2019-2020学年高中物理新人教版选修3-2：6.2传感器的应用 同步练习（解析版）
文档属性
| 名称 | 2019-2020学年高中物理新人教版选修3-2：6.2传感器的应用 同步练习（解析版） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 457.5KB | ||
| 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 | 2020-01-22 14:37:36 | ||
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文档简介
第六章 第2节 传感器的应用
1．街道旁的路灯、江海里的航标灯都要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的( )
A．压敏性 B．光敏性
C．热敏性 D．三特性都利用了
解析：选B 分析题意可知，要求航标灯夜晚亮、白天熄．通过光来控制电路电流的变化，所以电路中必须存在光传感器，通过光传感器来实现自动控制，利用半导体的光敏性，B选项正确．
2．(多选)关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是( )
A．应变片是由导体材料制成
B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之，变小
C．传感器输出的是应变片上的电压
D．外力越大，输出的电压差值也越大
解析：选BD 应变片多用半导体材料制成，A错误；传感器输出的是上、下两应变片上的电压差，并且随着外力的增大，输出的电压差值也就越大，C错误，B、D正确．
3．有一种在光照增强或温度升高时排气扇都能启动的自动控制装置，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
解析：选B 题中提到光照增强或温度升高时排气扇都能启动，由此可见两个传感器一个是光电传感器，一个是温度传感器，而且排气扇自动工作只需光照和温度其中一个满足条件即可，A、C、D错误，B正确．
4．(多选)传感器在日常生活中有着广泛的应用，它的种类多种多样，其性能也各不相同．以下有关传感器的说法正确的是( )
A.办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开或关，是光传感器的应用
B.非触摸式自动水龙头(自动感应水龙头)应用的传感器是生物传感器
C.空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内实现这一功能的传感器是温度传感器
D.电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，能控制电路的通断
解析：选ACD 办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开和关，是由于人体会发出红外线，当传感器探测到人体发出的红外线后，门会自动打开，是光传感器的应用，故A正确；利用红外线的热效应可以制成多种开关，本题所涉及的水龙头和智能门就是这一应用的体现．是利用光传感器而制成的，故B错误；空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，这是因为空调机使用温度传感器，故C正确；电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断，原理是不同的金属膨胀系数不同，故D正确．
5．用于火灾报警的离子烟雾传感器如图所示．在网罩Ⅰ内有电极Ⅱ和Ⅲ，a、b两端接电源，Ⅳ是一小块放射性同位素镅241，它能放射出一种很容易使空气电离的粒子．正常情况下镅241放射出的粒子使两个极板间的空气电离，在a、b间形成较强的电流；发生火灾时，大量烟雾进入网罩Ⅰ内，烟尘颗粒吸收其中的带电粒子，导致电流发生变化，从而报警．下列说法中正确的是( )
A．镅241射出的是α粒子，有烟雾时电流增强
B．镅241射出的是α粒子，有烟雾时电流减弱
C．镅241射出的是β粒子，有烟雾时电流增强
D．镅241射出的是β粒子，有烟雾时电流减弱
解析：选B 放射性同位素镅241，它能放射出一种很容易使气体电离的粒子，知该粒子是α粒子．发生火灾时，烟雾进入网罩内，烟尘颗粒吸收空气中的离子和镅发出的粒子，使得电流减弱．故B正确，A、C、D错误．
6.惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，这个系统的重要元件之一是加速度计．加速度计构造原理的示意图如图所示，沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m的滑块，滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连；两弹簧的另一端与固定壁相连．滑块原来静止，弹簧处于自然长度，滑块上有指针可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导．设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O点的距离为s，则这段时间内导弹的加速度( )
A．方向向左，大小为 B．方向向右，大小为
C．方向向左，大小为 D．方向向右，大小为
解析：选D 当指针向左偏离O点的距离为s时，与滑块相连的左边弹簧被压缩s，右边弹簧被拉伸s，因而弹簧对滑块的弹力的大小均为ks，且方向均水平向右，即滑块受到的合力大小为2ks，方向水平向右．由牛顿第二定律可知D正确．
7．(多选)如图是电熨斗的结构图，下列说法正确的是( )
A．双金属片上层金属的膨胀系数小于下层金属
B．常温下，上下触点接触，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，使升降螺丝上升
D．双金属片温度传感器的作用是控制电路的通断
解析：选BD 电热丝通电加热，双金属片温度升高，双金属片的膨胀系数上大下小，温度升高到一定值时，双金属片向下弯曲使触点断开，停止供电，A错，B、D对；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，使双金属片稍向下弯曲，这样要使触点断开双金属片向下弯曲程度要大一些，温度也需要更高一些，C错．
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．
解析：如图所示．设CE＝x，P球平衡时，由平衡条件可得tan θ＝＝，F为水流对小球作用力①
根据闭合电路欧姆定律和部分电路的欧姆定律可得
I＝＝②
根据电阻定律可得RL＝ρ③
Rx＝ρ④
由①②③④式可得U＝，因为水速越大，θ越大，则U越大．
答案：见解析
「能力提升练」
1．关于电磁灶的加热原理，下列说法正确的是( )
①电磁灶加热与微波炉加热原理是一样的
②电磁灶是利用电磁感应原理制成的
③电磁灶是热量从灶口传递给锅中的食物达到加热的目的
④电磁灶工作时，灶不会生热
A．②④ B．①③
C．①② D．②③
解析：选A 电磁灶里面的线圈中变化的电流，产生变化的磁场，从而形成涡流，根据电流的热效应进行加热，电磁灶工作时，灶不会生热，故③错误，④正确；微波炉是接通电路后，220 V交流电经变压器变压，在次级产生3.4 V低压交流电对磁控管加热，同时在另一次级产生2 000 V高压电，经镇流系统加到磁控管的阴、阳两极之间，使磁控管产生微波，微波输送至金属制成的加热器(炉腔)，被来回反射，微波的电磁作用使食物内的分子高频运动，从而使食物受热，故①错误，②正确．所以A正确，B、C、D错误．
2．如图所示，是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图．门打开时，红外光敏电阻R3受到红外线照射，电阻减小；门关闭会遮蔽红外线源(红外线源没有画出)．经实际试验，灯的亮灭能反映门的开、关状态．门打开时两灯的发光情况以及R2两端电压UR2与门关闭时相比 ( )
A．红灯亮，UR2变大 B．绿灯亮，UR2变大
C．绿灯亮，UR2变小 D．红灯亮，UR2变小
解析：选D 门打开R3减小，导致R总减小和I总增加，Ur和UR1变大，UR2＝E－(UR1＋Ur)减小，IR3＝I总－增加，电磁继电器磁性增强把衔铁拉下，红灯亮，绿灯灭，A、B、C错误，D正确．
3．(2019·辽宁白城月考)如图为一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是( )
A．温度升高至74 ℃时，L1灯亮，报警
B．温度升高至74 ℃时，L2灯亮，报警
C．温度升高至78 ℃时，L1灯亮，报警
D．温度升高至78 ℃时，L2灯亮，报警
解析：选D 当温度低于78 ℃时，继电器线圈中没有电流，此时灯L1亮，但不报警；当温度升高到78 ℃时，继电器线圈有电流，磁铁吸下衔铁，灯L2被接通，所以灯L2亮且报警，温度升高至74 ℃时，只是灯L1亮，不会报警，故A、B、C选项错误，D选项正确．
4．(多选)有一种测量人体重的电子秤，其原理如图中虚线内所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)．设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3 A，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，电阻R随压力变化的函数式为R＝30－0.01F(F和R的单位分别是N和Ω)．下列说法正确的是( )
A．该秤能测量的最大体重是1 400 N
B．该秤能测量的最大体重是2 800 N
C．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375 A处
D．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.400 A处
解析：选BC 分析题意可知，理想电流表的量程为3 A，故电路中电流为3 A时，电子秤测量的体重最大，根据闭合电路欧姆定律可知，I＝，解得R＝2 Ω，其中R＝30－0.01F，联立解得F＝2 800 N，A选项错误，B选项正确；踏板空载时F＝0，代入R＝30－0.01F，解得R＝30 Ω，根据欧姆定律得，I＝0.375 A，该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375 A处，C选项正确，D选项错误．
5．同学们在研究传感器特点时，做了如下两个实验：
(1)利用传感器和计算机可以研究快速变化力的大小，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弹力随时间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．t1、t2时刻小球速度最大
B．t2、t5时刻小球的动能最小
C．t3、t4时刻小球的速度相同
D．小球在运动过程中机械能守恒
(2)温度传感器是对温度敏感的元件，它将感受到的温度信号转变成测量的量(一般是电学量)，从而直接反映出其变化．某种材料的R-t图线如图丙所示．
①它________(选填“能”或“不能”)作为温度传感器的感应元件．
②把这种材料制成的电阻和一个电热器串联，如图丁，可达到何种自动控制效果？
解析：(1)分析小球的运动可知，小球先做自由落体运动，当绳子出现弹力后，小球做加速度减小的加速运动，当重力等于弹力时，速度最大，弹力大于重力时，小球做加速度增大的减速运动，在最低点时，速度为零，小球做往复运动，最终处于静止状态，重力等于弹力．
对应图乙可知，t1、t3、t4、t6时刻，弹性绳处于原长，弹力为零，t2、t5时刻，弹力最大，处于最低点，速度为零，故A选项错误，B选项正确；小球运动过程中受到重力、弹力和阻力作用，t3、t4时刻小球的速度不等，小球运动过程中机械能不守恒，C、D选项错误．
(2)①分析图丙可知，该传感器电阻随温度的变化明显，可以作为温度传感器的感应元件．
②根据温度传感器的特性可知，电阻随温度的升高而增大，根据闭合电路欧姆定律可知，温度升高后，电流减小，功率减小．温度降低时，电流增大，功率增大，可以起到保持一定温度的效果．
答案：(1)B (2)①能 ②可达到使电热器保持一定温度的效果
6．如图所示是电饭煲的电路图，S1是一个温控开关，手动闭合后，当温度达到居里点(103 ℃)时，此开关会自动断开，S2也是一个自动温控开关，当温度低于70 ℃时，会自动闭合，温度高于80 ℃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，加热电阻丝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？
解析：(1)电饭煲盛上食物后，接上电源，S2自动闭合，同时手动闭合S1，这时黄灯短路，红灯亮，电饭煲处于加热状态，加热到80 ℃时，S2自动断开，S1仍闭合．水烧开后，温度升到居里点103 ℃时，开关S1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态．由于散热，待温度降到70 ℃时，S2自动闭合，电饭煲重新加热，温度达到80 ℃时，S2又自动断开，再次处于保温状态．
(2)加热时电饭煲消耗的电功率P1＝，保温时电饭煲消耗的电功率P2＝，两式中R并＝＝Ω＝ Ω.
从而有＝＝＝.
(3)如果不闭合开关S1，开始S2是闭合的，R1被短路，功率为P1，当温度上升到80 ℃时，S2自动断开，功率降为P2，温度降低到70 ℃，S2自动闭合…温度只能在70 ℃～80 ℃之间变化，不能把水烧开，不能煮熟饭．
答案：(1)见解析 (2)12∶1 (3)见解析
1．街道旁的路灯、江海里的航标灯都要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的( )
A．压敏性 B．光敏性
C．热敏性 D．三特性都利用了
解析：选B 分析题意可知，要求航标灯夜晚亮、白天熄．通过光来控制电路电流的变化，所以电路中必须存在光传感器，通过光传感器来实现自动控制，利用半导体的光敏性，B选项正确．
2．(多选)关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是( )
A．应变片是由导体材料制成
B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之，变小
C．传感器输出的是应变片上的电压
D．外力越大，输出的电压差值也越大
解析：选BD 应变片多用半导体材料制成，A错误；传感器输出的是上、下两应变片上的电压差，并且随着外力的增大，输出的电压差值也就越大，C错误，B、D正确．
3．有一种在光照增强或温度升高时排气扇都能启动的自动控制装置，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
解析：选B 题中提到光照增强或温度升高时排气扇都能启动，由此可见两个传感器一个是光电传感器，一个是温度传感器，而且排气扇自动工作只需光照和温度其中一个满足条件即可，A、C、D错误，B正确．
4．(多选)传感器在日常生活中有着广泛的应用，它的种类多种多样，其性能也各不相同．以下有关传感器的说法正确的是( )
A.办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开或关，是光传感器的应用
B.非触摸式自动水龙头(自动感应水龙头)应用的传感器是生物传感器
C.空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内实现这一功能的传感器是温度传感器
D.电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，能控制电路的通断
解析：选ACD 办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开和关，是由于人体会发出红外线，当传感器探测到人体发出的红外线后，门会自动打开，是光传感器的应用，故A正确；利用红外线的热效应可以制成多种开关，本题所涉及的水龙头和智能门就是这一应用的体现．是利用光传感器而制成的，故B错误；空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，这是因为空调机使用温度传感器，故C正确；电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断，原理是不同的金属膨胀系数不同，故D正确．
5．用于火灾报警的离子烟雾传感器如图所示．在网罩Ⅰ内有电极Ⅱ和Ⅲ，a、b两端接电源，Ⅳ是一小块放射性同位素镅241，它能放射出一种很容易使空气电离的粒子．正常情况下镅241放射出的粒子使两个极板间的空气电离，在a、b间形成较强的电流；发生火灾时，大量烟雾进入网罩Ⅰ内，烟尘颗粒吸收其中的带电粒子，导致电流发生变化，从而报警．下列说法中正确的是( )
A．镅241射出的是α粒子，有烟雾时电流增强
B．镅241射出的是α粒子，有烟雾时电流减弱
C．镅241射出的是β粒子，有烟雾时电流增强
D．镅241射出的是β粒子，有烟雾时电流减弱
解析：选B 放射性同位素镅241，它能放射出一种很容易使气体电离的粒子，知该粒子是α粒子．发生火灾时，烟雾进入网罩内，烟尘颗粒吸收空气中的离子和镅发出的粒子，使得电流减弱．故B正确，A、C、D错误．
6.惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，这个系统的重要元件之一是加速度计．加速度计构造原理的示意图如图所示，沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m的滑块，滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连；两弹簧的另一端与固定壁相连．滑块原来静止，弹簧处于自然长度，滑块上有指针可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导．设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O点的距离为s，则这段时间内导弹的加速度( )
A．方向向左，大小为 B．方向向右，大小为
C．方向向左，大小为 D．方向向右，大小为
解析：选D 当指针向左偏离O点的距离为s时，与滑块相连的左边弹簧被压缩s，右边弹簧被拉伸s，因而弹簧对滑块的弹力的大小均为ks，且方向均水平向右，即滑块受到的合力大小为2ks，方向水平向右．由牛顿第二定律可知D正确．
7．(多选)如图是电熨斗的结构图，下列说法正确的是( )
A．双金属片上层金属的膨胀系数小于下层金属
B．常温下，上下触点接触，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，使升降螺丝上升
D．双金属片温度传感器的作用是控制电路的通断
解析：选BD 电热丝通电加热，双金属片温度升高，双金属片的膨胀系数上大下小，温度升高到一定值时，双金属片向下弯曲使触点断开，停止供电，A错，B、D对；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，使双金属片稍向下弯曲，这样要使触点断开双金属片向下弯曲程度要大一些，温度也需要更高一些，C错．
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．
解析：如图所示．设CE＝x，P球平衡时，由平衡条件可得tan θ＝＝，F为水流对小球作用力①
根据闭合电路欧姆定律和部分电路的欧姆定律可得
I＝＝②
根据电阻定律可得RL＝ρ③
Rx＝ρ④
由①②③④式可得U＝，因为水速越大，θ越大，则U越大．
答案：见解析
「能力提升练」
1．关于电磁灶的加热原理，下列说法正确的是( )
①电磁灶加热与微波炉加热原理是一样的
②电磁灶是利用电磁感应原理制成的
③电磁灶是热量从灶口传递给锅中的食物达到加热的目的
④电磁灶工作时，灶不会生热
A．②④ B．①③
C．①② D．②③
解析：选A 电磁灶里面的线圈中变化的电流，产生变化的磁场，从而形成涡流，根据电流的热效应进行加热，电磁灶工作时，灶不会生热，故③错误，④正确；微波炉是接通电路后，220 V交流电经变压器变压，在次级产生3.4 V低压交流电对磁控管加热，同时在另一次级产生2 000 V高压电，经镇流系统加到磁控管的阴、阳两极之间，使磁控管产生微波，微波输送至金属制成的加热器(炉腔)，被来回反射，微波的电磁作用使食物内的分子高频运动，从而使食物受热，故①错误，②正确．所以A正确，B、C、D错误．
2．如图所示，是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图．门打开时，红外光敏电阻R3受到红外线照射，电阻减小；门关闭会遮蔽红外线源(红外线源没有画出)．经实际试验，灯的亮灭能反映门的开、关状态．门打开时两灯的发光情况以及R2两端电压UR2与门关闭时相比 ( )
A．红灯亮，UR2变大 B．绿灯亮，UR2变大
C．绿灯亮，UR2变小 D．红灯亮，UR2变小
解析：选D 门打开R3减小，导致R总减小和I总增加，Ur和UR1变大，UR2＝E－(UR1＋Ur)减小，IR3＝I总－增加，电磁继电器磁性增强把衔铁拉下，红灯亮，绿灯灭，A、B、C错误，D正确．
3．(2019·辽宁白城月考)如图为一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是( )
A．温度升高至74 ℃时，L1灯亮，报警
B．温度升高至74 ℃时，L2灯亮，报警
C．温度升高至78 ℃时，L1灯亮，报警
D．温度升高至78 ℃时，L2灯亮，报警
解析：选D 当温度低于78 ℃时，继电器线圈中没有电流，此时灯L1亮，但不报警；当温度升高到78 ℃时，继电器线圈有电流，磁铁吸下衔铁，灯L2被接通，所以灯L2亮且报警，温度升高至74 ℃时，只是灯L1亮，不会报警，故A、B、C选项错误，D选项正确．
4．(多选)有一种测量人体重的电子秤，其原理如图中虚线内所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)．设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3 A，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，电阻R随压力变化的函数式为R＝30－0.01F(F和R的单位分别是N和Ω)．下列说法正确的是( )
A．该秤能测量的最大体重是1 400 N
B．该秤能测量的最大体重是2 800 N
C．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375 A处
D．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.400 A处
解析：选BC 分析题意可知，理想电流表的量程为3 A，故电路中电流为3 A时，电子秤测量的体重最大，根据闭合电路欧姆定律可知，I＝，解得R＝2 Ω，其中R＝30－0.01F，联立解得F＝2 800 N，A选项错误，B选项正确；踏板空载时F＝0，代入R＝30－0.01F，解得R＝30 Ω，根据欧姆定律得，I＝0.375 A，该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375 A处，C选项正确，D选项错误．
5．同学们在研究传感器特点时，做了如下两个实验：
(1)利用传感器和计算机可以研究快速变化力的大小，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弹力随时间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．t1、t2时刻小球速度最大
B．t2、t5时刻小球的动能最小
C．t3、t4时刻小球的速度相同
D．小球在运动过程中机械能守恒
(2)温度传感器是对温度敏感的元件，它将感受到的温度信号转变成测量的量(一般是电学量)，从而直接反映出其变化．某种材料的R-t图线如图丙所示．
①它________(选填“能”或“不能”)作为温度传感器的感应元件．
②把这种材料制成的电阻和一个电热器串联，如图丁，可达到何种自动控制效果？
解析：(1)分析小球的运动可知，小球先做自由落体运动，当绳子出现弹力后，小球做加速度减小的加速运动，当重力等于弹力时，速度最大，弹力大于重力时，小球做加速度增大的减速运动，在最低点时，速度为零，小球做往复运动，最终处于静止状态，重力等于弹力．
对应图乙可知，t1、t3、t4、t6时刻，弹性绳处于原长，弹力为零，t2、t5时刻，弹力最大，处于最低点，速度为零，故A选项错误，B选项正确；小球运动过程中受到重力、弹力和阻力作用，t3、t4时刻小球的速度不等，小球运动过程中机械能不守恒，C、D选项错误．
(2)①分析图丙可知，该传感器电阻随温度的变化明显，可以作为温度传感器的感应元件．
②根据温度传感器的特性可知，电阻随温度的升高而增大，根据闭合电路欧姆定律可知，温度升高后，电流减小，功率减小．温度降低时，电流增大，功率增大，可以起到保持一定温度的效果．
答案：(1)B (2)①能 ②可达到使电热器保持一定温度的效果
6．如图所示是电饭煲的电路图，S1是一个温控开关，手动闭合后，当温度达到居里点(103 ℃)时，此开关会自动断开，S2也是一个自动温控开关，当温度低于70 ℃时，会自动闭合，温度高于80 ℃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，加热电阻丝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？
解析：(1)电饭煲盛上食物后，接上电源，S2自动闭合，同时手动闭合S1，这时黄灯短路，红灯亮，电饭煲处于加热状态，加热到80 ℃时，S2自动断开，S1仍闭合．水烧开后，温度升到居里点103 ℃时，开关S1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态．由于散热，待温度降到70 ℃时，S2自动闭合，电饭煲重新加热，温度达到80 ℃时，S2又自动断开，再次处于保温状态．
(2)加热时电饭煲消耗的电功率P1＝，保温时电饭煲消耗的电功率P2＝，两式中R并＝＝Ω＝ Ω.
从而有＝＝＝.
(3)如果不闭合开关S1，开始S2是闭合的，R1被短路，功率为P1，当温度上升到80 ℃时，S2自动断开，功率降为P2，温度降低到70 ℃，S2自动闭合…温度只能在70 ℃～80 ℃之间变化，不能把水烧开，不能煮熟饭．
答案：(1)见解析 (2)12∶1 (3)见解析