新教材2025版高中物理课时素养评价18传感器的应用举例自制简单的控制电路教科版选择性必修第二册

课时素养评价18传感器的应用举例自制简洁的限制电路A组合格性考试练1．街道旁的路灯、江海里的航标灯都要求夜晚亮、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，实现了自动限制，这是利用半导体的()A．压敏性B．光敏性C．热敏性D．三特性都利用了2．(多选)关于电饭锅的说法，正确的是()A．电饭锅中的温度传感器其主要元件是感温铁氧体B．感温铁氧体在常温下具有铁磁性，温度很高时失去铁磁性C．用电饭锅烧水，水开时能自动断电D．用电饭锅煮饭时，若温控开关自动断电后，它不能自动复位3．(多选)传感器在日常生活中有着广泛的应用，它的种类多种多样，其性能也各不相同．以下有关传感器的说法正确的是()A．办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开或关，是光传感器的应用B．非触摸式自动水龙头(自动感应水龙头)应用的传感器是生物传感器C．空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内实现这一功能的传感器是温度传感器D．电熨斗能够自动限制温度的缘由是它装有双金属片温度传感器，能限制电路的通断4．(多选)如图所示，RT为正温度系数热敏电阻，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，电压表为志向电压表，现发觉电压表示数增大，可能的缘由是()A．热敏电阻温度上升，其他条件不变B．热敏电阻温度降低，其他条件不变C．光照增加，其他条件不变D．光照减弱，其他条件不变5．某光敏电阻RT没有受到光照耀(或光较暗)时，阻值较大，有光照耀时，阻值较小．现利用该光敏电阻、低压电源和电磁继电器设计了自动限制电路，如图所示．下列说法正确的是()A．白天流过R1的电流小于晚上流过R1的电流B．该限制电路用到了电磁感应现象C．该电路能实现灯泡晚上亮白天不亮的功能D．继电器所在电路，电源的输出功率晚上比白天的大6．温度传感器广泛应用于家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度改变的特性来工作的．图甲所示为某装置中的传感器工作原理图，已知电源的电动势E＝9.0V，内电阻不计，G为灵敏电流表，其内阻Rg保持不变；R为热敏电阻，其阻值随温度的改变关系如图乙所示．闭合开关S，当R的温度等于20℃时，电流表示数I1＝2mA；当电流表的示数I2＝3.6mA时，热敏电阻的温度是()A．60℃B．80℃C．100℃D．120℃7．如图所示是温度自动报警器的工作原理图，图中1是电磁铁、2是衔铁、3是触点、4是水银温度计(水银导电).则下列说法正确的是()A．温度高于警戒温度时，电铃不报警、指示灯亮B．温度低于警戒温度时，电铃报警、指示灯熄灭C．温度高于警戒温度时，指示灯亮、电铃报警D．温度低于警戒温度时，指示灯亮、电铃不响8．如图所示为某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻、R2为定值电阻，A、B接监控装置，则下列说法正确的是()①当有人通过而遮挡光线时，A、B间的电压增大②当有人通过而遮挡光线时，A、B间的电压减小③当仅增大R2的阻值时，A、B间的电压增大④当仅减小R2的阻值时，A、B间的电压增大A．①③B．①④C．②③D．②④9．实际应用中，常用到一种双金属温度计，它是利用铜片与铁片铆合在一起的，双金属片的弯曲程度随温度的改变而改变，如图乙所示．已知图甲中双金属片被加热时，其弯曲程度会增大，则下列叙述中不正确的是()A．该温度计的测温物质是铜、铁两种热膨胀系数不同的金属B．该温度计是利用测温物质热胀冷缩的性质来工作的C．由图甲可知，铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数D．由图乙可知，其双金属片的内层肯定为铜，外层肯定为铁10．在制作光控电路试验中，某同学按图所示电路将元件安装完毕后，发觉将装置置入黑暗环境中接通电源时，灯泡不发光，缘由不行能是()A．二极管两极接反B．R1与RG位置颠倒C．R1阻值太小D．灯泡被断路B组选择性考试练11.目前有些居民区内楼道灯的限制，运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是红色光发光二极管(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为按钮式开关，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1min后断开，电灯熄灭．依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________(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________min.这一过程中发光二极管是________．限流电阻R的阻值和灯丝电阻RL相比，应满意R________RL的条件．12．如图所示，双金属片上层金属的热膨胀系数________(填“大于”“等于”或“小于”)下层金属，常温下，弹性铜片和双金属片触点是接触的，通电后，电热丝发热，当温度上升到某一值时，双金属片上层的金属受热膨胀，形变量大于下层金属，双金属片向下弯曲，使触点分别，切断电路；随着温度的降低，当降到某一温度时，双金属片收缩复原原状，两触点又接触，接通电路．调温旋钮下压弹性铜片，可使触点分别的温度________(填“上升”或“降低”)；上提弹性铜片，可________(填“上升”或“降低”)触点的分别温度，从而实现了调温限制．13．把蜂鸣器、光敏电阻、干簧管继电器开关、电源连成如图所示电路，制成光电报警装置．当报警器有光照耀时，蜂鸣器发声，当没有光照或者光照很弱时，蜂鸣器不发声．①光敏电阻：光敏电阻受光照后，阻值会变小．②干簧管继电器开关：由干簧管和绕在干簧管外的线圈组成，如图所示．当线圈中有肯定的电流时，线圈产生的磁场使密封在干簧管内的两个铁质簧片磁化，两个簧片在磁力作用下由原来的分别状态变成闭合状态．当线圈中没有电流或者电流很微弱时，磁场消逝，簧片在弹力的作用下回复到分别状态．电路已经连接一部分，请将电路完整连接好．14．如图所示是电饭煲的电路图，S1是一个温控开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点(103℃)时，会自动断开．S2是一个自动温控开关，当温度低于70℃时，会自动闭合；温度高于80℃时，会自动断开．红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯．分流电阻R1＝R2＝500Ω，加热电阻丝R3＝50Ω，两灯的电阻不计．(1)分析电饭煲的工作原理；(2)计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比；(3)简要回答，假如不闭合开关S1能将饭煮熟吗？课时素养评价18传感器的应用举例自制简洁的限制电路1．解析：由于此自动限制利用的是光线强弱的改变，利用半导体的光敏性，故选B.答案：B2．解析：电饭锅中的温度传感器其主要元件是感温铁氧体，它是由氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成．其特点是常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，温度达到约103℃，就失去铁磁性．水沸腾后，由于锅内保持100℃不变，故感温磁体仍与永磁体相吸，接着加热，直到饭熟后，水分被大米汲取，锅底温度上升，当温度升至103℃时，感温磁体失去铁磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分别，切断电源，它不能自动复位，从而停止加热．答案：ABD3．解析：办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开或关，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，门会自动打开，是光传感器的应用，A正确；利用红外线的热效应可以制成多种开关，本题所涉及的水龙头和智能门就是这一应用的体现，是利用光传感器而制成的，B错误；空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，这是因为空调机运用温度传感器，C正确；电熨斗能够自动限制温度的缘由是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是限制电路的通断，原理是不同的金属膨胀系数不同，D正确．答案：ACD4．解析：电压表示数增大，而R3为定值电阻，说明流经R3的电流增大，由电路结构可知，这可能是由于RT阻值减小或R1阻值增大，由热敏电阻和光敏电阻特性知，可能是由于温度降低或光照减弱，故B、D正确，A、C错误．答案：BD5．解析：图中光敏电阻RT与R2串联后与R3并联，最终串联R1；白天光强，则光敏电阻的阻值小，则光敏电阻支路的电阻值小，电路中的总电阻也小，所以电路中的总电流较大，则流过电阻R1的电流值也大，A错误；该限制电路利用了电流的磁效应，B错误；白天流过R3的电流值小，则衔铁没有被吸引时，照明电路断开；晚上流过R3的电流值大，则衔铁被吸引，照明电路接通，所以该限制电路能实现灯泡晚上亮白天不亮的功能，C正确；电源的输出功率随外电阻的改变图像如图所示，当内、外电阻相等时，电源输出功率最大，由于不知道内、外电阻的大小关系，所以不能推断输出功率的改变，D错误．答案：C6．解析：由题图乙可知，当R的温度等于20℃时，热敏电阻的阻值R1＝4kΩ，由I1＝eq\f(E,R1＋RB)可得Rg＝0.5kΩ，当电流I2＝3.6mA时，由I2＝eq\f(E,R2＋Rg)，可得R2＝2kΩ，结合题图乙知此时热敏电阻的温度为120℃，D正确．答案：D7．解析：温度低于警戒温度时，水银柱下降，限制电路处于断路状态，电磁铁没有电流通过，电磁铁没有磁性，此时指示灯通过常闭触点与工作电路接通，通路状态指示灯亮，电铃不报警，B错误，D正确；温度高于警戒温度时，水银柱上升，限制电路处于接通状态，电磁铁中有电流通过，电磁铁有磁性，此时电铃通过触点3与工作电路接通，电铃报警，此通路状态，指示灯的电路中没有电流，灯不亮，A、C错误．答案：D8．解析：由电路图可知，两电阻串联，监控装置与R2并联．当有人通过通道而遮挡光线时，R1阻值变大，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，依据U＝IR可知，R2阻值不变时，其两端的电压变小，即A、B间电压降低，故①错误，②正确；当仅增大R2的阻值时，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，电源的内阻和R1阻值不变时，内阻和R1两端的电压变小，则R2上的电压变大，即A、B间电压变大，故③正确；当仅减小R2的阻值时，电路中的总电阻变小，电路中的电流变大，电源的内阻和R1阻值不变时，内阻和R1两端的电压变大，即A、B间电压减小，故④错误，C正确．答案：C9．解析：由题意可知，该温度计的测温物质是铜、铁两种热膨胀系数不同的金属，双金属片的弯曲程度随温度改变而改变，故该温度计是利用测温物质热胀冷缩的性质来工作的，A、B正确；如题图甲所示，加热时双金属片的弯曲程度增大，即进一步向上弯曲，说明双金属片下层金属的热膨胀系数较大，即铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数，C正确；如题图乙所示，温度计示数沿顺时针方向增大，说明当温度上升时，温度计指针按顺时针方向转动，则其双金属片的弯曲程度在增大，故可知双金属片的内层肯定是铁，外层肯定是铜，D错误．答案：D10．解析：由题可知若二极管接反，光线暗时，二极管上为负向电压，无法导通，灯泡不亮，A可能；若R1与RG位置颠倒，则光线较暗时，Y端为高电平，二极管不导通，灯泡不发光，B可能；若R1阻值太小，Y端始终为低电平，灯泡始终发光，C不行能；灯泡断路时无法发光，D可能．答案：C11．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R被短路，二极管不发光，由于延时开关S约1min后断开，故电灯L能持续发光1min，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，故应满意R≫RL.答案：发光的1熄灭的≫12．解析：双金属片上层金属的热膨胀系数大于下层金属，常温下，弹性铜片和双金属片触点是接触的，通电后，电热丝发热，当温度上升到某一值时，双金属片上层的金属受热膨胀，形变量大于下层金属，双金属片向下弯曲，使触点分别，切断电路；随着温度的降低，当降到某一温度时，双金属片收缩复原原状，两触点又接触，接通电路．调温旋钮下压弹性铜片，可使触点分别的温度上升；上提弹性铜片，可降低触点的分别温度，从而实现了调温限制．答案：大于上升降低13．解析：电池、光敏电阻与开关及干簧管继电器开关外面线圈的两个接线构成一个回路；而另一组电池、蜂鸣器与干簧管继电器开关里面的两个接线构成另一个回路．当有光照时，光敏电阻变小，使得干簧管继电器开关存在磁场，导致开关接通，最终使得蜂鸣器发声．答案：图见解析14．解析：(1)接上电源，S2自动闭合，同时手动闭合S1，这时黄灯短路，红灯亮，电饭煲处于加热状态．加热到80℃时，S2自动断开，S1仍闭合；饭煮熟后，温度上升到103℃时，S1自动断开，黄灯亮，电饭煲处于保温状态，由于散热，待温度降至70℃时，S2自动闭合，电饭煲重新加热，温度达到80℃时，S2又自动断开，再次处于保温状态，如此循环．(2)加热时电饭煲消耗的电功率P1＝eq\f(U2,R并)，保温时电饭煲消耗的电功率