专题6.2传感器的应用-之2017-2018学年高二物理人教版（选修3-2）
文档属性
| 名称 | 专题6.2传感器的应用-之2017-2018学年高二物理人教版（选修3-2） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2018-03-29 09:41:04 | ||
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文档简介
第六章 传感器
第2节 传感器的应用
1．如图所示是一火警报警器的部分电路示意图。其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。传感器R2所在处出现火情时，通过显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是
A．I变大，U变大
B．I变大，U变小
C．I变小，U变大
D．I变小，U变小
【答案】D
【解析】R2处出现火情，温度升高，R2减小，路端电压减小，U减小，导致R2两端电压减小，通过R3的电流减小，I减小。故D正确。
2．下列有关电熨斗的说法正确的是
A．电熨斗能自动控制温度主要利用了双金属片，两片金属的膨胀系数相同
B．常温下，上、下触点是接触的；温度过高时，双金属片发生弯曲使上、下触点分离
C．需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移
D．电熨斗中的双金属片是一种半导体材料
【答案】BC
3．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，使热空气从机内喷出，将湿手烘干。手靠近干手机能使传感器工作，这是因为此过程
A．改变了湿度
B．改变了温度
C．改变了磁场
D．改变了电容
【答案】D
【解析】手靠近干手机能使机内的传感器工作，是因为改变了传感器的电容，发送启动信号给控制芯片，控制芯片再启动电机工作和加热装置工作，故选D。
4．某同学设计的散热排风控制电路如图所示，M为排风扇，R是可变电阻，R0是半导体热敏电阻，其阻值随温度升高而减小。控制开关电路具有下列特性：当A点电势φA＜φ0时，控制开关处于断路状态；当φA≥φ0时，控制开关接通电路，M开始运转。下列说法中正确的是
A．环境温度升高时，A点电势升高
B．可变电阻R阻值调大时，A点电势降低
C．可变电阻R阻值调大时，排风扇开始工作的临界温度升高
D．若用金属热电阻代替半导体热敏电阻，电路仍能正常工作
【答案】A
5．如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板。平时光电三极管接收不到LED发生的光呈现高电阻状态，发生火灾时，下列说法正确的是
A．进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报
B．发生火灾时，光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报
C．发生火灾时，进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报
D．发生火灾时，进入罩内的烟雾对光有折射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报
【答案】C
6．电熨斗能自动控制温度，在熨烫不同的织物时，设定的温度可以不同，下图为电熨斗的结构图，电熨斗内部装有双金属片，双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属，若把熨烫的棉麻衣物换成丝绸衣物，则应如何调节调温旋钮
织物材料
尼龙
合成纤维
丝绸
羊毛
麻
熨烫温度
低→高
A．向下
B．向上
C．保持原状
D．不能确定
【答案】B
【解析】常温下，上下触点是接触的，这样插上电源时电熨斗开始加温，当温度升高时，双金属片上层形变大，双金属片向下弯曲，触点分离，停止加热。现把棉麻衣物换成丝绸衣物，熨烫温度变低，要使温度低时就断开，应把调温旋钮向上旋转，这样在金属形变较小时就能断开电路。故选B。
7．利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小。实验时，把图甲中的小球举高到绳子的悬点O处，然后让小球自由下落。用这种方法获得的弹性绳的拉力随时间的变化图线如图乙所示。根据图线所提供的信息，以下判断正确的是
A．t2时刻小球所处位置是运动中的最高点
B．t1～t2期间小球速度先增大后减小
C．t3时刻小球动能最小
D．t2与t5时刻小球速度大小不同
【答案】B
8．如图所示，小铅球P系在细金属丝下，悬挂在O点，开始时小铅球P沿竖直方向处于静止状态。当将小铅球P放入水平流动的水中时，球向左摆动一定的角度θ，水流速度越大，θ越大。为了测定水流对小球作用力的大小，在水平方向固定一根电阻丝BC，其长为L，它与金属丝接触良好，不计摩擦和金属丝的电阻，C端在O点正下方处，且OC=h。图中还有电动势为E的电源（内阻不计）和一只电压表。请你连接一个电路，使得当水速增大时，电压表示数增大。
【答案】如图所示。
9．如图所示是某一电饭煲的电路图。S1是一个手动限温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点103 °C时，开关会自动断开。S2是一个自动保温开关，当温度低于70 °C时，会自动闭合；温度高于80 °C时会自动断开，红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯，分流电阻R1=R2=500 Ω，加热电阻R3=50 Ω，两灯电阻不计。
（1）分析电饭煲的工作原理；
（2）计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比；
（3）简要回答，如果不闭合开关S1，能将饭煮熟吗？
【答案】（1）见解析 （2）12:1 （3）见解析
【名师点睛】分析电饭煲的工作原理，关键在于理解两个开关的工作原理。一是手动温控开关S1，即感温铁氧体限温元件，超过居里点会自动断开，二是自动温控开关S2，即双金属片保温元件，低于70 °C时会自动闭合，高于80 °C时会自动断开。掌握了两个开关的特点，也就会分析电饭煲的工作原理了。
10．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lx）。某光敏电阻ROS在不同照度下的阻值如下表所示：
照度（lx）
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
电阻（kΩ）
75
40
28
23
20
18
（1）根据表中数据，请在图中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。
（2）如图所示，当1、2两端所加电压上升至2 V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1、2两端提供电压，要求当天色渐暗、照度降低至1.0 lx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ROS（符号，阻值见上表）
直流电源E（电动势3 V，内阻不计）；
定值电阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ ，R3＝40 kΩ （限选其中之一并在图中标出）
开关S及导线若干。
【答案】见解析
【解析】（1）根据表中的数据，在坐标系中描点连线，得到如图所示的变化曲线。
由图可知阻值随照度变化的特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小。
第2节 传感器的应用
1．如图所示是一火警报警器的部分电路示意图。其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。传感器R2所在处出现火情时，通过显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是
A．I变大，U变大
B．I变大，U变小
C．I变小，U变大
D．I变小，U变小
【答案】D
【解析】R2处出现火情，温度升高，R2减小，路端电压减小，U减小，导致R2两端电压减小，通过R3的电流减小，I减小。故D正确。
2．下列有关电熨斗的说法正确的是
A．电熨斗能自动控制温度主要利用了双金属片，两片金属的膨胀系数相同
B．常温下，上、下触点是接触的；温度过高时，双金属片发生弯曲使上、下触点分离
C．需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移
D．电熨斗中的双金属片是一种半导体材料
【答案】BC
3．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，使热空气从机内喷出，将湿手烘干。手靠近干手机能使传感器工作，这是因为此过程
A．改变了湿度
B．改变了温度
C．改变了磁场
D．改变了电容
【答案】D
【解析】手靠近干手机能使机内的传感器工作，是因为改变了传感器的电容，发送启动信号给控制芯片，控制芯片再启动电机工作和加热装置工作，故选D。
4．某同学设计的散热排风控制电路如图所示，M为排风扇，R是可变电阻，R0是半导体热敏电阻，其阻值随温度升高而减小。控制开关电路具有下列特性：当A点电势φA＜φ0时，控制开关处于断路状态；当φA≥φ0时，控制开关接通电路，M开始运转。下列说法中正确的是
A．环境温度升高时，A点电势升高
B．可变电阻R阻值调大时，A点电势降低
C．可变电阻R阻值调大时，排风扇开始工作的临界温度升高
D．若用金属热电阻代替半导体热敏电阻，电路仍能正常工作
【答案】A
5．如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板。平时光电三极管接收不到LED发生的光呈现高电阻状态，发生火灾时，下列说法正确的是
A．进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报
B．发生火灾时，光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报
C．发生火灾时，进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报
D．发生火灾时，进入罩内的烟雾对光有折射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报
【答案】C
6．电熨斗能自动控制温度，在熨烫不同的织物时，设定的温度可以不同，下图为电熨斗的结构图，电熨斗内部装有双金属片，双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属，若把熨烫的棉麻衣物换成丝绸衣物，则应如何调节调温旋钮
织物材料
尼龙
合成纤维
丝绸
羊毛
麻
熨烫温度
低→高
A．向下
B．向上
C．保持原状
D．不能确定
【答案】B
【解析】常温下，上下触点是接触的，这样插上电源时电熨斗开始加温，当温度升高时，双金属片上层形变大，双金属片向下弯曲，触点分离，停止加热。现把棉麻衣物换成丝绸衣物，熨烫温度变低，要使温度低时就断开，应把调温旋钮向上旋转，这样在金属形变较小时就能断开电路。故选B。
7．利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小。实验时，把图甲中的小球举高到绳子的悬点O处，然后让小球自由下落。用这种方法获得的弹性绳的拉力随时间的变化图线如图乙所示。根据图线所提供的信息，以下判断正确的是
A．t2时刻小球所处位置是运动中的最高点
B．t1～t2期间小球速度先增大后减小
C．t3时刻小球动能最小
D．t2与t5时刻小球速度大小不同
【答案】B
8．如图所示，小铅球P系在细金属丝下，悬挂在O点，开始时小铅球P沿竖直方向处于静止状态。当将小铅球P放入水平流动的水中时，球向左摆动一定的角度θ，水流速度越大，θ越大。为了测定水流对小球作用力的大小，在水平方向固定一根电阻丝BC，其长为L，它与金属丝接触良好，不计摩擦和金属丝的电阻，C端在O点正下方处，且OC=h。图中还有电动势为E的电源（内阻不计）和一只电压表。请你连接一个电路，使得当水速增大时，电压表示数增大。
【答案】如图所示。
9．如图所示是某一电饭煲的电路图。S1是一个手动限温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点103 °C时，开关会自动断开。S2是一个自动保温开关，当温度低于70 °C时，会自动闭合；温度高于80 °C时会自动断开，红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯，分流电阻R1=R2=500 Ω，加热电阻R3=50 Ω，两灯电阻不计。
（1）分析电饭煲的工作原理；
（2）计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比；
（3）简要回答，如果不闭合开关S1，能将饭煮熟吗？
【答案】（1）见解析 （2）12:1 （3）见解析
【名师点睛】分析电饭煲的工作原理，关键在于理解两个开关的工作原理。一是手动温控开关S1，即感温铁氧体限温元件，超过居里点会自动断开，二是自动温控开关S2，即双金属片保温元件，低于70 °C时会自动闭合，高于80 °C时会自动断开。掌握了两个开关的特点，也就会分析电饭煲的工作原理了。
10．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lx）。某光敏电阻ROS在不同照度下的阻值如下表所示：
照度（lx）
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
电阻（kΩ）
75
40
28
23
20
18
（1）根据表中数据，请在图中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。
（2）如图所示，当1、2两端所加电压上升至2 V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1、2两端提供电压，要求当天色渐暗、照度降低至1.0 lx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ROS（符号，阻值见上表）
直流电源E（电动势3 V，内阻不计）；
定值电阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ ，R3＝40 kΩ （限选其中之一并在图中标出）
开关S及导线若干。
【答案】见解析
【解析】（1）根据表中的数据，在坐标系中描点连线，得到如图所示的变化曲线。
由图可知阻值随照度变化的特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小。