第五章 第3节利用传感器制作简单的自动控制装置（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第五章 第3节利用传感器制作简单的自动控制装置（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 306.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-23 09:17:37 | ||
图片预览
文档简介
2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第二册第五章第3节利用传感器制作简单的自动控制装置
班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________
一、单选题
1、 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，其中有两个传感器，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
2、 下列说法正确的是（ ）
A．穿过闭合电路的磁通量发生变化时，这个闭合电路中就有感应电流产生
B．只要导体相对磁场运动，导体中一定会产生感应电流
C．话筒是一种能够将电信号转换为声音信号的传感器
D．热敏电阻能把热量这个热学量转换为电阻这个电学量
3、 图甲为斯密特触发器，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值(1.6 V)时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平(0.25 V)，而当输入端A的电压下降到另一个值的时候(0.8 V)，Y会从低电平跳到高电平(3.4 V)．图乙为一光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻．关于斯密特触发器和光控电路的下列说法中错误的是（ ）
A．斯密特触发器的作用是将数字信号转换为模拟信号
B．斯密特触发器是具有特殊功能的非门
C．要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些
D．当输出端Y突然从高电平跳到低电平时，二极管发光
4、 人类发射的绕地球运转的航天器，所需要的电能主要由太阳能电池把太阳能转化为电能得到，因此要求太阳能电池板总是对准太阳，为达到这一要求应利用下列那种传感器来感知太阳的方位（ ）
A．温度传感器 B．力传感器
C．生物传感器 D．光传感器
5、 2007年法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于发现巨磁电阻(GMR)效应而荣获了诺贝尔物理学奖．如图所示是利用GMR设计的磁铁矿探测仪原理示意图，图中GMR在外磁场作用下，电阻会发生大幅度减小．下列说法正确的是（ ）
A．若存在磁铁矿，则指示灯不亮；若将电阻R调大，该探测仪的灵敏度提高
B．若存在磁铁矿，则指示灯不亮；若将电阻R调小，该探测仪的灵敏度提高
C．若存在磁铁矿，则指示灯亮；若将电阻R调大，该探测仪的灵敏度提高
D．若存在磁铁矿，则指示灯亮；若将电阻R调小，该探测仪的灵敏度提高
6、 如图是应用光敏电阻设计的实验电路。闭合开关后，用光照向光敏电阻，发现光照强度增加时，灯变得更亮，下列分析正确的有（ ）
A．光敏电阻的阻值随光照强度增加而增大
B．光敏电阻的阻值不随光照强度的变化而变化
C．灯变得更亮，说明电路中的总电阻变小
D．灯变得更亮，说明电路中的总电阻变大
7、 在如图所示的自动控制电路中，当开关S断开时，工作电路的情况是（ ）
A．灯亮，电动机转起来，电铃响 B．灯亮，电动机转起来，电铃不响
C．灯不亮，电动机不转，电铃响 D．灯亮，电动机不转，电铃响
8、 如图是一个火警报警装置的逻辑电路图，Rt是热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时电阻值很小，R是阻值较小的可调电阻，以下说法中正确的是（ ）
A．要使电铃平时不响，而发生火灾时由于高温响起，图中虚线内应接入“非门”元件
B．要使电铃平时不响，而发生火灾时由于高温响起，图中虚线内应接入“与门”元件
C．要使电铃平时不响，而发生火灾时由于高温响起，图中虚线内应接入“或门”元件
D．为提高电路的灵敏度，图中的电阻R应调的小一些
9、 投影仪的光源是强光灯泡，发光时必须用风扇给予降温。现设计投影仪的简易电路，要求：带动风扇的电动机先启动后，灯泡才可以发光；电动机未启动，灯泡绝对不可以发光。电动机的电路元件符号是M，图中符合设计要求的是（ ）
A． B． C． D．
10、许多饮水机可以保证出水温度恒定，采取的方法是（ ）
A．水温低于设定温度时加热，达到设定温度时，停止加热
B．设定程序，固定各次加温时间及加热时间间隔
C．人工控制加温按钮
D．持续加温
二、多选题
11、为锻炼身体，小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计，如图所示是原理图．轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计），弹簧劲度系数为100 N/cm．定值电阻R0＝5 Ω，ab是一根长为5 cm的均匀电阻丝，阻值R1＝25 Ω，电源输出电压恒为U＝3 V，内阻不计，理想电流表的量程为0～0.6 A．当拉环不受力时，滑片P处于a端．下列关于这个电路的说法正确的是（ ）
A．小明在电路中连入R0的目的是保护电路
B．当拉环不受力时，闭合开关后电流表的读数为0.1 A
C．当拉力为400 N时，电流表指针指在0.3 A处
D．当拉力为400 N时，电流表指针指在0.5 A处
12、智能手机屏幕的光线过强会对眼睛有害，因此手机都有一项可以调节亮度的功能，该功能既可以自动调节，也可以手动调节。某兴趣小组为了模拟该功能，设计了如图所示的电路。已知光敏电阻在光照增强时，电阻会减小。闭合开关，下列说法正确的是（ ）
A．仅光照变强，小灯泡变暗 B．仅光照变弱，小灯泡变暗
C．仅将滑片向a端滑动，小灯泡变亮 D．仅将滑片向b端滑动，小灯泡变亮
13、许多楼道照明灯具有这样的功能∶天黑时，出现声音它就开启；而在白天，即使有声音它也没有反应，它的控制电路中可能接入的传感器是（ ）
A．光传感器 B．声音传感器
C．温度传感器 D．热传感器
14、在下列基本逻辑电路的输入端都输入“1”，输出端是“1”的是（ ）
A．甲 B．乙
C．丙 D．甲乙丙均不能输出“1”
15、电源电动势为，内阻为，当它与一个电阻连接时，电阻上消耗的电功率是，则通过电阻的电流可能是（ ）
A． B． C． D．
三、实验题
16、温度传感器的核心部分是一个热敏电阻。某课外活动小组的同学在学习了伏安法测电阻之后，利用所学知识来测量由某种金属制成的热敏电阻的阻值。可供选择的实验器材如下：
A．直流电源，电动势，内阻不计；
B．毫安表，量程为600mA，内阻约为；
C．毫安表，量程为10mA，内阻；
D．定值电阻；
E.滑动变阻器；
F.被测热敏电阻，开关、导线若干。
（1）实验要求能够在范围内，比较准确地对热敏电阻的阻值进行测量，请在图甲的方框中设计实验电路________。
（2）某次测量中，闭合开关S，记下毫安表的示数和毫安表的示数，则计算热敏电阻阻值的表达式为______（用题给的物理量符号表示）。
（3）该小组的同学利用图甲电路，按照正确的实验操作步骤，作出的图象如图乙所示，该小组的同学通过查阅资料得知该热敏电阻的阻值随温度的变化关系如图丙所示。将该热敏电阻接入如图丁所示电路，电路中电源电压恒为9V，内阻不计，理想电流表示数为，定值电阻，则由以上信息可求出定值电阻的阻值为______，此时该金属热敏电阻的温度为______。
17、某实验小组想研究某热敏电阻在30~80℃范围内的温度特性及应用。实验室有下列器材：热敏电阻RT（已置于温控室中），电源E（6V，内阻可忽略），灵敏电流计G，定值电阻R1（阻值为400Ω）和R2（阻值为200Ω），滑动变阻器R3（最大阻值为1000Ω），电阻箱R4（0~999.9Ω），报警器，开关S，导线若干。
该小组利用如图1所示的电路探究该热敏电阻RT的温度特性。实验时，先连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0℃，闭合S，调节R4使灵敏电流计指针回到0刻度：然后调节R3的滑片使R3的阻值减小，若发现灵敏电流计指针偏离0刻度，继续调节R4，直至灵敏电流计指针一直处于0刻度，记下此时R4的读数。逐步降低温控室的温度t，调节R4使灵敏电流计指针一直处于0刻度，得到相应温度下R4的阻值如下表。
t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
R4/Ω 340.0 250.0 195.0 160.0 135.0 120.0
回答下列问题：
（1）若某次测量，实验小组发现电流由a到b流经灵敏电流计，这时应________（选填“调大”或“调小”）R4，才能使指针回到0刻度。
（2）该实验小组利用实验室提供的器材组装一个由热敏电阻控制的报警系统，电路图如图2所示，要求热敏电阻的温度达到或超过60℃时，系统报警。已知报警器内阻不计，流过的电流超过时就会报警，则电阻箱阻值应调为________Ω。闭合开关进行测试，发现温控室中温度达到62℃时报警器才开始报警，这时应________（选填“调大”或“调小”）电阻箱的阻值，使其在要求温度下报警。
2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第二册第五章第3节利用传感器制作简单的自动控制装置（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B A A D C C B A C A
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 ABC BC AB BC AD
三、实验题
16、 ； 55
17、 调大 280.0（或280） 调小
PAGE
第 1 页，共 1 页
班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________
一、单选题
1、 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，其中有两个传感器，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
2、 下列说法正确的是（ ）
A．穿过闭合电路的磁通量发生变化时，这个闭合电路中就有感应电流产生
B．只要导体相对磁场运动，导体中一定会产生感应电流
C．话筒是一种能够将电信号转换为声音信号的传感器
D．热敏电阻能把热量这个热学量转换为电阻这个电学量
3、 图甲为斯密特触发器，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值(1.6 V)时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平(0.25 V)，而当输入端A的电压下降到另一个值的时候(0.8 V)，Y会从低电平跳到高电平(3.4 V)．图乙为一光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻．关于斯密特触发器和光控电路的下列说法中错误的是（ ）
A．斯密特触发器的作用是将数字信号转换为模拟信号
B．斯密特触发器是具有特殊功能的非门
C．要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些
D．当输出端Y突然从高电平跳到低电平时，二极管发光
4、 人类发射的绕地球运转的航天器，所需要的电能主要由太阳能电池把太阳能转化为电能得到，因此要求太阳能电池板总是对准太阳，为达到这一要求应利用下列那种传感器来感知太阳的方位（ ）
A．温度传感器 B．力传感器
C．生物传感器 D．光传感器
5、 2007年法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于发现巨磁电阻(GMR)效应而荣获了诺贝尔物理学奖．如图所示是利用GMR设计的磁铁矿探测仪原理示意图，图中GMR在外磁场作用下，电阻会发生大幅度减小．下列说法正确的是（ ）
A．若存在磁铁矿，则指示灯不亮；若将电阻R调大，该探测仪的灵敏度提高
B．若存在磁铁矿，则指示灯不亮；若将电阻R调小，该探测仪的灵敏度提高
C．若存在磁铁矿，则指示灯亮；若将电阻R调大，该探测仪的灵敏度提高
D．若存在磁铁矿，则指示灯亮；若将电阻R调小，该探测仪的灵敏度提高
6、 如图是应用光敏电阻设计的实验电路。闭合开关后，用光照向光敏电阻，发现光照强度增加时，灯变得更亮，下列分析正确的有（ ）
A．光敏电阻的阻值随光照强度增加而增大
B．光敏电阻的阻值不随光照强度的变化而变化
C．灯变得更亮，说明电路中的总电阻变小
D．灯变得更亮，说明电路中的总电阻变大
7、 在如图所示的自动控制电路中，当开关S断开时，工作电路的情况是（ ）
A．灯亮，电动机转起来，电铃响 B．灯亮，电动机转起来，电铃不响
C．灯不亮，电动机不转，电铃响 D．灯亮，电动机不转，电铃响
8、 如图是一个火警报警装置的逻辑电路图，Rt是热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时电阻值很小，R是阻值较小的可调电阻，以下说法中正确的是（ ）
A．要使电铃平时不响，而发生火灾时由于高温响起，图中虚线内应接入“非门”元件
B．要使电铃平时不响，而发生火灾时由于高温响起，图中虚线内应接入“与门”元件
C．要使电铃平时不响，而发生火灾时由于高温响起，图中虚线内应接入“或门”元件
D．为提高电路的灵敏度，图中的电阻R应调的小一些
9、 投影仪的光源是强光灯泡，发光时必须用风扇给予降温。现设计投影仪的简易电路，要求：带动风扇的电动机先启动后，灯泡才可以发光；电动机未启动，灯泡绝对不可以发光。电动机的电路元件符号是M，图中符合设计要求的是（ ）
A． B． C． D．
10、许多饮水机可以保证出水温度恒定，采取的方法是（ ）
A．水温低于设定温度时加热，达到设定温度时，停止加热
B．设定程序，固定各次加温时间及加热时间间隔
C．人工控制加温按钮
D．持续加温
二、多选题
11、为锻炼身体，小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计，如图所示是原理图．轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计），弹簧劲度系数为100 N/cm．定值电阻R0＝5 Ω，ab是一根长为5 cm的均匀电阻丝，阻值R1＝25 Ω，电源输出电压恒为U＝3 V，内阻不计，理想电流表的量程为0～0.6 A．当拉环不受力时，滑片P处于a端．下列关于这个电路的说法正确的是（ ）
A．小明在电路中连入R0的目的是保护电路
B．当拉环不受力时，闭合开关后电流表的读数为0.1 A
C．当拉力为400 N时，电流表指针指在0.3 A处
D．当拉力为400 N时，电流表指针指在0.5 A处
12、智能手机屏幕的光线过强会对眼睛有害，因此手机都有一项可以调节亮度的功能，该功能既可以自动调节，也可以手动调节。某兴趣小组为了模拟该功能，设计了如图所示的电路。已知光敏电阻在光照增强时，电阻会减小。闭合开关，下列说法正确的是（ ）
A．仅光照变强，小灯泡变暗 B．仅光照变弱，小灯泡变暗
C．仅将滑片向a端滑动，小灯泡变亮 D．仅将滑片向b端滑动，小灯泡变亮
13、许多楼道照明灯具有这样的功能∶天黑时，出现声音它就开启；而在白天，即使有声音它也没有反应，它的控制电路中可能接入的传感器是（ ）
A．光传感器 B．声音传感器
C．温度传感器 D．热传感器
14、在下列基本逻辑电路的输入端都输入“1”，输出端是“1”的是（ ）
A．甲 B．乙
C．丙 D．甲乙丙均不能输出“1”
15、电源电动势为，内阻为，当它与一个电阻连接时，电阻上消耗的电功率是，则通过电阻的电流可能是（ ）
A． B． C． D．
三、实验题
16、温度传感器的核心部分是一个热敏电阻。某课外活动小组的同学在学习了伏安法测电阻之后，利用所学知识来测量由某种金属制成的热敏电阻的阻值。可供选择的实验器材如下：
A．直流电源，电动势，内阻不计；
B．毫安表，量程为600mA，内阻约为；
C．毫安表，量程为10mA，内阻；
D．定值电阻；
E.滑动变阻器；
F.被测热敏电阻，开关、导线若干。
（1）实验要求能够在范围内，比较准确地对热敏电阻的阻值进行测量，请在图甲的方框中设计实验电路________。
（2）某次测量中，闭合开关S，记下毫安表的示数和毫安表的示数，则计算热敏电阻阻值的表达式为______（用题给的物理量符号表示）。
（3）该小组的同学利用图甲电路，按照正确的实验操作步骤，作出的图象如图乙所示，该小组的同学通过查阅资料得知该热敏电阻的阻值随温度的变化关系如图丙所示。将该热敏电阻接入如图丁所示电路，电路中电源电压恒为9V，内阻不计，理想电流表示数为，定值电阻，则由以上信息可求出定值电阻的阻值为______，此时该金属热敏电阻的温度为______。
17、某实验小组想研究某热敏电阻在30~80℃范围内的温度特性及应用。实验室有下列器材：热敏电阻RT（已置于温控室中），电源E（6V，内阻可忽略），灵敏电流计G，定值电阻R1（阻值为400Ω）和R2（阻值为200Ω），滑动变阻器R3（最大阻值为1000Ω），电阻箱R4（0~999.9Ω），报警器，开关S，导线若干。
该小组利用如图1所示的电路探究该热敏电阻RT的温度特性。实验时，先连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0℃，闭合S，调节R4使灵敏电流计指针回到0刻度：然后调节R3的滑片使R3的阻值减小，若发现灵敏电流计指针偏离0刻度，继续调节R4，直至灵敏电流计指针一直处于0刻度，记下此时R4的读数。逐步降低温控室的温度t，调节R4使灵敏电流计指针一直处于0刻度，得到相应温度下R4的阻值如下表。
t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
R4/Ω 340.0 250.0 195.0 160.0 135.0 120.0
回答下列问题：
（1）若某次测量，实验小组发现电流由a到b流经灵敏电流计，这时应________（选填“调大”或“调小”）R4，才能使指针回到0刻度。
（2）该实验小组利用实验室提供的器材组装一个由热敏电阻控制的报警系统，电路图如图2所示，要求热敏电阻的温度达到或超过60℃时，系统报警。已知报警器内阻不计，流过的电流超过时就会报警，则电阻箱阻值应调为________Ω。闭合开关进行测试，发现温控室中温度达到62℃时报警器才开始报警，这时应________（选填“调大”或“调小”）电阻箱的阻值，使其在要求温度下报警。
2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第二册第五章第3节利用传感器制作简单的自动控制装置（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B A A D C C B A C A
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 ABC BC AB BC AD
三、实验题
16、 ； 55
17、 调大 280.0（或280） 调小
PAGE
第 1 页，共 1 页