第5章 第3节 利用传感器制作简单的自动控制装置-【创新教程】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册五维课堂Word课时作业（人教版2019）

对应课时作业P34 [基础达标] 1．在电梯门口放置一障碍物，会发现电梯门不停地开与关，这是由于在电梯门上装有的传感器是(　　) A．光传感器　　　 B．温度传感器 C．声传感器 D．压力传感器 答案：A 2．办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开或关，利用的传感器是(　　) A．生物传感器 B．红外传感器 C．温度传感器 D．压力传感器 解析：B　[自动门的自动控制要求灵敏、可靠，若用温度传感器控制，人的体温与夏季气温接近，在夏季自动门可能做出错误的动作．自动门实际使用的是红外传感器，红外线属于不可见光，人在白天或黑夜均发出红外线，传感器接收到人体发出的红外线后门会自动打开．] 3．(多选)如图为握力器原理示意图，握力器把手上的连杆与弹簧一起上下移动，握力的大小可通过一定的换算关系由电流表的示数获得．当人紧握握力器时，如果握力越大，下列判断正确的有(　　) A．电路中电阻越大 B．电路中电阻越小 C．电路中电流越小 D．电路中电流越大 解析：BD　[由题图可知，握力越大，变阻器接入电路的电阻越小，外电路的总电阻越小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中电流越大．故B、D正确，A、C错误．] 4．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图 甲所示的电路中，电流表示数变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是(　　) A．0～t1时间内，升降机一定匀速运动 B．0～t1时间内，升降机可能减速上升 C．t1～t2时间内，升降机可能匀速上升 D．t1～t2时间内，升降机可能匀加速上升 解析：B　[在0～t1时间内，电流恒定，表明压敏电阻的阻值恒定，则重物对压敏电阻的压力恒定，则升降机可能处于静止、匀速或匀变速运动状态，故A错误，B正确；t1～t2时间内，电流在增加，表明压敏电阻的阻值在减小，则重物对压敏电阻的压力在增大，故升降机不可能做匀速运动或匀加速运动，C、D错误．] 5．如图 所示，是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图．门打开时，红外光敏电阻R3受到红外线照射，电阻减小；门关闭时会遮蔽红外线源(红外线源没有画出)．经实际试验，灯的亮灭能反映门的开、关状态．门打开时两灯的发光情况以及R2两端电压UR2与门关闭时相比(　　) A．红灯亮，UR2变大 B．绿灯亮，UR2变大 C．绿灯亮，UR2变小 D．红灯亮，UR2变小 解析：D　[门打开时，R3减小，导致R总减小和I总增大，Ur和UR1变大，UR2＝E－(UR1＋Ur)减小，IR3＝I总－增大，电磁继电器磁性增强，把衔铁吸下，红灯亮，绿灯灭，选项A、B、C错误，选项D正确．] 6．如图所示是温度自动报警器的工作原理图，图中1是电磁铁，2是衔铁，3是触点，4是水银温度计(水银导电)．则下列说法正确的是(　　) A．温度高于警戒温度时，电铃不报警，指示灯亮 B温度低于警戒温度时，电铃报警，指示熄灭 C．温度高于警戒温度时，指示灯亮，电铃报警 D．温度低于警戒温度时，指示灯亮，电铃不报警 解析：D　[温度高于警戒温度时，控制电路的电磁铁中有电流通过，电磁铁有磁性，此时电铃通过触点与工作电路接通，电铃报警，此时指示灯的电路中没有电流，指示灯熄灭，故A、C错误；温度低于警戒温度时，控制电路处于开路状态，电磁铁中没有电流通过，没有磁性，此时指示灯通过触点与工作电路接通，指示灯亮，电铃不报警，故B错误，D正确．] 7．根据图中所提供的器材，请正确将A、B、C、D四个接线柱的接线接好，使其成为一个以热敏电阻为传感器的简易报警器(当温度过高时，电铃会响铃报警)． 答案：如图所示 8．某兴趣小组为了研制一台“电子秤”，找到一个力电转换传感器，该传感器的输出电压正比于受压面的正压力，实验操作时，先调节传感器输入端的电压(要求从零开始调节)，使力电转换传感器在空载时的输出电压为零，而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压． (1)如图所示，E为直流电源，S为开关，R为滑动变阻器，V为电压表，在图中用笔画线代替导线连接成实验电路图． (2)若将质量为m0的砝码放在力电转换传感器的受压面上，电压表的示数为U0；然后取下砝码，再将待测物体放在力电转换传感器的受压面上，电压表的示数为U，则待测物体的质量m＝________ 解析： (1)要求力电转换传感器的输入电压可调，并且从零开始调节，所以滑动变阻器采用分压式接法，如图所示． (2)由测量的原理可知，U0＝km0g，U＝kmg，解得m＝m0. 答案：(1)如解析图所示　(2)m0 [能力提升] 9．(多选)某磁敏电阻的阻值R随外加磁场的磁感应强度B变化的图线如图甲所示．学习小组使用该磁敏电阻设计了保护负载的电路如图乙所示，U为直流电压，下列说法正确的有(　　) A．增大电压U，负载电流不变 B．增大电压U，电路的总功率变大 C．抽去线圈铁芯，磁敏电阻的阻值变小 D．抽去线圈铁芯，负载两端电压变小 解析：BC　[为保护负载，则磁敏电阻两端需要分压，增大电压U，则磁敏电阻的阻值增大，根据甲图可知磁感应强度增大，所以通过线圈的电流增大，根据P＝UI可知电路的总功率P变大，故A错误，B正确；抽去线圈铁芯，线圈产生的磁感应强度减小，故磁敏电阻的阻值变小，则磁敏电阻两端的电压变小，而U不变，所以负载两端电压变大，故C正确，D错误．] 10．如图(a)所示是小球过桥时对不同类型的桥面压力的实验．采用DIS方法对模型进行测量，其结果如图(b)中电脑屏幕所示． (1)图(a)中的传感器为________传感器； (2)图(a)中甲、乙、丙分别为三种不同类型的桥面．对于凸形桥甲，其相对应的压力图线应是图(b)电脑屏幕上的________(填“a”“b”或“c”)． 解析：(1)该传感器把压力信号转化为电信号，属于压力传感器；(2)小球经过凸形桥甲的最高点时，对桥面的压力小于其自身重力，其相对应的压力图线应是电脑屏幕上的c. 答案：(1)压力　 (2)c 11．利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器，一般体积很小，可以用来测量很小范围内的温度变化，不但反应快，而且精确度高． (1)如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路，只使热敏电阻所处区域的温度降低，电路中电流将变________(填“大”或“小”)． (2)上述电路中．我们将电流表中的电流刻度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 ℃(电流表表盘如图甲所示)，则25 ℃刻度应在20 ℃刻度的________(填“左”或“右”)侧． (3)为了将该热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度的变化．请用图乙中的器材(可增加元件)设计一个电路． 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)由(1)的分析知，温度越高，电流越大，25 ℃的刻度值应对应较大的电流，故在20 ℃刻度的右侧． (3)电路如图所示． 配有温度刻度的电流表 答案：(1)小　 (2)右　 (3)见解析图 12．如图所示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(传感器可看作是一个纯电阻)，滑动变阻器R0上标有“10 Ω　1 A”的字样，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～3 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. 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？ 解析：(1)传感器的电阻R传＝＝Ω＝10 Ω 额定电流I传＝＝A＝0.3 A. (2)最大电流I＝I传＝0.3 A 电源电压最大值Umax＝U传＋U0max U传为传感器的额定电压，U0max为R0＝10 Ω时R0两端的电压，即Umax＝I传R0＝0.3×10 V＝3 V，此时刚好不超过电压表量程故Umax＝U传＋U0max＝3 V＋3 V＝6 V. (3)实际检测时加在A、B间的电压记为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． 学科网（北京）股份有限公司 $$