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課時(shí)作業(yè)(五十三)　傳感器的簡(jiǎn)單應(yīng)用 [基礎(chǔ)訓(xùn)練] 1．(2018廣西兩市聯(lián)考)(多選)計(jì)算機(jī)光驅(qū)的主要部分是激光頭，它可以發(fā)射脈沖激光信號(hào)，激光掃描光盤時(shí)，激光頭利用光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)器將反射回來的脈沖信號(hào)傳輸給信號(hào)處理系統(tǒng)，再通過計(jì)算機(jī)顯示出相應(yīng)信息．光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)器的示意圖如圖所示，其中R1為光敏電阻，R2為定值電阻，此光電計(jì)數(shù)器的基本工作原理是(　　) A．當(dāng)有激光照射R1時(shí)，處理系統(tǒng)獲得低電壓 B．當(dāng)有激光照射R1時(shí)，處理系統(tǒng)獲得高電壓 C．信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計(jì)數(shù)一次 D．信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計(jì)數(shù)一次 答案：BD　解析：由題意知，當(dāng)光線照射R1時(shí)，R1阻值減小、R總減小，由歐姆定律得：I＝，且電源電壓不變，所以電路中的電流增大，因?yàn)镽2是定值電阻，U2＝IR2，故R2兩端電壓增大，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得高壓而計(jì)數(shù)，又因?yàn)榇?lián)電路總電壓等于各分電壓之和，所以R1兩端的電壓變小，故A、C錯(cuò)誤，B、D正確． 2．如圖所示的電路可將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該電路中右側(cè)固定不動(dòng)的金屬板b與能在聲波驅(qū)動(dòng)下沿水平方向振動(dòng)的鍍有金屬層的振動(dòng)膜a構(gòu)成一個(gè)電容器，a、b通過導(dǎo)線與恒定電源兩極相接．若聲源S做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，則(　　) A．a(chǎn)振動(dòng)過程中，a、b板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變 B．a(chǎn)振動(dòng)過程中，a、b板所帶電荷量不變 C．a(chǎn)振動(dòng)過程中，靈敏電流計(jì)中始終有方向不變的電流 D．a(chǎn)向右的位移最大時(shí)，a、b板所構(gòu)成的電容器的電容最大 答案：D　解析：由于平行板電容器兩極板與電源兩極相連接，因此兩極板間的電壓U保持不變，根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)E＝，C＝可判斷，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，D正確；再由Q＝CU可知，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于Q變化，使電容器出現(xiàn)充電、放電現(xiàn)象，則電流計(jì)中電流方向不斷變化，選項(xiàng)C錯(cuò)誤． 3．(2018陜西西安長(zhǎng)安一中月考)如圖所示為一種常見的身高體重測(cè)量?jī)x．測(cè)量?jī)x頂部向下發(fā)射波速為v的超聲波，超聲波經(jīng)反射后返回，被測(cè)量?jī)x接收，測(cè)量?jī)x記錄發(fā)射和接收的時(shí)間間隔．質(zhì)量為M0的測(cè)重臺(tái)置于壓力傳感器上，傳感器輸出電壓與作用在其上的壓力成正比．當(dāng)測(cè)重臺(tái)沒有站人時(shí)，測(cè)量?jī)x記錄的時(shí)間間隔為t0，輸出電壓為U0，某同學(xué)站上測(cè)重臺(tái)，測(cè)量?jī)x記錄的時(shí)間間隔為t，輸出電壓為U，則該同學(xué)的身高和質(zhì)量分別為(　　) A．v(t0－t)，U B.v(t0－t)，U C．v(t0－t)，(U－U0) D.v(t0－t)，(U－U0) 答案：D　解析：身高h(yuǎn)＝vt0－vt＝v(t0－t)，輸出電壓與作用在其上的壓力成正比知：U0＝kM0g，又U＝k(M0＋M)g，由以上兩式可得M＝(U－U0)，則D正確，A、B、C錯(cuò)誤． 4．(2018河南周口期末)如圖所示，圖甲為熱敏電阻的Rt圖象，圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的一個(gè)用于恒溫箱溫控電路，繼電器的電阻為100 Ω.當(dāng)線圈的電流大于或等于20 mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合．為繼電器線圈供電的電源的電動(dòng)勢(shì)E＝9.0 V，內(nèi)阻不計(jì)，圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源，則： 甲 　 乙 (1)應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在________(填“A、B端”或“C、D端”)． (2)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持50 ℃，可變電阻R′的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為________ Ω. 答案：(1)A、B端　(2)260 解析：(1)恒溫箱內(nèi)的加熱器應(yīng)該接在A、B端．當(dāng)線圈中的電流較小時(shí)，恒溫箱的加熱器處于工作狀態(tài)，恒溫箱內(nèi)溫度升高． (2)隨著恒溫箱內(nèi)溫度升高，熱敏電阻R的阻值變小，則線圈中的電流變大，當(dāng)線圈中的電流大于或等于20 mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸到下方，使恒溫箱加熱器與電源斷開，加熱器停止工作，恒溫箱內(nèi)溫度降低．隨著恒溫箱內(nèi)溫度降低，熱敏電阻R的阻值變大，則線圈中的電流變小，當(dāng)線圈的電流小于20 mA時(shí)，繼電器的銜鐵又被釋放到上方，則恒溫箱加熱器又開始工作，這樣就可以使恒溫箱內(nèi)保持在某一溫度．要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持50 ℃，即50 ℃時(shí)線圈內(nèi)的電流為20 mA，由閉合電路歐姆定律有I＝，r為繼電器的電阻．由題圖甲可知，50 ℃時(shí)熱敏電阻的阻值為90 Ω，所以R′＝－R－r＝260 Ω. 5．如圖1所示為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變，且對(duì)溫度很敏感)的IU關(guān)系曲線圖． 圖1 (1)為了通過測(cè)量得到如圖1所示IU關(guān)系的完整曲線，在圖2甲和乙兩個(gè)電路中應(yīng)選擇的是圖________；簡(jiǎn)要說明理由：_________. (電源電動(dòng)勢(shì)為9 V，內(nèi)阻不計(jì)，滑動(dòng)變阻器的阻值為0～100 Ω) 　　　 　　　 　 　甲　　　 　　 　乙 圖2 圖3 (2)在如圖3所示電路中，電源電壓恒為9.0 V，電流表讀數(shù)為70 mA，定值電阻R1＝250 Ω.由熱敏電阻的IU 關(guān)系曲線可知，熱敏電阻兩端的電壓為______V；電阻R2的阻值為________Ω. 答案：(1)甲　因?yàn)榧纂娐冯妷嚎蓮? V調(diào)到所需電壓，電壓調(diào)節(jié)范圍大　(2)5.0　117.6 解析：(1)應(yīng)選擇圖甲，因?yàn)閳D甲電路電壓可從0 V調(diào)到所需電壓，電壓調(diào)節(jié)范圍大． (2)由題圖知R2與熱敏電阻串聯(lián)后，與R1并聯(lián)接在9 V 電源上，總電流I＝70 mA，R1＝250 Ω.設(shè)通過熱敏電阻的電流為I2，通過R1的電流為I1，則I＝I1＋I(xiàn)2，故I2＝I－I1＝ mA＝34 mA.由圖象查得34 mA對(duì)應(yīng)的電壓為5.0 V，R2兩端電壓U2＝9.0 V－5.0 V＝4.0 V，所以R2＝＝117.6 Ω. [能力提升] 6．(2018北京東城二模)如圖甲所示為一種電容式位移傳感器的原理圖，當(dāng)被測(cè)物體在左右方向發(fā)生位移時(shí)，電介質(zhì)板隨之在電容器兩極板之間移動(dòng)．已知電容器的電容與電介質(zhì)板進(jìn)入電容器的長(zhǎng)度x之間的關(guān)系如圖乙所示，其中C0為電介質(zhì)沒有插入電容器時(shí)的電容．為判斷被測(cè)物體是否發(fā)生微小移動(dòng)，將該電容式位移傳感器與電源、電流表、開關(guān)組成串聯(lián)回路(圖中未畫出)．被測(cè)物體的初始位置如圖甲所示，電路閉合一段時(shí)間后，下列說法正確的是(　　) 甲 　 乙 A．若電源為直流電源且直流電流表示數(shù)不為零，說明物體一定在發(fā)生移動(dòng) B．若電源為直流電源且直流電流表示數(shù)變大，說明物體一定在向右發(fā)生移動(dòng) C．若電源為交流電源且交流電流表示數(shù)不為零，說明物體一定在發(fā)生移動(dòng) D．若電源為交流電源且交流電流表示數(shù)變大，說明物體一定在向右發(fā)生移動(dòng) 答案：A　解析：若電源為直流電源，物體不動(dòng)，則直流電流表示數(shù)必定為零，直流電流表示數(shù)不為零，說明物體一定在發(fā)生移動(dòng)，A項(xiàng)對(duì)；物體左、右移動(dòng)分別對(duì)應(yīng)充電、放電，不管物體向左、右哪個(gè)方向移動(dòng)，直流電流表示數(shù)都將變大，故B項(xiàng)錯(cuò)；電容器有通交流、隔直流的特點(diǎn)，因此若電源為交流電源，物體不移動(dòng)時(shí)，交流電流表示數(shù)也不為零，C項(xiàng)錯(cuò)；若電源為交流電源且交流電流表示數(shù)變大，說明電容器容抗變小，即電容變大，說明物體一定向左發(fā)生移動(dòng)，故D項(xiàng)錯(cuò)． 7．(2018河北保定模擬)某同學(xué)嘗試把一個(gè)靈敏電流表改裝成溫度表，他所選用的器材有： 靈敏電流表(待改裝)，學(xué)生電源(電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì))，滑動(dòng)變阻器，單刀雙擲開關(guān)，導(dǎo)線若干，導(dǎo)熱性能良好的防水材料，標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)，PTC熱敏電阻Rt(PTC線性熱敏電阻的阻值與攝氏溫度t的關(guān)系為Rt＝a＋kt，a>0，k>0)． 設(shè)計(jì)電路圖如圖所示，并按如下步驟進(jìn)行操作． (1)按電路圖連接好實(shí)驗(yàn)器材． (2)將滑動(dòng)變阻器滑片P滑到________(填“a”或“b”)端，單刀雙擲開關(guān)S擲于________(填“c”或“d”)端，調(diào)節(jié)滑片P使電流表________，并在以后的操作中保持滑片P位置不動(dòng)，設(shè)此時(shí)電路總電阻為R，斷開電路． (3)容器中倒入適量開水，觀察標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)，每當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)示數(shù)下降5 ℃，就將開關(guān)S置于d端，并記錄此時(shí)的溫度t和對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)I，然后斷開開關(guān)．請(qǐng)根據(jù)溫度表的設(shè)計(jì)原理和電路圖，寫出電流與溫度的關(guān)系式I＝________(用題目中給定的符號(hào))． (4)根據(jù)對(duì)應(yīng)溫度記錄的電流表示數(shù)，重新刻制電流表的表盤，改裝成溫度表．根據(jù)改裝原理，此溫度表表盤刻度線的特點(diǎn)是：低溫刻度在________(填“左”或“右”)側(cè)，刻度線分布是否均勻？________(填“是”或“否”)． 答案：(2)a　c　滿偏　(3)　(4)右　否 解析：(2)分析電路可知滑動(dòng)變阻器為限流式接法，所以閉合開關(guān)前，使它的阻值處于最大值狀態(tài)，即將滑片P滑到a端．為了設(shè)計(jì)表盤刻度，應(yīng)使開關(guān)擲于c處，調(diào)節(jié)滑片，使電流表滿偏． (3)把開關(guān)置于d端，根據(jù)閉合電路歐姆定律得I＝，又Rt＝a＋kt，聯(lián)立得出電流與溫度的關(guān)系式為I＝. (4)因?yàn)镽t＝a＋kt(且a>0，k>0)，所以溫度越低，電阻越小，回路中I越大，所以低溫度刻度在右側(cè)，由(3)中關(guān)系式可知電流與溫度不是線性關(guān)系，所以刻度線分布不均勻． 8．為了節(jié)能環(huán)保，一些公共場(chǎng)所使用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng)．光控開關(guān)可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)照度越大，照度的單位為lx). 甲 (1)某光敏電阻R在不同照度下的阻值如下表，根據(jù)表中已知數(shù)據(jù)，在如圖甲的坐標(biāo)系中描繪出了阻值隨照度變化的曲線．由圖象可求出照度為1.0 lx時(shí)的電阻約為________kΩ. 照度/lx 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 電阻/kΩ 5.8 3.7 2.8 2.3 1.8 (2)如圖乙所示是街道路燈自動(dòng)控制模擬電路，利用直流電源為電磁鐵供電，利用照明電源為路燈供電．為達(dá)到天亮燈熄、天暗燈亮的效果，路燈應(yīng)接在________(填“A、B”或“B、C”)之間，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，正確連接電路元件． 乙 丙 (3)用多用電表的歐姆擋選“10”的倍率，按正確步驟測(cè)量圖中電磁鐵線圈電阻時(shí)，指針示數(shù)如圖丙所示，則線圈的電阻為________Ω.已知當(dāng)線圈中的電流大于或等于2 mA時(shí)，繼電器的銜鐵將被吸合．圖中直流電源的電動(dòng)勢(shì)E＝6 V，內(nèi)阻忽略不計(jì)，滑動(dòng)變阻器有三種規(guī)格可供選擇：R1(0～10 Ω，2 A)、R2(0～200 Ω，1 A)、R3(0～1 750 Ω，0.1 A)．要求天色漸暗照度降低至 1.0 lx 時(shí)點(diǎn)亮路燈，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇________(填“R1”“R2”或“R3”)．為使天色更暗時(shí)才點(diǎn)亮路燈，應(yīng)適當(dāng)?shù)豞_______(填“增大”或“減小”)滑動(dòng)變阻器的電阻． 答案：(1)2.0　(2)A、B如圖所示 (3)140R3減小 解析：(1)從圖中讀出對(duì)應(yīng)于照度為1.0 lx時(shí)的縱坐標(biāo)可得對(duì)應(yīng)電阻值．(2)天亮?xí)r光照強(qiáng)度增大，光敏電阻的阻值減小，電磁鐵中電流增大，磁場(chǎng)增強(qiáng)，吸引銜鐵向下與C接通，燈熄滅，故燈泡應(yīng)接在A、B之間．實(shí)驗(yàn)連接圖見答案．(3)多用電表讀數(shù)為 140 Ω.路燈點(diǎn)亮?xí)r電磁鐵中電流小于2 mA，則電路中總阻值R＝>3 kΩ，此時(shí)光敏電阻的阻值小于2 kΩ，則滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值應(yīng)不小于1 kΩ，故應(yīng)選用R3.由于電磁鐵中電流在減小到2 mA時(shí)才能放開銜鐵，路燈才能發(fā)光，故在路燈開始發(fā)光時(shí)控制電路中總電阻是一定的，要使天色更暗時(shí)才點(diǎn)亮路燈，則要求在控制電路中的電流達(dá)到2 mA時(shí)光敏電阻的阻值更大，故滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值應(yīng)減?。?