人教版选择性必修二 5.2 光敏电阻专题(含答案)

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名称 人教版选择性必修二 5.2 光敏电阻专题(含答案)
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文件大小 2.1MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-12-24 14:28:31

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人教版选择性必修二第五章光敏电阻专题(含答案)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题(本大题共10小题,共60.0分)
1. 电源、开关和、定值电阻、光敏电阻和电容器连接成如图所示电路,电容器的两平行板水平放置.当开关、闭合,并且无光照射光敏电阻时,一带电液滴恰好静止在电容器两板间的点.当用强光照射光敏电阻时,光敏电阻的阻值变小,则( )
A. 液滴向下运动
B. 液滴仍然静止
C. 两端的电势差是否升高无法分析
D. 当光照强度不变时断开,把电容器的上极板向上移动一小段距离,则上极板的电势比点的电势高
2. 如图甲所示的电路中,光敏电阻加上图所示的光照时,两端的电压变化规律是图乙中的
A. B. C. D.
3. 如图所示,、为定值电阻,为小灯泡,为光敏电阻光强减弱,电阻增大,当照射光强度增大时,下列说法错误的是
A. 电压表的示数增大 B. 中电流减小 C. 小灯泡的功率增大 D. 电路的路端电压增大
4. 下列关于传感器说法中不正确的是( )
A. 电子秤所使用的测力装置是力传感器,它将压力大小转化为可变电阻,进而转化为电压信号
B. 话筒是一种常用的声传感器,其作用是将电信号转换为声信号
C. 电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片,这种双金属片的作用是控制电路的通断
D. 光敏电阻能够把光照强度这个光学量转换为电阻这个电学量
5. 下图中关于传感器的应用,说法正确的是( )
A. 干簧管是利用电磁感应的原理控制电路的通断的
B. 机器人“眼睛”利用了光传感器
C. 红外测温枪向人体发射红外线,从而测量人体温度
D. 火灾报警器是通过感知温度触发报警的
6. 下图中关于传感器的应用,说法正确的是( )
A. 干簧管是利用电磁感应的原理控制电路的通断的
B. 机器人“眼睛”利用了光传感器
C. 红外测温枪向人体发射红外线,从而测量人体温度
D. 火灾报警器是通过感知温度触发报警的
7. 随着科学的发展与生活水平的提高,传感器已经进入日常生活.如图所示为某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置,为光敏电阻随光照强度的增强,阻值减小、为定值电阻,接监控装置.则下列说法正确的是
当有人通过遮蔽光线时,之间的电压升高 当有人通过遮蔽光线时,之间的电压降低
当仅增大的阻值时,之间的电压升高 当仅减小的阻值时,之间的电压升高
A. B. C. D.
8. 下列关于传感器说法中不正确的是( )
A. 话筒是一种常用的声传感器,其作用是将电信号转换为声信号
B. 电子秤所使用的测力装置是力传感器,它是把力信号转化为电压信号
C. 电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片,这种双金属片的作用是控制电路的通断
D. 光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
9. 如图所示,理想变压器原副线圈的匝数比为:,是原线圈的中心抽头,电压表和电流表均为理想电表,为光敏电阻随光照强度增加电阻变小,为定值电阻,为二极管。从某时刻开始单刀双掷开关掷向,原线圈接的交流电,则下列说法中正确的是( )
A. 通过的电流为
B. 单刀双掷开关由扳到,产生的热量是原来的两倍
C. 单刀双掷开关由扳到,电压表和电流表的示数都变大
D. 光照强度变强时,电压表示数不变,电流表的示数变小
10. 如图所示的电路中,光敏电阻加上图所示的光照时,两端的电压变化规律是下图中的( )
A. B.
C. D.
二、实验题(本大题共3小题,共40.0分)
11. 某同学用光敏电阻和电磁继电器等器材设计自动光控照明电路。
光强是表示光强弱程度的物理量,单位为坎德拉。如图所示是光敏电阻阻值随光强变化的图线,由此可得到的结论是:________。
如图为电磁继电器的构造示意图,其中为含有铁芯的线圈,为可绕点转动的衔铁,为弹簧,为一对触头,、、、为四个接线柱。工作时,应将____填“、”或“、”接照明电路。
请在图中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接。
已知电源电动势为,内阻很小,电磁铁线圈电阻,电流超过时可吸合衔铁。如果要求光强达到时,照明电路恰好接通,则图中定值电阻____。
12. 为了节能和环保,一些公共场所使用光控开关控制照明系统.光控开关可采用光敏电阻来控制,光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为某光敏电阻在不同照度下的阻值见下表:
照度
电阻
根据表中数据,请在下图给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线,并说明阻值随照度变化的特点:___________.
如图所示,当、两端所加电压上升至时,控制开关自动启动照明系统.请利用下列器材设计一个简单电路,给、两端提供电压,要求当天色渐暗照度降低至时启动照明系统,在虚线框内完成电路原理图.不考虑控制开关对所设计电路的影响
提供的器材如下:
光敏电阻符号,阻值见上表;直流电源电动势,内阻不计;
定值电阻:,,限选其中之一并在图中标出;
开关及导线若干。
13. 摄影中常用测光表来测定光的强度以便确定合适的曝光时间。光的强弱可以用照度来计量,光越强照度越大,照度单位为。光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件,如图甲所示为某光敏电阻在不同照度下的阻值变化情况。
某同学按照图乙所示的电路图连成电路,测出在不同照度值下对应的电流值,将照度值标在电流表对应的刻线上,就将电流表改装成一个简易的测光表。现有的器材及规格如下:
光敏电阻
电流表量程,内阻等于;
两节干电池每节的电动势,内阻内阻约;
定值电阻阻值等于;
定值电阻阻值等于;
开关;
根据所给的表格数据可知光敏电阻的阻值随光的照度增大而__________选填“增大”或“减小”。
此简易测光表上较小的照度值应该对应_________选填“较大”或“较小”的电流值。
若此简易测光表测量量程的最大照度值为,电路中串联的保护电阻应该选择____________选填“”或“”。
随着干电池使用时间变长,干电池的内阻会变很大。若不及时更换干电池,会导致测得的光的照度值比真实值____________选填“大”或“小”。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
该电路和串联,电容器两端间的电压等于两端间的电压,当用强光照射光敏电阻时,光敏电阻的阻值变小,根据闭合电路欧姆定律分析电流的变化,得到两个电阻的电压变化和电容器两端的电压变化,从而知道电场的变化。
本题关键是明确电路结构,根据闭合电路欧姆定律、电容器的定义式和决定式列式分析。
【解答】
当用强光照射光敏电阻时,光敏电阻的阻值变小,电路中电流增大,两端间的电压增大,电容器的电压增大,板间场强增大,液滴所受的电场力增大,液滴向上运动;故AB错误;
C.当用强光照射光敏电阻时,光敏电阻的阻值变小,电路中电流增大,两端间的电压:一定减小,故C错误;
D.当光照强度不变时断开,电容器的带电量不变,电势差:,把电容器的上极板向上移一小段距离,变大,故电势差变大,由于下极板电势为零,故上极板的电势比点的电势高,故D正确。
故选D。
2.【答案】
【解析】
【分析】
光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小,根据欧姆定律可知电路的电流变化,由串联电路电压的分配跟电阻成正比的规律判断两端的电压变化情况。
本题考查电路的串联关系及欧姆定律的应用,要注意光敏电阻的特性:光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小。
【解答】
光敏电阻随光照的增强电阻减小,串联电路中电压的分配跟电阻成正比,故两端电压随着光照的增大而减小,随着光照的减小而增大,但不能减小到零.故B正确、ACD错误。
故选B。


3.【答案】
【解析】
【分析】
先由光敏电阻的性质可知电路中电阻的变化,则由闭合电路欧姆定律可得出电路中电流的变化,由欧姆定律可得出电压表示数的变化;同时还可得出路端电压的变化;由串联电路的规律可得出并联部分电压的变化,再由并联电路的规律可得出通过小灯泡的电流的变化,由功率公式即可得出灯泡功率的变化.对于闭合电路的动态分析问题一般按外电路到内电路,再到外电路的分析思路进行;也可根据结论进行判断:光敏电阻的电阻减小,所在电路的电流增大,与之并联的电路电流必定减小.
【解答】
A.当光照强度增大时,光敏电阻的阻值减小,电路中的总电阻减小;由闭合电路欧姆定律可得,电路中总电流增大,故两端的电压增大,电压表的示数增大,故A正确.
B.因电路中总电流增大,故电源的内电压增大,路端电压减小,同时两端的电压增大,故并联电路部分电压减小,则流过的电流减小,故B正确;
C.总电流增大,流过的电流减小,由并联电路的电流规律可知,流过灯泡的电流一定增大,故由可知,小灯泡消耗的功率增大,故C正确;
D.电路中的总电阻减小,电路中总电流增大,内电压增大,则路端电压降低.故D错误。
本题选错误的,故选:。

4.【答案】
【解析】解:、电子秤所使用的测力装置是力传感器,利用通过应力片的电流一定,压力越大,电阻越大,应力片两端的电压差越大,将力信号变成电信号,故A正确;
B、话筒是一种常用的声波传感器,其作用是声信号转换为电信号,故B错误;
C、电熨斗通过温度传感器,由于双金属片上下层膨胀系数不同,在同一温度下的伸缩不一,从而实现温度的自动控制,从而实现控制电路的通断,故C正确;
D、光敏电阻是由半导体材料制成的;其电阻值随光照的强弱发生变化,能够把光照强弱变化转换为电阻大小变化;阻值随光照的增强而减小,故D正确;
因选不正确的
故选:。
传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。传感器能满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求,它是实现自动检测和自动控制的首要环节;光敏电阻是将光信号转化为电信号。
传感器作为一种将其它形式的信号与电信号之间的转换装置,在我们的日常生活中得到了广泛应用,不同传感器所转换的信号对象不同,我们应就它的具体原理进行分析,在学习中要注意体会;要特别注意理解金属电阻与光敏电阻,及热敏电阻的区别。
5.【答案】
【解析】
【分析】
明确给出的仪器原理,同时掌握传感器的正确应用即可解答。
本题考查传感器的使用,要注意明确不同的传感器完成不同的功能,要根据各仪器的需要进行选择。
【解答】
A、干簧管利用磁场控制电路的通断,不是利用电磁感应原理工作的,故A错误;
B、遇到障碍物会绕开,说明该机器人“眼睛”“看”到了障碍物,故利用了光传感器,故B正确;
C、红外测温枪是测量人体发射的红外线来测量人体温度的,故C错误;
D、火灾报警器利用光传感器即烟雾传感器报警的,故D错误。
6.【答案】
【解析】
【分析】
明确给出的仪器原理,同时掌握传感器的正确应用即可解答。
本题考查传感器的使用,要注意明确不同的传感器完成不同的功能,要根据各仪器的需要进行选择。
【解答】
A、干簧管利用磁场控制电路的通断,不是利用电磁感应原理工作的,故A错误;
B、遇到障碍物会绕开,说明该机器人“眼睛”“看”到了障碍物,故利用了光传感器,故B正确;
C、红外测温枪是测量人体发射的红外线来测量人体温度的,故C错误;
D、火灾报警器利用光传感器即烟雾传感器报警的,故D错误。
故选:。
7.【答案】
【解析】
【分析】
由电路图可知,两电阻串联,监控装置与并联;根据题意得出有人通过时阻值的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和、间电压的变化;
当仅增大连入电路中的阻值时,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知、间电压的变化。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是会分析当有人通过通道而遮蔽光线时和当仅增大连入电路中的阻值时电路的动态分析,要注意光敏电阻的特点。
【解答】
由电路图可知,两电阻串联,监控装置与并联。
当有人通过通道而遮蔽光线时,阻值变大,电路中的总电阻变大。
根据可知,电路中的电流变小,根据可知,阻值不变时,其两端的电压变小,即、间电压降低,故错误,正确;
当仅增大连入电路中的阻值时,电路中的电阻变大,根据可知,电路中的电流变小,根据可知,阻值不变,两端电压减小,、间电压增大,故正确;
当仅减小的阻值时,电路中的电阻变小,根据可知,电路中的电流变大,根据可知,阻值不变,两端电压增大,、之间的电压减小,故错误。
故选C。
8.【答案】
【解析】
【分析】
话筒的作用将声信号转换为电信号;电子秤所使用的测力装置是力传感器,利用应力片,将压力信号变成电压信号;电熨斗是利用双金属片温度传感器,控制电路的通断;光敏电阻是由半导体材料制成的,其电阻随光照强度的增大而减小。
传感器作为一种将其它形式的信号与电信号之间的转换装置,在我们的日常生活中得到了广泛应用,不同传感器所转换的信号对象不同,我们应就它的具体原理进行分析,在学习中要注意体会;要特别注意理解金属电阻与光敏电阻,及热敏电阻的区别。
【解答】
A.话筒是一种常用的声传感器,其作用将声信号转换为电信号,故A错误;
B.电子秤所使用的测力装置是力传感器,利用通过应力片的电流一定,压力越大,电阻越大,应力片两端的电压差越大,将力信号变成电信号,故B正确。
C.电熨斗通过温度传感器,由于双金属片上下层膨胀系数不同,在同一温度下的伸缩不一,从而实现温度的自动控制,从而实现控制电路的通断,故C正确;
D.光敏电阻是由半导体材料制成的;其电阻值随光照的强弱发生变化,能够把光照强弱变化转换为电阻大小变化;阻值随光照的增强而减小;故D正确。
本题选不正确的,故选A。
9.【答案】
【解析】
【分析】
根据交流电的接入电压可以确定交流电输入电压的有效值,根据线圈匝数可求出输出电压;再根据二极管的单向导电性即可确定定值电阻两端的电压,从而求出电流;再分析开关掷向时线圈匝数的变化可确定输出电压的变化,从而确定热量和电表示数的变化。
本题考查了变压器的特点,明确线圈电压之比等于线圈匝数之比,同时注意二极管的单向导电性,根据电流的热效应确定经过二极管后的有效值是解题的关键。
【解答】
A.接入电源电压最大值为,故其有效值;根据电压之比等于线圈匝数之比可知,输出电压为;但由于二极管的单向导电性,加在上电压的有效值为;故电流,故A错误;
B.单刀双掷开关由扳到,线圈匝数之比为:,故输出电压变为原来的倍,故产生的热量是原来的倍,故B错误;
C.单刀双掷开关由扳到,线圈匝数之比增大,故电压表和电流表的示数都变大,故C正确;
D.光照强度变强时,电阻变小,由于线圈匝数不变,故输出电压不变;电压表示数不变;由欧姆定律可知,电流表示数增大,故D错误。
故选C。
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查电路的串联关系及欧姆定律的应用,要注意光敏电阻的特性:光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小。
光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小,根据欧姆定律可知电路的电流变化,判断两端的电压的变化,从而可知两端的电压变化。
【解答】
光敏电阻随光照的增强电阻减小,电路中电流增大,电阻两端电压增大,两端电压减小,但不能减小到零,故B正确,ACD错误。
故选B。
11.【答案】随光照强度的增加,光敏电阻的阻值迅速下降,进一步增大光照强度,电阻值变化减小,然后逐渐趋向平缓


【解析】
【分析】
本题主要考查光敏电阻的特点、串联电路的特点及欧姆定律的灵活运用等知识,关键能从图象上找出有用的信息,并弄清楚电磁继电器的工作原理,有一定的综合性。
根据图象找出光敏电阻的阻值随照度变化的特点即可。
电磁继电器就是一个自动控制电路通断的开关,根据电磁继电器的工作原理来分析解答。
电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的;只要在线圈两端加上一定的电压,线圈中就会流过一定的电流,从而产生电磁效应;当电流超过一定的数值,衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯,从而带动衔铁的动触点与静触点常开触点吸合;当电流小于一定值时,电磁的吸力变弱,衔铁就会在弹簧的反作用力下返回原来的位置,使动触点与原来的静触点常闭触点吸合;这样吸合、释放,从而达到了,改变工作电路的目的;然后根据上述原理进行实物电路的连接。
当外界光照强度达到时,根据图象可以看出光敏电阻的阻值,根据欧姆定律的变形公式求出总电阻,再利用串联电路电阻特点求出的阻值。
【解答】
从图可知,光敏电阻的阻值随照度变化的规律是:随光照强度的增加,光敏电阻的阻值迅速下降,进一步增大光照强度,电阻值变化减小,然后逐渐趋向平缓。
当较小的电流经过接线柱流入线圈时,电磁铁把衔铁吸下,使两个接线柱所连的触点接通,较大的电流就可以通过带动用电器工作了,故工作时,应将、接照明电路。
将光敏电阻和定值电阻接入控制电路,用电器接入工作电路,连接电路如图所示:。
当外界光照强度达到时,由图可知,光敏电阻的阻值,
当电磁继电器开始工作,电磁铁能吸合衔铁的电流,
由得,电路总电阻:,
根据串联电路电阻规律可知,定值电阻的阻值:。
故答案为:随光照强度的增加,光敏电阻的阻值迅速下降,进一步增大光照强度,电阻值变化减小,然后逐渐趋向平缓;
、;


12.【答案】;光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小;
电路图如图 。
【解析】
【分析】
本题考查了数据分析、设计电路图,电路设计的问题要结合闭合电路欧姆定律去分析。
通过表中所给数据进行分析;
电路设计,将电源、光敏电阻、定值电阻、电键直接串联,由于光变暗时,光敏电阻变大,分的电压变大,故将控制系统与光敏电阻并联,照度降低至时启动照明系统。
【解答】
根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后根据描出的点作出图象,图象如图甲所示:
阻值随照度变化的特点:光敏电阻的阻值随照度的增大呈非线性减小;
串联电阻两端电压与电阻阻值成正比,电源电动势为,当照度降低至时,其电压升至,由图线知,此时光敏电阻,,串联电阻分压:,由,则,故选定值电阻,电路图如图乙所示:

故答案为:;光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小;
电路图如图 。
13.【答案】减小;较小 ; ;小 。
【解析】
【分析】
本题考查传感器的使用实验。
从光敏电阻在不同照度下的阻值变化情况可知,光敏电阻的阻值随光的照度增大而减小;
根据欧姆定律判断测光表上较小的照度值与电流的关系;
从图中读出一定照度时的值根据欧姆定律求解;
依据欧姆定律分析。
【解答】
从光敏电阻在不同照度下的阻值变化情况可知,光敏电阻的阻值随光的照度增大而减小;
有与照度关系图像可知,当照度较小时,较大,根据欧姆定律有可知,此简易测光表上较小的照度值应该对应较小的电流值;
根据欧姆定律有及有与照度关系图像可知,当照度值为时,,此时电流表满偏,代入数据得:,故选;
随着干电池使用时间变长,干电池的内阻会变很大,由可知,减小,则认为增大,照度会变小,若不及时更换干电池,会导致测得的光的照度值比真实值偏小。
故答案为:减小;较小 ; ;小 。
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