实验针对训练16 利用传感器制作简单的自动控制装置(Word练习)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(新教材新高考)通用版

实验针对训练(十六) 1．某同学为定性探究光敏电阻阻值随光照强度变化的关系，设计了如图(a)所示的电路。所用器材有：置于暗箱(图中虚线区域)中的光敏电阻RG、小灯泡和刻度尺；阻值为R的定值电阻；理想电压表；电动势为E、内阻为r的电源；开关S；导线若干。 图(a) 实验时，先按图(a)连接好电路，然后改变暗箱中光源到光敏电阻的距离d，记录电压表的示数U，获得多组数据如下表。 d/cm 8.50 10.00 12.00 13.50 15.00 17.00 18.50 20.00 22.00 23.50 25.00 U/mV 271.0 220.0 180.0 156.7 114.9 114.0 94.8 89.5 78.6 72.5 65.0 回答下列问题： (1)光敏电阻阻值RG与电压表示数U的关系式为RG＝________________(用E、r、R、U表示)； (2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给的第二组数据点，并作出U­d的非线性曲线； 图(b) (3)依据实验结果可推断：光敏电阻的阻值随着光照强度的减小而______(选填“增大”或“减小”)。 (4)该同学注意到智能手机有自动调节屏幕亮度的功能，光照强度大时屏幕变亮，反之变暗。他设想利用光敏电阻的特性，实现“有光照射光敏电阻时，小灯泡变亮；反之变暗”的功能，设计了如图(c)所示电路，则电路中________(选填“R1”或“R2”)为光敏电阻，另一个为定值电阻。 图(c) [解析]　(1)根据闭合电路欧姆定律，可得R＝U，解得RG＝R－r－R。 (2)描点、连线如图所示。 (3)当光源距离光敏电阻越远时，光照强度越小，电压表示数越小，根据RG＝R－r－R可知，光敏电阻的阻值RG越大。 (4)如果R1为光敏电阻，有光照射光敏电阻时，外电路总电阻变小，路端电压降低，灯泡变暗；当R2为光敏电阻时，有光照射光敏电阻时，外电路总电阻变小，整个电路电流强度增大，内电压升高，路端电压降低，流过R1的电流减小，因此流过灯泡的电流增大，灯泡变亮，R2为光敏电阻。 [答案]　(1)R－r－R　(2)见解析图　(3)增大　(4)R2 2．(2022·河北卷)某物理兴趣小组利用废弃电饭煲的部分器材自制简易电饭煲，设计电路如图1所示。选用的器材有：限温开关S1(手动将其按下，开始持续加热煮饭，当锅内温度高于103 ℃时自动断开，之后不能自动闭合)；保温开关S2(当锅内温度高于80 ℃时自动断开，温度低于70 ℃时自动闭合)；电饭煲的框架(结构如图2所示)。自备元件有：加热电阻丝R(阻值为60 Ω，用于加热煮饭)；限流电阻R1和R2(阻值均为1 kΩ)；指示灯L1和L2(2.5 V，0.6 W，当电流低于30 mA时可视为熄灭)；保险丝T。 图1 图2 (1)按照兴趣小组设计的电路，下列说法正确的是________(多选)。 A．按下S1，L1和L2均发光 B．当锅内温度高于103 ℃时，S1自动断开，L1和L2均发光 C．保温过程中，S2自动在闭合、断开状态之间交替切换 D．当锅内温度低于70 ℃时，S2自动闭合，L1发光，L2熄灭 (2)简易电饭煲制作完成后，试用时L1始终不亮，但加热和保温功能均正常。在不增加元件的前提下，断开电源，使用多用电表判断发生故障的元件。下列操作步骤的正确顺序是________(填写各步骤前的字母)。 A．将选择开关旋转到“×100”位置 B．将两支表笔直接接触，调节“欧姆调零旋钮”，使指针指向欧姆零点 C．调整“指针定位螺丝”，使指针指到零刻度 D．测量指示灯L1两端的阻值 E．将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡 图3 图4 操作时，将多用电表两表笔与L1两端接触，若指针如图3所示，可判断是________断路损坏；若指针如图4所示，可判断是________断路损坏。(用电路中的元件符号表示) [解析]　(1)按下S1后L2支路被短路，则L2不会发光，A错误；当锅内温度高于103 ℃时，S1断开，而要温度降到70 ℃以下时S2才会闭合，则此时L2可能发光，此时电路中R与R1和L1的串联部分并联，并联的整体再和L2、R2串联，指示灯L1、L2电阻RL＝≈10.42 Ω，则回路中并联的整体电阻R并≈56.64 Ω，则回路总电阻R总＝1 067.06 Ω，则回路总电流I总＝≈0.21 A，则L2一定发光，此时并联的整体的电压为U并＝I总R并≈11.89 V，则流过L1的电流为IL1＝＝ A≈0.012 A，则流过L1的电流小于30 mA，则L1熄灭，B错误；由题知，S2在锅内温度高于80 ℃时自动断开，锅内温度降到70 ℃以下时S2自动闭合，C正确；当锅内温度低于70 ℃时，S2自动闭合，L2支路被短路，