2024-2025學年高中物理第六章傳感器3實驗：傳感器的應(yīng)用課后作業(yè)含解析新人教版選修3-2

PAGEPAGE6試驗：傳感器的應(yīng)用時間：45分鐘一、單項選擇題1．關(guān)于斯密特觸發(fā)器的電路工作原理是(C)A．與門電路 B．或門電路C．非門電路 D．與或門電路解析：因為輸入端為高電平常，輸出端為低電平；當輸入端為低電平常，輸出端為高電平，所以斯密特觸發(fā)器是一個非門電路．二、多項選擇題2．如圖是溫度報警器電路示意圖，下列關(guān)于此電路的分析正確的是(BC)A．當RT的溫度上升時，RT減小，A端電勢降低，Y端電勢上升，蜂鳴器會發(fā)出報警聲B．當RT的溫度上升時，RT減小，A端電勢上升，Y端電勢降低，蜂鳴器會發(fā)出報警聲C．當增大R1時，A端電勢上升，Y端電勢降低，蜂鳴器會發(fā)出報警聲D．當增大R1時，A端電勢降低，Y端電勢上升，蜂鳴器會發(fā)出報警聲解析：當RT溫度上升時，電阻減小，A點電勢上升到某一數(shù)值，Y端電勢突然降低，蜂鳴器導通發(fā)出警報，A錯，B對．當增大R1時，A端電勢上升到某一數(shù)值，Y端電勢突然降低，電流通過蜂鳴器，發(fā)出報警聲，C對，D錯．3．如圖所示是一種延時開關(guān)，當S1閉合時，電磁鐵F將銜鐵D吸下，C線路接觸，當S1斷開時，由于電磁感應(yīng)作用，D將延遲一段時間才被釋放，則(BC)A．由于A線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時釋放D的作用B．由于B線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時釋放D的作用C．假如斷開B線圈的電鍵S2，無延時作用D．假如斷開B線圈的電鍵S2，延時將變長解析：本題以延時開關(guān)作為親密聯(lián)系實際的新情境，考查學生對電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解程度和推理實力．依據(jù)題中所提示的信息，不難發(fā)覺延時開關(guān)的基本工作原理：當S1閉合時，電磁鐵F將銜鐵D吸下，C線路接通，這時雖然B線圈的電鍵S2閉合，但通過它的磁通量不變，所以沒有電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生．當S1斷開時，A線圈馬上斷路，不會發(fā)生電磁感應(yīng)，但通過B線圈的磁通量削減，由于B線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時釋放D的作用，選項B正確．假如此時斷開B線圈的電鍵S2，則B線圈雖然產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，但不產(chǎn)生感應(yīng)電流，不能吸引銜鐵D，無延時作用，選項C正確．4．高溫超導限流器被公認為目前最好的、且唯一行之有效的短路故障電流限制裝置．中國科學院電工探討所完成了一種具有自主學問產(chǎn)權(quán)的高溫超導限流器樣機的研制工作，并于2005年年初在湖南進行并網(wǎng)掛機試驗．超導限流器由超導部件和限流電阻并聯(lián)組成，如圖所示．超導部件有一個超導臨界電流Ic，當通過限流器的電流I>Ic時，將造成超導體失超，從超導態(tài)(本題認為電阻為零)轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài)(本題認為是一個純電阻)，以此來限制電力系統(tǒng)故障電流．已知超導部件的正常態(tài)電阻為R1＝3Ω，超導臨界電流Ic＝1.2A，限流電阻R2＝6Ω，小燈泡L上標有“6V6W”字樣，電源電動勢E＝8V，內(nèi)阻r＝2Ω，原來電路正常工作，現(xiàn)L突然發(fā)生短路，則(BC)A．短路前通過R1的電流為eq\f(2,3)AB．超導部件將由超導態(tài)轉(zhuǎn)為正常態(tài)C．短路后通過R1的電流為eq\f(4,3)AD．短路后通過R1的電流為2A解析：小燈泡電阻RL＝6Ω，L短路前，超導部件處于超導態(tài)，電路總電阻R＝8Ω，總電流I＝1A，即通過R1的電流為1A；當L短路后，總電阻R′＝eq\f(R1R2,R1＋R2)＋r＝4Ω，總電流I′＝2A，R1兩端電壓為4V，則I1＝eq\f(4,3)A.三、非選擇題5.一熱敏電阻在溫度為80℃時阻值很大，當溫度達到100℃時阻值就很小，今用一電阻絲給水加熱，并配以熱敏電阻以保持水溫在80℃到100℃之間，可將電阻絲與熱敏電阻并聯(lián)，一并放入水中，如圖所示，圖中R1為熱敏電阻，R2為電阻絲，請簡述其工作原理．答案：起先水溫較低時，R1阻值較大，電阻絲R2對水進行加熱；當水溫達到100℃左右時，R1阻值變得很小，R2被短路，將停止加熱；當溫度降低到80℃時，R1阻值又變得很大，R2又起先加熱，這樣就可達到保溫的效果．6．如圖是一種防汛報警器的原理圖，S是觸點開關(guān)，B是一個漏斗形的竹片圓筒，里面有浮子A，請你說明這種報警器的工作原理．答案：見解析解析：由圖可以看出，水面上升時，浮子A在漏斗形的竹片圓筒內(nèi)上浮，頂起金屬板．當水面上升達到警戒水位時，使觸點開關(guān)S閉合，電磁鐵電路連通，電磁鐵通電有磁性，吸下銜鐵使報警電路的觸點開關(guān)閉合，燈亮發(fā)出防汛警報．7．光敏電阻在各種自動扮裝置中有許多應(yīng)用．街道路燈自動限制就是應(yīng)用之一，如圖所示電路為模擬電路，其中A為一光敏電阻，B為電磁繼電器，C為電流放大器，D為路燈．請連成正確的電路，達到日出路燈熄、日落路燈亮的效果．答案：限制過程是當光照耀到光敏電阻時，產(chǎn)生較大的電流，經(jīng)過放大器放大后形成更大的電流．它驅(qū)動電磁繼電器吸下銜鐵，此時觸點斷開．當無光照耀時，電流很?。姶爬^電器釋放銜鐵，使兩個觸點閉合，路燈接通，起先工作．如圖所示．8．車床在工作時是不允許將手隨意接近飛轉(zhuǎn)的工件的，為了防止萬一，設(shè)計了下面的光電自動限制平安電路，只要人手不當心靠近了工件，機器就自動停轉(zhuǎn)，請簡述其工作原理．圖中的A為車床上的電動機；B為隨電動機高速轉(zhuǎn)動的工件；C為光源，它發(fā)出的光照在光敏電阻D上；E為電磁鐵；F為銜鐵；G為電源；H為彈簧．答案：當手在C、D間靠近工件時，遮攔住射向光敏電阻的光，光敏電阻的阻值快速變大，電路中的電流減小，使電磁鐵磁性減弱從而放開銜鐵，造成電動機斷路，使工件停轉(zhuǎn)以保證平安．9．當前大量運用的磁敏器件是霍爾元件與集成電路制成的磁傳感器，它有以下兩種：(1)一種是“線性”的，它是將霍爾元件和放大器集成在一個芯片內(nèi)，其輸出的電壓與感受到的磁感應(yīng)強度成正比地連續(xù)變更．請你提出一種方案，利用它來測量電流的大?。?2)另一種是“開關(guān)”型的，當磁場強到肯定程度時它才會輸出高電平，而在磁場弱到肯定程度時輸出低電平(或者相反)．也就是說，它只能在高、低電平之間躍變．請你提出一種方案，利用它來測量有齒車輪的轉(zhuǎn)速．答案：(1)如圖甲所示，1為鐵芯，2為霍爾元件，3為電壓表．輸入待測電流，形成磁場，電流變更引起磁場變更，從電壓表可以測出電壓有效值，B不同，則UH不同，找出待測電流不同時，所對應(yīng)的B、UH之間的關(guān)系，即可用UH測出待測電流．(2)如圖乙所示，1為永磁體，2為霍爾元件，3為電壓表，4為車輪，5為車輪上的齒，永磁體在霍爾元件旁邊，電壓表有示數(shù)，當車輪轉(zhuǎn)到有齒的位置時，因為齒由金屬制成，為導磁性材料，故可以變更霍爾元件四周的磁場，磁場增加，輸出高電平，當轉(zhuǎn)至車輪空隙處(無齒處