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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
课时作业(二十九)　用传感器制作自动控制装置　
利用智能手机中的磁传感器研究磁现象
(分值:60分)
(选择题每题6分)
1.图甲为一种家用门磁防盗报警器,由磁条和主机组成,门窗均可使用,乙图为其简化示意图,安装时,将磁条固定在门框上,主机安装在与其等高的门板边缘,门关上时,两者刚好靠在一起.主机开关闭合时,若门被打开,磁条与主机分离,主机内的触发器就会工作,带动报警器发出报警声.下列有关说法正确的是(　　)
[A] 触发器内是一个开关,当主机与磁条靠近时,开关是断开的
[B] 触发器可以由铜制成
[C] 磁条的两极对调后,该报警器不能正常工作
[D] 本装置是利用电流的磁效应工作的
2.(2025·广东揭阳高二统考)交警使用的某型号酒精测试仪如图甲所示,其工作原理如图乙所示,传感器的电阻R的阻值随酒精气体浓度的增大而减小,电源的电动势为E,内阻为r,电路中的电表均为理想电表,且定值电阻R0=r.当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,下列说法正确的是(　　)
[A] 电压表的示数减小,电流表的示数减小
[B] 电压表的示数增大,电流表的示数增大
[C] 定值电阻的功率增大
[D] 电源对外输出功率减小
3.(多选)(2024·广州执信中学)图甲为某厂商生产的平行板电容式电子体重秤,其内部电路简化图如图乙所示,称重时,人站在体重秤面板上,使平行板上层膜片电极在压力作用下向下移动,则下列说法正确的有(　　)
[A] 上层膜片下移过程中,电流表有b到a的电流
[B] 电容器的电容减小,上、下极板间的电压减小
[C] 电容器的电容增大,所带电荷量增大
[D] 上层膜片稳定后,平行板电容器上、下极板均不带电荷
4.(12分)行人闯红灯是造成交通事故的违法行为之一,为记录并处罚这种行为,有人设计了一种闯红灯测量器,其原理为路口人行道两头停止处均浅埋阻值R随压力F变化(如图甲所示)的压敏电阻,将压敏电阻接入如图乙所示的电路中,已知控制电路中电源的电动势为12 V,内阻为12 Ω,继电器线圈电阻为38 Ω,滑动变阻器连入电路的电阻为130 Ω;当控制
电路中的电流大于0.05 A时,衔铁会被吸合,从而启动工作电路,电控照相机拍照记录违法
行为.
(1)(4分)当绿灯亮起时,光控开关应处于　　　　(选填“闭合”或“断开”)状态.
(2)(4分)当红灯亮起时,某人经过人行道停止处,电流表A的示数会变　　 　　(选填“大”或“小”).
(3)(4分)质量超过　　　　kg的行人闯红灯时才会被拍照记录.(重力加速度g取10 m/s2)
5.(16分)有一种自动控制装置,利用热敏电阻作为传感器,借助电磁开关可实现自动监控温度,从而进行火灾报警.电磁开关的内部结构如图甲所示,1、2接线柱之间是励磁线圈,3、4两接线柱分别与触点和弹簧片连接,当励磁线圈中电流大于50 mA时,电磁铁吸合衔铁,弹簧片和触点连接,3、4接通;电流小于50 mA时,3、4分开.正常情况下,环境温度保持在24 ℃左右,为使环境温度高于40 ℃时报警器开始报警,请根据以下提供的器材完成监测火灾的自控电路.
热敏电阻:其电阻随温度变化的图像如图乙所示;
电磁开关:线圈电阻为150 Ω;
电源:电动势为20 V,内阻可忽略;
定值电阻:R1=200 Ω,R2=210 Ω;
报警器;开关;导线若干.
(1)(4分)由图乙可知,此热敏电阻的阻值随温度按　　　 　(选填“线性”或“非线性”)规律变化.
(2)(4分)图丙中定值电阻应选择　　 　　(选填“R1”或“R2”).
(3)(4分)请在图丙中补充完整电路图.
(4)(4分)若考虑保护电阻和励磁线圈电阻因长时间通电导致升温,而使电阻值增大,则报警将会　　　 　(选填“提前”“延后”或“不变”).
6.(14分)(2025·深圳市高二期末)某实验小组设计了一个灯光控制系统.声、光控制开关需要同时满足光线较暗、有活动声音时才接通电路的工作要求.其示意图如图甲所示.
(1)(4分)声、光控制开关中的声控继电器与光控继电器是　　　 　(填“并联”或“串联”)关系.
(2)(5分)其中光控继电器的电路结构如图乙所示.已知环境光亮度越大,光敏电阻的阻值越小,当电路电流小于某阈值I0时,继电器开始工作.在设定的光亮度条件下调节滑动变阻器,使继电器恰好开始工作,此时电流表示数如图丙所示,此时I0=　　 　　A.
(3)(5分)为了节约用电,需要降低光亮度阈值,应该把滑动变阻器的阻值调　　　　. 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
课时作业(二十九)　用传感器制作自动控制装置　
利用智能手机中的磁传感器研究磁现象
(分值:60分)
(选择题每题6分)
1.图甲为一种家用门磁防盗报警器,由磁条和主机组成,门窗均可使用,乙图为其简化示意图,安装时,将磁条固定在门框上,主机安装在与其等高的门板边缘,门关上时,两者刚好靠在一起.主机开关闭合时,若门被打开,磁条与主机分离,主机内的触发器就会工作,带动报警器发出报警声.下列有关说法正确的是(　　)
[A] 触发器内是一个开关,当主机与磁条靠近时,开关是断开的
[B] 触发器可以由铜制成
[C] 磁条的两极对调后,该报警器不能正常工作
[D] 本装置是利用电流的磁效应工作的
【答案】 A
【解析】 门关上时,磁条与触发器刚好靠在一起,此时报警器不工作,说明电路是断开的;当主机开关闭合时,若门被打开,磁条与主机分离,主机内的触发器就会工作,带动报警器发出报警声,说明此时触发器内的开关是闭合的,A正确.触发器与磁条之间存在磁力的作用,所以触发器不可能是铜制成的,因为铜没有磁性,B错误.无论磁条哪个磁极靠近触发器,都存在磁力作用,所以两极对调后,该报警器仍能正常工作,C错误.本装置是利用磁体能够吸引磁性物体的特点工作的,D错误.
2.(2025·广东揭阳高二统考)交警使用的某型号酒精测试仪如图甲所示,其工作原理如图乙所示,传感器的电阻R的阻值随酒精气体浓度的增大而减小,电源的电动势为E,内阻为r,电路中的电表均为理想电表,且定值电阻R0=r.当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,下列说法正确的是(　　)
[A] 电压表的示数减小,电流表的示数减小
[B] 电压表的示数增大,电流表的示数增大
[C] 定值电阻的功率增大
[D] 电源对外输出功率减小
【答案】 C
【解析】 当酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,传感器的电阻减小,电路中的电流增大,内阻和R0的分电压增大,则传感器电阻上的电压减小,电压表示数减小,A、B错误;因电路中电流增大,故定值电阻的功率增大,C正确;当内阻、外电阻相等时,电源的输出功率最大,当传感器的电阻减小时,外电阻的阻值接近内阻,所以电源的输出功率增大,D错误.故选C.
3.(多选)(2024·广州执信中学)图甲为某厂商生产的平行板电容式电子体重秤,其内部电路简化图如图乙所示,称重时,人站在体重秤面板上,使平行板上层膜片电极在压力作用下向下移动,则下列说法正确的有(　　)
[A] 上层膜片下移过程中,电流表有b到a的电流
[B] 电容器的电容减小,上、下极板间的电压减小
[C] 电容器的电容增大,所带电荷量增大
[D] 上层膜片稳定后,平行板电容器上、下极板均不带电荷
【答案】 AC
【解析】 电容器与电源保持连接,两板间的电势差不变,上层膜片下移的过程中,根据C=,C=可知,两板间距减小,电容增大,电荷量增大,电容器充电,因为上极板带正电,电流表有b到a的电流,A、C正确,B错误;上层膜片稳定后,平行板电容器上、下极板均带电,D错误.
4.(12分)行人闯红灯是造成交通事故的违法行为之一,为记录并处罚这种行为,有人设计了一种闯红灯测量器,其原理为路口人行道两头停止处均浅埋阻值R随压力F变化(如图甲所示)的压敏电阻,将压敏电阻接入如图乙所示的电路中,已知控制电路中电源的电动势为12 V,内阻为12 Ω,继电器线圈电阻为38 Ω,滑动变阻器连入电路的电阻为130 Ω;当控制
电路中的电流大于0.05 A时,衔铁会被吸合,从而启动工作电路,电控照相机拍照记录违法
行为.
(1)(4分)当绿灯亮起时,光控开关应处于　　　　(选填“闭合”或“断开”)状态.
(2)(4分)当红灯亮起时,某人经过人行道停止处,电流表A的示数会变　　 　　(选填“大”或“小”).
(3)(4分)质量超过　　　　kg的行人闯红灯时才会被拍照记录.(重力加速度g取10 m/s2)
【答案】 (1)断开　(2)大　(3)20
【解析】 (1)当绿灯亮起时,上面的工作电路应该是断开的,此时光控开关应处于断开状态.
(2)当红灯亮起时,某人经过人行道停止处,对压敏电阻产生压力,由题图甲可知压敏电阻的阻值减小,控制电路的电流变大,则电流表A的示数会变大.
(3)当照相机拍摄时,控制电路的电流达到I=0.05 A,由闭合电路欧姆定律有I=,解得R=60 Ω,由题图甲可知F=200 N,即质量超过20 kg的行人闯红灯时才会被拍照记录.
5.(16分)有一种自动控制装置,利用热敏电阻作为传感器,借助电磁开关可实现自动监控温度,从而进行火灾报警.电磁开关的内部结构如图甲所示,1、2接线柱之间是励磁线圈,3、4两接线柱分别与触点和弹簧片连接,当励磁线圈中电流大于50 mA时,电磁铁吸合衔铁,弹簧片和触点连接,3、4接通;电流小于50 mA时,3、4分开.正常情况下,环境温度保持在24 ℃左右,为使环境温度高于40 ℃时报警器开始报警,请根据以下提供的器材完成监测火灾的自控电路.
热敏电阻:其电阻随温度变化的图像如图乙所示;
电磁开关:线圈电阻为150 Ω;
电源:电动势为20 V,内阻可忽略;
定值电阻:R1=200 Ω,R2=210 Ω;
报警器;开关;导线若干.
(1)(4分)由图乙可知,此热敏电阻的阻值随温度按　　　 　(选填“线性”或“非线性”)规律变化.
(2)(4分)图丙中定值电阻应选择　　 　　(选填“R1”或“R2”).
(3)(4分)请在图丙中补充完整电路图.
(4)(4分)若考虑保护电阻和励磁线圈电阻因长时间通电导致升温,而使电阻值增大,则报警将会　　　 　(选填“提前”“延后”或“不变”).
【答案】 (1)非线性　(2)R2　(3)图见解析 (4)延后
【解析】 (1)由题图乙可知,热敏电阻的阻值随温度按非线性规律变化.
(2)由题意可得,当电路电阻为R总== Ω=400 Ω时,电磁铁吸合衔铁,弹簧片和触点连接,3、4接通,报警器报警.由题图乙可知,当温度为40 ℃时,热敏电阻阻值为40 Ω,
则R=400 Ω-40 Ω-150 Ω=210 Ω,故定值电阻应选择R2.
(3)由题意得,电路图如图所示.
(4)若保护电阻和励磁线圈电阻因长时间通电导致升温,而使电阻值增大,则热敏电阻小于40 Ω时,电路电流才能达到50 mA,则对应温度高于40 ℃,即报警器会延后报警.
6.(14分)(2025·深圳市高二期末)某实验小组设计了一个灯光控制系统.声、光控制开关需要同时满足光线较暗、有活动声音时才接通电路的工作要求.其示意图如图甲所示.
(1)(4分)声、光控制开关中的声控继电器与光控继电器是　　　 　(填“并联”或“串联”)关系.
(2)(5分)其中光控继电器的电路结构如图乙所示.已知环境光亮度越大,光敏电阻的阻值越小,当电路电流小于某阈值I0时,继电器开始工作.在设定的光亮度条件下调节滑动变阻器,使继电器恰好开始工作,此时电流表示数如图丙所示,此时I0=　　 　　A.
(3)(5分)为了节约用电,需要降低光亮度阈值,应该把滑动变阻器的阻值调　　　　.
【答案】 (1)串联　(2)0.42　(3)小
【解析】 (1)由于声、光控制开关需要同时满足光线较暗、有活动声音时才接通电路的工作要求,可知声、光控制开关中的声控继电器与光控继电器是串联关系.
(2)题图丙中电流表的量程为0～0.6 A,精确度为0.02 A,根据电流表的读数规则可知,该电流表的读数为0.42 A,即I0=0.42 A.
(3)由于环境光亮度越大,光敏电阻的阻值越小,则当降低光亮度阈值时,对应光敏电阻的阻值增大,由于电路电流小于某阈值I0时,继电器开始工作,可知此时应把滑动变阻器的阻值调小.

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