高中物理利用传感器制作简单的自动控制装置试题

如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为5︰1，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统(报警器未画出)，电压表和电流表均为理想电表，R₀为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小．下列说法正确的是( )

A．图乙中电压的有效值为220 V

B．电压表的示数为44 V

C．R处出现火警时电流表示数增大

D．R处出现火警时电阻R0消耗的电功率增大

电子体重秤的原理图如图中的虚线框中部分所示, 它主要由三部分构成: 踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表). 设踏板的质量可忽略不计, 已知理想电流表的量程为3 A, 电源电动势为12 V, 内阻为2 Ω, 电阻R随踏板变化的函数为R＝30－0.02F(F和R的单位分别是N和Ω). 下列说法正确的是

A．该秤能测量的最大体重是140 N

B．该秤能测量的最大体重是1300 N

C．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375 A处

D．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表刻度盘0.400 A处

如图所示，a、b间接入电压u＝311sin314t(V)的正弦交流电，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R₂为用半导体热敏材料制成的传感器(当温度升高时，其阻值将减小)，所有电表均为理想电表，电流表A₂为值班室的显示器，显示通过R₁的电流，电压表V₂显示加在报警器上的电压(报警器未画出)，R₃为一定值电阻．当传感器R₂所在处出现火情时，以下说法中正确的是 （  ）

A．A1的示数增大，A2的示数增大	B．V1的示数不变，V2的示数减小
C．A1的示数增大，A2的示数减小	D．V1的示数减小，V2的示数减小

在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示。是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻发生变化，导致两端电压增大，装置发出警报，此时（）

A．	变大，且 越大， 增大越明显	B．	变大，且 越小， 增大越明显
C．	变小，且 越大， 增大越明显	D．	变小，且 越小， 增大越明显

关于感应电流，下列说法中正确的是：

A．只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生

B．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生

C．线圈不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中也没有感应电流

D．只要电路的一部分作切割磁感线的运动，电路中就一定有感应电流

光电管在各种自动化装置中有很多应用，街道的路灯自动控制开关就是其应用之一，如图所示为其模拟电路，其中A为光电管，B为电磁继电器，C为照明电路，D为路灯。试简述其工作原理。

如图所示，理想变压器的原线圈接有频率为 f、电压为 U 的交流电，副线圈接有光敏电阻 R、交流电表A。下列说法正确的是 

A．当 U增大时，变压器的输入功率增大    
B．当 f减小时，变压器的输入功率减小
C．当光照增强时，交流电表A的示数减小    
D．当滑动触头 P向下滑动时，交流电表A的示数增大

传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)。热敏电阻的阻值随温度变化的图线如图甲，由热敏电阻R_t作为传感器制作的自动报警器电路图如图乙。

(1)为了使温度过高时报警器铃响，c应按在      (填“a”或“b”)；
⑵若使报警的最低温度提高些，应将P点向      移动(填“左”或“右”)；
⑶如果在最低报警温度下无论如何调节P都不能使完好的报警器正常工作，且电路无故障，造成工作电路不正常工作的原因可能是         。

酒精测试仪用于机动车驾驶人员是否酗酒及其他严禁酒后作业人员的现场检测．它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻．这样，电压表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系．如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数U与酒精气体浓度C之间的对应关系正确的是

A．U越大，表示C越大，C与U成正比

B．U越大．表示C越大，但是C与U不成正比

C．U越大，表示C越小，C与U成反比

D．U越大，表示C越小，但是C与U不成反比

图甲是在温度为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,R_t为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示．当a、b端电压U_ab ≤ 0时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当a、b端电压U_ab>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℃

如图所示，R₃是光敏电阻，当开关S闭合后在没有光照射时，两点等电势，当用光照射电阻R₃时

A．R3的电阻变小，点电势高于点电势

B．R3的电阻变小，点电势低于点电势

C．R3的电阻变大，点电势高于点电势

D．R3的电阻变大，点电势低于点电势

在某高架道路上有段区域限速80km/h．为了监控车辆是否超速，设置了一些“电子警察”系统，其工作原理如图所示：路面下相隔L埋设两个传感器线圈A和B，当有车辆经过线圈正上方时，传感器能向数据采集器发出一个电信号；若有一辆汽车（在本题中可看作质点）匀速经过该路段，两传感器先后向数据采集器发送信号，时间间隔为△t；经微型计算机处理后得出该车的速度，若超速，则计算机将指令架设在路面上方的照相机C对汽车拍照，留下违章证据．

①根据以上信息，回答下列问题：微型计算机计算汽车速度的表达式v=       ；
②若L=7m，△t=0.3s，则照相机将           工作．（选填“会”或“不会”）

压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，某位同学利用压敏电阻设计了判断电梯运动状态的装置，其装置示意图如图所示，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体m，电梯静止时电流表示数为I₀，电梯在不同的运动过程中，电流表的示数分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列判断中正确的是  (       )

A．甲图表示电梯可能做匀速直线运动

B．乙图表示电梯可能做匀加速上升运动

C．丙图表示电梯可能做匀加速上升运动

D．丁图表示电梯可能做匀减速下降运动

某同学设计了如图甲所示的装置来探究小车的加速度与所受合力的关系，将装有力传感器的小车放置于水平长木板上，缓慢向小桶中加入细砂，直到小车开始运动为止，记下传感器的最大示数，以此表示小车所受摩擦力的大小，再将小车放回原处并按住，继续向小桶中加入细砂，记下传感器的示数。

（1）接通频率为50Hz的交流电源，释放小车，打出如图乙所示的纸带，从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量处相邻计数点之间的距离，则小车加速度a=_________（保留两位有效数字）；
（2）改变小桶中砂的重力，多次重复实验，记下小车加速运动时传感器的示数，获得多组数据，描绘小车加速度a与合力F（）的关系图像，不计纸带与计时器间的摩擦，下列图像中正确的是_____。

（3）同一实验中，小车加速度运动时传感器示数与小车释放前传感器示数的关系是____（选填“>”“=”“<”）。
（4）关于该实验，下列说法中正确的是

A．小车和传感器的总质量应远大于小桶和细砂的总质量

B．实验中需要将长木板右端垫高

C．实验中需要测出小车和传感器的总质量

D．用加砂的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，可更方便地获取多组实验数据

在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制。如图所示，R₁为电阻箱，R₂为半导体热敏电阻，C为电容器。已知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，则有（ ）

A．若R1固定，当环境温度降低时电压表的示数减小

B．若R1固定，当环境温度降低时R1消耗的功率增大

C．若环境温度不变，当电阻箱R1的阻值增大时，电容器C的电荷量减少

D．若R1固定，环境温度不变，当电容器C两极板间的距离增大时极板之间的电场强度减小