2024鲁科版高中物理选择性必修第二册同步练习--第2节 科学制作_简单的自动控制装置 第3节 大显身手的传感器
文档属性
| 名称 | 2024鲁科版高中物理选择性必修第二册同步练习--第2节 科学制作_简单的自动控制装置 第3节 大显身手的传感器 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-11-10 09:21:55 | ||
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文档简介
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2024鲁科版高中物理选择性必修第二册同步
第2节 科学制作:简单的自动控制装置
第3节 大显身手的传感器
基础过关练
题组一 自动门——红外线传感器
1.(2022河南濮阳期末)在电梯门口放置一障碍物,会发现电梯门不停地开关,这是由于在电梯门上装有的传感器是 ( )
A.光传感器 B.温度传感器
C.声传感器 D.压力传感器
2.当出现疫情时,会在机场、车站等交通出入口,设有红外线热像仪,红外线热像仪通过红外线遥感,可检测出经过的发热病人,从而可以有效控制疫情的传播。关于红外线热像仪,下列说法正确的是 ( )
A.选择红外线进行检测,主要是因为红外线具有荧光效应
B.红外线热像仪通过发射红外线照射人体来检测
C.红外线热像仪同时还具有杀菌作用
D.一切物体都能发射红外线,而且物体在不同温度下发射红外线的频率和强度不同
题组二 压力传感器
3.下列器件是应用力传感器的是 ( )
A.鼠标 B.火灾报警器
C.测温仪 D.电子秤
4.下列情况不可能是由于全自动洗衣机水位控制装置损坏引起的是 ( )
A.洗衣机不加水
B.洗衣机加水不能自动停止
C.洗衣机不排水
D.洗衣机不洗衣
5.(2022山东滕州期中)电子眼又称电子警察,它采用感应线来感应路面上汽车传来的压力。感应线实质是一个压电薄膜传感器,压电薄膜在受压时两端产生电压,压力越大电压越大,压电薄膜与电容器C和电阻R组成图甲所示的回路。如果汽车的前、后轮先后经过感应线,回路中产生两脉冲电流,如图乙所示。当十字路口红灯亮时,电子警察系统启动,若回路中产生两脉冲电流,电子眼拍照,认定为“闯红灯”。则当红灯亮时 ( )
A.车轮停在感应线上时,电阻R上的电流为零
B.车轮经过感应线的过程中,电容器C的电荷量一直增大
C.车轮经过感应线的过程中,电容器C两极板间的电场强度保持不变
D.汽车前轮越过感应线后,又倒回到线内,不会被电子眼拍照
题组三 指纹识别器——电容传感器
6.随着生活质量的提高,自动干手机已进入家庭。洗手后,将湿手靠近自动干手机,机内的传感器便驱动电热器加热,有热空气从机内喷出,将湿手烘干。手靠近干手机能使传感器工作,是因为 ( )
A.改变了湿度 B.改变了温度
C.改变了磁场 D.改变了电容
7.电容式话筒的保真度比动圈式话筒好,其工作原理如图所示。Q是绝缘支架,薄金属膜片M和固定电极N形成一个电容器,被直流电源充电,当声波使膜片M振动时,电容发生变化,电路中形成变化的电流。在膜片M向右运动的过程中,下列说法正确的是 ( )
A.电容变大
B.电容变小
C.导线AB中有向左的电流
D.导线AB中有向右的电流
题组四 传感器与机器人
8.
机器人装有作为眼睛的“传感器”,犹如大脑的“控制器”,以及可以行走的“执行器”,在它碰到障碍物前会自动避让并及时转弯。则该机器人的“眼睛”为( )
A.力传感器 B.光传感器
C.温度传感器 D.声音传感器
9.(2022山东潍坊临朐实验中学月考)关于传感器的应用,下列说法正确的是 ( )
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.红外测温仪向人体发射红外线,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
题组五 简单的自动控制装置
10.(2022江苏南通海门证大中学期中)如图所示是某保密室的防盗报警电路,当有人闯入保密室时会使开关S闭合。下列说法正确的是 ( )
A.电磁继电器与发电机工作原理相同
B.电磁铁的磁性强弱只与电流大小有关
C.电磁铁工作时,上端为S极
D.当有人闯入保密室时,b灯亮
11.在温度为10 ℃左右的环境中工作的自动恒温箱简图如图甲所示,箱内电阻R1=20 kΩ,R2=10 kΩ,R3=40 kΩ,RT为热敏电阻,它的电阻随温度变化的图像如图乙所示。当a、b端电压Uab<0时,电压鉴别器会令开关S接通,恒温箱内的电热丝发热,使箱内温度提高;当Uab≥0时,电压鉴别器使S断开,停止加热。求恒温箱的恒定温度。
甲
乙
能力提升练
题组一 压力传感器
1.(2021福建三明三校联考期中)传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量或电路的通断的一种元件,在自动控制中有着相当广泛的应用。有一种测量人体质量的电子秤,其测量部分的原理图如图中的虚线框所示,它主要由压力传感器(电阻R是会随所受压力大小发生变化的可变电阻)、显示质量大小的仪表A(实质是理想的电流表)组成,压力传感器表面能承受的最大压强为1×107 Pa,且已知压力传感器的电阻R与所受压力的关系如表所示。
压力 F/N 0 250 500 750 1 000 1 250 1 500 …
电阻 R/Ω 300 270 240 210 180 150 120 …
设踏板和压杆的质量可以忽略不计,接通电源后,压力传感器两端的电压恒为4.8 V,请回答:
(1)R关于F的函数关系式为R= 。
(2)该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘上示数为 mA处。
(3)如果某人站在该秤踏板上,电流表刻度盘的示数为20 mA,则这个人的体重为 N。
题组二 电容传感器
2.(2022湖北武汉期中)电容器是一种常用的电学元件,在电工、电子技术中有着广泛的应用。以下有关电容式传感器在生活中应用说法正确的是 ( )
甲:电容式触摸屏
乙:电容式压力传感器
丙:电容式油位传感器
丁:电容式加速度传感器
A.甲图中,手指作为电容器一电极,如果改用绝缘笔仍能正常操作电容式触摸屏
B.乙图中,力F增大过程中,电流计中的电流从a流向b
C.丙图中,油箱液位上升时,电容变小
D.丁图中,当传感器由静止突然向左加速,电容器处于充电状态
题组三 温度传感器
3.(2023北京西城北师大二附中期中)某同学根据查阅到的某种热敏电阻的R-t特性曲线(如图1),设计了如图2所示的恒温箱温度控制电路。图2中,RT为热敏电阻,R1为可变电阻,控制系统可视作R=200 Ω的电阻,电源的电动势E=9.0 V,内阻不计。当通过控制系统的电流小于2 mA时,加热系统将开启,为恒温箱加热;当通过控制系统的电流等于2 mA时,加热系统将关闭。下列说法正确的是 ( )
图1
图2
A.若要使恒温箱内温度保持20 ℃,应将R1调为500 Ω
B.若要使恒温箱内温度升高,应将R1增大
C.若恒温箱内温度降低,通过控制系统的电流将增大
D.保持R1不变,通过控制系统的电流大小随恒温箱内的温度均匀变化
题组四 简单的自动控制装置
4.(2022山东模拟预测)利用光敏电阻作为传感器,借助电磁开关,可以实现路灯自动在白天关闭,黑夜打开。某同学利用如下器材制作了一个简易的路灯自动控制装置。
A.励磁线圈电源E1 B.路灯电源E2
C.路灯灯泡L D.定值电阻R0
E.光敏电阻R1 F.电磁开关
G.导线、开关等
(1)电磁开关的内部结构如图甲所示。1、2两接线柱接励磁线圈(电磁铁上绕的线圈),3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接,相当于路灯的开关。当流过励磁线圈的电流大于某个值时,电磁铁吸合铁片,弹簧片和触点分离,3、4断开,路灯熄灭。该同学首先用多用电表的欧姆挡测量励磁线圈的电阻,将选择开关置于“×1”挡,调零后测量时的示数如图乙所示,则励磁线圈的电阻约为 Ω。
(2)图丙为光敏电阻的阻值随照度的变化关系(照度可以反映光的强弱,光越强,照度越大,单位为 lx)。从图中可以看出,光敏电阻的阻值随照度的增大而 (选填“减小”“不变”或“增大”)。
(3)如图丁所示,请你用笔画线代替导线,将该同学设计的自动控制电路补充完整。
(4)已知励磁线圈电源E1=6.0 V(内阻不计),定值电阻R0=60 Ω。若设计要求当流过励磁线圈的电流为0.05 A时点亮路灯,则此时的照度约为 lx。
第2节 科学制作:简单的自动控制装置
第3节 大显身手的传感器
基础过关练
1.A 2.D 3.D 4.C 5.A 6.D
7.AC 8.B 9.B 10.D
1.A 在电梯门口放置一障碍物,电梯门不停地开关,说明电梯门口装有光传感器,故选项A正确。
2.D 红外线热像仪是根据物体发射的红外线的频率和强度不同而工作的,故D正确。
3.D 鼠标中的传感器是光传感器;火灾报警器中的传感器是光传感器;测温仪用的是温度传感器;电子秤中的敏感元件是应变片,是力传感器,选项D正确。
4.C 全自动洗衣机水位控制装置正常时,才能正常加水,且加到合适的水位后自动停止,若损坏可能导致一直不加水,或一直不停地加水或加足水后洗衣机仍然不洗衣,故A、B、D可能,C不可能。
5.A 车轮停在感应线上时,压力不变,则电压不变,电容器不进行充放电,电阻R上没有电流,故A正确;由题图乙可知,当车轮经过时电流先增大后减小,然后再反向增大后减小,因电压是压电薄膜在受压时产生的,说明电容器先充电后放电,两板间的电场强度发生变化,故B、C错误;若汽车前轮越过感应线后,又倒回线内,则前轮两次压线,仍形成两个脉冲电流,符合拍照条件,电子眼仍可拍照,故D错误。
6.D 人是导体,可以与其他导体构成电容器,手靠近干手机时,改变了设置在干手机内的电容式传感器的电容,干手机开始工作。用湿度和温度来驱使电热器工作,理论上是可行的,但作为干手机,这种传感器的设置有很大缺陷。因为干手机周围的环境(如湿度和温度)一年四季都在变化,与手的靠近无关,假如湿度、温度发生变化,干手机就马上工作,那就成了“室内烘干机”,故选项D正确。
7.AC 膜片向右运动的过程中,M、N间距减小,电容变大,A正确,B错误;M、N间的电压不变,由Q=CU知Q变大,继续充电,则导线AB中有向左的电流,C正确,D错误。
8.B 机器人遇到障碍物会绕开,说明机器人的“眼睛”是光传感器,故选项B正确,选项A、C、D错误。
9.B 干簧管是利用磁极间的相互作用来控制电路的通断的,A错误;机器人“眼睛”利用了光传感器,故B正确;红外测温仪是通过接收人体向外发射的红外线,从而测量人体温度的,故C错误;火灾报警器是利用烟雾对光的散射原理工作的,故D错误。选B。
10.D 电磁继电器是利用电流的磁效应工作的,发电机是利用电磁感应原理制成的,选项A错误;电磁铁的磁性强弱和电流大小、线圈的匝数及有无铁芯有关,选项B错误;由题图可知电磁铁工作时线圈中电流的方向,根据安培定则可知,电磁铁工作时,上端为N极,选项C错误;当有人闯入保密室时会使开关S闭合,电磁铁有磁性,吸引衔铁向下移动,b灯所在电路接通,b灯亮,选项D正确。
11.答案 35 ℃
解析 设电路路端电压为U,根据题图甲知,当Uab=0时,有=,代入数据解得RT=20 kΩ,由题图乙可知,当RT=20 kΩ时,环境温度为35 ℃,则恒温箱的恒定温度为35 ℃。
能力提升练
1.答案 (1)300-F(Ω) (2)16 (3)500
解析 (1)当F=0时,R=300 Ω;当F=1 000 N时,R=180 Ω
所以=N/Ω=- N/Ω
解得R=300-F(Ω)
(2)由题表中压力传感器R的电阻与所受压力的关系可得,F=0时,R=300 Ω,由闭合电路欧姆定律得I==1.6×10-2 A=16 mA,即该秤零起点(踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘16 mA处。
(3)由闭合电路欧姆定律得R'== Ω=240 Ω,由表中数据得此时压力F=500 N,即如果某人站在该秤踏板上,电流表刻度盘的示数为20 mA,则此人体重为500 N。
2.D 甲图中,绝缘笔与工作面不能形成一个电容器,所以改用绝缘笔不能在电容式触摸屏上正常操作,故A错误;乙图中,力F增大过程中,膜片弯曲程度变大,电容器两极板间距减小,电容变大,电容器充电,流过电流计的电流方向从b到a,故B错误;丙图中,油箱液位上升时,ε增大,由C=知,电容变大,故C错误;丁图中,当传感器由静止突然向左加速,电介质插入电容器,电容变大,电容器处于充电状态,故D正确。故选D。
3.B 控制系统的电流等于2 mA时,电路中的总电阻R总= Ω=4 500 Ω,20 ℃时热敏电阻的阻值为RT1=4 000 Ω,若要使恒温箱内温度保持20 ℃,应将R1调为300 Ω,A错误;由于加热系统关闭的电流临界值2 mA一定,即电路中的总电阻的临界值始终为4 500 Ω,可知若要使恒温箱内的温度升高,则对应热敏电阻的阻值减小,则必须增大R1,B正确;若恒温箱内温度降低,热敏电阻阻值增大,通过控制系统的电流减小,C错误;根据图1可知,恒温箱内的温度与热敏电阻的阻值呈线性关系,通过控制系统的电流I=可知,通过控制系统的电流大小与热敏电阻的阻值不是线性关系,即保持R1不变,通过控制系统的电流大小随恒温箱内的温度不是均匀变化,D错误。故选B。
4.答案 (1)20 (2)减小 (3)图见解析 (4)0.4
解析 (1)由多用电表欧姆挡的读数规则可知,励磁线圈的电阻约为r=20 Ω。
(2)从图丙中可以看出,光敏电阻的阻值随照度的增大而逐渐减小;
(3)根据电磁开关的内部构造和图丙可得,自动控制电路如图所示。
(4)当控制电路中的电流为0.05 A时,控制电路的总电阻应为R== Ω=120 Ω
因定值电阻R0=60 Ω,励磁线圈的电阻r=20 Ω,故此时光敏电阻的阻值应为R1=R-R0-r=40 Ω
由图丙可知此时的照度约为0.4 lx。
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2024鲁科版高中物理选择性必修第二册同步
第2节 科学制作:简单的自动控制装置
第3节 大显身手的传感器
基础过关练
题组一 自动门——红外线传感器
1.(2022河南濮阳期末)在电梯门口放置一障碍物,会发现电梯门不停地开关,这是由于在电梯门上装有的传感器是 ( )
A.光传感器 B.温度传感器
C.声传感器 D.压力传感器
2.当出现疫情时,会在机场、车站等交通出入口,设有红外线热像仪,红外线热像仪通过红外线遥感,可检测出经过的发热病人,从而可以有效控制疫情的传播。关于红外线热像仪,下列说法正确的是 ( )
A.选择红外线进行检测,主要是因为红外线具有荧光效应
B.红外线热像仪通过发射红外线照射人体来检测
C.红外线热像仪同时还具有杀菌作用
D.一切物体都能发射红外线,而且物体在不同温度下发射红外线的频率和强度不同
题组二 压力传感器
3.下列器件是应用力传感器的是 ( )
A.鼠标 B.火灾报警器
C.测温仪 D.电子秤
4.下列情况不可能是由于全自动洗衣机水位控制装置损坏引起的是 ( )
A.洗衣机不加水
B.洗衣机加水不能自动停止
C.洗衣机不排水
D.洗衣机不洗衣
5.(2022山东滕州期中)电子眼又称电子警察,它采用感应线来感应路面上汽车传来的压力。感应线实质是一个压电薄膜传感器,压电薄膜在受压时两端产生电压,压力越大电压越大,压电薄膜与电容器C和电阻R组成图甲所示的回路。如果汽车的前、后轮先后经过感应线,回路中产生两脉冲电流,如图乙所示。当十字路口红灯亮时,电子警察系统启动,若回路中产生两脉冲电流,电子眼拍照,认定为“闯红灯”。则当红灯亮时 ( )
A.车轮停在感应线上时,电阻R上的电流为零
B.车轮经过感应线的过程中,电容器C的电荷量一直增大
C.车轮经过感应线的过程中,电容器C两极板间的电场强度保持不变
D.汽车前轮越过感应线后,又倒回到线内,不会被电子眼拍照
题组三 指纹识别器——电容传感器
6.随着生活质量的提高,自动干手机已进入家庭。洗手后,将湿手靠近自动干手机,机内的传感器便驱动电热器加热,有热空气从机内喷出,将湿手烘干。手靠近干手机能使传感器工作,是因为 ( )
A.改变了湿度 B.改变了温度
C.改变了磁场 D.改变了电容
7.电容式话筒的保真度比动圈式话筒好,其工作原理如图所示。Q是绝缘支架,薄金属膜片M和固定电极N形成一个电容器,被直流电源充电,当声波使膜片M振动时,电容发生变化,电路中形成变化的电流。在膜片M向右运动的过程中,下列说法正确的是 ( )
A.电容变大
B.电容变小
C.导线AB中有向左的电流
D.导线AB中有向右的电流
题组四 传感器与机器人
8.
机器人装有作为眼睛的“传感器”,犹如大脑的“控制器”,以及可以行走的“执行器”,在它碰到障碍物前会自动避让并及时转弯。则该机器人的“眼睛”为( )
A.力传感器 B.光传感器
C.温度传感器 D.声音传感器
9.(2022山东潍坊临朐实验中学月考)关于传感器的应用,下列说法正确的是 ( )
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.红外测温仪向人体发射红外线,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
题组五 简单的自动控制装置
10.(2022江苏南通海门证大中学期中)如图所示是某保密室的防盗报警电路,当有人闯入保密室时会使开关S闭合。下列说法正确的是 ( )
A.电磁继电器与发电机工作原理相同
B.电磁铁的磁性强弱只与电流大小有关
C.电磁铁工作时,上端为S极
D.当有人闯入保密室时,b灯亮
11.在温度为10 ℃左右的环境中工作的自动恒温箱简图如图甲所示,箱内电阻R1=20 kΩ,R2=10 kΩ,R3=40 kΩ,RT为热敏电阻,它的电阻随温度变化的图像如图乙所示。当a、b端电压Uab<0时,电压鉴别器会令开关S接通,恒温箱内的电热丝发热,使箱内温度提高;当Uab≥0时,电压鉴别器使S断开,停止加热。求恒温箱的恒定温度。
甲
乙
能力提升练
题组一 压力传感器
1.(2021福建三明三校联考期中)传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量或电路的通断的一种元件,在自动控制中有着相当广泛的应用。有一种测量人体质量的电子秤,其测量部分的原理图如图中的虚线框所示,它主要由压力传感器(电阻R是会随所受压力大小发生变化的可变电阻)、显示质量大小的仪表A(实质是理想的电流表)组成,压力传感器表面能承受的最大压强为1×107 Pa,且已知压力传感器的电阻R与所受压力的关系如表所示。
压力 F/N 0 250 500 750 1 000 1 250 1 500 …
电阻 R/Ω 300 270 240 210 180 150 120 …
设踏板和压杆的质量可以忽略不计,接通电源后,压力传感器两端的电压恒为4.8 V,请回答:
(1)R关于F的函数关系式为R= 。
(2)该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘上示数为 mA处。
(3)如果某人站在该秤踏板上,电流表刻度盘的示数为20 mA,则这个人的体重为 N。
题组二 电容传感器
2.(2022湖北武汉期中)电容器是一种常用的电学元件,在电工、电子技术中有着广泛的应用。以下有关电容式传感器在生活中应用说法正确的是 ( )
甲:电容式触摸屏
乙:电容式压力传感器
丙:电容式油位传感器
丁:电容式加速度传感器
A.甲图中,手指作为电容器一电极,如果改用绝缘笔仍能正常操作电容式触摸屏
B.乙图中,力F增大过程中,电流计中的电流从a流向b
C.丙图中,油箱液位上升时,电容变小
D.丁图中,当传感器由静止突然向左加速,电容器处于充电状态
题组三 温度传感器
3.(2023北京西城北师大二附中期中)某同学根据查阅到的某种热敏电阻的R-t特性曲线(如图1),设计了如图2所示的恒温箱温度控制电路。图2中,RT为热敏电阻,R1为可变电阻,控制系统可视作R=200 Ω的电阻,电源的电动势E=9.0 V,内阻不计。当通过控制系统的电流小于2 mA时,加热系统将开启,为恒温箱加热;当通过控制系统的电流等于2 mA时,加热系统将关闭。下列说法正确的是 ( )
图1
图2
A.若要使恒温箱内温度保持20 ℃,应将R1调为500 Ω
B.若要使恒温箱内温度升高,应将R1增大
C.若恒温箱内温度降低,通过控制系统的电流将增大
D.保持R1不变,通过控制系统的电流大小随恒温箱内的温度均匀变化
题组四 简单的自动控制装置
4.(2022山东模拟预测)利用光敏电阻作为传感器,借助电磁开关,可以实现路灯自动在白天关闭,黑夜打开。某同学利用如下器材制作了一个简易的路灯自动控制装置。
A.励磁线圈电源E1 B.路灯电源E2
C.路灯灯泡L D.定值电阻R0
E.光敏电阻R1 F.电磁开关
G.导线、开关等
(1)电磁开关的内部结构如图甲所示。1、2两接线柱接励磁线圈(电磁铁上绕的线圈),3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接,相当于路灯的开关。当流过励磁线圈的电流大于某个值时,电磁铁吸合铁片,弹簧片和触点分离,3、4断开,路灯熄灭。该同学首先用多用电表的欧姆挡测量励磁线圈的电阻,将选择开关置于“×1”挡,调零后测量时的示数如图乙所示,则励磁线圈的电阻约为 Ω。
(2)图丙为光敏电阻的阻值随照度的变化关系(照度可以反映光的强弱,光越强,照度越大,单位为 lx)。从图中可以看出,光敏电阻的阻值随照度的增大而 (选填“减小”“不变”或“增大”)。
(3)如图丁所示,请你用笔画线代替导线,将该同学设计的自动控制电路补充完整。
(4)已知励磁线圈电源E1=6.0 V(内阻不计),定值电阻R0=60 Ω。若设计要求当流过励磁线圈的电流为0.05 A时点亮路灯,则此时的照度约为 lx。
第2节 科学制作:简单的自动控制装置
第3节 大显身手的传感器
基础过关练
1.A 2.D 3.D 4.C 5.A 6.D
7.AC 8.B 9.B 10.D
1.A 在电梯门口放置一障碍物,电梯门不停地开关,说明电梯门口装有光传感器,故选项A正确。
2.D 红外线热像仪是根据物体发射的红外线的频率和强度不同而工作的,故D正确。
3.D 鼠标中的传感器是光传感器;火灾报警器中的传感器是光传感器;测温仪用的是温度传感器;电子秤中的敏感元件是应变片,是力传感器,选项D正确。
4.C 全自动洗衣机水位控制装置正常时,才能正常加水,且加到合适的水位后自动停止,若损坏可能导致一直不加水,或一直不停地加水或加足水后洗衣机仍然不洗衣,故A、B、D可能,C不可能。
5.A 车轮停在感应线上时,压力不变,则电压不变,电容器不进行充放电,电阻R上没有电流,故A正确;由题图乙可知,当车轮经过时电流先增大后减小,然后再反向增大后减小,因电压是压电薄膜在受压时产生的,说明电容器先充电后放电,两板间的电场强度发生变化,故B、C错误;若汽车前轮越过感应线后,又倒回线内,则前轮两次压线,仍形成两个脉冲电流,符合拍照条件,电子眼仍可拍照,故D错误。
6.D 人是导体,可以与其他导体构成电容器,手靠近干手机时,改变了设置在干手机内的电容式传感器的电容,干手机开始工作。用湿度和温度来驱使电热器工作,理论上是可行的,但作为干手机,这种传感器的设置有很大缺陷。因为干手机周围的环境(如湿度和温度)一年四季都在变化,与手的靠近无关,假如湿度、温度发生变化,干手机就马上工作,那就成了“室内烘干机”,故选项D正确。
7.AC 膜片向右运动的过程中,M、N间距减小,电容变大,A正确,B错误;M、N间的电压不变,由Q=CU知Q变大,继续充电,则导线AB中有向左的电流,C正确,D错误。
8.B 机器人遇到障碍物会绕开,说明机器人的“眼睛”是光传感器,故选项B正确,选项A、C、D错误。
9.B 干簧管是利用磁极间的相互作用来控制电路的通断的,A错误;机器人“眼睛”利用了光传感器,故B正确;红外测温仪是通过接收人体向外发射的红外线,从而测量人体温度的,故C错误;火灾报警器是利用烟雾对光的散射原理工作的,故D错误。选B。
10.D 电磁继电器是利用电流的磁效应工作的,发电机是利用电磁感应原理制成的,选项A错误;电磁铁的磁性强弱和电流大小、线圈的匝数及有无铁芯有关,选项B错误;由题图可知电磁铁工作时线圈中电流的方向,根据安培定则可知,电磁铁工作时,上端为N极,选项C错误;当有人闯入保密室时会使开关S闭合,电磁铁有磁性,吸引衔铁向下移动,b灯所在电路接通,b灯亮,选项D正确。
11.答案 35 ℃
解析 设电路路端电压为U,根据题图甲知,当Uab=0时,有=,代入数据解得RT=20 kΩ,由题图乙可知,当RT=20 kΩ时,环境温度为35 ℃,则恒温箱的恒定温度为35 ℃。
能力提升练
1.答案 (1)300-F(Ω) (2)16 (3)500
解析 (1)当F=0时,R=300 Ω;当F=1 000 N时,R=180 Ω
所以=N/Ω=- N/Ω
解得R=300-F(Ω)
(2)由题表中压力传感器R的电阻与所受压力的关系可得,F=0时,R=300 Ω,由闭合电路欧姆定律得I==1.6×10-2 A=16 mA,即该秤零起点(踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘16 mA处。
(3)由闭合电路欧姆定律得R'== Ω=240 Ω,由表中数据得此时压力F=500 N,即如果某人站在该秤踏板上,电流表刻度盘的示数为20 mA,则此人体重为500 N。
2.D 甲图中,绝缘笔与工作面不能形成一个电容器,所以改用绝缘笔不能在电容式触摸屏上正常操作,故A错误;乙图中,力F增大过程中,膜片弯曲程度变大,电容器两极板间距减小,电容变大,电容器充电,流过电流计的电流方向从b到a,故B错误;丙图中,油箱液位上升时,ε增大,由C=知,电容变大,故C错误;丁图中,当传感器由静止突然向左加速,电介质插入电容器,电容变大,电容器处于充电状态,故D正确。故选D。
3.B 控制系统的电流等于2 mA时,电路中的总电阻R总= Ω=4 500 Ω,20 ℃时热敏电阻的阻值为RT1=4 000 Ω,若要使恒温箱内温度保持20 ℃,应将R1调为300 Ω,A错误;由于加热系统关闭的电流临界值2 mA一定,即电路中的总电阻的临界值始终为4 500 Ω,可知若要使恒温箱内的温度升高,则对应热敏电阻的阻值减小,则必须增大R1,B正确;若恒温箱内温度降低,热敏电阻阻值增大,通过控制系统的电流减小,C错误;根据图1可知,恒温箱内的温度与热敏电阻的阻值呈线性关系,通过控制系统的电流I=可知,通过控制系统的电流大小与热敏电阻的阻值不是线性关系,即保持R1不变,通过控制系统的电流大小随恒温箱内的温度不是均匀变化,D错误。故选B。
4.答案 (1)20 (2)减小 (3)图见解析 (4)0.4
解析 (1)由多用电表欧姆挡的读数规则可知,励磁线圈的电阻约为r=20 Ω。
(2)从图丙中可以看出,光敏电阻的阻值随照度的增大而逐渐减小;
(3)根据电磁开关的内部构造和图丙可得,自动控制电路如图所示。
(4)当控制电路中的电流为0.05 A时,控制电路的总电阻应为R== Ω=120 Ω
因定值电阻R0=60 Ω,励磁线圈的电阻r=20 Ω,故此时光敏电阻的阻值应为R1=R-R0-r=40 Ω
由图丙可知此时的照度约为0.4 lx。
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