《2017_2018学年高中物理6.2传感器的应用课下作业含解析新人教版选修3_22017072812.wps》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017_2018学年高中物理6.2传感器的应用课下作业含解析新人教版选修3_22017072812.wps（5页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、传感器的应用 1.如图 1 所示为一种自动跳闸的闸刀开关，O 是转动轴，A 是绝缘手 柄C，是 闸刀卡口NM，、接电源线，闸刀处于垂直纸面向里、磁感应强度 B1 T 的匀 强 磁 场中，CO 间距离为 10 cm当。 磁场 力为 0.2 N 时，闸刀开关会自动跳开。 则 要 使闸刀开关能跳开，CO 中通过的电流的 图 1 大小和方向为( ) A电流方向 CO B电流方向 O C C电流大小为 1 A D电流大小为 0.5 A F 解析：根据左手定则， 电流方向 OC，故 A 错 B 对，由 FBIL 得 I 2 A，故 C、D 错。 BL 答案：B 2.如图 2 所示，电吉他的弦是磁性物质，当
2、弦振动时，线圈中 产生感应电流，感应电流输送到放大器、喇叭，把声音播放出来， 下列说法正确的是( ) A电吉他是光电传感器 B电吉他是温度传感器 图 2 C电吉他是声音传感器 D弦改用尼龙材料原理不变 解析：由电吉他发声原理可知是将声音变化转变为电流的变化，C 对，A、B、D 错。 答案：C 3许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声 音它也没有反应。它的控制电路中可能接入的传感器是( ) A温度传感器 B光电传感器 C声音传感器 D热电传感器 解析：温度传感器是指将温度信号转换为电信号的一类传感器；光电传感器是指将光信号 转换为电信号的一类传感器；声音传感器
3、是指将声音信号转换为电信号的一类传感器；热电传 感器是指将温度信号转换为电信号的一类传感器。根据题意，楼道照明灯由两种装置控制，一 是与光有关，二是与声音有关，故本题正确选项为 B、C。 答案：BC 4压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运 动状态的装置，某工作原理如图 3 甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放 置一个绝缘重球。小车向右做直线运动过程中，电流表示数的变化规律如图乙所示，下列判断 1 正确的是( ) 图 3 A从 t1到 t2时间内，小车做匀速直线运动 B从 t1到 t2时间内，小车做匀加速直线运动 C从 t2到 t3时间内，小
4、车做匀速直线运动 D从 t2到 t3时间内，小车做匀加速直线运动 解析：在 0t1内，电流 I 恒定，压敏电阻阻值不变，由小球的受力不变可知，小车可能 做匀速或匀加速直线运动；在 t1t2内，电流 I 变大，压敏电阻阻值变小，压力变大，小车做 变加速运动，A、B 皆错。在 t2t3内，电流 I 不变，压力恒定，小车做匀加速直线运动，C 错， D 正确。 答案：D 5如图 4 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( ) 图 4 A温度升高至 74时，L1亮灯报警 B温度升高至 74时，L2亮灯报警 C温度升高至 78时，L1亮灯报警 D温度升高至 7
5、8时，L2亮灯报警 解析：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，D 选项正确。 答案：D 6.如图 5 所示是家用电冰箱的压缩启动装置的电路。其中 的运行绕组是电冰箱在工作时电动机的定子，由于家用交流 电是单相的，启动时必须依靠启动绕组的帮助才能产生旋 图 5 2 转磁场。在启动绕组的支路中串联有一个 PTC元件，这是一种以钛酸钡为主要材料的热敏电阻 器。电流流过 PTC元件，元件发热，它的电阻率随温
6、度升高而发生显著变化，当电动机转动正 常以后，PTC 元件温度较高，电阻很大，启动绕组中电流很小，以下判断正确的是( ) 电冰箱的电动机启动时比正常工作时耗电少；电冰箱的电动机正常工作时比启动时耗 电少；电冰箱启动后，启动绕组功率不变，运行绕组功率是变化的；电冰箱启动后，启动 绕组功率是变化的，运行绕组功率不变。 A B C D 解析：启动时，由于 PTC 元件温度低，电阻小，故耗电多，正确；启动后，随着 PTC元 件温度升高，其电阻增大，通过启动绕组的电流减小，故启动绕组的功率是变化的，而运行绕 组两端电压不变，故功率不变，则正确。 答案：B 7如图 6 所示是电饭锅的结构图，如果感温磁体的
7、“居里温度”为 103，下列说法中正 确的是( ) 图 6 A常温下感温磁体具有较强的磁性 B当温度超过 103时，感温磁体的磁性较强 C饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会超过 103，这时开关按钮会自动跳起 D常压下只要锅内有水，锅内的温度就不可能达到 103，开关按钮就不会自动跳起 解析：常温下感温磁体的磁性较强，当按下开关按钮，永磁体与感温磁体相互吸引而接通 电路，而感温磁体的居里温度是 103，常压下只要锅内有水，锅内温度就不可能达到 103， 开关就不会自动断开，饭熟后，水分被吸收，锅底温度就会达到 103，感温磁体磁性消失， 在弹簧的作用下开关自动跳起。综上所述 A、C、D 三项
8、正确。 答案：ACD 8.小强用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无 法自动控制。经检查，恒温箱的控制器没有故障。参照图 7，下列对 故障判断正确的是( ) A只可能是热敏电阻出现故障 图 7 B只可能是温度设定装置出现故障 3 C热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障 D可能是加热器出现故障 解析：由恒温箱原理图可知，若热敏电阻出现故障或温度设定出现故障都会向控制器传递 错误信息，导致控制器发出错误指令，故 C 正确，A、B 错误。若加热器出现故障，只有一种可 能，即不能加热，而题中加热器一直加热才会使温度持续升高，故 D 错误。 答案：C 9.用如图 8 所示的装置可以测量汽车在水
9、平路面上做匀加速直线运 动的加速度。该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻 组成的压力传感器用。两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg 的滑 块滑 ， 块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器 a、b 上，其压 图 8 力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出。现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器 b 在 前，传感器 a 在后。汽车静止时，传感器 a、b 的示数均为 10 N(取 g10 m/s2)。 (1)若传感器 a 的示数为 14 N，b 的示数为 6.0 N，求此时汽车的加速度大小和方向。 (2)当汽车以怎样的加速度运动时，传感器 a 的示数为零？ 解析：(1)如图
10、所示，依题意：左侧弹簧对滑块向右的推力F114 N， 右侧弹簧对滑块的向左的推力 F26.0 N，滑块所受合力产生加速度 a1， 根据牛顿第二定律有 F1F2ma1，得： F1F2 146.0 a1 m/s24 m/s2。 m 2.0 a1与 F1同方向，即向前(向右)。 (2)a 传感器的读数恰为零，即左侧弹簧的弹力 F10，因两弹簧相同，左弹簧伸长多少， 右弹簧就缩短多少，所以右弹簧的弹力变为 F220 N。 滑块所受合力产生加速度 a2， 由牛顿第二定律得 F 合F2ma2， F2 得 a2 10 m/s2，方向向左。 m 答案：(1)4.0 m/s2 方向向右 (2)以方向向左大小为
11、10 m/s2的加速度运动 10.如图 9 所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的 装 置的示意图，A 为光源B，为光电接收器，A、B 均固定在车身上，C 为小 车 的车轮，D 为与 C 同轴相连的齿轮。车轮转动时，A 发出的光束通过 旋 转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被 B 接收并转换 图 9 成电信号，由电子电路记录和显示。若实验显示单位时间内的脉冲数为 n，累计脉冲数为 N， 试完成下列问题的解答： (1)要测出小车的速度和行程，还必须测量的物理数据有哪些？ 4 (2)推导小车速度的表达式。 (3)推导小车行程的表达式。 解析：小车的速度等于车轮的周长与单位时间内车轮转动圈数
12、的乘积。设车轮的半径为 R， 单位时间内车轮转动圈数为 k， 则有 v2Rk。 若齿轮的齿数为 P，则齿轮转一圈电子电路显示的脉冲数即为 P。已知单位时间内的脉冲 n 数为 n，所以单位时间内齿轮转动圈数为 。由于齿轮与车轮同轴相连，它们在单位时间内转动 P 圈数相等，即 kn/P。 2Rn 由以上两式可得 v 。 P 同理，设车轮转动的累计圈数为 k，则有路程 x2Rk， 2RN 且 kN/P，所以 x 。 P 可见，要测出小车的速度 v 和行程 x，除单位时间内的脉冲数 n 和累计脉冲数 N 外，还必 须测出车轮半径 R 和齿轮的齿数 P。 答案：(1)车轮半径 R 和齿轮的齿数 P 2Rn 2RN (2)v (3)x P P 5