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课时作业(三十一)传感器◎必做部分1．传感器担负着信息采集的任务，它常常是()A．将力学量(如形变量)转变成电学量B．将热学量转变成电学量C．将光学量转变成电学量D．将电学量转变成力学量2．下面哪些技术涉及到传感器的应用()A．宾馆的自动门B．工厂、电站的静电除尘C．家用电饭煲的跳闸和保温D．声控开关3．在街旁的路灯，江海里的航标都要求在夜晚亮，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，实现了自动控制，这是利用半导体的()A．压敏性B．光敏性C．热敏性D．三种特性都利用4.如图所示的电路中，当半导体材料做成的热敏电阻浸泡到热水中时，电流表示数增大，则说明()A．热敏电阻在温度越高时，电阻越大B．热敏电阻在温度越高时，电阻越小C．半导体材料温度升高时，导电性能变差D．半导体材料温度升高时，导电性能变好5．某中学的学生食堂新安装了磁卡就餐系统，使用不到一周，便出现了电源总开关总是无法接通的问题．经检查，电源总开关中漏电保护器自动切断了电源．漏电保护器电路如图所示，变压器A处用火线与零线双股平行绕制成线圈，然后接到磁卡机上，B处有一个输出线圈，一旦线圈B中有电流经放大器放大后便推动断电器切断电源．造成漏电保护器自动切断电源的原因判断为磁卡机用电端()A．零线与火线之间漏电B．火线与地线之间漏电或零线直接接地C．只有火线与地之间漏电才会产生D．刷卡机装得过多，造成电流太大6．如图所示为大型电子地磅的电路图，电源电动势为E，内阻不计．不称物体时，滑片P在A端，滑动变阻器接入电路的有效电阻最大，电流最小；称重物时，在压力作用下使滑片P下滑，滑动变阻器有效电阻变小，电流变大，这样把重力值转换成电信号，将电流对应的重力值刻在刻度盘上，就可以读出被称物体的重力值．若滑动变阻器上A、B间的距离为L，最大阻值等于定值电阻值R0.已知两弹簧的总弹力与形变量成正比，比例系数为K.则所称重物的重力G与电流大小I的关系为()A．G＝2LK－ELKR0IB．G＝KLC．G＝KL＋EIR0D．G＝KIL7.用两种不同的金属丝组成的一个回路，触点1插在热水中，触点2插在冷水中，如图所示，电流表指针会发生偏转，这就是温差发电现象．下列有关温差发电现象的说法中正确的是()①该实验符合能量守恒定律，但违背了热力学第二定律②该实验中有部分内能转化为电路的电能③该实验中热水的温度降低，冷水的温度升高④该实验中热水的温度降低，冷水的温度不变化A．①③B．①④C．②③D．②④8.高温超导限流器被公认为目前最好的，且唯一行之有效的短路故障电流限制装置．中国科学院电工研究所完成了一种具有自主知识产权的高温超导限流器样机的研制工作，并于2005年初在湖南进行并网挂机实验．超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成，如图所示．超导部件有一个超导临界电流IC，当通过超导部件的电流IIC时，将造成超导体失超，从超导态(本题认为电阻为零)转变为正常态(本题认为是一个纯电阻)．以此来限制电力系统故障电流．已知超导部件的正常态电阻为R1＝3Ω，超导临界电流IC＝1.2A，限流电阻R2＝6Ω，小灯泡L上标有“6V,6W”，电源电动势E＝8V，内阻r＝2Ω.原来电路正常工作，现L突然发生短路．则()A．短路前通过R1的电流为2/3AB．超导部件将由超导态转为正常态C．短路后通过R1的电流为4/3AD．短路后通过R1的电流为2A9.原始的电话机将听筒和话筒串联成一个电路．当自己对着话筒讲话时，会从听筒中听到自己的声音，导致听觉疲劳而影响通话．现代的电话将听筒电路与话筒电路分开，改进的电路原理示意图如右图所示，图中线圈Ⅰ与线圈Ⅱ匝数相等．R0＝1.2kΩ，R＝3.6kΩ，Rx为可变电阻．当Rx调到某一值时，从听筒中就听不到话筒传出的声音了，这时Rx的数值为()A．1.2kΩB．3.6kΩC．1.8kΩD．2.4kΩ10．影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减小．某课题研究组在研究某种导电材料的用电器件Z的导电规律时，利用如图(a)所示的分压电路测得其电压与电流的关系如下表所示：U/V0.400.600.801.001.201.501.60I/A0.200.450.801.251.802.813.20(1)根据表中数据，判断用电器件Z可能属于上述哪类材料？________.(2)把用电器件Z接入如图(b)所示的电路中，闭合开关，电流表的读数为1.8A，电池的电动势为3V，内阻不计，电阻R的电功率为________．11．磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为B22μ.式中B是磁感应强度，μ是磁导率，在空气中μ为一已知常数．为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B，一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离Δl，并测出拉力F，如图所示．因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感应强度B与F、A之间的关系为B＝________.12．热敏电阻是阻值随温度的改变而变化，且对温度很敏感的元件．某同学把一个热敏电阻连入电路中，通过实验他测出了一组数据，并画出了I－U关系曲线，如下图所示：问：你认为该同学实验时选用的是下图中甲、乙两电路中的______电路图．◎选做部分13．如图表示普通电冰箱内温度控制器的结构．铜制的测温泡1(温度升高时，测温泡内气体压强增大)、细管2和弹性金属膜盒3连通成密封的系统，里面充有氯甲烷和它的蒸汽，构成了一个温度传感器，膜盒3为扁圆形(图中显示它的切面)，右表面固定，左表面通过小柱体与弹簧片4连接．盒中气体的压强增大时，盒体就会膨胀．测温泡1安装在冰箱的冷藏室中，5、6分别是电路的动触点和静触点，控制制冷压缩机的工作．弹簧7的两端分别连接到弹簧片4和连杆9上，连杆9的下端是装在机箱上的轴，凸轮8是由设定温度的旋钮(图中未画出)控制的，逆时针旋转时凸轮杆上端右移，从而加大了弹簧7的拉力．(1)为什么当冰箱内温度较高时压缩机能够自动开始工作，而在达到设定的低温后又自动停止工作？(2)为什么用凸轮可以改变设定的温度？14.如图所示为检测某传感器的电路图．传感器上标有“3V，0.9W”的字样(传感器可看做一个纯电阻)，滑动变阻器R0上标有“10Ω，1A”的字样，电流表的量程为0.6A，电压表的量程为3V．求：(1)传感器的电阻和额定电流；(2)为了确保电路各部分的安全，在a、b之间所加的电源电压最大值是多少？详解答案课时作业(三十一)◎必做部分1．ABC传感器是将所感受到的不便于测量的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量的物理量(一般是电学量)的一类元件．故选项A、B、C对、选项D错．2．ACD宾馆的自动门采用了光电传感器，故选项A对；家用电饭煲的跳闸和保温采用了热电传感器，故选项C对；声控开关采用了声电传感器，故选项D对．3．B街旁的路灯和江海里的航标，都是利用了半导体的光敏性，夜晚电阻大，白天电阻小，控制了电路的通断．4．BD电流表的示数增大，说明电路中的电流增大，电阻减小，所以这个热敏电阻的电阻率是随温度的升高而降低的，电阻率减小，电阻值在其它条件不变时减小，导电性能变好．5．B由题意知，火线和零线均绕在铁芯上，故只有火线与零线中电流大小不等时，才会引起漏电保护器切断电源，故可能是火线与地之间漏电，也可能是零线与地之间漏电．6．A设称重物时，在压力作用下使滑片P下滑X，G＝KX，①滑动变阻器有效电阻R＝R0－XLR0②由全电路欧姆定律I＝ER＋R0③由①②③得G＝2LK－ELKR0I.7．C该实验遵循能的转化和守恒定律，也不违背热力学第二定律，最终将达到热平衡，内能转化为电能，热水温度降低，冷水温度升高．8．BC小灯泡L上标有“6V,6W”，故该灯泡的电阻RL＝U2/P＝(62/6)Ω＝6Ω，短路前电路的总电阻为R＝R1R2/(R1＋R2)＋RL＋r＝2Ω＋6Ω＋2Ω＝10Ω，总电流为I＝E/R＝0.8A，超导部件两端的电压为U1＝E－I(RL＋r)＝1.6V，所以短路前通过R1的电流为I1＝(1.6/3)A＝8/15A，所以A选项错误；当L突然短路后，则电路中总电阻为R′，R′＝2Ω＋2Ω＝4Ω，总电流I′＝E/R′＝(8/4)A＝2A，则超导部件两端的电压为U′＝E－I′r＝4V，所以短路后通过R1的电流为I′1＝4/3A＝4/3A，故C选项正确；由上述计算可知L突然短路后，超导部件的电流为4/3A，超过了临界电流1.2A，故短路后超导部件将由超导态转为正常态，B选项正确．9．C应满足RRxR＋Rx＝R0，代入数值得，Rx＝1.8kΩ.10．解析：(1)由表格中数据可得，电阻随电压的增大而减小，而电压越大，用电器件温度越高，所以材料为半导体．(2)查表I＝1.8A时，Z的电压为1.2V，则UR＝E2－UZ＝3V－1.2V＝1.8V，PR＝IUR＝3.24W.答案：(1)半导体(2)3.24W11．解析：在用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离Δl的过程中，拉力F可认为不变，因此，F所做的功W＝FΔl.以w表示间隙中磁场的能量密度，则间隙中磁场的能量E＝wAΔl.由题给条件得w＝B22μ.故E＝B22μAΔl因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，即W＝E，故有FΔl＝B22μAΔl解得B＝2μFA.答案：2μFA12．答案：甲◎选做部分13．答案：(1)冰箱内温度较高时，密封系统中的压强增大，盒体膨胀，膜盒3通过小柱体带动弹簧片4，使动触点5与静触点6接触，控制压缩机自动开始工作，而在达到设定的低温时弹簧带动弹簧片4将触点5、6断开，使压缩机停止工作．(2)凸轮逆时针转动会加大连杆9对弹簧7的拉力，该拉力与弹性膜盒3共同控制弹簧片4的运动，而弹簧7上弹力的变化会改变设定的温度．14．解析：(1)R传＝U2传/P传＝320.9Ω＝10ΩI传＝P传U传＝0.93A＝0.3A.(2)最大电流I＝I传＝0.3A电源电压最大值Um＝U传＋U0U传为传感器的额定电压，U0为R0m＝10Ω时R0两端的电压，即U0＝I传·R0m＝0.3×10V＝3V小于电压表量程，所以Um＝U传＋U0＝3V＋3V＝6V.答案：(1)10Ω0.3A(2)6V