2021高考物理一轮复习实验十六利用传感器制作简单的自动控制装置练习含解析鲁科版

-1-实验十六利用传感器制作简单的自动控制装置1.(多选)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【解析】选B、D。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,其电阻率减小,电阻值在其他条件不变时减小,导电性能变好,故B、D正确。2.金属铂的电阻值随温度的变化而变化,图中可能表示金属铂电阻的U-I图线的是()【解析】选B。金属铂的电阻随温度的升高而增大,其U-I图线上的点与坐标原点的连线的斜率逐渐增大,选项B正确。3.在开展研究性学习的过程中,某同学设计了一个利用线圈测量转轮转速的装置,如图所示,在轮子的边缘贴上一个小磁体,将小线圈靠近轮边放置,接上数据采集器和电脑(即DIS实验器材)。如果小线圈的面积为S,匝数为N,小磁体附近的磁感应强度的最大值为B,小线圈所在回路的总电阻为R,实验发现,轮子转过θ角,小线圈的磁通量由最大值变为零。因此,他认为只要测得此过程感应电流的平均值I,就可以测出转轮转速的大小。请你运用所学的知识,通过计算对该同学的结论进行评价。-2-【解析】该同学的结论正确。设转轮的角速度和转速分别为ω、n,轮子转过θ角所需时间为Δt,通过线圈的磁通量的变化量为ΔΦ,线圈中产生的感应电动势的平均值为E。根据法拉第电磁感应定律有E=N=N,由闭合电路欧姆定律得感应电流的平均值I=又Δt=,n=联立以上各式可得n=,由此可见,该同学的结论是正确的。答案:见解析【加固训练】(多选)如图所示,电源电动势为E,内阻为r,R1为定值电阻,R2为光敏电阻。光强增大时,R2的阻值减小,R3为滑动变阻器,平行板电容器与定值电阻R1并联,闭合开关,下列判断正确的是()A.仅增加光照强度时,电容器所带电荷量将减小B.仅减弱光照强度时,电源的输出功率一定减小C.仅将滑动变阻器的滑片向上移动时,电容器贮存的电场能将减小D.仅将滑动变阻器的滑片向下移动时,电源的效率将增大【解析】选C、D。仅增加光照强度,则R2电阻变小,总电阻变小,总电流变大,电源内阻分压变大,路端电压变小,则通过R3的电流变小,通过R1的电流变大,则R1的分压变大,电容器电压变大,带电荷量增加,A错误;仅减弱光照强度,R2电阻变大,电源的输出功率由内、外电阻关系决定,因其大小关系不确定,所以不能判断电源输出功率的变化,B错误;滑动变阻器的滑片向上移动时电阻减小,外电阻变小,路端电压变小,则电容器的电压变小,贮存的电场能减小,C正确;滑动变阻器的滑片向下移动时电阻增大,外电阻增大,路端电压增大,则电源效率增大,D正确。-3-4.为了节能环保,一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制。光敏电阻是阻值随着光照度的变化而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为lx)。(1)某光敏电阻R在不同照度下的阻值如表中所示,根据表中已知数据,在如图甲所示坐标系中描绘出了阻值随照度变化的曲线。由图象可求出照度为1.0lx时的电阻约为________kΩ。照度/lx0.20.40.60.81.01.2电阻/kΩ5.83.72.82.31.8(2)如图乙所示是街道路灯自动控制模拟电路,利用直流电源为电磁铁供电,利用照明电源为路灯供电。为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果,路灯应接在________(选填“AB”或“BC”)之间,请用笔画线代替导线,正确连接电路元件。(3)用多用电表“×10Ω”挡,按正确步骤测量图中电磁铁线圈电阻时,指针示数如图丙所示,则线圈的电阻为________Ω。已知当线圈中的电流大于或等于2mA时,继电器的衔铁将被吸合。图中直流电源的电动势E=6V,内阻忽略不计,滑动变阻器有三种规格可供选择:-4-R1(0～10Ω,2A)、R2(0～200Ω,1A)、R3(0～1750Ω,1A)。要求天色渐暗照度降低至1.0lx时点亮路灯,滑动变阻器应选择________(选填“R1”“R2”或“R3”)。为使天色更暗时才点亮路灯,应适当地________(选填“增大”或“减小”)滑动变阻器的电阻。【解析】(1)由描点绘出的图象可以找出照度为1.0lx时光敏电阻的阻值为2.0kΩ。(2)电源与开关、滑动变阻器、光敏电阻和电磁铁串联起来。当受光照作用较强时,光敏电阻阻值较小,通过电磁铁的电流较大,对衔铁磁力增大,与下触点接通,此时应使路灯不亮,故路灯应接在AB之间。(3)多用电表读数为14,乘以倍率“×10”,故线圈电阻为140Ω。由闭合电路欧姆定律可知,电路总电阻达到3kΩ时,电路接通,故滑动变阻器电阻应与光敏电阻同一数量级,故滑动变阻器选择R3。天色更暗,光敏电阻阻值增大,为使路灯此时点亮,则滑动变阻器电阻应减小。答案:(1)2.0(误差允许范围内均对)(2)AB接线图如图所示(3)140R3减小