高中鲁科版物理新选修3-1 第四章 闭合电路和欧姆定律和逻辑电路 章节练习

第页高中鲁科版物理新选修3-1第四章闭合电路和欧姆定律和逻辑电路章节练习一、单项选择题1.办公大楼的大门能“看到〞人的到来或离开而自动开和关，利用了以下哪种传感器〔〕A.

生物传感器

B.

红外传感器

C.

温度传感器

D.

压力传感器2.如下图，Rt为金属热电阻，R1为光敏电阻，R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，V为理想电压表，现发现电压表示数增大，可能的原因是(

)A.

金属热电阻温度升高或光照增强，其他条件不变

B.

金属热电阻温度降低或光照减弱，其他条件不变

C.

金属热电阻温度降低或光照增强，其他条件不变

D.

金属热电阻温度升高或光照减弱，其他条件不变3.如图甲所示是一火警报警器的局部电路示意图，其中R2为半导体热敏材料制成的传感器，其电阻R2随温度t变化的图线如图乙所示。电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I和报警器两端的电压U的变化情况是〔

〕

A.

I变大，U变大

B.

I变大，U变小

C.

I变小，U变大

D.

I变小，U变小4.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响，它的控制电路中可能接入的传感器是()

①温度传感器

②光传感器③声音传感器

④热传感器A.

①②

B.

②③

C.

③④

D.

②④5.铅蓄电池的电动势为2V，这表示〔

〕A.

铅蓄电池在1s内将2J的化学能转化为电能

B.

铅蓄电池将1C的正电荷从正极移至负极的过程中，2J的化学能转变为电能

C.

铅蓄电池将1C的正电荷从负极移至正极的过程中，2J的化学能转变为电能

D.

铅蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池〔电动势为1.5V〕的小6.以下仪器内部装有传感器的是〔〕A.

天平

B.

刻度尺

C.

红外测温仪

D.

弹簧测力计7.在“传感器的简单应用〞试验中，用光照射半导体做成的光敏电阻时，光敏电阻的阻值将〔〕A.

大大增大

B.

保持不变

C.

大大减小

D.

如何变化不能确定8.以下说法中正确的选项是(

)A.

电饭锅中的敏感元件是光敏电阻

B.

测温仪中的测温元件可以是热敏电阻

C.

机械式鼠标中的传感器接收到连续的红外线，输出不连续的电脉冲

D.

火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现低电阻状态，有烟雾时呈现高电阻状态二、填空题9.如下图为检测某传感器的电路图．传感器上标有“3V0.9W〞的字样〔传感器可看做一个纯电阻〕，滑动变阻器R0上标有“10Ω1A〞的字样，电流表的量程为0.6A，电压表的量程为3V．那么

①传感器的电阻为________Ω，额定电流为________A．

②为了确保电路各局部的平安，在a、b之间所加的电源电压最大值是________V．

③如果传感器的电阻变化超过标准值1Ω，那么该传感器就失去作用．实际检测时，将一个恒压电源加在图中a、b之间．闭合开关S，通过调节R0来改变电路中的电流和R0两端的电压．检测记录如下：电压表示数U/V电流表示数I/A第一次1.480.16第二次0.910.22假设不计检测电路对传感器电阻的影响，通过计算分析，你认为这个传感器是否仍可使用？________〔填“可以〞或“不可以〞〕此时a、b所加的电压是________V．

10.许多楼道灯有着这样的功能：天黑时，出现声音它就开启，而在白天即使有声音它也没反响，它的控制电流中接入________传感器开关和________传感器开关，从这些传感器来的信号，通过一个________〔选填“非门〞、“与门〞或“或门〞〕电路后，进入执行电路．在图中的虚框内画出两种传感器开关控制的楼道灯电路图．

11.模块机器人由传感器、________和________三个模块组成，相当于人的感觉器官、大脑和肌肉．12.提供以下器材量程为10.0mA、内阻为30Ω～40Ω的电流表一只定值电阻R1=150Ω，定值电阻R2=l00两只开关S，导线假设干

要求利用这些器材测量一千电池〔电动势约1.5V〕的电动势．

I．按要求在实物图上连线________；

Ⅱ．用量和直接测得量表示的待测电动势的表达式为E=________，式中各直接测得量的意义是________．

三、综合题13.如下图为一简易火灾报警装置，其原理是：竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警的响声．27℃时，空气柱长度L1为20cm．此时水银柱上外表与导线下端的距离L2为10cm．管内水银柱的高度h为8cm，大气压强为75cmHg．

​〔1〕当温度到达多少℃时，报警器会报警？〔2〕如果要使该装置在87℃时报警，那么应该再往玻璃管内注入多少cm高的水银柱？四、实验探究题14.如下图，A是浮子，B是金属触头，C为住宅楼房顶上的蓄水池，M是带水泵的电动机，D是弹簧，E是衔铁，F是电磁铁，S1、S2分别为触点开关，S为开关，J为电池．请利用上述材料，设计一个住宅楼房顶上的自动注水装置〔1〕连接电路图；〔2〕简述其工作原理．(涉及的元件可用字母代替)15.在“测定电源的电动势和内阻〞的实验中，已连接好局部实验电路．

〔1〕按如图甲所示的实验电路，把图乙中剩余的电路连接起来．〔2〕在图乙的电路中，为防止烧坏电表，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于________端〔选填“A〞或“B〞〕．〔3〕图丙是根据实验数据作出的U﹣I图象，由图可知，电源的电动势E=________

V，内阻r=________Ω五、解答题16.如下图电路中，电流表的内阻为1Ω，定值电阻R1=10Ω，R2=8Ω，当只闭合开关S1时，电流表的示数为0.3A；当开关S2也闭合时，电流表的示数变化了0.2A．试计算该电源的电动势和内电阻．

答案解析局部一、单项选择题1.【答案】B【解析】【解答】办公大楼的大门能“看到〞人的到来或离开而自动开和关，是由于人体会发出红外线，当传感器探测到人体发出的红外线后，门会自动翻开；应选B．

【分析】传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求．它是实现自动检测和自动控制的首要环节．2.【答案】B【解析】【解答】电压表示数增大，而R3为定值电阻，说明通过R3的电流增大，由电路结构可知，这可能是由于Rt减小或R1增大，由金属热电阻和光敏电阻特性知，可能是由于温度降低或光照减弱，应选B

【分析】此题考查金属热电阻和光敏电阻特性。3.【答案】D【解析】【解答】当传感器R2所在处出现火情时，温度升高，由图乙知R2的阻值变小，外电路总电阻变小，由可知总电流I总变大，由E=U+Ir可知电源的内电压变大，路端电压变小，即U变小。电路中并联局部的电压U并=E-I总〔R1+r〕，因为I总变大，其他量不变，那么U并变小，I变小。故D正确，A、B、C错误；

应选D

【分析】此题是考查对闭合电路欧姆定律的应用。4.【答案】B【解析】【分析】根据题意，天黑时，出现声音它就开启；而白天，即使有声音它也没有反响，故电路中有光传感器，即使天黑，没声音灯也不亮，故用到了声音传感器．即控制电路中接入了光传感器、声音传感器．应选B

【点评】考查了延时开关的工作原理，用到了光传感器、声音传感器。5.【答案】C【解析】【分析】电动势为电源内部将1C的正电荷从负极移至正极的过程中，非静电力做功，把其他形式的能转化为电能的多少，C对；

【点评】对电动势的物理意义要加强理解，能够区分电动势与电压，理解电源内部能量转化方向6.【答案】C【解析】【解答】A、天平运用受力平衡，来实现测量物体的质量，所以没有使用传感器，故A错误；B、刻度尺是用来测量长度的工具，没有使用传感器，故B错误；

C、红外测温仪是通过将温度转换成电信号，从而显示温度的上下，故C正确，

D、弹簧测力计，也是运用受力平衡，来测量力的大小，故D错误；

应选：C

【分析】传感器的作用是将温度、力、光、声音等非电学量转换为电学量．7.【答案】C【解析】【解答】A、光照射半导体做成的光敏电阻的阻值大小大大减少．故A错误；

B、光照射半导体做成的光敏电阻的阻值大小大大减少．故B错误；

C、光照射半导体做成的光敏电阻的阻值大小大大减少．故C正确；

D、光照射半导体做成的光敏电阻的阻值大小大大减少．故D错误；

应选：C

【分析】根据光照强度的变化，判断光敏电阻阻值如何变化．8.【答案】B【解析】【解答】

电饭锅中的敏感元件是感温铁氧体，A错误；

机械式鼠标中的传感器接收断续的红外线脉冲，输出相应的电脉冲信号，C错误；

火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现高电阻状态，有烟雾时呈现低电阻状态，D错误。

应选B

【分析】此题考查了各用电器的工作原理，明确各用电器的工作原理即可正确解题．二、填空题9.【答案】10；0.3；6；可以；3【解析】【解答】①传感器的电阻为：

②要求电路各局部平安，那么要求电路的最大电流：I=I传=0.3A，

此时电源电压最大值：Um=U传+U0，

U传为传感器的额定电压，U0为R0调至最大值R0m=10Ω时，R0两端的电压，即

U0=I传R0m=0.3A×10Ω=3V，

电源电压最大值：Um=U传+U0=3V+3V=6V；

③设实际检测时，加在a、b间的电压为U，传感器的实际电阻为R'传．

根据第一次实验记录数据有：U=I1R'传+U1=0.16A×R'传+1.48V①

根据第二次实验记录数据有：U=I2R'传+U2=0.22A×R'传+0.91V②

由①、②两式解得：

R传′=9.67Ω，U=3V

传感器的电阻变化为△R=R传一R传′=L0Ω一9.67Ω＜0.5Ω

此传感器仍可使用．

故答案为：〔1〕10，0.3；〔2〕6；〔3〕可以，3．

【分析】此题目非常有意思，循序渐进，步步加深，考查学生能否灵活利用所学的知识解决问题．第一问非常简单，根据传感器上的铭牌标志，利用电功率公式便可求出电阻和电流，而第二问就必须求出各用电器所能通过的电流，从而比拟得出干路最大电流，然后利用相关公式求出最大电压．第三问就得利用所知物理量，及要求未知量，结合数学中的二元一次方程组来解决，最后便可求出所加电压．10.【答案】声音；光；如下图【解析】【解答】根据题意，天黑时，出现声音它就开启；而白天，即使有声音它也没有反响，故电路中有光传感器，即使天黑，没声音灯也不亮，故用到了声音传感器．即控制电路中接入了光传感器、声音传感器．

根据题意，灯亮必须同时具备天黑，出现声音的条件，可得该逻辑关系属于与逻辑关系，对应的门电路为与门电路，故设计的门电路为与门电路．相当于两个控制开关串联；

故答案为：声音；光；如下图；

【分析】了解延时开关的使用原理，利用了光传感器、声音传感器，天黑、声音同时出现它就开启，灯亮．根据题意，灯亮这件事要想发生，必须同时满足，天黑，出现声音的条件，该逻辑关系属于与逻辑关系，对应的门电路为与门电路．11.【答案】控制器；执行器【解析】【解答】模块机器人由传感器、控制器和执行器三个模块组成，相当于人的感觉器官、大脑和肌肉．答案为：控制器，执行器

【分析】模块机器人由传感器、控制器和执行器三个模块组成．12.【答案】；；I1是外电阻为R1时的电流，I2是外电阻为R1和R2串联时的电流【解析】【解答】解：I．根据分析可知，要改变电阻只能通过两电阻串并联的方式来改变，所以可以把一个开关与R2并联，通过开关控制R2是否接入电路，连接实物图，如下图：

Ⅱ．根据闭合电路欧姆定律得：

E=I1〔R1+RA+r〕，

E=I2〔R2+R1+RA+r〕，

解得：E=，其中I1是外电阻为R1时的电流，I2是外电阻为R1和R2串联时的电流．

故答案为：Ⅰ．如下图；

Ⅱ．；I1是外电阻为R1时的电流，I2是外电阻为R1和R2串联时的电流．

【分析】题目中只有两个定值电阻和电流表，故只能通过串并联关系得出两种不同的阻值，同时应考虑电路的平安性，从而选取适宜的电路图，连接实物图，由闭合电路欧姆定律可得出表达式，联立可解得电动势的表达式．三、综合题13.【答案】〔1〕报警器报警，那么气体柱的长度要增大到L1+L2

根据等压变化

代入数据得T2=450K，即t2=177℃

〔2〕设参加X水银柱，在87℃时会报警，

可得

解得X=8.14cm​【解析】【解答】〔1〕报警器报警，那么气体柱的长度要增大到L1+L2

根据等压变化

代入数据得T2=450K，即t2=177℃〔2〕设参加X水银柱，在87℃时会报警，

可得

解得X=8.14cm

答：〔1〕当温度到达177℃时，报警器会报警；〔2〕如果要使该装置在87℃时报警，那么应该再往玻璃管内注入8.14cm高的水银柱；

【分析】〔1〕温度升高，封闭气体体积增大，水银柱上升，当电路恰好接通时，报警器开始报警；此时空气柱长度L1+L2，以封闭空气柱为研究对象，根据等压变化规律求出温度．〔2〕参加水银柱后空气柱下降，但是玻璃管的总长度38cm不变，再由理想气体状态变化方程求得参加水银柱的长度．四、实验探究题14.【答案】〔1〕电路图如下图：

〔2〕工作原理：合上开关S，水泵工作，水位升高，当浮子上升使B接触到S1时，左侧电路(控制电路)工作，电磁铁F有磁力，拉下衔铁E，使S2断开，电机动M不工作，停止注水，当水位下降使B与S1脱离，电路停止工作，F无磁性，D拉动E，使S2接通，电动机M工作。【解析】解答：①连接线路图如下图：

②按图连接好电路，合上开关S，水泵工作，水位升高，当浮子上升使B接触到S1时，左侧电路(控制电路)工作，电磁铁F有磁力，拉下衔铁E，使S2断开，电机动M不工作，