人教版 (2019)選擇性必修第二冊3 利用傳感器制作簡單的自動控制裝置優(yōu)秀隨堂練習(xí)題-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

?5.3 利用傳感器制作簡單的自動控制裝置
基礎(chǔ)知識梳理

一、實(shí)驗(yàn)1　門窗防盜報警裝置
1．實(shí)驗(yàn)器材和裝置
干簧管作為傳感器，用于感知磁體磁場是否存在．繼電器(虛線框部分)作為執(zhí)行裝置．發(fā)光二極管LED作為電路正常工作提示，R為發(fā)光二極管的限流電阻，起保護(hù)作用．蜂鳴器H作為報警提醒．電路設(shè)計(jì)如圖.

2．電路工作原理
當(dāng)門窗緊閉時，磁體M靠近干簧管SA，干簧管兩簧片被磁化相吸，繼電器接通而工作．當(dāng)門窗開啟時，磁體離開干簧管，干簧管失磁斷開，繼電器被斷電，動觸點(diǎn)c與常閉觸點(diǎn)b接通，蜂鳴器H發(fā)聲報警．
3．實(shí)驗(yàn)操作
(1)檢查干簧管．用磁體直接靠近干簧管，觀察干簧管簧片能否正常動作．
(2)連接電路．連接電路前，要檢查其他元件是否也能正常工作．
(3)接通電源后，將磁體靠近和離開干簧管，分別觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．
二、實(shí)驗(yàn)2　光控開關(guān)
1．實(shí)驗(yàn)器材和裝置
光敏電阻完成光信號向電信號的轉(zhuǎn)變．晶體三極管將電流進(jìn)行放大，同時具有完成斷路和接通的開關(guān)作用．發(fā)光二極管LED模仿路燈．電路設(shè)計(jì)如圖甲．

為了能夠驅(qū)動更大功率的負(fù)載，需用繼電器來啟、閉另外的供電電路，如圖乙所示．
2．電路工作原理
(1)光較強(qiáng)時，光敏電阻阻值小，三極管不導(dǎo)通，繼電器斷路，處于常開狀態(tài)，小燈泡L不亮．
(2)光較弱時，光敏電阻阻值變大，三極管導(dǎo)通，產(chǎn)生較大的集電極電流，點(diǎn)亮發(fā)光二極管或驅(qū)動繼電器吸合，點(diǎn)亮小燈泡L.
3．實(shí)驗(yàn)操作
(1)連接電路，檢查無誤后，接通電源．
(2)用白光照射光敏電阻，調(diào)節(jié)R1，使發(fā)光二極管LED或小燈泡L剛好不發(fā)光．
(3)減弱光敏電阻的光照強(qiáng)度，當(dāng)光減弱到某種程度時，發(fā)光二極管LED或小燈泡L發(fā)光．
(4)讓光照加強(qiáng)，當(dāng)光增強(qiáng)到某種程度時，發(fā)光二極管LED或小燈泡L熄滅．
典型例題分析

考點(diǎn)一：光控開關(guān)
【例1】夜間，居民樓的樓道里只是偶爾有人經(jīng)過，“長明燈”會造成浪費(fèi).科研人員利用“光敏” 材料制成“光控開關(guān)”——天黑時自動閉合，天亮?xí)r自動斷開；利用“聲敏”材料制成“聲控開關(guān)”——當(dāng)有人走動發(fā)出聲音時自動閉合，無人走動時自動斷開.若將這兩種開關(guān)配合使用，就可以使樓道里的燈變的“聰明”.這種“聰明”的電路是圖中的（）
A． B．
C． D．
【變式練習(xí)】
1．許多樓道照明燈具有這樣的功能：天黑時，出現(xiàn)聲音它就開啟，而在白天，即使有聲音它也沒有反應(yīng)．它的控制電路中可能接入的傳感器是(? )
A．溫度傳感器和光電傳感器
B．光電傳感器和聲音傳感器
C．聲音傳感器和熱電傳感器
D．溫度傳感器和熱電傳感器
2．許多樓道燈具有這樣的功能，天黑時，出現(xiàn)聲音就開啟，而在白天時，即使有聲音它也沒有什么反應(yīng)，它的控制電路中接入的兩個傳感器是（　　）
A．溫度傳感器和聲傳感器
B．溫度傳感器和力傳感器
C．光傳感器和力傳感器
D．光傳感器和聲傳感器
考點(diǎn)二：溫度報警器
【例2】如圖所示為溫度自動報警器的工作原理圖，圖中1是電磁鐵、2是銜鐵，5是水銀溫度計(jì)（水銀導(dǎo)電）。常溫下3觸點(diǎn)處于斷開狀態(tài)4觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)，則下列說法正確的是（　?。?br />
A．當(dāng)溫度低于警戒溫度時電磁鐵磁性增強(qiáng)，3觸點(diǎn)閉合4觸點(diǎn)斷開
B．此裝置為低溫報警裝置，溫度低于警戒溫度時，電鈴報警
C．此裝置為高溫報警裝置，溫度高于警戒溫度時，指示燈亮
D．要提高報警時的警戒溫度應(yīng)使導(dǎo)線AB短些
【變式練習(xí)】
1．如圖是一個火警報警裝置的邏輯電路圖，Rt是熱敏電阻，低溫時電阻值很大，高溫時電阻值很小，R是阻值較小的可調(diào)電阻，以下說法中正確的是（　?。?br />
A．要使電鈴平時不響，而發(fā)生火災(zāi)時由于高溫響起，圖中虛線內(nèi)應(yīng)接入“非門”元件
B．要使電鈴平時不響，而發(fā)生火災(zāi)時由于高溫響起，圖中虛線內(nèi)應(yīng)接入“與門”元件
C．要使電鈴平時不響，而發(fā)生火災(zāi)時由于高溫響起，圖中虛線內(nèi)應(yīng)接入“或門”元件
D．為提高電路的靈敏度，圖中的電阻R應(yīng)調(diào)的小一些
課后小練

一、單選題
1．傳感器在日常生活中有廣泛的應(yīng)用，超市里的電子秤使用的是（　　）
A．超聲波傳感器 B．壓力傳感器
C．溫度傳感器 D．紅外線傳感器
2．如圖是電熨斗的結(jié)構(gòu)圖，下列說法不正確的是（　　）

A．雙金屬片上層金屬的膨脹系數(shù)小于下層金屬
B．常溫下，上下觸點(diǎn)接觸；溫度過高時，雙金屬片發(fā)生彎曲使上下觸點(diǎn)分離
C．需要較高溫度熨燙時，要調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕，使升降螺絲下移并推動彈性銅片下移
D．雙金屬片溫度傳感器的作用是控制電路的通斷
3．利用光敏電阻制作的光傳感器，記錄了傳送帶上工件的輸送情況．如圖甲所示為某工廠成品包裝車間的光傳感器記錄器，光傳感器B能接收到發(fā)光元件A發(fā)出的光．每當(dāng)工件擋住A發(fā)出的光時，光傳感器就輸出一個電信號，并在屏幕上顯示出電信號與時間的關(guān)系如圖乙所示．若傳送帶始終勻速運(yùn)動，每兩個工件間的距離為0.2m，則下述說法正確的是（　?。?br />
A．該傳送帶每小時輸送1800個工件 B．該傳送帶每小時輸送7200個工件
C．傳送帶運(yùn)動的速度是0.2m/s D．傳送帶運(yùn)動的速度是0.1m/s
4．霍爾元件是實(shí)際生活中的重要元件之一，廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域.如圖所示為一長度一定的霍爾元件，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直于霍爾元件的工作面向下，在元件中通入圖示從E到F方向的電流I，其中元件中的載流子是帶負(fù)電的電荷，下列說法中正確的是（）

A．該元件能把電學(xué)量轉(zhuǎn)化為磁學(xué)量
B．該元件C面的電勢高于D面的
C．如果用該元件測赤道處地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，應(yīng)保持工作面水平
D．如果流過霍爾元件的電流大小不變，則元件C、D面的電勢差與磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比
5．如圖所示是一火災(zāi)報警器的電路示意圖，其中為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，這種半導(dǎo)體熱敏材料的電阻率隨溫度的升高而減小。電流表為值班室的顯示器，電源兩極之間接一報警器，當(dāng)傳感器所在處出現(xiàn)火情時，顯示器的電流I、報警器兩端的電壓U的變化情況是（　　）

A．I變大，U變大 B．I變大，U變小 C．I變小，U變大 D．I變小，U變小
6．如圖是利用太陽能給LED路燈供電的自動控制電路的示意圖。是光敏電阻，是保護(hù)定值電阻，日光充足時，電磁繼電器把銜鐵吸下，接入電路，太陽能電池板給蓄電池充滿電，光線不足時，銜鐵被彈簧拉起，與接入電路，蓄電池給LED路燈供電，路燈亮起，下列關(guān)于該電路說法中正確的是（　?。?br />
A．該光敏電阻阻值隨光照強(qiáng)度增大而增大
B．增加電源電動勢可以增加路燈照明時間
C．并聯(lián)更多的LED路燈可延長每天路燈照明時間
D．增大保護(hù)電阻阻值可延長每天路燈照明時間
7．如圖所示是一種煙霧報警器的控制電路圖，其簡化原理是調(diào)節(jié)可變電阻使，當(dāng)有煙霧時，開始觸發(fā)工作，其中是光敏電阻，由此可知，要使開始工作，則應(yīng)滿足（　?。?br />
A． B． C． D．無法判斷
8．圖甲是在溫度為10℃左右的環(huán)境中工作的某自動恒溫箱原理簡圖，箱內(nèi)的電阻R1=20 kΩ，R2 =10 kΩ，R3 =40 kΩ，Rt為熱敏電阻，它的電阻隨溫度變化的圖線如圖乙所示。當(dāng)a、b端電壓Uab ≤ 0時，電壓鑒別器會令開關(guān)S接通，恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱，使箱內(nèi)溫度升高；當(dāng)a、b端電壓Uab>0時，電壓鑒別器會令開關(guān)S斷開，停止加熱，則恒溫箱內(nèi)的溫度可保持在（）

A．10℃ B．20℃ C．35℃ D．45℃
二、多選題
9．如圖所示是某居民小區(qū)門口利用光敏電阻設(shè)計(jì)的行人監(jiān)控裝置，R1為光敏電阻，R2為定值電阻，A、B接監(jiān)控裝置，則（　?。?br />
A．當(dāng)有人通過而遮蔽光線時，A、B之間電壓增大
B．當(dāng)有人通過而遮蔽光線時，A、B之間電壓減小
C．當(dāng)僅增大R2的阻值時，A、B之間的電壓增大
D．當(dāng)僅減小R2的阻值時，A、B之間的電壓增大
10．如圖所示，用小燈泡模仿光控電路，A、Y之間為斯密特觸發(fā)器，為光敏電阻，為可變電阻；J為繼電器的線圈，為它的常開觸點(diǎn)，下列說法正確的是（　?。?br />
A．天色變暗時，A端輸入高電平，繼電器吸引，路燈點(diǎn)亮
B．要想在天色更暗時，路燈才會點(diǎn)亮，應(yīng)把的阻值調(diào)大些
C．要想在天色更暗時路燈才會點(diǎn)亮，應(yīng)把的阻值調(diào)小些
D．二極管的作用是繼電器釋放時提供自感電流的通路，防止損壞集成電路
11．某一熱敏電阻的阻值隨溫度的變化關(guān)系如圖（a）所示，利用此熱敏電阻制作溫控報警器，其電路的一部分如圖（b）所示，E為直流電源（電動勢為9V，內(nèi)阻可忽略），當(dāng)輸出電壓達(dá)到或超過6.0V時，便觸發(fā)報警器（圖中未畫出）報警。若要求開始報警時環(huán)境溫度為50℃，則下列說法中正確的是（　?。?br />
A．R1應(yīng)使用熱敏電阻
B．R2應(yīng)使用熱敏電阻
C．R1為固定電阻，阻值為0.4kΩ
D．R2為固定電阻，阻值為1.6kΩ
三、實(shí)驗(yàn)題
12．為節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境，公共場所使用聲、光控照明系統(tǒng)，聲、光控開關(guān)需要同時滿足光線較暗、有活動聲音時才打開的工作要求（電源及電流表內(nèi)阻不計(jì)），其示意圖如圖甲所示。

（1）聲控開關(guān)和光控開關(guān)的連接方式為___________（填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）。
（2）其中光控開關(guān)的結(jié)構(gòu)如圖乙所示，現(xiàn)用多用電表測量電磁繼電器的等效電阻，將多用電表的選擇開關(guān)置于“”擋，再將紅，黑表筆___________，調(diào)零后，測量的示數(shù)如圖丁所示，則電磁繼電器的等效電阻為___________。光敏電阻的阻值隨照度（照度可以反映光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)，照度越大，單位為lx）的變化關(guān)系如圖丙所示，由圖丙可知隨光照強(qiáng)度的增加，光敏電阻的阻值___________。
（3）已知光控開關(guān)的電源電動勢為，電阻箱的阻值為。若設(shè)計(jì)要求當(dāng)流過電磁繼電器的電流為時，光控開關(guān)閉合，則此時的照度約為___________lx。為了節(jié)約用電，需要降低光照度值，應(yīng)該把電阻箱的阻值調(diào)___________。
13．為了減少碳排放，減少能源浪費(fèi)。一些公共場所使用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng)，光控開關(guān)可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨著光照度而發(fā)生變化的元件（照度可以反映光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)照度越大，照度單位為Lx）：
（1）某光敏電阻R在不同照度下的阻值如下表：
照度/Lx
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
電阻/
5.8
3.7

2.3
2.0
1.8
根據(jù)表中已知數(shù)據(jù)，由圖像法可求出照度為0.6Lx時的電阻約為______kΩ。
（2）若利用直流電源為電磁鐵供電，利用照明電源為路燈供電。為達(dá)到天亮燈熄、天暗燈亮的效果，下列可行的電路是______。

（3）從上題選擇的電路圖中為使天色更暗時才點(diǎn)亮路燈，應(yīng)適當(dāng)?shù)豞_____（選填“增大”或“減小”）滑動變阻器的電阻。
14．熱敏電阻阻值隨溫度變化的圖線如圖甲所示，圖乙是用熱敏電阻作為傳感器制作的簡單自動報警器原理圖。

（1）由圖甲可知，熱敏電阻的阻值隨著溫度的升高而______（選填“增大”域“減小”）；
（2）閉合開關(guān)、，為了使溫度過高時報警器鈴響，開關(guān)c應(yīng)接在______（選填“”或“”）處；
（3）保持開關(guān)、閉合，若使啟動報警的溫度提高些，應(yīng)將滑動變阻器的滑片P向______（選填“左”或“右”）移動。

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