课时作业17—人教版高中物理选择性必修2

课时作业17　利用传感器制作简单的自动控制装置

一、单项选择题

1．街道旁的路灯，海里的船标都要求在夜晚亮，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，实行了自动控制，这是利用半导体的(　B　)

A．压敏性  B．光敏性

C．热敏性  D．三种特性都利用

解析：白天和夜晚的区别是白天有太阳光照射，光线强，晚上没有阳光，光线弱，利用光敏元件就可以实现自动控制路灯等的亮灭，故选项B正确．

2．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．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

解析：由图可知，A、B是电磁继电器线圈，所以，A、B应接信号电压，线圈随信号电压变化使电磁继电器的吸引力变化，从而使C、D接通或断开，进而起到控制作用，故A选项正确．

3．传感器可将非电学量转化为电学量，起自动控制作用，如计算机鼠标中有位移传感器，电饭煲中有温度传感器，电视机、录像机、影碟机、空调机中有光电传感器……演示位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的滑动触头滑动，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小，假设电压表是理想的，则下列说法正确的是(　B　)

A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化

B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化

C．物体M不动时，电路中没有电流

D．物体M不动时，电压表没有示数

解析：由于电压表是理想的，因此滑片P移动时，不改变闭合电路的电阻，电源内的电流不发生变化，即电流恒定，A、C错误；物体M运动时，电压表所测电压是变化的，M不动时，电压表示数恒定，B正确，D错误．

4．如图所示是测定位移s的电容式传感器，其工作原理是哪个量的变化，造成其电容的变化(　A　)

A．电介质进入极板的长度

B．两极板间距

C．两极板正对面积

D．电介质的种类

解析：由原理图可知，要测定的位移s发生变化，则电介质进入极板的长度发生变化，从而引起电容的变化，而两极板间距、正对面积及电介质种类均未变化，所以正确答案为A.

5．将如图所示装置安装在沿直轨道运动的火车车厢中，使杆沿轨道方向固定，就可以对火车运动的加速度进行检测．闭合开关S，当系统静止时，穿在光滑绝缘杆上的小球停在O点，固定在小球上的变阻器滑片停在变阻器BC的正中央，此时，电压表指针指在表盘刻度中央．当火车在水平方向有加速度时，小球在光滑绝缘杆上移动，滑片P随之在变阻器上移动，电压表指针发生偏转．已知，当火车向左加速运动时，电压表的指针向右偏．则(　A　)

A．电压表指针向左偏，说明火车可能在向右做加速运动

B．电压表指针向右偏，说明火车可能在向右做加速运动

C．电压表指针向左偏，说明火车可能在向右做减速运动

D．电压表指针向左偏，说明火车可能在向左做加速运动

解析：因为当火车向左加速运动时，有向左的加速度，弹簧处于伸长状态，滑片P靠近变阻器C端，电压表的指针向右偏．所以，当滑片P靠近变阻器B端时，电压表的指针将向左偏，此时，弹簧将处于压缩状态，火车具有向右的加速度，火车可能在向右做加速运动，也可能在向左做减速运动，选项A正确，C、D错误；同理可知B错误．

二、多项选择题

6．关于传感器的作用，下列说法正确的有(　BC　)

A．通常的传感器可以直接用来进行自动控制

B．传感器可以用来采集信息

C．传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量

D．传感器可以将所有感受到的信号都转换为电学量

解析：传感器是将感受到的非电学量转化为电学量的仪器，不同的传感器感受不同的信号，B、C对．

7．如图所示，在电路中接一段钨丝(从旧白炽灯中取出)，闭合开关，灯泡正常发光，当用打火机给钨丝加热时灯泡亮度明显变暗，根据钨丝的上述特性，可用钨丝来制作一个温度传感器，下面的说法中正确的是(　BC　)

A．该传感器利用了钨丝的化学性质

B．该传感器利用了钨丝电阻随温度变化而变化的特性

C．该传感器能够把热学量(温度)转换为电学量(电阻)

D．该传感器能够把电学量(电阻)转换为热学量(温度)

解析：由题目中的实验现象可知钨丝的电阻随温度的升高而增大，随温度的降低而减小，利用该特性可以制成温度传感器，传感器能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，B、C对，A、D错．

8．全自动洗衣机中的排水阀是由程序控制其动作的，当进行排水和脱水工作时，控制铁芯1的线圈通电，使铁芯2运动，从而牵引排水阀的阀门，排除污水，如图所示．以下说法正确的是(　BD　)

A．若输入的控制电流由a流入，由b流出，则铁芯2中A端为N极，B端为S极

B．若输入的控制电流由a流入，由b流出，则铁芯2中A端为S极，B端为N极

C．若a、b处输入交变电流，铁芯2仍不能被吸入线圈中

D．若a、b处输入交变电流，铁芯2仍能被吸入线圈中

解析：若输入控制电流由a流入，由b流出，则铁芯1左端为N极，右端为S极，它将使铁芯2磁化，A端为S极，B端为N极，并吸入线圈中，若a、b处输入交变电流，铁芯2仍能被吸入线圈中，故选B、D.

三、非选择题

9．目前有些居民区内楼道灯的控制，使用的是一种延时开关．该延时开关的简化原理如图所示．图中D是红色发光二极管(只要有很小的电流通过就能使其发出红色亮光)，R为限流电阻，K为控钮式开关，虚线框内S表示延时开关电路，当按下K接通电路瞬间，延时开关触发，相当于S闭合．这时释放K后，延时开关S约在1 min后断开，电灯熄灭．根据上述信息和原理图，我们可推断：

按钮开关K按下前，发光二极管是发光的(选填“发光的”或“熄灭的”)，按钮开关K按下再释放后，电灯L发光持续时间约1 min.这一过程中发光二极管是熄灭的．限流电阻R的阻值和灯丝电阻RL相比，应满足R≫RL的条件．

解析：开关K按下前，S为断开，有电流经过发光二极管，故发光二极管是发光的．当按下开关K后，延时开关S闭合，二极管和K被短路，二极管不发光，由于延时开关S约1 min后断开，故电灯L能持续发光1 min，由于R为限流电阻，且二极管只要有很小的电流通过就能发光，故应满足R≫RL.

10．如图所示展示了某城市的路灯自动控制电路．路灯要求在白天自动熄灭，而晚上自动开启．试用你学过的有关传感器的知识解释这个电路的自动控制原理．

答案：见解析

解析：当天亮时，光线照到光敏电阻，其阻值迅速变小，控制电路的电流增大，使电磁铁磁性增强，将衔铁吸引下来，触点断开，路灯熄灭．当夜晚降临，光线变暗，光敏电阻阻值迅速增大，控制回路电流变小，弹簧将衔铁拉起，触点接通，路灯点亮．

11．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，如图所示，B为将可燃气体或有毒气体浓度(CO，CH4瓦斯煤气)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，并在图中完成连线图．

答案：如图所示

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．