第五章 第3节 用传感器制作自动控制装置 第4节 利用智能手机中的磁传感器研究磁现象-【高中必刷题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第二册同步课件（粤教版2019）

物理 选择性必修 第二册 YJ 1 4 第三节 用传感器制作自动控制装置 第四节 利用智能手机中的磁传感器研 究磁现象 刷基础 2 1.[广东深圳宝安中学2024高二上月考改编] 图为苹果自动分拣装置，可以把质量大小不同的苹果， 自动分拣开.该装置的托盘秤压在一个以为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在压力传感器 上， 当大苹果通过托盘秤时，所受的压力较大，因而电阻较小， 两端获得较大电压，该电压激励 放大电路并保持一段时间，使电磁铁吸动分拣开关的衔铁，打开下面通道，让大苹果进入下面通 道；当小苹果通过托盘秤时， 两端的电压不足以激励放大电路，分拣开关在弹簧向上弹力作用 下处于水平状态，小苹果进入上面通道.托盘停在图示位置时，设进入下面通道的大苹果最小质量 为，若提高分拣标准，要求进入下面通道的大苹果的最小质量大于 ，下面操作可行的是 ( ) 3 A.其他条件不变的情况下，只将托盘秤压在杠杆 上的位置向左移动一些 B.其他条件不变的情况下，只适当减小 的阻值 C.其他条件不变的情况下，只改变放大电路中电 磁铁部分导线绕行的方向 D.其他条件不变的情况下，只增大和传感器 相 连接电路中电源电动势 √ 4 解析 要求进入下面通道的大苹果的最小质量大于 ，可知其他条件不变的情况下，只将托盘 秤压在杠杆上的位置向右移动一些，则当大苹果通过托盘时，压力传感器的压力与原来一致，选 项A错误；要达到题中的要求，可使得两端电压保持不变，因压力越大，电阻 越小，此时回 路中的电流越大，两端的电压就会变得更大，则要想保持 的电压和原来一致，可适当减小 的阻值，选项B正确；其他条件不变的情况下，只改变放大电路中电磁铁部分导线绕行的方向 对磁性大小无影响，选项C错误；要达到题中的要求，可使得两端电压保持不变，因 减小， 而其他条件不变的情况下，可减小和传感器 相连接电路中电源电动势，选项D错误. 5 2.[广东深圳2024高二上摸底] 中秋节是象征团圆的节日，以往孩子们在这一天会手提着蜡烛灯笼， 在大街小巷游玩.随着科技的进步，现在的灯笼改用电灯泡照明，不仅更安全，还有更加丰富的玩 法.某实验小组购置了一个电灯泡灯笼，其电路如图甲所示，当单刀双掷开关 拨到1的时候，所 有灯泡长亮，当开关拨到2的时候，在控制芯片的作用下灯泡就会一闪一闪，非常好看. 甲 乙 丙 6 （1）某一次拨动开关到2后，发现灯泡不闪亮，为了判断电路故障，实验小组借用了学校的多用 电表的______（填“电压”或“欧姆”）挡进行检测，当表笔接2、 点位时，发现电表________ （填“有示数”或“无示数”），当表笔接、 时，发现电表________（填“有示数”或 “无示数”），则该故障是控制芯片断路. 电压 有示数 无示数 解析 题图甲电路中包含电源，则使用多用电表检查电路故障时不能选择欧姆挡，可知实验小组 借用了学校多用电表的电压挡进行检测；若故障是控制芯片断路，则当表笔接2、 点位时，相 当于将电压表连接到电源正、负极上，此时电表有示数，当表笔接、 时，电压表检测部分与 电源断开，此时电表无示数. 7 （2）该实验小组为了实现到了晚上自动亮灯而白天不亮灯，于是在电路中将、 间的导线去除， 在这两点间增加了一个亮度感应开关（其结构主要是一个电磁继电器和一个光敏电阻 ），如图 乙.其工作原理如下： ①开关任意接通1或2，接通开关 ； ②若环境较暗，灯泡亮起； ③若环境中光亮度较高，则光敏电阻的阻值______（填“较大”或“较小”），电磁继电器中的 线圈电流______（填“较大”或“较小”），两个触点与铁片______（填“相接”或“分离”）， 灯笼的灯泡______（填“亮起”或“不亮”）. 较小 较大 分离 不亮 8 解析 光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，可知若环境中光亮度较高，光敏电阻的阻值较 小，根据闭合电路欧姆定律可知，电磁继电器中的线圈电流较大，产生的磁场较强，在磁力作用 下，铁片向下运动，两个触点与铁片分离，灯笼的灯泡不亮. 9 （3）该实验小组还想实现自动调节亮度功能，即灯泡的亮度可以随着环境亮度的变化而变化， 环境越亮的时候灯泡越暗.他们向电路中加入了一个定值电阻和一个光敏电阻 （光照越强电 阻越小），如图丙所示，请你尝试将他们的元器件放入电路中虚线框所在的位置，并将电路图补 充完整（填写电阻符号或 ）. [答案] 见解析 10 解析 若将光敏电阻 置于干路上，环境越亮，光敏电阻阻值越小，干路电流越大，灯泡并联部 分两端电压越高，灯泡越亮，不符合题意.当将光敏电阻 置于灯泡并联电路中时，环境越亮，光 敏电阻阻值越小，干路电流越大，定值电阻两端的电压越大，则灯泡并联部分两端电压越小，灯 泡越暗.故应将定值电阻置于干路上，将光敏电阻置于灯泡并联电路中，作出电路图如图所示. 11 3.某科技小组设计了一种“车辆闯红灯违规记录仪”，在路面停止线前侧埋上压敏电阻，其阻值 随压力的变化如图甲所示，和压敏电阻组合的仪器如图乙所示，仪器主要由控制电路和工作电路 组成，控制电路中的光控开关接收到红光时会自动闭合，接收到绿光或黄光时会自动断开；控制 电路中电源的电动势为，内阻为 ，继电器线圈电阻为 ，滑动变阻器连入电路的电阻 为 ；当控制电路中的电流大于 时，衔铁会被吸引，从而启动工作电路，电控照相机 拍照记录违规车辆. 甲 乙 12 （1）当红灯亮时，若车辆越过停止线，电流表A的示数会变____（填“大”或“小”）. 大 解析 当红灯亮时，若车辆越过停止线，压敏电阻所受压力增大，阻值减小，控制电路中总电阻 减小，电流增大，电流表的示数会变大. 13 （2）质量超过_____的车辆闯红灯时才会被拍照记录（重力加速度为 ）. 500 解析 设压敏电阻阻值为时控制电路中的电流等于，则 ，解得 ，由题图甲可知，此时压敏电阻受到的压力为，则汽车的质量为 ，所 以质量超过 的车辆闯红灯时才会被拍照记录. 14 （3）若要增大“车辆闯红灯违规记录仪”的灵敏度，即违规车辆的质量比第（2）问结果小，也 会被拍照记录，则滑动变阻器的滑片应向___（填“”或“ ”）端滑动. 解析 若要增大“车辆闯红灯违规记录仪”的灵敏度，即车辆质量小于 也要拍照，当车辆 质量小于，压敏电阻阻值大于 ，此时若要拍照，电路中的总电阻不大于 ，就 要减小接入电路的滑动变阻器的阻值，滑片应该向 端滑动. 15 4.已知一热敏电阻当温度从升至 时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用伏安法 测量其阻值随温度的变化关系.所用器材:电源、开关、滑动变阻器（最大阻值为 ）、电 压表（可视为理想电表）和毫安表（内阻约为 ）. （1）在所给的器材符号之间画出连线，组成测量电路图. [答案] 见解析 16 解析 由于采用伏安法测热敏电阻的阻值，且滑动变阻器的总阻值比热敏电阻的阻值小得多，同 时需要较大的测量范围，故滑动变阻器采用分压式接法，由于电压表可视为理想电表，即其分流 效果为零，但电流表的分压效果不为零，故电流表采用外接法，电路图如图所示. 17 （2）实验时，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和毫安表的示数，计算出 相应的热敏电阻阻值.若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为和 ,则此时热敏电阻 的阻值为_____ （保留2位有效数字）.实验中得到的该热敏电阻阻值随温度 变化的曲线如图 （a）所示. 1.8 解析 根据欧姆定律可得，此时热敏电阻的阻值为 . 18 （3）将热敏电阻从温控室取出置于室温下，测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为 .由图 （a）求得，此时室温为______ （保留3位有效数字）. 25.5 图（a） 解析 根据题图（a）可知，当热敏电阻的阻值为 时，室温为 . 19 （4）利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器，其电路的一部分如图（b）所示.图中, 为直 流电源（电动势为，内阻可忽略）;当图中的输出电压达到或超过 时，便触发报警器 （图中未画出）报警.若要求开始报警时环境温度为，则图中____（填“”或“ ”）应 使用热敏电阻，另一固定电阻的阻值应为_____ （保留2位有效数字）. 1.2 图（b） 20 解析 当环境温度升高时，热敏电阻的阻值减小，电路中总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可 知，总电流增大，定值电阻两端的电压增大，热敏电阻两端的电压减小，根据题意可知， 为热 敏电阻；根据题图（a）可知，环境温度为时，热敏电阻的阻值为 ，热敏电阻两端的 电压为，根据串联电路中电流相等可得，解得 . 21 $$