第五章过关检测 (时间：90分钟满分：100分) 一、选择题（共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第 16小题只有一个选项符合题目要求，第7~10小题有多个选项符合题目要求，全 部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分) 1光电式感烟探测器（简称烟感器）由光源、光电元件和电子开关组成。利用光散 射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测，并及时发出报警信号。该报警器利用的 传感器是() A.力传感器B.声传感器 C.位移传感器D.光传感器 答案D 解析：由于光电式感烟探测器是利用光散射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测， 故该报警器利用的传感器是光传感器，选项D正确。 2.对于确定的一个霍尔元件，若保持通入的恒定电流不变，当磁感应强度增加时，霍 尔电压UH应() A不变 B.减小 C增大 D.不确定 答案：C 解析：由U=但可得，当磁感应强度B增加时，U1增大。 3.下图是观察热敏电阻阻值随温度变化情况的示意图。现在把杯中的水由冷水 变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是() ①欧姆表 热敏电阻 A如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显 B.如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显 C.如果R为负温度系数热敏电阻，读数变小，读数变化非常明显 D.如果R为负温度系数热敏电阻，读数变小，读数变化不明显 答案：C 解析：当R为金属热电阻时，水的温度升高，电阻的阻值变大，欧姆表的示数会变大， 但由于热传导需要时间，故其电阻变化不灵敏，选项A、B错误。若电阻为负温度 系数热敏电阻，其阻值随着温度的升高会迅速减小，欧姆表的示数也会迅速减小， 选项C正确，D错误。 4.电熨斗能自动控制温度，在熨烫不同的织物时，设定的温度可以不同。下图为电 熨斗的结构图，电熨斗内部装有双金属片，双金属片上层金属的膨胀系数大于下层
第五章过关检测 (时间:90 分钟 满分:100 分) 一、选择题(共 10 小题,每小题 4 分,共 40 分。在每小题给出的四个选项中,第 1~6 小题只有一个选项符合题目要求,第 7~10 小题有多个选项符合题目要求,全 部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错或不答的得 0 分) 1.光电式感烟探测器(简称烟感器)由光源、光电元件和电子开关组成。利用光散 射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测,并及时发出报警信号。该报警器利用的 传感器是( ) A.力传感器 B.声传感器 C.位移传感器 D.光传感器 答案:D 解析:由于光电式感烟探测器是利用光散射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测, 故该报警器利用的传感器是光传感器,选项 D 正确。 2.对于确定的一个霍尔元件,若保持通入的恒定电流不变,当磁感应强度增加时,霍 尔电压 UH 应( ) A.不变 B.减小 C.增大 D.不确定 答案:C 解析:由 UH=k𝐼𝐵 𝑑 可得,当磁感应强度 B 增加时,UH 增大。 3.下图是观察热敏电阻阻值随温度变化情况的示意图。现在把杯中的水由冷水 变为热水,关于欧姆表的读数变化情况正确的是( ) A.如果 R 为金属热电阻,读数变大,且变化非常明显 B.如果 R 为金属热电阻,读数变小,且变化不明显 C.如果 R 为负温度系数热敏电阻,读数变小,读数变化非常明显 D.如果 R 为负温度系数热敏电阻,读数变小,读数变化不明显 答案:C 解析:当 R 为金属热电阻时,水的温度升高,电阻的阻值变大,欧姆表的示数会变大, 但由于热传导需要时间,故其电阻变化不灵敏,选项 A、B 错误。若电阻为负温度 系数热敏电阻,其阻值随着温度的升高会迅速减小,欧姆表的示数也会迅速减小, 选项 C 正确,D 错误。 4.电熨斗能自动控制温度,在熨烫不同的织物时,设定的温度可以不同。下图为电 熨斗的结构图,电熨斗内部装有双金属片,双金属片上层金属的膨胀系数大于下层
金属，若把熨烫的棉麻衣物换成丝绸衣物，则下列调节调温旋钮方式可行的是 () 调温旋钮 弹性 升降螺钉 铜片 绝缘支架 触点一 双金 电源 属片 电热丝 金属底板 织物材料 尼龙 合成纤维 丝绸 样毛 麻 熨烫温度 低→高 A.向下旋转 B.向上旋转 C.保持原状 D.不能确定 答案B 解析：常温下，上、下触，点是接触的，这样插上电源时，电熨斗开始加温，当温度升高 时，双金属片上层形变大，双金属片向下弯曲，触点分离，停止加热。现把棉麻衣物 换成丝绸衣物，熨烫温度变低，要使温度低时就断开，应把调温旋钮向上旋转，这样 在金属形变较小时就能断开电路。 5.图甲为在温度为10℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电 阻R1=20k2、R2=10k2、R3=40k9,RT为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图 线如图乙所示。a、b端电压Uab≤0时，电压鉴别器会令开关S接触，恒温箱内的 电热丝发热，使箱内温度升高；当a、b端电压Uab>0时，电压鉴别器会令开关S断 开，停止加热。则恒温箱内的温度可保持在( R R 220V 电压 鉴别器 电热丝 甲 +R/10k2) 2 0■■■ 10203040506070t/0 A.10℃ B.20℃ C.35℃ D.45℃ 答案：C
金属,若把熨烫的棉麻衣物换成丝绸衣物,则下列调节调温旋钮方式可行的是 ( ) 织物材料 尼龙 合成纤维 丝绸 羊毛 麻 熨烫温度 低→高 A.向下旋转 B.向上旋转 C.保持原状 D.不能确定 答案:B 解析:常温下,上、下触点是接触的,这样插上电源时,电熨斗开始加温,当温度升高 时,双金属片上层形变大,双金属片向下弯曲,触点分离,停止加热。现把棉麻衣物 换成丝绸衣物,熨烫温度变低,要使温度低时就断开,应把调温旋钮向上旋转,这样 在金属形变较小时就能断开电路。 5.图甲为在温度为 10 ℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图,箱内的电 阻 R1=20 kΩ、R2=10 kΩ、R3=40 kΩ,RT 为热敏电阻,它的电阻随温度变化的图 线如图乙所示。a、b 端电压 Uab≤0 时,电压鉴别器会令开关 S 接触,恒温箱内的 电热丝发热,使箱内温度升高;当 a、b 端电压 Uab>0 时,电压鉴别器会令开关 S 断 开,停止加热。则恒温箱内的温度可保持在( ) A.10 ℃ B.20 ℃ C.35 ℃ D.45 ℃ 答案:C
解析：由题可知Ub=0是一个电压的临界点，对应着开关S的动作，而开关的动作 对应着温度的上升或下降。由电路图可知，在R1、R2、R3给定的条件下，热敏电 阻RT的阻值决定了Uab的正负。设电源负极的电势为零，则 RpsU,其中U为电源的路端电压，令9=ps即U=0,则可得是= 工，代入数据得RT=20k2,查表得对应的温度为35℃，选项C正确。 6.为了保证汽车刹车时车轮不被抱死，使车轮仍有一定的滚动而不是纯滑动，需要 一种测定车轮是否还在转动的装置，这样既可以提高刹车效果，又不使车轮失去控 制。这种检测装置称为电磁脉冲传感器，如果该装置检测出车轮不再转动，它就会 自动放松刹车机构，让车轮仍保持转动状态，这就是ABS防抱死系统。如图所示 图像是电磁脉冲传感器示意图，B是一根永久磁体，外面绕有线圈，它们的左端靠 近一个铁质齿轮A,齿轮与转动的车轮是同步的。以下说法正确的是() 永久 B磁体 输出 电流 A.车轮转动时，由于齿轮在永久磁体的磁场中切割磁感线，产生感应电流 B.车轮转动时，由于齿轮被磁化使线圈中的磁场发生变化，产生感应电流 C.车轮转速减慢时，输出电流的周期变小，电流也变小 D.车轮转速减慢时，输出电流的周期变大，电流也变大 答案B 解析：此传感器是利用线圈中磁通量的变化产生感应电流的原理来实现检测的。 当车轮转动时，带动齿轮转动，相当于将磁铁插入和拔出线圈，从而使线圈中磁通 量发生变化而产生感应电流，故选项A错误，B正确。当车轮转速减慢时，线圈中 磁通量的变化减慢，产生的感应电流的周期变大，由E=地可知，电流变小，故选项 At C、D错误。 7.计算机光驱的主要部分是激光头，它可以发射脉冲激光信号，激光扫描光盘时，激 光头利用光敏电阻自动计数器将反射回来的脉冲信号传输给信号处理系统，再通 过计算机显示出相应信息。光敏电阻自动计数器的示意图如图所示，其中R1为光 敏电阻，R2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是( ) 信号处 理系统 激光 A.当有光照射R1时，处理系统获得高电压 B.当有光照射R1时，处理系统获得低电压 C.信号处理系统每获得一次低电压就计数一次 D.信号处理系统每获得一次高电压就计数一次 答案：AD
解析:由题可知 Uab=0 是一个电压的临界点,对应着开关 S 的动作,而开关的动作 对应着温度的上升或下降。由电路图可知,在 R1、R2、R3 给定的条件下,热敏电 阻 RT 的阻值决定了 Uab 的正负。设电源负极的电势为零,则 φa= 𝑅2 𝑅1+𝑅2 U,φb= 𝑅T 𝑅3 +𝑅T U,其中 U 为电源的路端电压,令 φa=φb,即 Uab=0,则可得𝑅2 𝑅1 = 𝑅T 𝑅3 ,代入数据得 RT=20 kΩ,查表得对应的温度为 35 ℃,选项 C 正确。 6.为了保证汽车刹车时车轮不被抱死,使车轮仍有一定的滚动而不是纯滑动,需要 一种测定车轮是否还在转动的装置,这样既可以提高刹车效果,又不使车轮失去控 制。这种检测装置称为电磁脉冲传感器,如果该装置检测出车轮不再转动,它就会 自动放松刹车机构,让车轮仍保持转动状态,这就是 ABS 防抱死系统。如图所示 图像是电磁脉冲传感器示意图,B 是一根永久磁体,外面绕有线圈,它们的左端靠 近一个铁质齿轮 A,齿轮与转动的车轮是同步的。以下说法正确的是( ) A.车轮转动时,由于齿轮在永久磁体的磁场中切割磁感线,产生感应电流 B.车轮转动时,由于齿轮被磁化使线圈中的磁场发生变化,产生感应电流 C.车轮转速减慢时,输出电流的周期变小,电流也变小 D.车轮转速减慢时,输出电流的周期变大,电流也变大 答案:B 解析:此传感器是利用线圈中磁通量的变化产生感应电流的原理来实现检测的。 当车轮转动时,带动齿轮转动,相当于将磁铁插入和拔出线圈,从而使线圈中磁通 量发生变化而产生感应电流,故选项 A 错误,B 正确。当车轮转速减慢时,线圈中 磁通量的变化减慢,产生的感应电流的周期变大,由 E=Δ𝛷 Δ𝑡 可知,电流变小,故选项 C、D 错误。 7.计算机光驱的主要部分是激光头,它可以发射脉冲激光信号,激光扫描光盘时,激 光头利用光敏电阻自动计数器将反射回来的脉冲信号传输给信号处理系统,再通 过计算机显示出相应信息。光敏电阻自动计数器的示意图如图所示,其中 R1 为光 敏电阻,R2 为定值电阻,此光电计数器的基本工作原理是( ) A.当有光照射 R1 时,处理系统获得高电压 B.当有光照射 R1 时,处理系统获得低电压 C.信号处理系统每获得一次低电压就计数一次 D.信号处理系统每获得一次高电压就计数一次 答案:AD
解析：R1、R2和电源组成一个闭合电路，当激光照到光敏电阻时，R1的阻值变小，总 电流变大，则R2两端获得高电压，选项A正确，B错误；只有R2两端获得高电压时， 处理系统才能进行信号处理，选项C错误，D正确。 8.下图是霍尔元件的示意图，一块通电的铜板放在磁场中，板面垂直于磁场，板内通 有图示方向的电流，α、b是铜板上、下表面的两点，则( A.电势pa>pb B.电势pb>pa C.电流增大时，pa-pb增大 D.其他条件不变，将铜板改为NaCI水溶液时，电势结果仍然一样 答案：AC 解析：铜板中的自由电荷是电子，电子定向移动的方向与电流的方向相反，由左手 定则可判断出电子因受洛伦兹力作用向b侧偏转，所以p>pb,选项A正确，B错 误；因oapl=号所以电流增大时，pap增大，选项C正确；若将铜板改为NaC1溶 液，溶液中的正、负离子均向b侧偏转，0a-p=0,即不产生霍尔效应，选项D错 误。 9.下列器件可作为传感器的有( A.发光二极管B.热敏电阻 C.霍尔元件D.干电池 答案BC 解析：发光二极管有单向导电性，选项A错误；热敏电阻和霍尔元件都可作为传感 器，选项B、C正确：千电池是电源，选项D错误。 10.下图是利用硫化镉制成的光敏电阻自动计数装置的示意图，其中A是发光仪 器，B是光敏电阻，R是普通定值电阻，下列说法正确的是( A.当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变小，电压 表读数变小 B.当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电压 表读数变大
解析:R1、R2 和电源组成一个闭合电路,当激光照到光敏电阻时,R1 的阻值变小,总 电流变大,则 R2 两端获得高电压,选项 A 正确,B 错误;只有 R2 两端获得高电压时, 处理系统才能进行信号处理,选项 C 错误,D 正确。 8.下图是霍尔元件的示意图,一块通电的铜板放在磁场中,板面垂直于磁场,板内通 有图示方向的电流,a、b 是铜板上、下表面的两点,则( ) A.电势 φa>φb B.电势 φb>φa C.电流增大时,|φa-φb|增大 D.其他条件不变,将铜板改为 NaCl 水溶液时,电势结果仍然一样 答案:AC 解析:铜板中的自由电荷是电子,电子定向移动的方向与电流的方向相反,由左手 定则可判断出电子因受洛伦兹力作用向 b 侧偏转,所以 φa>φb,选项 A 正确,B 错 误;因|φa-φb|=k𝐼𝐵 𝑑 ,所以电流增大时,|φa-φb|增大,选项 C 正确;若将铜板改为 NaCl 溶 液,溶液中的正、负离子均向 b 侧偏转,|φa-φb|=0,即不产生霍尔效应,选项 D 错 误。 9.下列器件可作为传感器的有( ) A.发光二极管 B.热敏电阻 C.霍尔元件 D.干电池 答案:BC 解析:发光二极管有单向导电性,选项 A 错误;热敏电阻和霍尔元件都可作为传感 器,选项 B、C 正确;干电池是电源,选项 D 错误。 10.下图是利用硫化镉制成的光敏电阻自动计数装置的示意图,其中 A 是发光仪 器,B 是光敏电阻,R 是普通定值电阻,下列说法正确的是( ) A.当传送带上没有物品挡住由 A 射向 B 的光信号时,光敏电阻的阻值变小,电压 表读数变小 B.当传送带上没有物品挡住由 A 射向 B 的光信号时,光敏电阻的阻值变大,电压 表读数变大
C.当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变小，电压表 读数变小 D.当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电压表 读数变大 答案：AD 解析B是光敏电阻，其阻值随光照强度的增强而减小。当没有物品挡住光时，光 射向B,B的阻值减小，其电流变大，由U=E-r知电压表读数变小，选项A正确，B 错误；有物品时，光被挡住，B的阻值增大，电流减小，电压表读数变大，选项C错误，D 正确。 二、填空题（共3小题，共18分） 11.(4分)利用负温度系数热敏电阻制作的温度传感器一般体积很小，可以用来测 量很小范围内的温度变化，反应快，而且精确度高。 配有温度刻度 A 00.2040 右 ()如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和电阻串联成一个电路，如图甲所 示，其他因素不变，只要热敏电阻所处区域的温度降低，电路中电流将变 (选填“大”或“小”)。 (2)上述电路中，我们将电流表中的电流刻度（如图乙所示）换成相应的温度刻度，就 能直接显示出热敏电阻附近的温度。如果刻度盘正中的温度为20℃，则25℃ 的刻度应在20℃的刻度的 (选填“左”或“右)侧。 答案：(1)小(2)右 解析()因为负温度系数热敏电阻温度降低时电阻增大，故电路中电流会变小。 (2)温度越高，负温度系数热敏电阻越小，电流越大，25℃的刻度应对应较大电流， 故在20℃对应电流刻度的右侧。 12.(10分)如图所示，一热敏电阻RT放在控温容器M内；A为毫安表，量程为6mA 内阻为数十欧姆：E为直流电源，电动势约为3V,内阻很小：R为电阻箱，最大阻值 为999.92：S为开关。已知RT在95℃时的阻值为1502，在20℃时的阻值约 为5502。现要求在降温过程中测量在20-95℃之间的多个温度下Rr的阻 值。 (1)在图中画出连线，完成实验原理电路图。 (2)完成下列实验步骤中的填空
C.当传送带上有物品挡住由 A 射向 B 的光信号时,光敏电阻的阻值变小,电压表 读数变小 D.当传送带上有物品挡住由 A 射向 B 的光信号时,光敏电阻的阻值变大,电压表 读数变大 答案:AD 解析:B 是光敏电阻,其阻值随光照强度的增强而减小。当没有物品挡住光时,光 射向 B,B 的阻值减小,其电流变大,由 U=E-Ir 知电压表读数变小,选项 A 正确,B 错误;有物品时,光被挡住,B 的阻值增大,电流减小,电压表读数变大,选项 C 错误,D 正确。 二、填空题(共 3 小题,共 18 分) 11.(4 分)利用负温度系数热敏电阻制作的温度传感器一般体积很小,可以用来测 量很小范围内的温度变化,反应快,而且精确度高。 (1)如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和电阻串联成一个电路,如图甲所 示,其他因素不变,只要热敏电阻所处区域的温度降低,电路中电流将变 (选填“大”或“小”)。 (2)上述电路中,我们将电流表中的电流刻度(如图乙所示)换成相应的温度刻度,就 能直接显示出热敏电阻附近的温度。如果刻度盘正中的温度为 20 ℃,则 25 ℃ 的刻度应在 20 ℃的刻度的 (选填“左”或“右”)侧。 答案:(1)小 (2)右 解析:(1)因为负温度系数热敏电阻温度降低时电阻增大,故电路中电流会变小。 (2)温度越高,负温度系数热敏电阻越小,电流越大,25 ℃的刻度应对应较大电流, 故在 20 ℃对应电流刻度的右侧。 12.(10 分)如图所示,一热敏电阻 RT 放在控温容器 M 内;A 为毫安表,量程为 6 mA, 内阻为数十欧姆;E 为直流电源,电动势约为 3 V,内阻很小;R 为电阻箱,最大阻值 为 999.9 Ω;S 为开关。已知 RT 在 95 ℃时的阻值为 150 Ω,在 20 ℃时的阻值约 为 550 Ω。现要求在降温过程中测量在 20~95 ℃之间的多个温度下 RT 的阻 值。 (1)在图中画出连线,完成实验原理电路图。 (2)完成下列实验步骤中的填空
a依照实验原理电路图连线。 b.调节控温容器M内的温度，使得R的温度为95℃。 c.把电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全。 d.闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数6，并记录 e.将Rr的温度降为T(20℃<T<95℃)调节电阻箱，使得电流表的读 数 ,记录 f温度为T时热敏电阻的电阻值Rr1= g逐步降低T的数值，直至20℃为止；在每一温度下重复步骤e、f。 答案()实验原理电路图如图所示 (2)d.电阻箱的读数Ro e.仍为o电阻箱的读数R1 f.Ro-R1+1502 解析：(1)电阻箱的最大阻值与热敏电阻的最大阻值相差不大，因此电阻箱应与热 敏电阻串联。 (2)本实验原理是当电路的电流相等时，外电路的总电阻相等，所以95℃和T时 RT对应的电路的电阻相等，有1502+Ro=RT1+R1,即RT1=Ro-R1+1502。 13.(4分)如图所示，图甲为半导体材料做成的热敏电阻的阻值随温度变化的曲线， 而图乙则是用这个热敏电阻和继电器做成的温控电路。设电磁铁线圈的电阻为 502,线圈中的电流大于或等于20A时，继电器的衔铁被吸合，己知左侧电源的 电动势为6V,电源的内阻不计。继电器中吸合衔铁的部件是。要使右侧 电路中的小灯泡发光，温度的范围应是 ↑R/2 500 400 300 200 100 LEEEEBEEEBEEE8出 0102030405060708090t/C 甲 热敏电阻 衔铁 口触点 答案：电磁铁大于等于45℃
a.依照实验原理电路图连线。 b.调节控温容器 M 内的温度,使得 RT 的温度为 95 ℃。 c.把电阻箱调到适当的初值,以保证仪器安全。 d.闭合开关,调节电阻箱,记录电流表的示数 I0,并记录 。 e.将 RT 的温度降为 T1(20 ℃<T1<95 ℃);调节电阻箱,使得电流表的读 数 ,记录 。 f.温度为 T1 时热敏电阻的电阻值 RT1= 。 g.逐步降低 T1 的数值,直至 20 ℃为止;在每一温度下重复步骤 e、f。 答案:(1)实验原理电路图如图所示 (2)d.电阻箱的读数 R0 e.仍为 I0 电阻箱的读数 R1 f.R0-R1+150 Ω 解析:(1)电阻箱的最大阻值与热敏电阻的最大阻值相差不大,因此电阻箱应与热 敏电阻串联。 (2)本实验原理是当电路的电流相等时,外电路的总电阻相等,所以 95 ℃和 T1 时 RT 对应的电路的电阻相等,有 150 Ω+R0=RT1+R1,即 RT1=R0-R1+150 Ω。 13.(4 分)如图所示,图甲为半导体材料做成的热敏电阻的阻值随温度变化的曲线, 而图乙则是用这个热敏电阻和继电器做成的温控电路。设电磁铁线圈的电阻为 50 Ω,线圈中的电流大于或等于 20 mA 时,继电器的衔铁被吸合,已知左侧电源的 电动势为 6 V,电源的内阻不计。继电器中吸合衔铁的部件是 。要使右侧 电路中的小灯泡发光,温度的范围应是 。 答案:电磁铁 大于等于 45 ℃
解析：当温度上升时，电阻R的阻值减小，电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，将 衔铁吸下，灯泡发光。过一段时间后，温度下降，电阻R的阻值增大，电路中的电流 减小，电磁铁的磁性减弱，衔铁被弹簧拉起，灯泡不发光。 继电器中吸合衔铁的部件是电磁铁。当电流等于20mA,即0.02A时，总电阻 R-=g-300Q 0.02A 由于是串联电路，所以热敏电阻的电阻RT=R-R0=3002-50Q=2502,对应图像 找出温度数值为45℃。所以要使右侧电路中的小灯泡发光，温度的范围应是大 于等于45℃。 三、论述计算题（共4小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重 要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数 值和单位) 14.(8分)下图为神舟七号飞船发射升空时火箭内测试仪平台上放置的一个压力 传感器，传感器上面压一质量为m的物体。火箭点火后从地面向上加速升空，当 升到某一高度时，加速度α为号，压力传感器此时显示出物体对平台的压力为点火 前压力的。己知地球的半径为Rg为地面附近的重力加速度，试求此时火箭离 地面的高度。 答案号 解析：设此时火箭升空高度为h,此处重力加速度为g,则有 F-mg'=ma ① 由万有引力定律可得= R2 g(R+h)2 ② 又因为F=马mg ③ 16 由①2③得h-。 15.(12分)图甲是一种自动测定油箱内油面高度的装置。其中R是滑动变阻器，阻 值范围是0-1009，它的金属滑片是杠杆的一端：油量表是由电流表改装而成的， 实际是量程为00.6A的电流表，从指针所指的刻度可知油箱内油面的高度；R为 校准电阻。己知电源电压为12V,油箱空和油箱满时金属滑片恰在滑动变阻器的 两端点a、b处
解析:当温度上升时,电阻 R 的阻值减小,电路中的电流增大,电磁铁的磁性增强,将 衔铁吸下,灯泡发光。过一段时间后,温度下降,电阻 R 的阻值增大,电路中的电流 减小,电磁铁的磁性减弱,衔铁被弹簧拉起,灯泡不发光。 继电器中吸合衔铁的部件是电磁铁。当电流等于 20 mA,即 0.02 A 时,总电阻 R=𝑈 𝐼 = 6V 0.02 A =300 Ω 由于是串联电路,所以热敏电阻的电阻 RT=R-R0=300 Ω-50 Ω=250 Ω,对应图像 找出温度数值为 45 ℃。所以要使右侧电路中的小灯泡发光,温度的范围应是大 于等于 45 ℃。 三、论述计算题(共 4 小题,共 42 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重 要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数 值和单位) 14.(8 分)下图为神舟七号飞船发射升空时火箭内测试仪平台上放置的一个压力 传感器,传感器上面压一质量为 m 的物体。火箭点火后从地面向上加速升空,当 升到某一高度时,加速度 a 为 𝑔 2 ,压力传感器此时显示出物体对平台的压力为点火 前压力的17 16。已知地球的半径为 R,g 为地面附近的重力加速度,试求此时火箭离 地面的高度。 答案: 𝑅 3 解析:设此时火箭升空高度为 h,此处重力加速度为 g',则有 F-mg'=ma ① 由万有引力定律可得𝑔' 𝑔 = 𝑅 2 (𝑅+ℎ) 2 ② 又因为 F=17 16 mg ③ 由①②③得 h=𝑅 3 。 15.(12 分)图甲是一种自动测定油箱内油面高度的装置。其中 R 是滑动变阻器,阻 值范围是 0~100 Ω,它的金属滑片是杠杆的一端;油量表是由电流表改装而成的, 实际是量程为 0~0.6 A 的电流表,从指针所指的刻度可知油箱内油面的高度;R'为 校准电阻。已知电源电压为 12 V,油箱空和油箱满时金属滑片恰在滑动变阻器的 两端点 a、b 处
R 油 表 浮标 浮标 乙 (1)当油箱满时，电流表示数恰好为满偏刻度0.6A,求校准电阻R的阻值和油箱空 时电流表的示数。 (2)若将电流表改换为电压表，用电压表的指针指示的刻度显示油箱内油面的高 度，要求油面上升时电压表的读数增大，请将电压表画在图乙中，并标明电压表的 “+接线柱。若改装后电路中校准电阻的阻值不变，求电压表示数的变化范 围。 答案(1)2090.1A(2)图见解析2~12V 解析：(1)当电流表示数为满偏刻度0.6A时，金属滑片在b处，此时滑动变阻器连 入电路的电阻R1=0 R'-9=品9=200 油箱空时，滑动变阻器连入电路的电阻R2=100Q 则电流表的示数为=”=。A=0.1A。 =R+R2=20+100 (2)为符合油面上升时，电压表读数增大的要求，应使电压表与校准电阻R'并联，如 图所示。电压表示数变化的范围，由滑片在α、b两处时校准电阻R'两端的电压 决定。 M-%2v,=2V 故电压表示数的变化范围为2~12V。 16.(10分)为设计一个白天自动关灯、黑夜自动开灯的自动控制装置，可供选择的 仪器如下：光敏电阻、继电器、电池、交流电源、开关、导线若干和灯泡等。 (1)用导线连接各仪器。 零线 ⑧⑧ 火线 D 衔铁 超触点 电磁铁 B (2)简述其工作原理
(1)当油箱满时,电流表示数恰好为满偏刻度 0.6 A,求校准电阻 R'的阻值和油箱空 时电流表的示数。 (2)若将电流表改换为电压表,用电压表的指针指示的刻度显示油箱内油面的高 度,要求油面上升时电压表的读数增大,请将电压表画在图乙中,并标明电压表的 “+”“-”接线柱。若改装后电路中校准电阻的阻值不变,求电压表示数的变化范 围。 答案:(1)20 Ω 0.1 A (2)图见解析 2~12 V 解析:(1)当电流表示数为满偏刻度 0.6 A 时,金属滑片在 b 处,此时滑动变阻器连 入电路的电阻 R1=0 R'=𝑈 𝐼 = 12 0.6 Ω=20 Ω 油箱空时,滑动变阻器连入电路的电阻 R2=100 Ω 则电流表的示数为 I1= 𝑈 𝑅'+𝑅2 = 12 20+100 A=0.1 A。 (2)为符合油面上升时,电压表读数增大的要求,应使电压表与校准电阻 R'并联,如 图所示。电压表示数变化的范围,由滑片在 a、b 两处时校准电阻 R'两端的电压 决定。 U1= 𝑈𝑅' 𝑅2+𝑅' =2 V,U2=12 V 故电压表示数的变化范围为 2 ~12 V。 16.(10 分)为设计一个白天自动关灯、黑夜自动开灯的自动控制装置,可供选择的 仪器如下:光敏电阻、继电器、电池、交流电源、开关、导线若干和灯泡等。 (1)用导线连接各仪器。 (2)简述其工作原理
答案：()电路连接如图所示。 零线 卤卤 火线」 衔铁】超触 电磁铁 B (2)当天亮时，光线照射光敏电阻A,其阻值迅速减小，控制回路中电流增大，电磁继 电器B工作，吸住衔铁使触点断开，路灯熄灭。当夜晚降临时，光线变暗，光敏电阻 A的阻值增大，控制回路中电流减小，弹簧将衔铁拉起，使触点接通，路灯点亮。 17.(12分)下图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 器可看作一个纯电阻)，滑动变阻器Ro上标有102,1A”的字样，电流表的量程为 0.6A,电压表的量程为3V。 传感器 ]R。 A ()求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α、b之间所加的电源电压最大值是多少？ (3)如果传感器的电阻变化超过标准值1Ω，则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α、b之间，闭合开关S,通过调节Ro来改变电路中的 电流和Ro两端的电压。检测记录如下表所示。 实验次数 电压表示数UW 电流表示数IA 第一次 1.48 0.16 第二次 0.91 0.22 若不计检测电路对传感器电阻的影响，你认为这个传感器是否仍可使用？此时α、 b间所加的电压是多少？ 答案：(1)1020.3A(2)6V(3)此传感器仍可使用3V 传23子 解析()RP 0=109 0.9 1:2=号A-03 (2)最大电流I=I传=0.3A 电源电压最大值 UUm=U传+Uo,U传为传感器的额定电压，U0为Rom=102时Ro两端的电压， 即U0=I传Rom=0.3×10V=3V Um=U#+U0=3V+3V=6V
答案:(1)电路连接如图所示。 (2)当天亮时,光线照射光敏电阻 A,其阻值迅速减小,控制回路中电流增大,电磁继 电器 B 工作,吸住衔铁使触点断开,路灯熄灭。当夜晚降临时,光线变暗,光敏电阻 A 的阻值增大,控制回路中电流减小,弹簧将衔铁拉起,使触点接通,路灯点亮。 17.(12 分)下图为检测某传感器的电路图。传感器上标有“3 V,0.9 W”的字样(传感 器可看作一个纯电阻),滑动变阻器 R0 上标有“10 Ω,1 A”的字样,电流表的量程为 0.6 A,电压表的量程为 3 V。 (1)求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? (3)如果传感器的电阻变化超过标准值 1 Ω,则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。检测记录如下表所示。 实验次数 电压表示数 U/V 电流表示数 I/A 第一次 1.48 0.16 第二次 0.91 0.22 若不计检测电路对传感器电阻的影响,你认为这个传感器是否仍可使用?此时 a、 b 间所加的电压是多少? 答案:(1)10 Ω 0.3 A (2)6 V (3)此传感器仍可使用 3 V 解析:(1)R 传= 𝑈传 2 𝑃传 = 3 2 0.9 Ω=10 Ω I 传= 𝑃传 𝑈传 = 0.9 3 A=0.3 A。 (2)最大电流 I=I 传=0.3 A 电源电压最大值 Um=U 传+U0,U 传为传感器的额定电压,U0为 R0m=10 Ω 时 R0 两端的电压, 即 U0=I 传·R0m=0.3×10 V=3 V Um=U 传+U0=3 V+3 V=6 V
(3)设实际检测时加在α、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=R传'+U1 根据第二次实验记录数据有U=2R传'+U2 代入数据，解得R倍'=9.5，U=3V 传感器的电阻变化为△R=R传-R传'=102-9.52=0.52<12， 所以此传感器仍可使用
(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 根据第二次实验记录数据有 U=I2R 传'+U2 代入数据,解得 R 传'=9.5 Ω,U=3 V 传感器的电阻变化为 ΔR=R 传-R 传'=10 Ω-9.5 Ω=0.5 Ω<1 Ω, 所以此传感器仍可使用