高中物理教科版 (2019)选择性必修 第二册3 传感器的应用举例当堂达标检测题

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题组一 传感器的应用实例
1．如图所示为小型电磁继电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈，P为可绕O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱。电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求。其工作方式是( )
A．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路串联
B．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路并联
C．C与D接信号电压，A与B可跟被控电路串联
D．C与D接信号电压，A与B可跟被控电路并联
2．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
3．(多选)关于电饭锅的说法，正确的是( )
A．电饭锅中的温度传感器的主要元件是感温铁氧体
B．感温铁氧体在常温下具有铁磁性，温度很高时失去铁磁性
C．用电饭锅烧水，水开时能自动断电
D．用电饭锅煮饭时，若温控开关自动断电后，它不能自动复位
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
5．(多选)如图所示，RT为正温度系数热敏电阻，R1为光敏电阻，R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E、内阻为r，电压表为理想电压表，现发现电压表示数增大，可能的原因是( )
A．热敏电阻温度升高，其他条件不变
B．热敏电阻温度降低，其他条件不变
C．光照增强，其他条件不变
D．光照减弱，其他条件不变
6．如图所示，双金属片上层金属的热膨胀系数________(选填“大于”“等于”或“小于”)下层金属，常温下，弹性铜片和双金属片触点是接触的，通电后，电热丝发热，当温度升高到某一值时，双金属片上层的金属受热膨胀的形变量大于下层金属，双金属片向下弯曲，使触点分离，切断电路，随着温度的降低，当降到某一温度时，双金属片收缩恢复原状，两触点又接触，接通电路。调温旋钮下压弹性铜片，可使触点分离时的温度________(选填“升高”或“降低”)；上提弹性铜片，可________(选填“升高”或“降低”)触点的分离温度，从而实现了调温控制。
题组二 简单的控制电路
7．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
8．某光敏电阻RT没有受到光照射(或光较暗)时，阻值较大，有光照射时，阻值较小。现利用该光敏电阻、低压电源和电磁继电器设计了自动控制电路，如图所示。下列说法正确的是( )
A．白天流过R1的电流小于晚上流过R1的电流
B．该控制电路用到了电磁感应现象
C．该电路能实现灯泡晚上亮、白天不亮的功能
D．继电器所在电路，电源的输出功率晚上比白天的大
9．如图所示，图甲为热敏电阻的R-t图像，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器的电阻为100Ω。当线圈的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势E＝9.0V，内阻可以不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。则：
甲 乙
(1)应该把恒温箱内的加热器接在________(选填“A、B端”或“C、D端”)。
(2)如果要使恒温箱内的温度保持在50℃，可变电阻R′的阻值应调节为________Ω。
10．某同学通过实验制作一简易温控开关，实验原理图如图所示，当继电器电流超过10mA时，衔铁吸合，加热器停止加热，实现温控。继电器的电阻约为20Ω，热敏电阻与温度t的关系如下表所示。
(1)提供的实验器材有：
电源E1(3V，内阻不计)
电源E2(6V，内阻不计)
滑动变阻器R1(0～20Ω，内阻不计)
滑动变阻器R2(0～200Ω，内阻不计)
热敏电阻Rt
电阻箱(0～999.9Ω)
开关S，导线若干
为使该装置实现对30～80℃之间任意温度的控制，电源应选________(选填“E1”或“E2”)；滑动变阻器应选______(选填“R1”或“R2”)。
(2)欲使热敏电阻为40℃时衔铁吸合，下列操作步骤正确的顺序是________。
①将热敏电阻接入电路
②观察到继电器的衔铁被吸合
③断开开关，将电阻箱从电路中移除
④合上开关，调节滑动变阻器的阻值
⑤断开开关，用变阻箱替换热敏电阻，将变阻箱电阻调至145.4Ω
A．⑤④②③①B．③⑤④②①
C．①④⑤②③D．④⑤②③①
11．在实际应用中有多种自动控温装置，以下是其中两种控温装置：
(a)
(b)
(c)
(1)图(a)为某自动恒温箱原理图，箱内的电阻R1＝2kΩ，R2＝1.5kΩ，R3＝4kΩ，Rt为热敏电阻，其电阻随温度变化的图像如图(b)所示。当a、b两点电势φa<φb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φa≥φb时，电压鉴别器会使S断开，停止加热，则恒温箱内的稳定温度为________℃，恒温箱内的电热丝加热时Rt的取值范围为________。
(2)有一种由PTC元件做成的加热器，它产生的焦耳热功率PR随温度t变化的图像如图(c)所示。该加热器向周围散热的功率为PQ＝k(t－t0)，其中t为加热器的温度，t0为室温(本题中取20℃)，k＝0.1W/℃。
①当PR＝PQ时加热器的温度即可保持稳定，则该加热器工作的稳定温度为________℃；
②某次工作中，该加热器从室温升高至稳定温度的过程中，下列温度变化过程用时最短的是________(填选项前的字母序号)。
A．20～24℃B．32～36℃
C．48～52℃D．60～64℃
12．(1)热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图。由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力________(选填“增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更________(选填“敏感”或“不敏感”)。
(2)利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条件等。图甲所示为某同学用传感器做实验得到的小灯泡的U-I关系图线。
甲 乙
丙
(a)实验室提供的器材有：电流传感器、电压传感器、滑动变阻器A(阻值范围0～10Ω)、滑动变阻器B(阻值范围0～100Ω)、电动势为6V的电源(不计内阻)、小灯泡、开关、导线若干。该同学做实验时，滑动变阻器选用的是________(选填“A”或“B”)；请在图乙的方框中画出该实验的电路图。
(b)将该小灯泡接入如图丙所示的电路中，已知电流传感器的示数为0.3A，电源电动势为3V。则此时小灯泡的电功率为________W，电源的内阻为________Ω。t/℃
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
R/Ω
199.5
145.4
108.1
81.8
62.9
49.7