2019-2020学年高中物理第6章传感器第3节实验：传感器的应用同步作业含解析 人教版选修3-2 4页

第3节 实验：传感器的应用 ‎1．(多选)在光控电路实验中，某同学按图所示电路将元件安装完毕后，发现将装置置入黑暗环境中接通电源时，LED灯不发光，原因可能是(　　)‎ A．二极管两极接反 B．R1与RG位置颠倒 C．R1阻值太小 D．LED灯断路 ABD　解析　由题可知，若二极管两极接反，光线暗时，二极管上为负向电压，无法导通，LED灯不亮，选项A正确；若R1与RG位置颠倒，则光线较暗时，Y端为高电势，二极管不导通，LED灯不发光，选项B正确；若R1阻值太小，Y端一直为低电势，LED灯一直发光，选项C错误；LED灯断路时无法发光，选项D正确．‎ ‎2．如图甲所示为斯密特触发器，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值(1.6 V)时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平(0.25 V)，而当输入端A的电压下降到另一个值(0.8 V)时，Y会从低电平跳到高电平(3.4 V)．如图乙所示为一光控电路，用发光二极管LED模拟路灯，RG为光敏电阻．关于斯密特触发器和光控电路的下列说法错误的是(　　)‎ A．斯密特触发器的作用是将数字信号转换为模拟信号 B．斯密特触发器是具有特殊功能的“非”门 C．要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些 D．当输出端Y突然从高电平跳到低电平时，二极管发光 A　解析　斯密特触发器是一种特殊的非门，它把连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号，选项A错误，B正确；把R1的阻值调大些，只有RG的阻值达更大，才能使斯密特触发器的A端电压达到某个值(1.6 V)，即天更暗，当输出端Y突然跳到低电平时，发光二极管导通就发光，选项C、D正确．‎ ‎3．如图所示为一种主动式光控报警器原理图，图中R1和R2为光敏电阻，R3和R4为定值电阻．当射向光敏电阻R1和R2的任何一束光线被遮挡时，都会引起警铃发声，则图中虚线圈内的电路是(　　)‎ 4‎ A．“与”门 B．“或”门 C．“或非”门 D．“与非”门 A　解析　当射向光敏电阻R1和R2的光线都没有被遮挡时，光敏电阻阻值较小，虚线圈内的电路输入高电平，输出高电平，警铃不响；当射向光敏电阻R1和R2的任何一束光线被遮挡时，虚线圈内的电路输入低电平，输出低电平，警铃发声，所以此时电路为与门电路．‎ ‎4．如图所示是热水器的恒温集成电路，R0是热敏电阻，温度较低时其阻值很大，温度较高时阻值很小．如果热水器中没有水或水温较高时，继电器会放开簧片，发热器断路，反之会吸住簧片接通发热器．如果热水器中没有水时，电路中BC部分就处于________(选填“断路”或“短路”)，则在电路图的虚线框内的门电路应是________门，当温度较低时，门电路的输入端A是________电势(选填“高”或“低”)．‎ 解析__热水器中没有水，BC部分相当于断路．热水器中没有水或水温较高时，继电器都能使发热器断路，故可判断虚线框内应是“与”门，当温度较低时，R0阻值较大，故门电路输入端A是高电势．‎ 答案__断路__与__高 ‎[能力提升]‎ ‎5．目前有些居民区内楼道灯的控制，使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1__min后断开，电灯熄灭．根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________(选填“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，应满足R________RL的条件．‎ 4‎ 解析　开关K按下前，S断开，有电流通过发光二极管，故发光二极管是发光的．当按下开关K后，延时开关S闭合，二极管被短路，二极管不发光，由于延时开关S约1 min后断开，故电灯L能持续发光1 min，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，故应满足R≫RL.‎ 答案　发光的　1　熄灭的　≫‎ ‎6．光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用，其中就可用于街道路灯的自动控制开关，如图所示为模拟电路，其中A为光敏电阻，B为电磁继电器，C为照明电路，D为路灯，请连成正确的电路，达到日出灯熄、日落灯亮的效果．‎ 解析　电路连接如图所示．当天亮时，光线照射光敏电阻A，其阻值迅速减小，控制回路电流增大，电磁继电器B工作，吸下衔铁使触点断开，路灯熄灭；当夜晚降临，光线变暗，光敏电阻A的阻值增大，控制回路电流减小，弹簧将衔铁拉起，触点接通，路灯点亮．‎ 答案　见解析图 ‎7．现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干．如图所示，试设计一个温控电路，要求温度低于某一温度时，电炉丝自动通电供热，高于另一某温度时，又可以自动断电，画出电路图并说明工作过程．‎ 解析　电路图如图所示，闭合开关S1，当温度低于设计值时热敏电阻阻值大，S2‎ 4‎ 接通电炉丝加热；当温度达到设计值时，热敏电阻减小到某值，通过电磁继电器的电流达到工作电流，向下吸引P，S2断开，电炉丝断电，停止加热；当温度低于设计值，又重复前述过程．‎ 答案　见解析 4‎