高中鲁科版 (2019)第2节 科学制作: 简单的自动控制装置一课一练

第2节　科学制作:简单的自动控制装置

课后篇巩固提升

必备知识基础练

1.嫦娥五号登月时装有很多探测仪器,其中可能有 (　　)

A.味觉传感器 B.气体传感器

C.听觉传感器 D.视觉传感器

解析“嫦娥五号”月球卫星是为探测月球而发射的在轨卫星,而月球上无气体,所以不需要气体传感器和听觉传感器,当然也用不到味觉传感器,真正需要的是为月球“画像”的视觉传感器——立体相机。

答案D

2.(多选)(2020浙江丽水期中)当前传感器被广泛应用于各种电器、电子产品之中,下述关于常用的几种家用电子器件所采用传感器的说法中正确的是              (　　)

A.电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了光电传感器

B.电子体温计中主要是采用了温度传感器

C.电脑所用的光电鼠标主要采用了声波传感器

D.电子秤中主要是采用了力电传感器

解析C项中电脑所用的光电鼠标主要采用了光电传感器。

答案ABD

3.

(2020广西桂林期末)如图所示,RT为负温度系数热敏电阻,其他电阻都是普通的电阻,当灯泡L的亮度变暗时,说明(　　)

A.环境温度变高 

B.环境温度变低

C.环境温度不变 

D.都有可能

解析当灯泡L的亮度变暗时,说明通过灯泡L的电流变小,RT的阻值变大,只有环境温度变低,RT的阻值才变大,所以选B。

答案B

4.(多选)(2020浙江宁波效实中学期中)如图所示,全自动洗衣机中的排水阀是由程序控制器控制其动作的,当进行排水和脱水工序时,控制铁芯1的线圈通电,使铁芯2运动,从而牵引排水阀的阀门排除污水。以下说法中正确的是(　　)

A.若输入的控制电流由a流入,由b流出,则铁芯2中A端为N极,B端为S极

B.若输入的控制电流由a流入,由b流出,则铁芯2中A端为S极,B端为N极

C.若a、b处输入交变电流,铁芯2不能被吸入线圈中

D.若a、b处输入交变电流,铁芯2仍能被吸入线圈中

解析控制电流由a→b,由安培定则,电磁铁左端为N极,右端为S极,铁芯2被磁化,A端为N极,B端为S极,因而被吸入线圈中;若a、b处输入交变电流,铁芯1磁性不断变化,铁芯2磁性也随之变化,仍能被吸入线圈中,故A、D正确。

答案AD

5.(多选)某仪器内部的电路如图所示,其中M是一个质量较大的金属块,左、右两端分别与金属丝制成的弹簧相连,并套在光滑水平细杆上,当金属块处于平衡状态时,两根弹簧均处于原长,此时甲、乙两灯均不亮。若将该仪器固定在一辆汽车上,则下列说法中正确的是(　　)

A.当汽车加速前进时,甲灯亮

B.当汽车加速前进时,乙灯亮

C.当汽车刹车时,甲灯亮

D.当汽车刹车时,乙灯亮

解析当汽车加速前进时,金属块M向后偏离原位置,乙灯所在电路被接通,所以乙灯亮,选项A错误,选项B正确;当汽车刹车时,金属块M向前偏离原位置,甲灯所在电路被接通,所以甲灯亮,选项C正确,选项D错误。

答案BC

6.如图所示,A是浮子,B是金属触头,C为住宅楼房顶上的蓄水池,M是带水泵的电动机,D是弹簧,E是衔铁,F是电磁铁,S1、S2分别为触头开关,S为开关,J为电池。请利用上述材料,设计一个住宅楼房顶上的自动注水装置。

(1)连接电路图;

(2)简述其工作原理(涉及的元件可用字母代替)。

解析(1)电路图如图所示。

(2)按图接好电路,闭合开关S,水泵工作,水位升高,当浮子A上升使B接触到S1时,左侧电路(控制电路)工作,电磁铁F有磁性,拉下衔铁E,使S2断开,电动机M不工作,停止注水,当水位下降,使B与S1脱离,左侧电路停止工作,电磁铁F无磁性,弹簧D的弹力拉动衔铁E,使S2接通,电动机M工作。

答案(1)见解析图　(2)见解析

关键能力提升练

7.(多选)(2020山西太原二十一中期中)

某同学设计的家庭电路保护装置如图所示,铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成。如果右侧线圈L2中产生感应电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关K而切断家庭电路。仅考虑L1在铁芯中产生的磁场,下列说法正确的有              (　　)

A.家庭电路正常工作时,L2中的磁通量为零

B.家庭电路中使用的电器增多时,L2中的磁通量将增加

C.家庭电路中的电器发生短路时,开关K将被电磁铁吸起

D.地面上的人接触火线发生触电时,开关K将被电磁铁吸起

解析分析题意可知,火线和零线中电流等大反向,并行绕制时,线圈L1中产生的磁通量相互抵消,合磁通量为零,线圈L1、L2绕制同一铁芯上,即使用电器增多时,线圈L2中的磁通量同样为零,A选项正确,B选项错误;家庭电路中的电器发生短路时,根据闭合电路欧姆定律可知,火线和零线的电流同时增大,合磁通量为零,开关K不会被电磁铁吸起,C选项错误;地面上的人接触火线发生触电时,火线的电流变大,线圈L1中的磁通量不为零,线圈L2中的磁通量发生变化,产生感应电流,电磁铁将开关K吸起,D选项正确。

答案AD

8.(2020重庆江津五中检测)动圈式话筒和磁带录音机都应用了电磁感应现象。图1是动圈式话筒的原理图,图2是磁带录音机的录音、放音原理图,由图可知下列选项叙述错误的是(　　)

A.话筒工作时磁铁不动,线圈振动而产生感应电流

B.录音机放音时变化的磁场在静止的线圈里产生感应电流

C.录音机放音时线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场

D.录音机录音时线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场

解析话筒的工作原理是声波迫使金属线圈在磁场中振动产生感应电流,A正确。录音时,话筒产生的感应电流经放大电路放大后在录音机磁头缝隙处产生变化的磁场,D正确。磁带在放音时通过变化的磁场使放音磁头产生感应电流,经放大电路后再送到扬声器中,B正确,C错误。

答案C

9.(多选)(2020黑龙江大庆实验中学检测)如图所示为某商厦安装的光敏电阻自动计数器的示意图。其中A为光源,B为由电动机带动匀速运行的自动扶梯,R1为光敏电阻,R2为定值电阻。每当扶梯上有顾客经过挡住由A射向R1的光线时,计数器就计数一次。下列说法正确的是(　　)

A.当有光照射R1时,信号处理系统获得低电压

B.当有光照射R1时,信号处理系统获得高电压

C.信号处理系统每获得一次低电压就计数一次

D.信号处理系统每获得一次高电压就计数一次

解析当光线照射R1时,R1阻值减小,R总减小,且电源电压不变,由闭合电路欧姆定律得I=,电路中的电流增大,R2是定值电阻,U2=IR2,R2两端电压增大,信号处理系统获得高电压,所以选项A错误,B正确;根据前面分析可知,每当有人经过时,即没有光照时,信号处理系统获得低电压,信号处理系统计数一次,即信号处理系统每获得一次低电压就计数一次,所以选项C正确,D错误。

答案BC

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RP在不同照度下的阻值如下表:

(1)根据表中数据,请在图(1)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(2)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RP(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。

解析(1)如图甲所示,光敏电阻的阻值随光的照度的增大非线性减小。

(2)电路原理图如图乙所示,根据串联电阻的正比分压关系,E=3V,当照度降低至1.0lx时,由图线知,此时光敏电阻RP=20kΩ,URP=2V,串联电阻分压UR=1V,由=2得R==10kΩ,故选定值电阻R1。

答案(1)见解析图像　光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小。

(2)电路原理图见解析