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高中物理人教版 (新课标)选修33 传感器的应用（二）练习题
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1．关于发光二极管，下列说法正确的是( )A．发光二极管能发光，不具有单向导电性B．发光二极管能直接把电能转化为光能C．发光二极管只要在两端加有正向电压，就可以发光D．发光二极管只有加正向电压时，才有可能发光解析：选BD.发光二极管和普通二极管一样，都具有单向导电性，都是半导体材料制成的，只有当两端加正向电压时，才能处于导通状态，才可能发光，但不一定发光，要求达到一定的电压值，它能直接把电能转化为光能．2．关于光敏电阻的特性，下列说法正确的是( )A．光敏电阻和二极管一样有正负极B．光敏电阻可以接交流电C．光敏电阻在无光照射时电阻变小D．光敏电阻在有光照射时电阻变小答案：BD3．随着人们生活质量的提高，自动干手机已进入家庭洗手间．当人将湿手靠近干手机时，机内的传感器便驱动电热器加热，于是有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近干手机能使传感器工作，这是因为( )A．改变了湿度 B．改变了温度C．改变了磁场 D．改变了电容答案：D4．如图6－3－7所示为小型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，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( )图6－3－7A．A与B接信号电压，C与D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可跟被控电路并联解析：选A.由图可知A、B是继电器线圈，所以A、B应接信号电压，线圈随信号电压变化使继电器相吸或排斥，从而使C、D接通或断开，进而起到控制作用，所以选项A正确．5．如图6－3－8所示是一种延时开关，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通，当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放，则( )图6－3－8A．由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用B．由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用C．如果断开B线圈的电键S2，无延时作用D．如果断开B线圈的电键S2，延时将变长解析：选BC.根据题中所提示的信息，不难发现延时开关的基本工作原理：当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通，这时虽然B线圈的电键S2闭合，但通过它的磁通量不变，所以没有电磁感应现象发生．当S1断开时，A线圈立即断路，不会发生电磁感应，但通过B线圈的磁通量减少，由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用，选项B正确．如果此时断开B线圈的电键S2，则B线圈虽然产生感应电动势，但不产生感应电流，不能吸引衔铁D，无延时作用，选项C正确．6．如图6－3－9是温度报警器电路示意图，下列关于对此电路的分析正确的是( )图6－3－9A．当RT的温度升高时，RT减小，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声B．当RT的温度升高时，RT减小，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声C．当增大R1时，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声D．当增大R1时，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声解析：选BC.当RT温度升高时，电阻减小，A点电势升高到某一数值，Y端电势突然降低，蜂鸣器导通发出报警声，A错误，B正确；当增大R1时，A端电势升高到某一数值，Y端电势突然降低，电流通过蜂鸣器，发出报警声，C正确，D错误．7．气体传感器利用物质的化学反应将某种气体的浓度转换成电信号输出，如图6－3－10所示，B为将可燃气体或有毒气体(CO，CH4瓦斯煤气)浓度转换为电信号的传感器，简称电子鼻，根据如下材料，U＝220 V电源、M排风扇、G继电器、A控制电源、S控制开关．请设计一个家用自动排烟电路，在图6－3－10中完成连线图．图6－3－10解析：电磁继电器起开关作用，所以电池组、开关和电磁继电器应组成一个电路，另一个是由排风扇和高压电源组成的电路．答案：如图所示8.如图6－3－11所示为一测速计原理图，其基本原理是把速度这一力学量转换成电流量进行测量．滑动触头P与某运动物体相连，当P匀速滑动时，电流表有一定的电流通过，从电流表示数可得运动物体速度．图6－3－11已知电源电动势E＝4 V，内阻r＝10 Ω，AB为粗细均匀的电阻丝，其阻值为R＝30 Ω、长度L＝30 cm，电容器的电容C＝50 μF.今测得电流表示数为0.05 mA，方向由b流向a.试求运动物体的速度大小和运动的方向．解析：先根据全电路欧姆定律，估计流过电阻丝上的电流约为I＝eq \f(E,r＋R)＝eq \f(4,10＋30)A＝100 mA≫0.05 mA，即相比于电阻丝上的电流，电容器中的充放电电流可忽略．故可视整根电阻丝与电源为串联连接，当滑动触头P移过距离Δx时，电容器上的电压变化为：ΔU＝IRx＝eq \f(E,R＋r)·eq \f(R,L)Δx.则其充放电电流为：IC＝eq \f(ΔQ,t)＝eq \f(CΔU,t)＝eq \f(CRE,R＋rL)·eq \f(Δx,t)，又v＝eq \f(Δx,t)，综合上述各式得v＝eq \f(ICR＋rL,CRE).代入数据得v＝10 cm/s.又因IC由b流向a，电容器放电，P右移，物体移动方向向右．答案：见解析
1．关于发光二极管，下列说法正确的是( )A．发光二极管能发光，不具有单向导电性B．发光二极管能直接把电能转化为光能C．发光二极管只要在两端加有正向电压，就可以发光D．发光二极管只有加正向电压时，才有可能发光解析：选BD.发光二极管和普通二极管一样，都具有单向导电性，都是半导体材料制成的，只有当两端加正向电压时，才能处于导通状态，才可能发光，但不一定发光，要求达到一定的电压值，它能直接把电能转化为光能．2．关于光敏电阻的特性，下列说法正确的是( )A．光敏电阻和二极管一样有正负极B．光敏电阻可以接交流电C．光敏电阻在无光照射时电阻变小D．光敏电阻在有光照射时电阻变小答案：BD3．随着人们生活质量的提高，自动干手机已进入家庭洗手间．当人将湿手靠近干手机时，机内的传感器便驱动电热器加热，于是有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近干手机能使传感器工作，这是因为( )A．改变了湿度 B．改变了温度C．改变了磁场 D．改变了电容答案：D4．如图6－3－7所示为小型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，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( )图6－3－7A．A与B接信号电压，C与D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可跟被控电路并联解析：选A.由图可知A、B是继电器线圈，所以A、B应接信号电压，线圈随信号电压变化使继电器相吸或排斥，从而使C、D接通或断开，进而起到控制作用，所以选项A正确．5．如图6－3－8所示是一种延时开关，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通，当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放，则( )图6－3－8A．由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用B．由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用C．如果断开B线圈的电键S2，无延时作用D．如果断开B线圈的电键S2，延时将变长解析：选BC.根据题中所提示的信息，不难发现延时开关的基本工作原理：当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通，这时虽然B线圈的电键S2闭合，但通过它的磁通量不变，所以没有电磁感应现象发生．当S1断开时，A线圈立即断路，不会发生电磁感应，但通过B线圈的磁通量减少，由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用，选项B正确．如果此时断开B线圈的电键S2，则B线圈虽然产生感应电动势，但不产生感应电流，不能吸引衔铁D，无延时作用，选项C正确．6．如图6－3－9是温度报警器电路示意图，下列关于对此电路的分析正确的是( )图6－3－9A．当RT的温度升高时，RT减小，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声B．当RT的温度升高时，RT减小，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声C．当增大R1时，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声D．当增大R1时，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声解析：选BC.当RT温度升高时，电阻减小，A点电势升高到某一数值，Y端电势突然降低，蜂鸣器导通发出报警声，A错误，B正确；当增大R1时，A端电势升高到某一数值，Y端电势突然降低，电流通过蜂鸣器，发出报警声，C正确，D错误．7．气体传感器利用物质的化学反应将某种气体的浓度转换成电信号输出，如图6－3－10所示，B为将可燃气体或有毒气体(CO，CH4瓦斯煤气)浓度转换为电信号的传感器，简称电子鼻，根据如下材料，U＝220 V电源、M排风扇、G继电器、A控制电源、S控制开关．请设计一个家用自动排烟电路，在图6－3－10中完成连线图．图6－3－10解析：电磁继电器起开关作用，所以电池组、开关和电磁继电器应组成一个电路，另一个是由排风扇和高压电源组成的电路．答案：如图所示8.如图6－3－11所示为一测速计原理图，其基本原理是把速度这一力学量转换成电流量进行测量．滑动触头P与某运动物体相连，当P匀速滑动时，电流表有一定的电流通过，从电流表示数可得运动物体速度．图6－3－11已知电源电动势E＝4 V，内阻r＝10 Ω，AB为粗细均匀的电阻丝，其阻值为R＝30 Ω、长度L＝30 cm，电容器的电容C＝50 μF.今测得电流表示数为0.05 mA，方向由b流向a.试求运动物体的速度大小和运动的方向．解析：先根据全电路欧姆定律，估计流过电阻丝上的电流约为I＝eq \f(E,r＋R)＝eq \f(4,10＋30)A＝100 mA≫0.05 mA，即相比于电阻丝上的电流，电容器中的充放电电流可忽略．故可视整根电阻丝与电源为串联连接，当滑动触头P移过距离Δx时，电容器上的电压变化为：ΔU＝IRx＝eq \f(E,R＋r)·eq \f(R,L)Δx.则其充放电电流为：IC＝eq \f(ΔQ,t)＝eq \f(CΔU,t)＝eq \f(CRE,R＋rL)·eq \f(Δx,t)，又v＝eq \f(Δx,t)，综合上述各式得v＝eq \f(ICR＋rL,CRE).代入数据得v＝10 cm/s.又因IC由b流向a，电容器放电，P右移，物体移动方向向右．答案：见解析
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