，R2和R3均為定值電阻，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，電壓表為志向電壓表，現(xiàn)發(fā)覺(jué)電壓表示數(shù)增大，可能的緣由是()A．熱敏電阻溫度上升，其他條件不變B．熱敏電阻溫度降低，其他條件不變C．光照增加，其他條件不變D．光照減弱，其他條件不變5．某光敏電阻RT沒(méi)有受到光照耀(或光較暗)時(shí)，阻值較大，有光照耀時(shí)，阻值較?。F(xiàn)利用該光敏電阻、低壓電源和電磁繼電器設(shè)計(jì)了自動(dòng)限制電路，如圖所示．下列說(shuō)法正確的是()A．白天流過(guò)R1的電流小于晚上流過(guò)R1的電流B．該限制電路用到了電磁感應(yīng)現(xiàn)象C．該電路能實(shí)現(xiàn)燈泡晚上亮白天不亮的功能D．繼電器所在電路，電源的輸出功率晚上比白天的大6．溫度傳感器廣泛應(yīng)用于家用電器中，它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度改變的特性來(lái)工作的．圖甲所示為某裝置中的傳感器工作原理圖，已知電源的電動(dòng)勢(shì)E＝9.0V，內(nèi)電阻不計(jì)，G為靈敏電流表，其內(nèi)阻Rg保持不變；R為熱敏電阻，其阻值隨溫度的改變關(guān)系如圖乙所示．閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)R的溫度等于20℃時(shí)，電流表示數(shù)I1＝2mA；當(dāng)電流表的示數(shù)I2＝3.6mA時(shí)，熱敏電阻的溫度是()A．60℃B．80℃C．100℃D．120℃7．如圖所示是溫度自動(dòng)報(bào)警器的工作原理圖，圖中1是電磁鐵、2是銜鐵、3是觸點(diǎn)、4是水銀溫度計(jì)(水銀導(dǎo)電).則下列說(shuō)法正確的是()A．溫度高于警戒溫度時(shí)，電鈴不報(bào)警、指示燈亮B．溫度低于警戒溫度時(shí)，電鈴報(bào)警、指示燈熄滅C．溫度高于警戒溫度時(shí)，指示燈亮、電鈴報(bào)警D．溫度低于警戒溫度時(shí)，指示燈亮、電鈴不響8．如圖所示為某居住小區(qū)門口利用光敏電阻設(shè)計(jì)的行人監(jiān)控裝置，R1為光敏電阻、R2為定值電阻，A、B接監(jiān)控裝置，則下列說(shuō)法正確的是()①當(dāng)有人通過(guò)而遮擋光線時(shí)，A、B間的電壓增大②當(dāng)有人通過(guò)而遮擋光線時(shí)，A、B間的電壓減?、郛?dāng)僅增大R2的阻值時(shí)，A、B間的電壓增大④當(dāng)僅減小R2的阻值時(shí)，A、B間的電壓增大A．①③B．①④C．②③D．②④9．實(shí)際應(yīng)用中，常用到一種雙金屬溫度計(jì)，它是利用銅片與鐵片鉚合在一起的，雙金屬片的彎曲程度隨溫度的改變而改變，如圖乙所示．已知圖甲中雙金屬片被加熱時(shí)，其彎曲程度會(huì)增大，則下列敘述中不正確的是()A．該溫度計(jì)的測(cè)溫物質(zhì)是銅、鐵兩種熱膨脹系數(shù)不同的金屬B．該溫度計(jì)是利用測(cè)溫物質(zhì)熱脹冷縮的性質(zhì)來(lái)工作的C．由圖甲可知，銅的熱膨脹系數(shù)大于鐵的熱膨脹系數(shù)D．由圖乙可知，其雙金屬片的內(nèi)層肯定為銅，外層肯定為鐵10．在制作光控電路試驗(yàn)中，某同學(xué)按圖所示電路將元件安裝完畢后，發(fā)覺(jué)將裝置置入黑暗環(huán)境中接通電源時(shí)，燈泡不發(fā)光，緣由不行能是()A．二極管兩極接反B．R1與RG位置顛倒C．R1阻值太小D．燈泡被斷路B組選擇性考試練11.目前有些居民區(qū)內(nèi)樓道燈的限制，運(yùn)用的是一種延時(shí)開(kāi)關(guān)．該延時(shí)開(kāi)關(guān)的簡(jiǎn)化原理如圖所示．圖中D是紅色光發(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為限流電阻，K為按鈕式開(kāi)關(guān)，虛線框內(nèi)S表示延時(shí)開(kāi)關(guān)電路，當(dāng)按下K接通電路瞬間，延時(shí)開(kāi)關(guān)觸發(fā)，相當(dāng)于S閉合．這時(shí)釋放K后，延時(shí)開(kāi)關(guān)S約在1min后斷開(kāi)，電燈熄滅．依據(jù)上述信息和原理圖，我們可推斷：按鈕開(kāi)關(guān)K按下前，發(fā)光二極管是________(填“發(fā)光的”或“熄滅的”)，按鈕開(kāi)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的阻值和燈絲電阻RL相比，應(yīng)滿意R________RL的條件．12．如圖所示，雙金屬片上層金屬的熱膨脹系數(shù)________(填“大于”“等于”或“小于”)下層金屬，常溫下，彈性銅片和雙金屬片觸點(diǎn)是接觸的，通電后，電熱絲發(fā)熱，當(dāng)溫度上升到某一值時(shí)，雙金屬片上層的金屬受熱膨脹，形變量大于下層金屬，雙金屬片向下彎曲，使觸點(diǎn)分別，切斷電路；隨著溫度的降低，當(dāng)降到某一溫度時(shí)，雙金屬片收縮復(fù)原原狀，兩觸點(diǎn)又接觸，接通電路．調(diào)溫旋鈕下壓彈性銅片，可使觸點(diǎn)分別的溫度________(填“上升”或“降低”)；上提彈性銅片，可________(填“上升”或“降低”)觸點(diǎn)的分別溫度，從而實(shí)現(xiàn)了調(diào)溫限制．13．把蜂鳴器、光敏電阻、干簧管繼電器開(kāi)關(guān)、電源連成如圖所示電路，制成光電報(bào)警裝置．當(dāng)報(bào)警器有光照耀時(shí)，蜂鳴器發(fā)聲，當(dāng)沒(méi)有光照或者光照很弱時(shí)，蜂鳴器不發(fā)聲．①光敏電阻：光敏電阻受光照后，阻值會(huì)變?。诟苫晒芾^電器開(kāi)關(guān)：由干簧管和繞在干簧管外的線圈組成，如圖所示．當(dāng)線圈中有肯定的電流時(shí)，線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)使密封在干簧管內(nèi)的兩個(gè)鐵質(zhì)簧片磁化，兩個(gè)簧片在磁力作用下由原來(lái)的分別狀態(tài)變成閉合狀態(tài)．當(dāng)線圈中沒(méi)有電流或者電流很微弱時(shí)，磁場(chǎng)消逝，簧片在彈力的作用下回復(fù)到分別狀態(tài)．電路已經(jīng)連接一部分，請(qǐng)將電路完整連接好．14．如圖所示是電飯煲的電路圖，S1是一個(gè)溫控開(kāi)關(guān)，手動(dòng)閉合后，當(dāng)此開(kāi)關(guān)溫度達(dá)到居里點(diǎn)(103℃)時(shí)，會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)．S2是一個(gè)自動(dòng)溫控開(kāi)關(guān)，當(dāng)溫度低于70℃時(shí)，會(huì)自動(dòng)閉合；溫度高于80℃時(shí)，會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)．紅燈是加熱時(shí)的指示燈，黃燈是保溫時(shí)的指示燈．分流電阻R1＝R2＝500Ω，加熱電阻絲R3＝50Ω，兩燈的電阻不計(jì)．(1)分析電飯煲的工作原理；(2)計(jì)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(jiǎn)要回答，假如不閉合開(kāi)關(guān)S1能將飯煮熟嗎？課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)18傳感器的應(yīng)用舉例自制簡(jiǎn)潔的限制電路1．解析：由于此自動(dòng)限制利用的是光線強(qiáng)弱的改變，利用半導(dǎo)體的光敏性，故選B.答案：B2．解析：電飯鍋中的溫度傳感器其主要元件是感溫鐵氧體，它是由氧化錳、氧化鋅和氧化鐵粉末混合燒結(jié)而成．其特點(diǎn)是常溫下具有鐵磁性，能夠被磁體吸引，溫度達(dá)到約103℃，就失去鐵磁性．水沸騰后，由于鍋內(nèi)保持100℃不變，故感溫磁體仍與永磁體相吸，接著加熱，直到飯熟后，水分被大米汲取，鍋底溫度上升，當(dāng)溫度升至103℃時(shí)，感溫磁體失去鐵磁性，在彈簧作用下，永磁體被彈開(kāi)，觸點(diǎn)分別，切斷電源，它不能自動(dòng)復(fù)位，從而停止加熱．答案：ABD3．解析：辦公大樓的大門能“看到”人的到來(lái)或離開(kāi)而自動(dòng)開(kāi)或關(guān)，是由于人體會(huì)發(fā)出紅外線，當(dāng)傳感器探測(cè)到人體發(fā)出的紅外線后，門會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，是光傳感器的應(yīng)用，A正確；利用紅外線的熱效應(yīng)可以制成多種開(kāi)關(guān)，本題所涉及的水龍頭和智能門就是這一應(yīng)用的體現(xiàn)，是利用光傳感器而制成的，B錯(cuò)誤；空調(diào)機(jī)在室內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定的溫度后，會(huì)自動(dòng)停止工作，這是因?yàn)榭照{(diào)機(jī)運(yùn)用溫度傳感器，C正確；電熨斗能夠自動(dòng)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，D正確．答案：ACD4．解析：電壓表示數(shù)增大，而R3為定值電阻，說(shuō)明流經(jīng)R3的電流增大，由電路結(jié)構(gòu)可知，這可能是由于RT阻值減小或R1阻值增大，由熱敏電阻和光敏電阻特性知，可能是由于溫度降低或光照減弱，故B、D正確，A、C錯(cuò)誤．答案：BD5．解析：圖中光敏電阻RT與R2串聯(lián)后與R3并聯(lián)，最終串聯(lián)R1；白天光強(qiáng)，則光敏電阻的阻值小，則光敏電阻支路的電阻值小，電路中的總電阻也小，所以電路中的總電流較大，則流過(guò)電阻R1的電流值也大，A錯(cuò)誤；該限制電路利用了電流的磁效應(yīng)，B錯(cuò)誤；白天流過(guò)R3的電流值小，則銜鐵沒(méi)有被吸引時(shí)，照明電路斷開(kāi)；晚上流過(guò)R3的電流值大，則銜鐵被吸引，照明電路接通，所以該限制電路能實(shí)現(xiàn)燈泡晚上亮白天不亮的功能，C正確；電源的輸出功率隨外電阻的改變圖像如圖所示，當(dāng)內(nèi)、外電阻相等時(shí)，電源輸出功率最大，由于不知道內(nèi)、外電阻的大小關(guān)系，所以不能推斷輸出功率的改變，D錯(cuò)誤．答案：C6．解析：由題圖乙可知，當(dāng)R的溫度等于20℃時(shí)，熱敏電阻的阻值R1＝4kΩ，由I1＝eq\f(E,R1＋RB)可得Rg＝0.5kΩ，當(dāng)電流I2＝3.6mA時(shí)，由I2＝eq\f(E,R2＋Rg)，可得R2＝2kΩ，結(jié)合題圖乙知此時(shí)熱敏電阻的溫度為120℃，D正確．答案：D7．解析：溫度低于警戒溫度時(shí)，水銀柱下降，限制電路處于斷路狀態(tài)，電磁鐵沒(méi)有電流通過(guò)，電磁鐵沒(méi)有磁性，此時(shí)指示燈通過(guò)常閉觸點(diǎn)與工作電路接通，通路狀態(tài)指示燈亮，電鈴不報(bào)警，B錯(cuò)誤，D正確；溫度高于警戒溫度時(shí)，水銀柱上升，限制電路處于接通狀態(tài)，電磁鐵中有電流通過(guò)，電磁鐵有磁性，此時(shí)電鈴?fù)ㄟ^(guò)觸點(diǎn)3與工作電路接通，電鈴報(bào)警，此通路狀態(tài)，指示燈的電路中沒(méi)有電流，燈不亮，A、C錯(cuò)誤．答案：D8．解析：由電路圖可知，兩電阻串聯(lián)，監(jiān)控裝置與R2并聯(lián)．當(dāng)有人通過(guò)通道而遮擋光線時(shí)，R1阻值變大，電路中的總電阻變大，電路中的電流變小，依據(jù)U＝IR可知，R2阻值不變時(shí)，其兩端的電壓變小，即A、B間電壓降低，故①錯(cuò)誤，②正確；當(dāng)僅增大R2的阻值時(shí)，電路中的總電阻變大，電路中的電流變小，電源的內(nèi)阻和R1阻值不變時(shí)，內(nèi)阻和R1兩端的電壓變小，則R2上的電壓變大，即A、B間電壓變大，故③正確；當(dāng)僅減小R2的阻值時(shí)，電路中的總電阻變小，電路中的電流變大，電源的內(nèi)阻和R1阻值不變時(shí)，內(nèi)阻和R1兩端的電壓變大，即A、B間電壓減小，故④錯(cuò)誤，C正確．答案：C9．解析：由題意可知，該溫度計(jì)的測(cè)溫物質(zhì)是銅、鐵兩種熱膨脹系數(shù)不同的金屬，雙金屬片的彎曲程度隨溫度改變而改變，故該溫度計(jì)是利用測(cè)溫物質(zhì)熱脹冷縮的性質(zhì)來(lái)工作的，A、B正確；如題圖甲所示，加熱時(shí)雙金屬片的彎曲程度增大，即進(jìn)一步向上彎曲，說(shuō)明雙金屬片下層金屬的熱膨脹系數(shù)較大，即銅的熱膨脹系數(shù)大于鐵的熱膨脹系數(shù)，C正確；如題圖乙所示，溫度計(jì)示數(shù)沿順時(shí)針?lè)较蛟龃?，說(shuō)明當(dāng)溫度上升時(shí)，溫度計(jì)指針按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，則其雙金屬片的彎曲程度在增大，故可知雙金屬片的內(nèi)層肯定是鐵，外層肯定是銅，D錯(cuò)誤．答案：D10．解析：由題可知若二極管接反，光線暗時(shí)，二極管上為負(fù)向電壓，無(wú)法導(dǎo)通，燈泡不亮，A可能；若R1與RG位置顛倒，則光線較暗時(shí)，Y端為高電平，二極管不導(dǎo)通，燈泡不發(fā)光，B可能；若R1阻值太小，Y端始終為低電平，燈泡始終發(fā)光，C不行能；燈泡斷路時(shí)無(wú)法發(fā)光，D可能．答案：C11．解析：開(kāi)關(guān)K按下前，S為斷開(kāi)，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(kāi)關(guān)K后，延時(shí)開(kāi)關(guān)S閉合，二極管和R被短路，二極管不發(fā)光，由于延時(shí)開(kāi)關(guān)S約1min后斷開(kāi)，故電燈L能持續(xù)發(fā)光1min，由于R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)滿意R?RL.答案：發(fā)光的1熄滅的?12．解析：雙金屬片上層金屬的熱膨脹系數(shù)大于下層金屬，常溫下，彈性銅片和雙金屬片觸點(diǎn)是接觸的，通電后，電熱絲發(fā)熱，當(dāng)溫度上升到某一值時(shí)，雙金屬片上層的金屬受熱膨脹，形變量大于下層金屬，雙金屬片向下彎曲，使觸點(diǎn)分別，切斷電路；隨著溫度的降低，當(dāng)降到某一溫度時(shí)，雙金屬片收縮復(fù)原原狀，兩觸點(diǎn)又接觸，接通電路．調(diào)溫旋鈕下壓彈性銅片，可使觸點(diǎn)分別的溫度上升；上提彈性銅片，可降低觸點(diǎn)的分別溫度，從而實(shí)現(xiàn)了調(diào)溫限制．答案：大于上升降低13．解析：電池、光敏電阻與開(kāi)關(guān)及干簧管繼電器開(kāi)關(guān)外面線圈的兩個(gè)接線構(gòu)成一個(gè)回路；而另一組電池、蜂鳴器與干簧管繼電器開(kāi)關(guān)里面的兩個(gè)接線構(gòu)成另一個(gè)回路．當(dāng)有光照時(shí)，光敏電阻變小，使得干簧管繼電器開(kāi)關(guān)存在磁場(chǎng)，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)接通，最終使得蜂鳴器發(fā)聲．答案：圖見(jiàn)解析14．解析：(1)接上電源，S2自動(dòng)閉合，同時(shí)手動(dòng)閉合S1，這時(shí)黃燈短路，紅燈亮，電飯煲處于加熱狀態(tài)．加熱到80℃時(shí)，S2自動(dòng)斷開(kāi)，S1仍閉合；飯煮熟后，溫度上升到103℃時(shí)，S1自動(dòng)斷開(kāi)，黃燈亮，電飯煲處于保溫狀態(tài)，由于散熱，待溫度降至70℃時(shí)，S2自動(dòng)閉合，電飯煲重新加熱，溫度達(dá)到80℃時(shí)，S2又自動(dòng)斷開(kāi)，再次處于保溫狀態(tài)，如此循環(huán)．(2)加熱時(shí)電飯煲消耗的電功率P1＝eq\f(U2,R并)，保溫時(shí)電飯煲消耗的電功率