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第2節(jié) 傳感器的應(yīng)用隨堂檢測學(xué)生用書P621下列說法錯誤的是()A傳感器擔(dān)負(fù)著信息采集的任務(wù)B干簧管是一種磁傳感器C傳感器不是電視遙控接收器的主要元件D傳感器是將力、溫度、光、聲、化學(xué)成分轉(zhuǎn)換為電信號的主要工具解析:選C.由傳感器的定義知A、D正確;電視遙控接收器的主要元件是紅外線傳感器,故C錯誤;由干簧管的工作原理知干簧管是一種能夠感知磁場的元件,故B正確2(多選)燃?xì)庠畹狞c(diǎn)火開關(guān)有兩種:一種是電脈沖點(diǎn)火開關(guān),它是依靠干電池產(chǎn)生的電流脈沖經(jīng)變壓器輸出非常高的電壓,擊穿空氣后點(diǎn)火;另一種是電子壓電點(diǎn)火開關(guān),它的工作原理是壓電陶瓷片受一定方向的外力作用而發(fā)生機(jī)械形變,相應(yīng)地輸出很高的電壓,擊穿空氣后點(diǎn)火下列關(guān)于這兩種點(diǎn)火開關(guān)的說法中,正確的是()A電脈沖點(diǎn)火開關(guān)是一種傳感器B電子壓電點(diǎn)火開關(guān)是一種傳感器C壓電陶瓷片完成的能量轉(zhuǎn)化是電能轉(zhuǎn)化為光能D壓電陶瓷片完成的能量轉(zhuǎn)化是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能解析:選BD.傳感器是將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的裝置,電脈沖點(diǎn)火開關(guān)實(shí)際上是自感現(xiàn)象的應(yīng)用,電子壓電點(diǎn)火開關(guān)是力傳感器,把機(jī)械形變轉(zhuǎn)化為電壓,A錯誤,B正確;從能量轉(zhuǎn)化角度分析壓電陶瓷片是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,C錯誤,D正確3一般的電熨斗用合金絲作發(fā)熱元件,合金絲電阻隨溫度t變化的關(guān)系如圖中實(shí)線所示,由于環(huán)境溫度以及熨燙的衣物厚度、干濕等情況不同,熨斗的散熱功率不同,因而熨斗的溫度可能會在較大范圍內(nèi)波動,易損壞衣物有一種用主要成分為BaTiO3(被稱為“PTC”)的特殊材料作發(fā)熱元件的電熨斗,具有升溫快、能自動控制溫度的特點(diǎn),PTC材料的電阻隨溫度變化的關(guān)系如圖中實(shí)線所示,根據(jù)圖線分析:(1)為什么原處于冷態(tài)的PTC熨斗剛通電時(shí)比普通電熨斗升溫快?(2)通電一段時(shí)間后電熨斗溫度t自動地穩(wěn)定在T_tT_范圍之內(nèi)(填下標(biāo)數(shù)字)解析:(1)由于冷態(tài)時(shí)PTC材料電阻較小,故由P知,其發(fā)熱功率較大,所以升溫快(2)從題圖上看出,溫度較低時(shí),電阻較小,熱功率較大,所以生熱快于散熱,溫度升高,電阻值迅速增大,相應(yīng)生熱功率減小,當(dāng)生熱功率小于散熱功率時(shí),電阻溫度降低,電阻值減小,生熱功率會相應(yīng)增大,故當(dāng)生熱功率等于散熱功率時(shí),溫度會穩(wěn)定在圖中T6T7之間答案:(1)見解析(2)674氣體傳感器利用物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)將某種氣體的濃度轉(zhuǎn)換成電信號輸出,如圖所示,B為將可燃?xì)怏w或有毒氣體(CO,CH4)濃度轉(zhuǎn)換成電信號的傳感器,簡稱電子鼻根據(jù)如圖所示的材料,電源電壓U220 V、排風(fēng)扇M、繼電器G、電池組A、控制開關(guān)S,請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)家用自動排煙電路,并在圖中完成連線解析:電磁繼電器起開關(guān)作用,所以電池組A、開關(guān)S、電子鼻B和電磁繼電器(電磁鐵部分)應(yīng)組成一個(gè)電路,另一個(gè)是由排風(fēng)扇和高壓電源組成的電路答案:如圖所示課時(shí)作業(yè) 一、單項(xiàng)選擇題1下列器件是應(yīng)用力傳感器的是 ()A鼠標(biāo)器B火災(zāi)報(bào)警器C測溫儀 D電子秤解析:選D.鼠標(biāo)器中的傳感器是光傳感器;火災(zāi)報(bào)警器中的傳感器是光傳感器;測溫儀用的是溫度傳感器;電子秤的敏感元件是應(yīng)變片,是力傳感器,選項(xiàng)D正確2用遙控器調(diào)換電視機(jī)頻道的過程,實(shí)際上是電視機(jī)中的傳感器把光信號轉(zhuǎn)化為電信號的過程下列屬于這類傳感器的是()A紅外報(bào)警裝置B走廊照明燈的聲控開關(guān)C自動洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置D電飯鍋中控制加熱和保溫的溫控器解析:選A.遙控器發(fā)出紅外線,電視中的傳感器感知紅外線是紅外線傳感器,故選A.3下列說法中正確的是()A電飯鍋中的敏感元件是光敏電阻B測溫儀中測溫元件可以是熱敏電阻C機(jī)械式鼠標(biāo)中的傳感器接收到連續(xù)的紅外線,輸出不連續(xù)的電脈沖D火災(zāi)報(bào)警器中的光傳感器在沒有煙霧時(shí)呈現(xiàn)低電阻狀態(tài),有煙霧時(shí)呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)解析:選B.電飯鍋中的敏感元件是感溫鐵氧體,選項(xiàng)A錯誤;機(jī)械式鼠標(biāo)中的傳感器接收斷續(xù)的紅外線脈沖,輸出相應(yīng)的電脈沖信號,選項(xiàng)C錯誤;火災(zāi)報(bào)警器中的光傳感器在沒有煙霧時(shí)呈現(xiàn)高電阻狀態(tài),有煙霧時(shí)呈現(xiàn)低電阻狀態(tài),選項(xiàng)D錯誤;選項(xiàng)B正確4電子打火機(jī)的點(diǎn)火原理是壓電效應(yīng),壓電片在受壓時(shí)會在兩側(cè)形成電壓且電壓大小與壓力近似成正比現(xiàn)有一利用壓電效應(yīng)制造的電梯加速度傳感器,如圖所示壓電片安裝在電梯地板下,電壓表與壓電片構(gòu)成閉合回路用來測量壓電片兩側(cè)形成的電壓若發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大,下列說法正確的是()A電梯一定加速上升 B電梯一定減速下降C電梯加速度一定向上 D電梯加速度一定向下解析:選C.電壓表示數(shù)增大說明人對地板的壓力變大,對人受力分析知地板對人的支持力大于人所受重力,即人的加速度一定向上,所以電梯可能向上加速,也可能向下減速5.如圖所示,R1為定值電阻,R2為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻,L為小燈泡,當(dāng)溫度降低時(shí)()AR1兩端電壓增大B電流表的示數(shù)增大C小燈泡的亮度變強(qiáng)D小燈泡的亮度變?nèi)踅馕觯哼xC.R2與燈L并聯(lián)后與R1串聯(lián),然后與電源構(gòu)成閉合電路,當(dāng)溫度降低時(shí),熱敏電阻R2的阻值增大,外電路電阻增大,電流表讀數(shù)變小,R1兩端電壓減小,燈L兩端電壓增大,燈泡亮度變強(qiáng),故C正確6(2018遼寧白城月考)如圖為一種溫度自動報(bào)警器的原理圖,在水銀溫度計(jì)的頂端封入一段金屬絲,以下說法正確的是()A溫度升高至74 時(shí),L1燈亮,報(bào)警B溫度升高至74 時(shí),L2燈亮,報(bào)警C溫度升高至78 時(shí),L1燈亮,報(bào)警D溫度升高至78 時(shí),L2燈亮,報(bào)警解析:選D.當(dāng)溫度低于78 時(shí),繼電器線圈中沒有電流,此時(shí)燈L1亮,但不報(bào)警;當(dāng)溫度升高到78 時(shí),繼電器線圈有電流,磁鐵吸下銜鐵,燈L2被接通,所以燈L2亮且報(bào)警,溫度升高至74 時(shí),只是燈L1亮,不會報(bào)警,故A、B、C選項(xiàng)錯誤,D選項(xiàng)正確7關(guān)于電磁灶的加熱原理,下列說法正確的是()電磁灶加熱與微波爐加熱原理是一樣的電磁灶是利用電磁感應(yīng)原理制成的電磁灶是熱量從灶口傳遞給鍋中的食物達(dá)到加熱的目的電磁灶工作時(shí),灶不會生熱A BC D解析:選A.電磁灶里面的線圈中變化的電流,產(chǎn)生變化的磁場,從而形成渦流,根據(jù)電流的熱效應(yīng)進(jìn)行加熱,電磁灶工作時(shí),灶不會生熱,故錯誤,正確;微波爐是接通電路后,220 V交流電經(jīng)變壓器變壓,在次級產(chǎn)生3.4 V低壓交流電對磁控管加熱,同時(shí)在另一次級產(chǎn)生2 000 V高壓電,經(jīng)鎮(zhèn)流系統(tǒng)加到磁控管的陰、陽兩極之間,使磁控管產(chǎn)生微波,微波輸送至金屬制成的加熱器(爐腔),被來回反射,微波的電磁作用使食物內(nèi)的分子高頻運(yùn)動,從而使食物受熱,故錯誤,正確所以A正確,B、C、D錯誤二、多項(xiàng)選擇題8下列關(guān)于電子秤中應(yīng)變式力傳感器的說法正確的是()A應(yīng)變片是由導(dǎo)體材料制成B當(dāng)應(yīng)變片的表面拉伸時(shí),其電阻變大;反之,變小C傳感器輸出的是應(yīng)變片上的電壓D外力越大,輸出的電壓差值也越大解析:選BD.應(yīng)變片多用半導(dǎo)體材料制成,故選項(xiàng)A錯誤;當(dāng)應(yīng)變片拉伸時(shí),其電阻變大,故選項(xiàng)B正確;傳感器輸出的是上、下兩應(yīng)變片上的電壓差值,并且隨著外力的增大,輸出的電壓差值也就越大,故C錯誤,D正確9.家用電熱滅蚊器電熱部分的主要部件是PTC元件,PTC元件是由鈦酸鋇等導(dǎo)體材料制成的電阻器,其電阻率與溫度t的關(guān)系如圖所示由于這種特性,PTC元件具有發(fā)熱、控溫雙重功能,若電熱滅蚊器環(huán)境溫度低于t1,以下判斷正確的是()A通電后,其電功率先增大后減小B通電后,其電功率先減小后增大C當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時(shí),溫度保持在t1或t2不變D當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時(shí),溫度保持在t1t2間的某一值不變解析:選AD.從圖線上可以看出,如果通電前PTC的溫度tt1,通電后由于發(fā)熱的緣故,溫度升高致使電阻率減小,發(fā)熱功率將進(jìn)一步增大,形成正反饋效應(yīng),致使溫度大于t1,隨著溫度的升高,電阻率也增大,功率將減小,形成負(fù)反饋效應(yīng),發(fā)熱功率的減小制約了溫度的進(jìn)一步升高從以上分析可知,tt2時(shí),溫度會降低故溫控點(diǎn)在t1t2,即溫度保持在t1t2間的某一值綜上分析可知,本題的正確選項(xiàng)是A、D,即溫度控制點(diǎn)在圖象的兩個(gè)極值點(diǎn)之間10為鍛煉身體,小明利用所學(xué)物理知識設(shè)計(jì)了一個(gè)電子拉力計(jì),如圖所示是原理圖輕質(zhì)彈簧右端和金屬滑片P固定在一起(彈簧的電阻不計(jì),P與R1間的摩擦不計(jì)),彈簧勁度系數(shù)為100 N/cm.定值電阻R05 ,ab是一根長為5 cm的均勻電阻絲,阻值R125 ,電源輸出電壓恒為U3 V,理想電流表的量程為00.6 A當(dāng)拉環(huán)不受力時(shí),滑片P位于a端下列關(guān)于這個(gè)電路的說法正確的是(不計(jì)電源內(nèi)阻)()A小明在電路中連入R0的目的是保護(hù)電路B當(dāng)拉環(huán)不受力時(shí),閉合開關(guān)后電流表的讀數(shù)為0.1 AC當(dāng)拉力為400 N時(shí),電流表指針指在0.3 A處D當(dāng)拉力為400 N時(shí),電流表指針指在0.5 A處解析:選ABC.若電路無電阻R0且金屬滑片P在b端時(shí),回路短路損壞電源,R0的存在使電路不出現(xiàn)短路,因此選項(xiàng)A正確;當(dāng)拉環(huán)不受力時(shí),滑片P在a端,由歐姆定律得,I0.1 A,故選項(xiàng)B正確;拉力為400 N時(shí),由Fkx,則x4 cm,對應(yīng)的電阻為RaP20 ,R1接入電路的電阻RPb5 ,由歐姆定律得,I0.3 A,故選項(xiàng)D錯誤,C正確三、非選擇題11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)簡單恒溫箱溫控電路,繼電器的電阻為100 .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池的電動勢E9.0 V,內(nèi)阻可以不計(jì)圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源則:(1)應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在_(選填“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_.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),繼電器的銜鐵在上方,恒溫箱的加熱器處于工作狀態(tài),恒溫箱內(nèi)溫度升高隨著恒溫箱內(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來,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(2)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 ,所以RRr260 .答案:(1)A、B端(2)26012如圖所示為某種電子秤的原理示意圖,AB為一均勻的滑線電阻,阻值為R,長度為L,兩邊分別有P1、P2兩個(gè)滑動頭,P1可在豎直絕緣光滑的固定桿MN上保持水平狀態(tài)而上下自由滑動,彈簧處于原長時(shí),P1剛好指著A端,P1與托盤固定相連若P1、P2間出現(xiàn)電壓時(shí),該電壓經(jīng)過放大,通過信號轉(zhuǎn)換后在顯示屏上將顯示物體重力的大小已知彈簧的勁度系數(shù)為k,托盤自身質(zhì)量為m0,電源電動勢為E,內(nèi)阻不計(jì),當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間.求:(1)托盤上未放物體時(shí),在托盤自身重力作用下,P1與A端的距離x1;(2)托盤上放有質(zhì)量為m的物體時(shí),P1與A端的距離x2;(3)托盤上未放物體時(shí)通常先校準(zhǔn)零點(diǎn),其方法是:調(diào)節(jié)P2,使P2離A端的距離也為x1,從而使P1、P2間的電壓為零校準(zhǔn)零點(diǎn)后,將物體m放在
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