高考物理总复习 课时作业31 传感器 教科版
呢岸学校高三物理总复习一轮课时作业 传感器
咐呼州鸣咏市呢岸学校课标高三物理总复习一轮课时作业课时作业35 传感器时间：45分钟总分值：100分一、选择题(8×8′＝64′)1．电容式话筒的保真度比动圈式话筒好，其工作原理如图1所示．Q是绝缘支架，薄金属膜M和固电极N形成一个电容器，被直流电源充电，当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流．当膜片向右运动的过程中有( )图1A．电容变大B．电容变小C．导线AB中有向左的电流D．导线AB中有向右的电流解析：膜片右移时，由于板间距离d变小，由C＝εS4πkd知，A对；由Q＝CU知，C对，D错．答案：AC2．如图2所示是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，对于一个霍尔元件d、k为值，如果保持电流I恒，那么可以验证U H随B的变化情况，以下说法中错误的选项是( )图2A．将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，U H将变大B．在测地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面保持水平C．在测地球赤道上磁场强弱时，霍尔元件的工作面保持水平D．改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，U H将发生变化答案：C3．以下生活中利用传感器把光信号变成电信号的是( ) A．用遥控器控制电视机的开关B．走廊照明灯的声控开关C．自动洗衣机中的压力传感装置D．电饭煲中控制加热和保温的温控器解析：遥控器利用发出的红外线控制电视机的开关，是光信号变电信号，A对，B是利用声音信号转换成电信号，C中是利用力控制，D中是利用温度来控制，符合要求的只有A.答案：A4．利用传感器和计算机可以研究快速变化力的大小．时，把图3的小球举高到绳子的悬点O处，然后让小球自由下落．用这种方法获得的弹性绳的拉力随时间的变化图线如图乙所示．根据图线所提供的信息，以下判断正确的选项是( )图3A．t2时刻小球所处位置是运动中最高点B．t1～t2期间小球速度先增大后减小C．t3时刻小球动能最小D．t2与t5时刻小球速度大小不同解析：小球下落的轨迹如图4所示，B处为绳子原长处，C处为小球重力与绳上拉力相处，D处为小球下落的最低点，在F—t图中，0～t1小球在OB间下落，t1～t2小球在BD间下落，t2～t3小球由D回到B.t3～t4小球在BO间上升，而后下落至B点．由F—t图知，小球在t2时刻下落到最大距离，最大距离在逐渐减小，由以上分析知，小球的最大速度出现在C点，对于t1～t2之间，A错，B对，小球动能最小出现在t2时刻或t3～t4间某时刻，C错误．t2和t5分别对小球先后两次下落过程中经过最低点的时刻，速度为零，D 错误．正确选项为B.图4答案：B5．全自动洗衣机中，排水阀是由程序控制器控制其动作的，当洗衣机进行排水和脱水工序时电磁铁的线圈通电，使电磁铁的铁芯2运动，牵引排水阀的活塞，排出污水，牵引电磁铁的结构如图5所示，以下说法正确的选项是( )图5A．假设某时刻输入控制电流时，a为正，b为负，那么铁芯2中A端为N极，B端为S极B．假设某时刻输入控制电流时，a为正，b为负，那么铁芯2中A端为S极，B端为N极C．假设a、b处输入交变电流，铁芯2不能吸入线圈中D．假设a、b处输入交变电流，铁芯2能吸入线圈中解析：根据磁化现象和磁极间同名磁极相斥，异名磁极相吸原理易判断B、D正确．答案：BD6．某的学生食堂装了磁卡就餐系统，使用不到一周，便出现了电源总开关总是无法接通的问题．经检查，电源总开关中漏电保护器动作切断了电源．漏电保护器电路如图6所示，变压器A处用火线与零线双股平行绕制成线圈，然后接到磁卡机上，B处有一个输出线圈，一旦线圈B中的电流经放大器放大后便推动断电器切断电源．造成漏电保护器动作切断电源的原因判断为磁卡机用电端( )图6A．零线与火线之间漏电B．火线与地之间漏电或零线直接接地C．只有火线与地之间漏电才会产生D．刷卡机装得过多，造成电流太大解析：由题意知，火线和零线均绕在铁芯上，故只有火线与零线中电流大小不时，才会引起漏电保护器切断电源，故可能是火线与地之间漏电，也可能是零线与地之间漏电．答案：B7．如图7是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，使话筒所在电路中的其他量发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中使电容变化的原因可能是电容两极板间的( )图7A．距离变化B．正对面积变化C．介质变化D．电压变化答案：A8．如图8为大型电子地磅的电路图，电源电动势为E，内阻不计．不称物体时，滑片P在A端，滑动变阻器接入电路的有效电阻最大、电流最小；称重物时，在压力作用下使滑片P下滑，滑动变阻器有效电阻变小，电流变大，这样把重力值转换成电信号，将电流对的重力值刻在刻度盘上，就可以读出被称物体的重力值，假设滑动变阻器上A、B间的距离为L，最大阻值于值电阻值R0，两弹簧的总弹力与形变量成正比，比例系数为K .那么所称重物的重力G 与电流大小I 的关系为( )图8A ．G ＝2LK －ELKR 0IB ．G ＝KLC ．G ＝KL ＋EIR 0D ．G ＝KIL 答案：A二、计算题(3×12′＝36′)9.把蜂鸣器、光敏电阻、干簧管继电器开关、电源按如图9甲所示电路连接，制成光电装置．当器有光照射时，蜂鸣器发声，当没有光照或者光照很弱时，蜂鸣器不发声．①光敏电阻：光敏电阻受光照后，阻值会变小．②干簧管继电器开关：由干簧管和绕在干簧管外的线圈组成，如图9乙所示，当线圈中有一的电流时，线圈产生的磁场使密封在干簧管内的每个铁质簧片磁化，两个簧片在磁力作用下由原来的别离状态变成闭合状态．当线圈中没有电流或者电流很微弱时，磁场消失，簧片在弹力的作用下回复到别离状态．试说电器的工作原理．图9答案：当器有光照射时，光敏电阻阻值减小，电路中电流增大，线圈产生的磁场使密封在干簧管内的两个铁质簧片磁化，两个簧片由原来的别离状态变成闭合状态，蜂鸣器电路接通，蜂鸣器发声．反之，当没有光照射或光很微弱时，光敏电阻阻值很大，电路中电流很小，干簧管内的两个铁质簧片处于别离状态，连接蜂鸣器的电路断开，蜂鸣器不发声．10．温度传感器广泛用于室内空调、电冰箱和微波炉家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化而变化的特性工作的．在图10，电源的电动势E ＝9.0 V ，电源内电阻可忽略不计；G 为小量程的电流表，电流表内阻R G 保持不变；R 为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图10乙的R —t 图线所示．闭合开关S ，当R 的温度于20℃时，电流表示数I 1＝2 mA ，那么当电流表的示数I 2＝ mA 时，热敏电阻R 的温度是多少摄氏度？图10答案：由I 1＝ER ＋R G，得R G ＝500 Ω I 2＝ER ′＋R G，代入数据得：R ′＝2000 Ω从R —t 图象可知，此时的温度是120℃11．如图11所示为某种电子秤的原理示意图，AB 为一均匀的滑动电阻器，阻值为R ，长度为L ，两边分别有P 1、P 2两个滑动头．P 1可在竖直绝缘光滑的固杆MN 上保持水平状态而上下自由滑动．弹簧处于原长时，P 1刚好指着A 端．P 1与托盘固相连．假设P 1、P 2间出现电压时，该电压经过放大，通过信号转换后在显示屏上可显示物体重力的大小，弹簧的劲度系数为k ，托盘自身质量为m 0，电源电动势为E ，内阻不计，当地的重力加速度为g ，求：图11(1)托盘尚未放物体时，在托盘自身重力作用下，P 1离A 的距离x 1； (2)托盘上放有质量为m 的物体时，P 1离A 的距离x 2；(3)在托盘上未放物体时通常先校准零点，试推想校准零点的方法？校准零点后，将物体m 放在托盘上，试推导出物体质量m 与P 1、P 2间电压U 之间的函数关系式．解析：(1)弹簧处于原长时，P 1刚好指着A 端，在托盘自身重力作用下(托盘自身质量为m 0)，P 1离A 的距离为x 1，由力学平衡知识得：m 0g ＝kx 1，所以x 1＝m 0gk； (2)由受力分析可知：m 0g ＋mg ＝kx 2得：x 2＝(m 0＋m )gk；(3)其方法是：调节P 2，使P 2离A 的距离也为x 1，从而使P 1、P 2间电压为零． 当托盘上放有质量为m 的物体时，P 1离P 2的距离为x 2－x 1＝mgk.滑动变阻器与电源组成的电路中电流恒，电源内阻不计，由闭合电路欧姆律可知，I ＝E R.P 1、P 2间电压U ＝IR 12＝E R ·R L (x 2－x 1)＝EmgLk， 可解得：m ＝kLgEU . 答案：(1)m 0g k (2)(m 0＋m )g k (3)零点方法：见解析 m ＝kL gEU。
2018高考物理一轮总复习(人教版)课时作业31含解析
课时作业(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)一、选择题(1～5题为单项选择题，6～7题为多项选择题) 1.水平放置的金属框架cdef 处于如图所示的匀强磁场中，金属棒ab 置于粗糙的框架上且接触良好。
从某时刻开始，磁感应强度均匀增大，金属棒ab 始终保持静止，则( )A ．ab 中电流增大，ab 棒所受摩擦力增大B ．ab 中电流不变，ab 棒所受摩擦力不变C ．ab 中电流不变，ab 棒所受摩擦力增大D ．ab 中电流增大，ab 棒所受摩擦力不变解析： 磁感应强度均匀增大，则ΔB Δt ＝定值，由E ＝ΔB Δt ·S ，I ＝ER ，知I 一定，F f ＝F 安＝BIL ，因B 增大，所以F f 变大。
故选C 。
答案： C 2.如图所示，线圈L 与小灯泡A 并联后接到电源上。
先闭合开关S ，稳定后，通过线圈的电流为I 1，通过小灯泡的电流为I 2。
断开开关S ，发现小灯泡闪亮一下再熄灭。
则下列说法正确的是( )A ．I 1 <I 2B ．I 1＝I 2C ．断开开关前后，通过小灯泡的电流方向不变D ．断开开关前后，通过线圈的电流方向不变解析： 开关S 闭合稳定后，因为线圈的电阻较小，由并联电路的特征易知I 1>I 2，A 、B 错；开关S 断开瞬间电源与线圈和小灯泡断开，线圈中的电流要发生突变，所以线圈中会感应出新的电动势阻碍原电流的减小，所以线圈中的电流方向不变，D 对；断开瞬间因为线圈相当于电源与灯泡构成一个回路，流过灯泡的电流方向与开始时方向相反，C 错。
答案： D3．(2017·浙江宁波二模)在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一个矩形的金属导体框，规定磁场方向向上为正，导体框中电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强度B 随时间t 如图乙变化时，下图中正确表示导体框中感应电流变化的是( )解析： 由B -t 图象知，磁感应强度随时间在0～2 s 、2～4 s 、4～5 s 内均匀变化，根据法拉第电磁感应定律E ＝ΔBSΔt 知，产生的感应电动势不变，故感应电流大小不变，所以A 、B 错误；在0～1 s 内磁感应强度为负值，即方向向下，且在减小，根据楞次定律知感应电流的磁场方向向下，再由安培定则知，感应电流的方向从上往下看为顺时针方向，为正值，所以C 正确，D 错误。
高考物理总复习第十一章交变电流传感器第2课时变压器电能的输送课时训练教科版(2021年整理)
2019年高考物理总复习第十一章交变电流传感器第2课时变压器电能的输送课时训练教科版编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2019年高考物理总复习第十一章交变电流传感器第2课时变压器电能的输送课时训练教科版）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为2019年高考物理总复习第十一章交变电流传感器第2课时变压器电能的输送课时训练教科版的全部内容。
第2课时变压器电能的输送1。
(2018·赤峰模拟)在变电所里，需要用交流电表去监测电网上的强电流.由于电网中的电流通常会超过一般电流表的量程，因此常使用电流互感器.下面四个图中，正确反映电流互感器工作原理的是( A ）解析:理想变压器原副线圈的电流与匝数成反比.则电流互感器原线圈匝数应少于副线圈匝数，且串联在需要测量电流的线路中.故A 正确.2.(2018·福建泉州模拟）如图所示，理想变压器的原线圈两端接u= 220sin 100πt（V）的交流电源，副线圈两端接R=55 Ω的负载电阻,原、副线圈匝数之比为2∶1,电流表、电压表均为理想电表。
下列说法正确的是( B )A。
原线圈中的输入功率为220 WB.原线圈中电流表的读数为1 AC。
副线圈中电压表的读数为110 VD.副线圈中输出交变电流的周期为0.01 s解析:由瞬时值的表达式可得，原线圈接入交变电流的周期T== s =0。
02 s，变压器不改变周期，故副线圈中输出交变电流的周期为 0。
02 s，选项D错误；原线圈的电压有效值U1=220 V,根据电压与匝数成正比可得,副线圈的电压有效值U2=110 V，则副线圈中电压表的读数为110 V，选项C错误;P 入=P出== W=220 W，选项A错误;由P入=U1I1得I1==1 A,即原线圈中电流表的读数为1 A，选项B正确。
高考物理一轮总复习课后题课时规范练31 (2)
课时规范练31基础对点练1.(动力学和能量综合的传送带模型)(云南昆明模拟)一条罐头生产线的部分示意图如图所示,电动机带动传送带以恒定的速率沿顺时针方向运动。
机器手臂将一瓶罐头无初速地放到传送带底端,一段时间后罐头与传送带共速,然后匀速向上运动。
在罐头随传送带匀速向上运动的过程中( )A.罐头的机械能守恒B.罐头受到的摩擦力方向沿传送带向下C.罐头受到的摩擦力对它做正功D.罐头受到的支持力对它做正功答案C解析罐头随传送带匀速向上运动的过程中,其动能保持不变,重力势能一直增加,根据E=E p+E k可知罐头的机械能不守恒,A错误;罐头随传送带匀速向上运动的过程中,受力平衡,可知罐头受到的摩擦力方向沿传送带向上,B错误;根据上面选项分析,罐头随传送带匀速向上运动的过程中,罐头受到的摩擦力方向与其位移方向相同,所以罐头受到的摩擦力对它做正功,C正确;罐头受到的支持力方向与其位移方向垂直,所以支持力对它不做功,D错误。
2.(动力学和能量综合的板块模型)如图所示,一足够长的木板在光滑的水平面上以速度v向右匀速运动,现将质量为m的物体轻轻地放置在木板上的右端,已知物体和木板之间的动摩擦因数为μ,为保持木板的速度不变,从物体放到木板上到物体相对木板静止的过程中,须对木板施一水平向右的作用力F,则力F对木板所做的功为( )A.mv 24B.mv22C.mv2D.2mv2答案C解析由能量转化和能量守恒定律可知,力F对木板所做的功W一部分转化为物体的动能,一部分转化为系统内能,故W=12mv2+μmgs相,s相=vt-v2t,a=μg,v=at,联立以上各式可得W=mv2,C正确。
3.(动力学和能量综合的多过程问题)(多选)(山西太原模拟)如图所示,质量均为m的物块甲、乙用轻弹簧相连且静止在倾角为α的光滑斜面上,物块乙与固定在斜面底端并与斜面垂直的挡板接触,弹簧的劲度系数为k。
某时刻若用沿斜面向上的恒力F1作用在物块甲上,当物块甲向上运动到速度为零时,物块乙刚好要离开挡板,此过程F1做功为W1;若用沿斜面向上的恒力F2作用在物块甲上,当物块甲斜向上运动到加速度为零时,物块乙刚好要离开挡板,此过程F2做功为W2,重力加速度为g,弹簧始终处在弹性限度内,则下列判断正确的是( )A.F1=2mgsin αB.F2=2mgsin αC.W1等于弹簧弹性势能的增加量D.W2等于物块甲机械能的增加量答案BD解析当用F1拉着物块甲向上运动到速度为零时,物块乙刚好要离开挡板,此时物块甲的加速度方向沿斜面向下,因此F1<2mgsinα,A错误;当用F2拉着物块甲向上运动到加速度为零时,物块乙刚好要离开挡板,此时甲、乙整体所受的合力为零,则有F2=2mgsinα,B正确;当用F1拉着物块甲向上运动到速度为零时,弹簧弹性势能的变化量为零,F1做的功W1等于物块甲重力势能的增加量,C错误;当用F2拉着物块甲向上运动到加速度为零时,物块乙刚好要离开挡板,此过程中弹簧弹性势能的变化量仍为零,F2做的功W2等于物块甲机械能的增加量,D正确。
高考物理总复习 课时作业31 新人教版选修33
课时作业(三十一)(分钟：45分钟 满分：100分)一、选择题(每小题7分，共49分)1．(2011·南昌调研)根据分子动理论，下列说法正确的是( ) A ．一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比B ．显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，就是分子的运动C ．分子间相互作用的引力和斥力一定随分子间距离的增大而减小D ．分子势能随着分子间的距离的增大，可能先减小后增大[解析] 气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比为一个气体分子所占据的空间，而非一个气体分子的体积，A 错误．墨水中小炭粒的无规则运动为固体小颗粒的无规则运动，而非分子运动，B 错误．分子间的引力和斥力随分子间距离的增大而减小，C 正确．当两分子间距离小于r 0时，分子力表现为斥力，此时分子势能随分子间距离的增大而减小；当两分子间距离大于r 0时，分子力表现为引力，此时分子势能随分子间距离的增大而增大，D 正确．[答案] CD2．设两分子a 、b 间距离为r 0时分子间的引力F 引和斥力F 斥大小相等，现固定a ，将b 从与a 相距r 02处由静止释放，在b 远离a 的过程中，下列表述正确的是( )A ．F 引和F 斥均减小，但F 斥减小得较快B ．a 对b 一直做正功C ．当b 运动最快时，a 对b 的作用力为零D ．当a 、b 间距离为r 0时，a 、b 间的分子势能最小[解析] 由分子动理论可知距离变化对斥力的影响比对引力的影响大，距离增大时斥力、引力都减小，但斥力减小得快，故A 正确．由r 02到r 0的过程中，分子力表现为斥力，分子力做正功，分子势能减小，当分子间距离大于r 0时，表现为引力，分子力做负功，分子势能增大，因此当分子间距离等于r 0时分子势能最小，所以B 错D 对．b 分子在运动过程中，先加速后减速，当距离为r 0时，作用力为零，加速度为零，速度最大，故C 正确．[答案] ACD3．分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质，据此可判断下列说法中错误的是( )A ．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性B ．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大C ．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大D ．在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素[解析] 小炭粒做布朗运动反映了液体分子的无规则热运动，故A 对；由于不确定r 与r 0的关系，故无法确定分子力的变化，B 错；分子间距离增大时，分子力可能做正功，也可能做负功，分子势能可能增大，也可能减小，C 对；高温下，分子热运动剧烈，扩散更容易，故D 对．[答案] B4．已知铜的摩尔质量为M (kg/mol)，铜的密度为ρ(kg/m 3)，阿伏加德罗常数为N A (mol－1)．下列判断错误的是( ) A ．1 kg 铜所含的原子数为N A MB ．1 m 3铜所含的原子数为MN AρC ．1个铜原子的质量为M N A(kg) D ．1个铜原子的体积为M ρN A(m 3) [解析] 原子个数N ＝1MN A ＝N A M，A 正确；同理N ＝ρMN A ＝ρN AM，B 错误；1个铜原子质量m 0＝M N A (kg)，C 正确；1个铜原子体积V 0＝M ρN A(m 3)，D 正确．[答案] B5．一个铁球和冰球的温度相同，且其质量相等，则( ) A ．它们的分子平均动能一定相等 B ．它们的分子运动的平均速率一定相等 C ．冰球的体积大，水分子的势能大 D ．它们的内能一定相同[解析] 因为温度相同，平均动能相同，据E k ＝12m v 2知，水分子的平均速率较大，分子势能与分子间距有关，分子间距等于r 0时，分子势能最小，偏离r 0越多，分子势能越大，所以体积大，分子势能不一定大，物体的内能E 内＝n (E k ＋E p )，分子数n ＝mM不同，E p 哪个大无法弄清楚．[答案] A6．在观察布朗运动时，从微粒在a 点开始计时，间隔30 s 记下微粒的一个位置得到b 、c 、d 、e 、f 、g 等点，然后用直线依次连接，如右图所示，则下列说法正确的是( )A ．微粒在75 s 末时的位置一定在cd 的中点上B ．微粒在75 s 末时的位置可能在cd 的连线上，但不可能在cd 中点上C ．微粒在前30 s 内的路程一定等于ab 的长度D ．微粒在前30 s 内的位移大小一定等于ab 的长度[解析] b 、c 、d 、e 、f 、g 等分别是粒子在t ＝30 s 、60 s 、90 s 、120 s 、150 s 、180s时的位置，但并不一定沿着折线abcdefg运动，故选D.[答案] D7．如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是( )A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10－10 mB．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10－10 mC．若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力D．若两个分子距离越来越大，则分子势能亦越来越大[解析] 分子引力和分子斥力都随分子间距的增大而减小，随分子间距的减小而增大，但分子斥力变化的更快些；当分子间距为平衡距离即10－10 m时，分子引力和分子斥力大小相等，分子力为零，当分子间距大于平衡距离即10－10 m时，分子引力大于分子斥力，分子力表现为分子引力；当分子间距小于平衡位置距离即10－10 m时，分子引力小于分子斥力，分子力表现为分子斥力；所以两图的交点为平衡距离即10－10 m，分子势能随分子间距的变化而发生改变，当分子间距大于10－10 m，分子势能随分子间距的增大而增大；当分子间距小于10－10 m时，分子势能随分子间距的增大而减小；分子间距离为平衡距离时，分子势能是最小的．若取无穷远处的分子势能为0，则分子间距为平衡距离时，分子势能为负的，且最小．[答案] B二、非选择题(共51分)8．(10分)(2011·浙江五校)(1)如右图所示，把一块洁净的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接触水面．如果你想使玻璃板离开水面，必须用比玻璃板重力__________的拉力向上拉橡皮筋．原因是水分子和玻璃的分子间存在__________作用．(2)往一杯清水中滴入一滴红墨水，一段时间后，整杯水都变成了红色．这一现象在物理学中称为_________现象，是由于分子的_________而产生的，这一过程是沿着分子热运动的无序性_________的方向进行的．[解析] (1)水分子对玻璃板下表面分子有吸引力作用，要拉起必须施加大于重力和分子吸引力合力的拉力．(2)红墨水分子进入水中为扩散现象，是分子热运动的结果，并且分子热运动朝着熵增大，即无序性增大的方向进行．[答案] (1)大 分子引力 (2)扩散 无规则运动(热运动) 增大 9．(10分)回答下列问题：(1)已知某气体的摩尔体积为V m ，摩尔质量为M ，阿伏加德罗常数为N A ，由以上数据能否估算出每个分子的质量、每个分子的体积、分子之间的平均距离？(2)当物体体积增大时，分子势能一定增大吗？(3)在同一个坐标系中画出分子力F 和分子势能E p 随分子间距离的变化图象，要求表示出E p 最小值的位置及E p 变化的大致趋势．[解析] (1)可估算出每个气体分子的质量m 0＝M N A；由于气体分子间距较大，由V 0＝V m N A求得的是一个气体分子占据的空间，而不是一个气体分子的体积，故不能估算每个分子的体积；由d ＝3V 0＝3V mN A可求出分子之间的平均距离．(2)在r >r 0范围内，当r 增大时，分子力做负功，分子势能增大；在r <r 0范围内，当r 增大时，分子力做正功，分子势能减小，故不能说物体体积增大，分子势能一定增大，只能说当物体体积变化时，其对应的分子势能也变化．(3)如图[答案] 见解析10．(10分)(2010·江苏高考)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为 1.3 kg/m 3和2.1 kg/m 3，空气的摩尔质量为0.029 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.02×1023mol－1.若潜水员呼吸一次吸入2 L 空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数．(结果保留一位有效数字)[解析] 设空气的摩尔质量为M ，在海底和岸上的密度分别为ρ海和ρ岸，一次吸入空气的体积为V ，则有Δn ＝ρ海－ρ岸VMN A ，代入数据得Δn ＝3×1022个．[答案] 3×1022个11．(10分)对于固体和液体来说，其内部分子可看做是一个挨一个紧密排列的小球，若某固体的摩尔质量为M ，密度为ρ，阿伏加德罗常数为N A .(1)该固体分子质量的表达式为m 0＝__________.(2)若已知汞的摩尔质量为M ＝200.5×10－3kg/mol ，密度为ρ＝13.6×103kg/m 3，阿伏加德罗常数为N A ＝6.0×1023mol －1，试估算汞原子的直径大小(结果保留两位有效数字)．[解析] (1)该固体分子质量的表达式m 0＝MN A. (2)将汞原子视为球形，其体积V 0＝16πd 3＝MρN A汞原子直径的大小d ＝36MρN A π≈3.6×10－10m.[答案] (1)M N A(2)3.6×10－10m12．(11分)(2011·安徽示范性高中联考)某学校物理兴趣小组组织开展一次探究活动，想估算地球周围大气层的分子个数．一学生通过网上搜索，查阅得到以下几个物理量数据：地球的半径R ＝6.4×106m ，地球表面的重力加速度g ＝9.8 m/s 2，大气压强p 0＝1.0×105Pa ，空气的平均摩尔质量M ＝2.9×10－2kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023mol －1.(1)这位同学根据上述几个物理量能估算出地球周围大气层的分子数吗？若能，请说明理由；若不能，也请说明理由．(2)假如地球周围的大气全部液化成液态且均匀分布在地球表面上，估算一下地球半径将会增加多少？(已知液化空气的密度ρ＝1.0×103kg/m 3)[解析] (1)能．因为大气压强是由大气重力产生的，由p 0＝mg S ＝mg 4πR 2，得m ＝4πR 2p 0g把查阅得到的数据代入上式得m ≈5.2×1018kg 所以大气层的分子数为N ＝mMN A ≈1.1×1044个 (2)可求出液化后的体积为：V ＝m ρ＝5.2×10181.0×103 m 3＝5.2×1015 m 3设大气液化后的液体分布在地球表面上时，地球半径增加h ，则有43π(R ＋h )3－43πR3＝V ，得3R 2h ＋3Rh 2＋h 3＝34πV考虑到h ≪R ，忽略h 的二次项和三次项，得h ＝V 4πR 2＝ 5.2×10154×3.14× 6.4×1062m≈10 m.[答案] (1)见解析 (2)10 m。
高考物理一轮复习课时练31
权掇市安稳阳光实验学校课时作业(二十六) 1．(2012·广东深圳调研)如右图所示，a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀电阻丝的伏安特性曲线，下列判断中正确的是( ) A．a代表的电阻丝较粗B．b代表的电阻丝较粗C．a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值D．图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比[解析] b 图线的斜率大，表示电阻小，由电阻定律R＝ρlS知，b的导线粗，B 正确，A、C不正确；电阻是导体本身的性质，与电阻两端的电压无关，D 不正确．[答案] B2．(2012·淮北模拟)如右图所示，厚薄均匀的矩形金属片，边长ab ＝10 cm，bc＝5 cm，当A 与B之间接入的电压为U时，电流为1 A，若C与D间接入的电压为U时，其电流为( )A．4 A B．2 AC．0.5 A D．0.25 A[解析] 设金属片的厚度为m，则接A、B时R1＝ρ·lS＝ρ·abbc·m；接C、D时，R2＝ρ·bcab·m；所以R1R2＝41，又电压不变，得I2＝4I1＝4 A.[答案] A3．(2012·合肥检测)有一内阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V,60W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端，灯泡正常发光，则( A．电解槽消耗的电功率为120 WB．电解槽的发热功率为60 WC．电解槽消耗的电功率为60 WD．电路消耗的总功率为60 W[解析] 灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V电压，且干路电流I＝I灯＝60110A，则电解槽消耗的功率P＝P灯＝60 W，C对，A错；电解槽的发热功率P热＝I2R＝1.3 W，B错；整个电路消耗的功率P总＝220×60110W＝120W，D错．[答案] C4．(2013·河北联考)如右图所示，A为一稳压管，它的作用是保证DE两端的电压U DE恒定不变，当流过稳压管的电流在5 mA 和40 mA 之间时，U DE 就稳定在10 V ，R 2为一可变电阻，它的最小值为500 Ω，最大值为无穷大(即断路)．设电源电压U ＝20 V ，则当R 2变化时，为使U DE 稳定在10 V ，R 1可取下列几个电阻值中的( ) A ．100 Ω B ．200 ΩC ．300 ΩD ．4000 Ω[解析] 为使U DE 稳定在10 V ，R 1两端的电压为U R 1＝U －U DE ＝20 V －10 V ＝10 V ，干路中最大的电流为40 mA ，解得R 1＝250 Ω，干路中最小的电流为5 mA ＋20 mA ＝25 mA ，解得R 1＝400 Ω ，所以250 Ω<R 1<400 Ω，C 项符合．[答案] C5．(2013·保定期中)下面列出不同品牌的电视机、电风扇、空调机和电冰箱铭牌上的主要项目：根据铭牌上提供的信息，试判断下列说法正确的是 ( )A ．正常工作时电风扇中流过的电流最小B ．正常工作时电风扇消耗的电功率最小C ．在24小时内正常使用的电冰箱比连续运转的电风扇耗电多D ．在24小时内正常使用的电冰箱比连续运转的电风扇耗电少[解析] 由P ＝UI 得空调机的额定功率P 空＝1364 W ，所以正常工作时电风扇消耗的电功率最小，电流也最小，故A 、B 均对；由于在24小时内电冰箱的耗电量W ＝0.8 kW·h，而电风扇的耗电量W ＝Pt ＝65×24 W·h ＝1.56 kW·h，所以C 错，D 对．[答案] ABD6．(2012·大连月考)在电喷汽车的进气管道中，广泛地使用着一种叫“电热丝式空气流量传感器”的部件，其核心部分是一种用特殊的合金材料制作的电热丝．如右图所示，当进气管道中的冷空气流速越大时，电阻R 两端的电压U 0就变得越高，反之，电压U 0就越低．这样，管道内空气的流量就转变成了可以测量的电压信号，便于汽车内的电脑系统实现自动控制，如果将这种电热丝从汽车的进气管道中取出，放在实验室中测量，这种电热丝的伏安特性曲线，得到结果正确的是( )[解析] 电阻R 两端的电压U 0越高，电流I 就越大，由闭合电路欧姆定律得I ＝ER ＋r ＋R 电热，则电热丝的电阻越小，符合这个规律的图是C.[答案] C7．把六个相同的小灯泡接成如下图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P 甲和P 乙表示，则下列结论中正确的是( )A ．P 甲＝P 乙B ．P 甲＝3P 乙C ．P 乙＝3P 甲D ．P 乙>3P 甲 [解析] 设各灯泡正常工作时的电流为I ，则甲电路的总电流为I 甲＝3I ，乙电路的总电流为I 乙＝I ，所以由P ＝UI 得P 甲＝3P 乙，应选B.[答案] B8.有一种“电测井”技术，用钻头在地上钻孔，通过在钻孔中进行电学特性测量，可以反映地下的有关情况，如图为一钻孔，其形状为圆柱体，半径为10cm.设里面充满浓度均匀的盐水，其电阻率ρ＝0.314 Ω·m.现在钻孔的上表面和底部加上电压测得U ＝100 V ，I ＝100 mA ，求该钻孔的深度．[解析] 设该钻孔内的盐水的电阻为R ，由R ＝U I ，得R ＝100100×10－3Ω＝103Ω 由电阻定律R ＝ρlS，l ＝RS ρ＝103×3.14×0.120.314m ＝100 m.[答案] 100 m 9.在如右图所示的电路中，AB 为粗细均匀、长为L 的电阻丝，以A 、B 上各点相对A 点的电压为纵坐标，各点离A 点的距离x 为横坐标，则U 随x 变化的图线应为下图中的( )[解析] 根据电阻定律，横坐标为x 的点与A 点之间的电阻R ＝ρxS，这两点间的电压U ＝IR ＝IρxS(I 为电路中的电流，它是一个定值)，故U 跟x 成正比例关系，故选A.[答案] A10．在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S 、电流为I 的电子束．已知电子的电荷量为e 、质量为m ，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl 的电子束内的电子个数是( )A.IΔleSm 2eU B.I Δl em 2eU C.I eSm 2eUD.IS Δl em 2eU[解析] 设单位体积电子束中含有的电子个数为n ，由电流的定义得I ＝qt ＝neSvt t ＝neSv ，所以n ＝I eSv ，电子经电场加速后，满足eU ＝12mv 2，得n ＝I eSm 2eU ，长为Δl 的电子束内的电子个数为N ＝nΔlS ＝IΔl em2eU，故选项B 正确．[答案] B 11.阻值较大的电阻R 1和R 2，串联后，接入电压为U 的恒定电路中，如右图所示．现用同一电压表依次测量R 1和R 2的电压，测量值分别为U 1与U 2，已知电压表内阻、R 1和R 2相差不大．则( )A ．U 1＋U 2＝UB ．U 1＋U 2<UC.U 1U 2＝R 1R 2 D.U 1U 2≠R 1R 2[解析] 设电压表的内阻为R v ，测R 1的电压时，U 1＝UR 1R vR 1＋R v ＋R 2×R 1R v R 1＋R v ＝R 1R v R 1R v ＋R 1R 2＋R 2R vU 测R 2的电压时，U 2＝UR 2R vR 2＋R v ＋R 1×R 2R v R 2＋R v＝R 2R vR 1R v ＋R 1R 2＋R 2R v U U 1＋U 2＝R 1＋R 2R vR 1＋R 2R v ＋R 1R 2U <U ，故选项B 正确；U 1U 2＝R 1R 2，选项C 正确． [答案] BC12．(2012·北京四中模拟)一台小型电动机在3 V 电压下工作，用此电动机提升所受重力为4 N 的物体时，通过它的电流是0.2 A ．在30 s 内可使该物体被匀速提升3 m ．若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：(1)电动机的输入功率；(2)在提升重物的30 s 内，电动机线圈所产生的热量； (3)线圈的电阻．[解析] (1)电动机的输入功率P 入＝UI ＝0.2×3 W＝0.6 W.(2)电动机提升重物的机械功率P 机＝Fv ＝(4×330) W ＝0.4 W.根据能量关系P 入＝P 机＋P Q ，得生热的功率P Q ＝P 入－P 机＝(0.6－0.4) W ＝0.2 W.所生热量Q ＝P Q t ＝0.2×30 J＝6 J. (3)根据焦耳定律Q ＝I 2Rt ，得线圈电阻R ＝Q I 2t ＝60.22×30Ω＝5 Ω[答案] (1)0.6 W (2)6 J (3)5 Ω。
高中物理(教科版,选修32)【课时作业与单元检测】第三章++传感器(3份)第三章 传感器 第3.4节
第3节生活中的传感器第4节实验探究：简单的光控和温控电路1．在家用电器中使用最多的是______传感器，其次是______、______、____、磁、压力、烟雾、声敏等传感器．2．模糊洗衣机中的传感器有：______传感器、________传感器、________传感器、______传感器、________传感器、脏污程度传感器、脱水传感器等．3．集成电路又称IC，是在______上集合各种电子器件，实现某种特定功能的电路模块，它是__________中最重要的部分．4．传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用的传感器是()A．生物传感器B．红外传感器C．温度传感器D．压力传感器5．下列器件是应用力传感器的是()A．鼠标器B．火灾报警器C．测温仪D．电子秤6．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上是电视机中的传感器把光信号转化为电信号的过程．下列属于这类传感器的是()A．红外报警装置B．走廊照明灯的声控开关C．自动洗衣机中的压力传感装置D．电饭锅中控制加热和保温的温控器【概念规律练】知识点一生活中的传感器1．如图1所示为某种电冰箱内温度控制器的结构．铜制的测温泡1、细管2和弹性金属膜盒3连通成密封的系统，里面充有氯甲烷和它的蒸气，构成了一个温度传感器．膜盒3为扁圆形(图中显示它的切面)，右表面固定，左表面通过小柱体与弹簧片4连接．盒中气体的压强增大时，盒体就会膨胀．测温泡1安装在冰箱的冷藏室中.5、6分别是电路的动触点和静触点，控制制冷压缩机的工作．拉簧7的两端分别连接到弹簧片4和连杆9上．连杆9的下端是装在机箱上的轴．凸轮8是由设定温度的旋钮(图中未画出)控制的，逆时针旋转时凸轮连杆上端右移，从而加大对弹簧7的拉力．(1)为什么当冰箱内温度较高时压缩机能够自动开始工作，而在达到设定的低温后又自动停止工作？(2)为什么用凸轮可以改变设定的温度？图12．温度传感器是应用最广泛的传感器之一，一般由半导体材料的热敏电阻制成，它可以把热信号转换为电信号，进行自动控制，电饭锅、电饭煲的自动加热和保温就是借助于温度传感器来完成的．电饭锅中应用了温度传感器，它的主要元件是感温铁氧体．感温铁氧体是用氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成的，它的特点是：常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是温度上升到约103℃时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引了．这个温度在物理学中称为该材料的“居里温度”或“居里点”．电饭锅的结构如图2所示，试回答以下问题：(1)开始煮饭时为什么要压下开关按钮？手松开后这个按钮是否会恢复到图示的状态？为什么？(2)煮饭时水沸腾后锅内是否会大致保持一定的温度？为什么？(3)饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会有什么变化？这时电饭锅会自动地发生哪些动作？(4)如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电？图2知识点二简单的光控电路和温控电路3．路灯晚上为我们照亮道路，天亮之后熄灭，它是通过光线来实现自动控制的，使电路在天亮时自动切断，天黑则自动导通，图3可以模拟光控自动照明电路，其中各元件的参数如下，其中发光二极管相当于路灯．图3如何调试来实现天暗时自动发光，天亮时自动熄灭？4．使用电熨斗时，必须控制电加热过程，以免过热损坏衣服．这就要求，电熨斗的温度低于指定值时电加热器供电加热，温度高于指定值时要将电源关闭，请仿照上题中的光控电路设计一个温控电路．【方法技巧练】传感器问题的分析技巧5．电熨斗在达到设定的温度后就不再升温，当温度降低时又会继续加热，使它总与设定的温度相差不多．在熨烫不同的织物时，设定的温度可以不同，进行这样的控制，靠的是温度传感器．电熨斗中装有双金属片温度传感器，这种双金属片的作用是控制电路的通断，如图4所示为电熨斗的结构图，图中双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属的膨胀系数，请结合所学知识回答以下问题：图4(1)常温下，上、下触点应当是接触的还是分离的？当温度过高时双金属片将起怎样的作用？(2)熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度，这是如何利用调温旋钮来实现的？6．如图5所示为某种电子秤的原理示意图，AB为一均匀的滑线电阻，阻值为R，长度为L，两边分别有P1、P2两个滑动头，P1可在竖直绝缘光滑的固定杆MN上保持水平状态而上下自由滑动，弹簧处于原长时，P1刚好指着A端，P1与托盘固定相连，若P1、P2间出现电压，该电压经过放大，通过信号转换后在显示屏上将显示物体重力的大小．已知弹簧的劲度系数为k，托盘自身质量为m0，电源电动势为E，内阻不计，当地的重力加速度为g.求：图5(1)托盘上未放物体时，在托盘自身重力作用下，P1离A的距离x1；(2)托盘上放有质量为m的物体时，P1离A的距离x2；(3)在托盘上未放物体时通常先校准零点，其方法是：调节P2，使P2离A的距离也为x1，从而使P1、P2间的电压为零．校准零点后，将物体m放在托盘上，试推导出物体质量m与P1、P2间的电压U之间的函数关系式．1．如图6所示，将一光敏电阻连入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，用光照射光敏电阻时表针的偏角为θ，现用手掌挡住部分光线，表针的偏角变为θ′，则可判断()图6A．θ′＝θB．θ′<θC．θ′>θD．不能确定θ和θ′的关系2．在电梯门口放置一障碍物，会发现电梯门不停地开关，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3. 惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，这个系统的重要元件之一是加速度计．加速度计构造和原理的示意图如图7所示：沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m的滑块，滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连；两弹簧的另一端与固定壁相连．滑块原来静止，弹簧处于自然长度，滑块上有指针，可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导．设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O点的距离为x，则这段时间内导弹的加速度()图7A．方向向左，大小为kx/mB．方向向右，大小为kx/mC．方向向左，大小为2kx/mD．方向向右，大小为2kx/m4．某小型电磁继电器，其中L为含铁芯的线圈．P为可绕O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱．电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求如图8所示．其工作方式是()图8A．A与B接信号电压，C与D跟被控电路串联B．A与B接信号电压，C与D跟被控电路并联C．C与D接信号电压，A与B跟被控电路串联D．C与D接信号电压，A与B跟被控电路并联5．下列器件不是应用温度传感器的是()A．电熨斗B．话筒C．电饭锅D．测温仪6．某市为了节约能源，合理适时地使用路灯，要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的某种特性制成自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制．这是利用半导体的()A．压敏性B．光敏性C．热敏性D．三种特性都利用了7．如图9所示为一种自动跳闸的闸刀开关，O是转动轴，A是绝缘手柄，C是闸刀卡口，M、N接电源线，闸刀处于垂直纸面向里、B＝1 T的匀强磁场中，CO间距离为10 cm，当磁场力为0.2 N 时，闸刀开关会自动跳开．则要使闸刀开关能跳开，CO中通过的电流的大小和方向为()图9A．电流方向C→O B．电流方向O→CC．电流大小为1 A D．电流大小为0.5 A8．利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小．实验时，把图10甲中的小球举高到绳子的悬点O处，然后让小球自由下落．用这种方法获得的弹性绳的拉力随时间的变化图线如图乙所示．根据图线所提供的信息，以下判断正确的是()图10A ．t 2时刻小球所处位置是运动中最高点B ．t 1～t 2期间小球速度先增大后减小C ．t 3时刻小球动能最小D ．t 2与t 5时刻小球速度大小不同9．如图11所示，两块水平放置的金属板距离为d ，用导线、电键K 与一个n 匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B 中．两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m 、电荷量为＋q 的小球．K 断开时传感器上有示数，K 闭合时传感器上恰好无示数．则线圈中的磁场B 的变化情况和磁通量变化率分别是( )图11A ．正在增加，ΔΦΔt ＝mgd qB ．正在减弱，ΔΦΔt ＝mgdnqC ．正在减弱，ΔΦΔt ＝mgdD ．正在增加，ΔΦΔt ＝mgd10．一般的电熨斗用合金丝做发热元件，合金丝电阻随温度t 变化的关系如图12中实线①所示．由于环境温度以及熨烫的衣服厚度、干湿等情况不同，熨斗的散热功率不同，因而熨斗的温度可能会在较大的范围内波动，易损坏衣物．有一种用主要成分为BaTiO 3，被称为“PTC”的特殊材料做发热元件的电熨斗，具有升温快、能自动控制温度的特点．PTC 材料的电阻随温度变化的关系如图12中实线②所示．图12根据图线分析：(1)为什么处于冷态的PTC 熨斗刚通电时比普遍电熨斗升温快？(2)通电一段时间后电熨斗温度t 自动地稳定在______＜t ＜______范围之内．11．青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电，为路灯提供电能．用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制．光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为，照射光较强(如白天)时电阻几乎为0：照射光较弱(如黑天)时电阻接近于无穷大．利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打开．电磁开关的内部结构如图13所示.1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接．当励磁线圈中电流大于50 mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于50 mA 时，3、4接通．励磁线圈中允许通过的最大电流为100 mA.图13(1)利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图．光敏电阻R1，符号灯泡L，额定功率40 W，额定电压36 V，符号保护电阻R2，符号电磁开关，符号蓄电池E，电压36 V，内阻很小；开关S，导线若干．(2)回答下列问题：①如果励磁线圈的电阻为200 Ω，励磁线圈允许加的最大电压为__________V，保护电阻R2的阻值范围为________Ω.②在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱3、4之间从断开变为接通．为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合本题中电磁开关内部结构图说明．答：________________________________________________________________________________________________________________________________________________.③任意举出一个其它的电磁铁应用的例子．答：________________________________________________________________________.第3节生活中的传感器第4节实验探究：简单的光控和温控电路答案课前预习练1．温度湿度气体光2．水位负载量水温布质洗涤粉3．硅板电子设备4．C[空调机根据温度调节工作状态，所以内部使用了温度传感器，故C正确．]5．D[鼠标器中的传感器是红外线接收管，属于光传感器；火灾报警器中传感器是光电三极管，属于光传感器；测温仪用的是温度传感器；电子秤的敏感元件是应变片，是力传感器，D正确．] 6．A[遥控器发出红外线，电视中的传感器感知红外线，是红外线传感器，所以A选项正确．] 课堂探究练1．见解析解析(1)冰箱内温度较高时，密封系统中的压强增大，盒体膨胀，膜盒3通过小柱体带动弹簧片4，使动触点5与静触点6接触，控制压缩机自动开始工作，而在达到设定的温度时弹簧带动弹簧片4将触点5、6断开，使压缩机停止工作．(2)凸轮逆时针转动会加大连杆9对弹簧7的拉力，该拉力与弹性金属膜盒3共同控制弹簧片4的运动，而弹簧7上弹力的变化会改变设定的温度．2．见解析解析 (1)开始煮饭时用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸触点接通，电热板通电加热；手松开后，由于永磁体与感温磁体的吸引，按钮不会恢复到图示状态．(2)煮饭时，水沸腾后锅内保持100℃不变，因为水的沸点为100℃，只要有水温度就不变． (3)水分被大米吸收后，锅底温度升高，当温度升至“居里点103℃”时，感温磁体失去磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源，从而停止加热．(4)如果用电饭锅烧水，水沸腾后，锅内保持100℃不变，温度低于“居里点103℃”电饭锅不能自动断电，只有水烧干后，温度升高到103℃才能自动断电．3．见解析解析 将光敏电阻用黑纸包住使它不被光照亮，如果发光二极管不亮，则调节电位器R 1，直到发光二极管发光为止．然后将包裹光敏电阻的黑纸打开，看它是否熄灭，如果此时发光二极管不熄灭，则再调节电位器．反复使光敏电阻遮光或见光，直到可以实现发光二极管在光敏电阻有光照时熄灭，无光照时发光为止．4．见解析解析 只需将上题光控电路中的光敏电阻R G 换成热敏电阻R T 即可，用讯响器发声代表电加热器通电，电路如下图所示调试时：调试R 1使R T 的温度低于某一指定值时M 741后面的电路接通，使R T 的温度高于某一指定值时M 741后面的电路断开．5．(1)常温下，上、下触点应是接触的，但温度过高时，由于双金属片上、下表面受热膨胀系数不同，上部金属膨胀大，下部金属膨胀小．则双金属片向下弯曲，使触点分离，从而切断电源，停止加热，温度降低后，双金属片恢复原状，重新接通电路加热，这样循环进行，起到自动控制温度的作用．(2)熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度，此时可通过调温旋钮调节升降螺丝，升降螺丝带动弹性铜片升降，从而改变触点接触的位置，达到控制不同温度的目的．6．(1)m 0g k (2)(m ＋m 0)g k (3)m ＝kLgEU解析 托盘的移动带动P 1移动，使P 1、P 2间出现电势差，电势差的大小反映了托盘向下移动距离的大小，由于R 为均匀的滑线电阻，则其阻值与长度成正比．(1)由力的平衡知识知m 0g ＝kx 1，解得x 1＝m 0gk(2)放上重物重新平衡后m 0g ＋mg ＝kx 2 解得x 2＝(m ＋m 0)gk(3)由闭合电路欧姆定律知E ＝IR ，由部分电路欧姆定律知U ＝IR 串，由R 串R ＝x L ，其中x 为P 1、P 2间的距离，则x ＝x 2－x 1＝mg k联立解得m ＝kLgE U方法总结 分析传感器问题要注意四点 (1)感受量分析要明确传感器所感受的物理量，如力、热、光、磁、声等． (2)输出信号分析明确传感器的敏感元件，分析它的输入信号及输出信号，以及输入信号与输出信号间的变化规律．(3)电路结构分析认真分析传感器所在的电路结构，在熟悉常用电子元件工作特点的基础上，分析电路输出信号与输入信号间的规律．(4)执行机构工作分析传感器的应用，不仅包含非电学量如何向电学量转化的过程，还包含根据所获得的信息控制执行机构进行工作的过程．课后巩固练1．B [光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小，开始时有光照射，光敏电阻的阻值较小，当手掌挡住部分光线时，光敏电阻的阻值增大，因为欧姆表的零刻度在表盘的右侧，所以欧姆表测电阻时，阻值越大，指针张角越小，所以选项B 正确．]2．D [当电梯门碰到人或其他障碍物时立即停止关门以防挤伤人，故为压力传感器．] 3．D [滑块随导弹一起做加速运动，向左偏离O 点的距离为x ，使左侧弹簧被压缩，右侧弹簧被拉长，则滑块所受合力为2kx ，方向向右，故加速度方向向右．由牛顿第二定律得：2kx ＝ma ，滑块加速度大小为：a ＝2kx/m ，故选D .]4．A [A 、B 接电磁继电器线圈，所以A 、B 应接信号电压，线圈随信号电压变化使电磁继电器相吸或释放，从而使C 、D 接通或断开，进而起到控制作用．故正确答案为A .]5．B6．B [题目中半导体应能感知光照强度变化，并输出电信号，控制电路通断，所以利用了半导体的光敏性，故B 正确．]C ，由B ＝F IL 得I ＝F BL ＝2 A ．→C ，由B ＝F IL 得I ＝FBL＝2 A ．]8．B [小球下落的轨迹如右图所示，B 处为绳子原长处，C 处为小球重力与绳上拉力相等处，D 处为小球下落的最低点，在F －t 图中，0～t 1小球在OB 间下落，t 1～t 2小球在BD 间下落，t 2～t 3小球由D 回到B 处，t 3～t 4小球在BO 间上升，而后下落至B 点．由F －t 图知，小球在t 2时刻下落到最大距离，然后最大距离在逐渐减小，由以上分析知，小球的最大速度出现在C 点，对应于t 1～t 2之间，A 错，B 对．小球动能最小出现在t 2时刻或t 3～t 4间某时刻，C 错误．t 2和t 5分别对应小球先后两次下落过程中经过最低点的时刻，速度大小为零，D 错误．]9．D [K 闭合时传感器上恰好无示数，说明小球受竖直向上的电场力，且电场力大小等于重力．由楞次定律可判断磁场B 正在增强，根据法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt ＝U ，又U d q ＝mg 得ΔΦΔt＝mgdnq，故D 正确．] 10．(1)见解析 (2)T 6 T 7解析 (1)由于冷态时PTC 材料电阻很小，故由P ＝U 2R知，其发热功率很大，所以升温很快．(2)在T 6～T 7之间，电熨斗放出的热量和产生的热量才有可能相等，达到热平衡状态，所以电熨斗温度t 自动地稳定在T 6＜t ＜T 7范围之内．11．(1)见解析(2)①20 160～320②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸合铁片时，3、4之间接通；不吸合时，3、4之间断开③电磁起重机解析 (1)要使光敏电阻能够对电路进行控制，且有光照时路灯熄灭，光敏电阻应与1、2串联，3、4与路灯串联，则电路图如右图所示．(2)①由U ＝IR 得励磁线圈允许加的最大电压U m ＝I m R ＝0.1×200 V ＝20 V ；依据允许通过励磁线圈的电流最大值和最小值计算得R 2min ＝E －U m I m ＝160.1 Ω＝160 Ω，R 2max ＝E －U m I ＝160.05 Ω＝320 Ω，因此保护电阻R 2的阻值范围为160～320 Ω；②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸合铁片时，3、4之间接通；不吸合时，3、4之间断开．③电磁起重机．。
2021年高考物理一轮总复习 传感器及其工作原理课时作业 新人教版选修3-2
2021年高考物理一轮总复习传感器及其工作原理课时作业新人教版选修3-21．(10年江苏模拟)下列关于传感器说法中正确的是( )A．霍尔元件能够把电学量转化为磁学量B．干簧管是一种能够感知电场的传感器C．电子秤应用的是光传感器D．电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制2．利用半导体材料可制成哪些电子元件( )A．热敏电阻 B．光敏电阻C．晶体管 D．标准电阻3．关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是( )A．应变片是由导体材料制成B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之，变小C．传感器输出的是应变片上的电压D．外力越大，输出的电压差值也越大4．如图所示，R3是光敏电阻，当开关S闭合后在没有光照射时，a、b两点等电势，当用光照射电阻R3时，则( )第4题图A．R3的电阻变小，a点电势高于b点电势B．R3的电阻变小，a点电势低于b点电势C．R3的电阻变小，a点电势等于b点电势D．R3的电阻变大，a点电势低于b点电势5．关于传感器的作用，下列说法正确的有( )A．通常的传感器可以直接用来进行自动控制B．传感器可以用来采集信息C．传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量D．传感器可以将所有感受到的信号都转换为电学量6．(10年江苏模拟)用遥控器调换电视频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化成电信号的过程，下列属于这类传感器的是( )A．红外报警装置B．走廊照明灯的声控装置C．自动洗衣机中的压力传感装置D．电饭煲中控制加热和保温的温控器7．如图所示是一种延时开关，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通．当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放．则( )第7题图A．由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用B．由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用C．如果断开B线圈的电键S2，无延时作用D．如果断开B线圈的电键S2，延时将变长8．如图所示为小型电磁继电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈．P为可经O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱．电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求．其工作方式是( )第8题图A．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路串联B．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路并联C．C与D接信号电压，A与B可跟被控电路串联D．C与D接信号电压，A与B可跟被控电路并联9．全自动洗衣机中，排水阀是由程序控制器控制其动作的，当洗衣机进行排水和脱水工序时电磁铁的线圈通电，使电磁铁的铁芯2运动，牵引排水阀的活塞，排出污水，牵引电磁铁的结构如图所示，以下说法正确的是( )第9题图A．若某时刻输入控制电流时，a为正，b为负，则铁芯2中A端为N极，B端为S极 B．若某时刻输入控制电流时，a为正，b为负，则铁芯2中A端为S极，B端为N极 C．若a、b处输入交变电流，铁芯2不能吸入线圈中D．若a、b处输入交变电流，铁芯2能吸入线圈中10．演示位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小x.假设电压表是理想的，则下列说法正确的是( )第10题图A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化C．物体M不动时，电路中没有电流D．物体M不动时，电压表没有示数11．如图是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在的电路中的其他量发生第11题图变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是电容两极板间的( )A．距离变化B．正对面积变化C．介质变化D．电压变化12．图(a)是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体．在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电量Q将随待测物体的上下运动而变化，若Q随时间t的变化关系为Q＝bt＋a(a、b为大于零的常数)，其图象如图(b)所示，那么图(c)、图(d)中反映极板间场强大小E和物体速率v随t变化的图线可能是( )第12题图A．①和③ B．①和④C．②和③ D．②和④13．如图所示是电阻式温度计，一般是利用金属铂做的，已知铂丝的电阻随温度的变化情况，测出铂丝的电阻就可以知道其温度．这实际上是一个传感器，它是将__________转化为__________来进行测量的．第13题图课时作业(四十二) 传感器及其工作原理1.D 【解析】 霍尔元件能够把磁学量转化为电学量，A 错；干簧管是一种能够感知磁场的传感器，B 错；电子秤应用的是压力传感器，C 错；正确答案为D.2.ABC 【解析】 半导体材料的电阻随外界环境变化较大，不可以用其制成标准电阻．3.BD 【解析】 由电子秤传感器原理可知B 、D 正确．4.A 【解析】 用光照射光敏电阻时，R 3电阻变小，由于R 3与R 4所分电压之和未变，R 3减小，则U 3变小，a 点电势升高，所以a 点电势高于b 点电势．A 正确．5.BC 【解析】 传感器是将感受到的非电学量转化为电学量的仪器，不同的传感器感受不同的信号，B 、C 对．6.A 【解析】 红外报警装置是把光信号转换成电信号的装置；走廊照明灯的声控装置是将声音信号转换成电信号；自动洗衣机中的压力传感器是将力信号转换成电信号；电饭煲中的温控器是将温度信号转化为电信号．7.BC 【解析】 当S 1断开时，通过电磁铁的磁通量减小，但由于线圈B 的存在，根据楞次定律，它将阻碍磁通量的减小，从而产生延时释放D 的作用．如果断开S 2，则不会再有延时作用．8.A 【解析】 本题考查电磁继电器的工作原理，由图可知，当A 、 B 接入电路有电流后，通电线圈产生磁性，将P 吸引，通过S 使C 、 D 连接，故A 、B 应接信号电压，C 与D 应跟被控电路串联，A 正确．9.BD 【解析】 根据磁化现象和同名磁极相斥，异名磁极相吸原理判断B 、D 正确．10.B 【解析】 M 运动时，滑片P 左边的电阻大小发生变化，从而分得的电压发生变化，电压表示数变化，B 正确；电路中电流是恒定的，I ＝U R 总，A 错；M 不动时，电路中有电流，且电压表有示数，C 、D 错．11.A 【解析】 人对着话筒说话时，使得振动膜前后振动，电容器两极板间距离发生变化，电容发生变化，A 正确．12.C 【解析】 由C ＝Q U ①，C ＝εS 4πkd ②，E ＝U d ③，可得： E ＝4πkQ εS .因为4πk εS为定值，所以E 正比于Q ，所以图(c)中②正确．由①②③式可得： Q ＝εSU 4πkd ＝b t ＋a，令d ＝t ＋a ，则d 与t 呈线性关系，故图(d)中③正确，故选C.13.热学量 电学量 【解析】 本题考查热敏电阻的特性，热敏电阻随温度变化较大，进而引起电路中各量的变化，即将热学量转化为电学量．h26057 65C9 旉 i24271 5ECF 廏0K35434 8A6A 詪vQ36411 8E3B 踻')40430 9DEE 鷮。
2021高考物理课标全国版一轮课时作业：31 法拉第电磁感应定律、自感和涡流
课时作业(三十一) 法拉第电磁感应定律、自感和涡流[双基巩固练]1．(多选)如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度随时间变化．下列说法正确的是( )A ．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小B ．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大C ．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大D ．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变AD [线框中的感应电动势为E ＝ΔB Δt S ，设线框的电阻为R ，则线框中的电流I ＝E R ＝ΔB Δt ·SR ，因为B 增大或减小时，ΔBΔt 可能减小，也可能增大，也可能不变，线框中的感应电动势的大小只和磁通量的变化率有关，和磁通量的变化量无关，故选项A 、D 正确．]2．如图所示，导体AB 在做切割磁感线运动时，将产生感应电动势，设导体AB 的电阻为r ，导轨左端接有阻值为R 的电阻，磁场磁感应强度为B ，导轨宽为d ，导体AB 匀速运动，速度为v .下列说法正确的是( )A ．在本题中分析电路时，导体AB 相当于电源，且A 端为电源正极 B ．U CD ＝Bd vC ．C 、D 两点电势关系为φC <φD D ．在AB 中电流从B 流向A ，所以φB >φAA [导体AB 切割磁感线产生感应电动势，在回路中产生感应电流，方向从B 到A ，导体AB 相当于电源，电源内部电流由负极流向正极，因此A 项对，D 项错；C 、D 间电阻R 相当于外电阻，U CD ＝Bd v ·RR ＋r，且φC >φD .B 、C 项均错误．]3．(多选)如图所示，电源的电动势为E ，内阻r 不能忽略．A 、B 是两个相同的小灯泡，L 是一个自感系数相当大的线圈．关于这个电路的以下说法正确的是( )A ．开关由闭合到电路中电流稳定的时间内，A 灯立刻亮起，而后逐渐变暗，最后亮度稳定B ．开关由闭合到电路中电流稳定的时间内，B 灯立刻亮起，而后逐渐变暗，最后亮度稳定C ．开关由闭合到断开的瞬间，A 灯闪亮一下再熄灭D ．开关由闭合到断开的瞬间，电流自右向左通过A 灯AD [从开关闭合到电路中电流稳定的时间内，A 灯立刻亮起，而后逐渐变暗，最后亮度稳定；B 灯逐渐变亮，最后亮度稳定，选项A 正确，B 错误．开关由闭合到断开的瞬间，电流自右向左通过A 灯，由于线圈中电流不大于A 灯电流，故本题电路A 灯不会闪亮一下再熄灭，选项C 错误，D 正确．]4．如图所示，一正方形线圈的匝数为n ，边长为a ，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中，在Δt 时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B 均匀地增大到2B .在此过程中，线圈中产生的感应电动势为( )A ．Ba 22ΔtB ．nBa 22ΔtC ．nBa 2ΔtD ．2nBa 2ΔtB [磁感应强度的变化率ΔB Δt ＝2B －B Δt ＝B Δt ，法拉第电磁感应定律公式可写成E ＝n ΔΦΔt＝n ΔB Δt S ，其中磁场中的有效面积S ＝12a 2，代入得E ＝n Ba 22Δt，选项B 正确，A 、C 、D 错误．] 5．(2019·浙江五校联考)如图甲所示的是工业上探测物件表面层内部是否存在缺陷的涡流探伤技术．其原理是用电流线圈使物件内产生涡电流，借助探测线圈测定涡电流的改变，从而获得构件内部是否断裂及位置的信息．如图乙所示的是一个带铁芯的线圈L 、开关S 和电源用导线连接起来的跳环实验装置，将一个套环置于线圈L 上且使铁芯穿过其中，闭合开关S 的瞬间，套环将立刻跳起．关于对以上两个运用实例理解正确的是( )A ．涡流探伤技术运用了互感原理，跳环实验演示了自感现象B ．能被探测的物件和实验所用的套环必须是导电材料C ．以上两个案例中的线圈所连接电源都必须是变化的交流电源D ．以上两个案例中的线圈所连接电源也可以都是稳恒电源B [涡流探伤技术运用了互感原理，跳环实验演示了互感现象，选项A 错误；能被探测的物件和实验所用的套环必须是导电材料，能使得在套环中形成感应电流，选项B 正确；以上两个案例中涡流探伤技术的线圈必须用交流电源，而跳环实验演示所连接电源是直流电源，选项C 、D 错误．]6．如图所示，半径为r 的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B 中，绕O 轴以角速度ω沿逆时针方向匀速运动，则通过电阻R 的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)( )A ．由c 到d ，I ＝Br 2ωRB ．由d 到c ，I ＝Br 2ωRC ．由c 到d ，I ＝Br 2ω2RD ．由d 到c ，I ＝Br 2ω2RD [由右手定则判定通过电阻R 的电流的方向是由d 到c ；而金属圆盘产生的感应电动E ＝12Br 2ω，所以通过电阻R 的电流大小是I ＝Br 2ω2R，选项D 正确．] 7．(2019·北京通州区摸底)如图甲所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，一个单匝线圈与一个电容器相连，线圈平面与匀强磁场垂直，电容器的电容C ＝60 μF ，穿过线圈的磁通量Φ随时间t 的变化如图乙所示，下列说法正确的是( )A ．电容器下极板电势高于上极板B ．线圈中磁通量的变化率为3 Wb/sC ．电容器两极板间电压为2.0 VD ．电容器所带电荷量为120 CC [根据楞次定律，可判断出电容器上极板电势高于下极板，A 错误；根据图象可得线圈中磁通量的变化率为ΔΦΔt ＝6－22 Wb /s ＝2 Wb/s ，B 错误；根据法拉第电磁感应定律有E ＝nΔΦΔt＝2.0 V ，C 正确；根据Q ＝CU ，可得电容器所带电荷量为Q ＝60×10－6×2.0 C ＝1.20×10－4C ，D 错误．]8．如图所示，在一磁感应强度B ＝0.5 T 的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距为L ＝0.1 m 的平行金属导轨MN 和PQ ，导轨电阻忽略不计，在两根导轨的端点N 、Q 之间连接一阻值R ＝0.3 Ω的电阻．导轨上正交放置着金属棒ab ，其电阻r ＝0.2 Ω.当金属棒在水平拉力作用下以速度v ＝4.0 m/s 向左做匀速运动时( )A ．ab 棒所受安培力大小为0.02 NB ．N 、Q 间电压为0.2 VC ．a 端电势比b 端电势低D ．回路中感应电流大小为1 AA [ab 棒产生的电动势E ＝BL v ＝0.5×0.1×4.0 V ＝0.2 V ，电流I ＝ER ＋r ＝0.4 A ，ab 棒受的安培力F ＝BIL ＝0.5×0.4×0.1 N ＝0.02 N ，A 正确，D 错误；N 、Q 之间的电压U ＝RR ＋r E＝0.12 V ，B 错误；由右手定则得a 端电势较高，C 错误．][能力提升练]9．如图甲所示，导体棒MN 置于水平导轨上，PQMN 所围的面积为S ，PQ 之间有阻值为R 的电阻，不计导轨和导体棒的电阻．导轨所在区域内存在沿竖直方向的匀强磁场，规定磁场方向竖直向上为正方向，在0～2t 0时间内磁感应强度随时间的变化情况如图乙所示，导体棒MN 始终处于静止状态．下列说法正确的是( )A ．在0～t 0和t 0～2t 0时间内，导体棒受到的导轨的摩擦力方向相同B ．在0～t 0时间内，通过导体棒的电流方向为N 到MC ．在t 0～2t 0时间内，通过电阻R 的电流大小为SB 0Rt 0D ．在0～2t 0时间内，通过电阻R 的电荷量为SB 02RB [在0～t 0时间内磁通量减小，根据楞次定律要阻碍磁通量的减小，导体棒有向右运动的趋势，摩擦力水平向左．在t 0～2t 0时间内磁通量增大，同理可判断导体棒有向左运动的趋势，摩擦力水平向右，选项A 错；0～t 0时间内竖直向上的磁通量减小，根据楞次定律感应电流的磁场方向竖直向上，感应电流的方向由N 到M ，选项B 对；导体棒MN 始终静止，与导轨围成的回路面积不变，根据电磁感应定律可得感应电动势E ＝ΔΦΔt ＝ΔBΔt S ，即感应电动势与B－t 图象斜率成正比，0～t 0时间内感应电流大小I 1＝E ′R ＝ΔB ′Δt ′R S ＝B 0Rt 0S ，t 0～2t 0时间内感应电流大小I 2＝E ″R ＝ΔB ″Δt ″R S ＝2B 0Rt 0S ，选项C 错；在0～2t 0时间内，通过电阻R 的电荷量Q ＝I ·Δt＝E R ·Δt ＝ΔB ΔtR S ·Δt ＝ΔBS R ＝B 0S R，选项D 错．] 10．(2019·领航高考冲刺卷)如图所示，一半径为r 1的金属圆环内有一半径为r 2的圆形区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B ，金属圆环的两个端点通过单刀双掷开关与图示电路连接．电路中电容器的电容为C ，定值电阻的阻值为R ，金属圆环的电阻为r ，导线电阻不计．(1)若单刀双掷开关拨至1处，令半径为r 2的圆形区域内的磁场按照B ＝kt 的规律变化，求电容器的带电荷量；(2)若单刀双掷开关拨至2处，令半径为r 2的圆形区域内的磁场按照B ＝B 0sin ωt 的规律变化，求定值电阻消耗的电功率．解析 (1)根据法拉第电磁感应定律可知，金属圆环内产生的感应电动势E ＝S ΔBΔt ＝k πr 22 电容器两端电压U ＝E电容器带电荷量Q ＝CU ＝CE ＝k πr 22C . (2)根据法拉第电磁感应定律可知，金属圆环内产生的感应电动势 e ＝S ΔBΔt＝B 0πr 22ωcos ωt 根据闭合电路欧姆定律可知，通过定值电阻的电流i ＝e R ＋r ＝B 0πr 22ωR ＋r cos ωt电流的最大值I max ＝B 0πr 22ωR ＋r电流的有效值I ＝I max 2＝2B 0πr 22ω2(R ＋r )定值电阻消耗的电功率P ＝I 2R ＝B 20π2r 42ω2R 2(R ＋r )2.答案(1)k πr 22C(2)B 20π2r 42ω2R 2(R ＋r )211．如图甲所示，足够长的平行光滑金属导轨ab 、cd 倾斜放置，两导轨之间的距离为L ＝0.5 m ，导轨平面与水平面的夹角θ＝30°，导轨上端a 、c 之间连接有一阻值为R 1＝4 Ω的电阻，下端b 、d 之间接有一阻值为R 2＝4 Ω的小灯泡．有理想边界的匀强磁场垂直于导轨平面向上，虚线ef 为磁场的上边界，ij 为磁场的下边界，此区域内的磁感应强度B 随时间t 变化的规律如图乙所示，现将一质量为m ＝0.2 kg 的金属棒MN 从距离磁场上边界ef 一定距离处从t ＝0时刻开始由静止释放，金属棒MN 从开始运动到经过磁场的下边界ij 的过程中，小灯泡的亮度始终不变．金属棒MN 在两轨道间的电阻r ＝1 Ω，其余电阻忽略不计，ef 、ij 边界均垂直于两导轨，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)小灯泡的实际功率；(2)金属棒MN穿出磁场前的最大速率；(3)整个过程中小灯泡产生的热量．解析(1)由于灯泡亮度始终不变，可知MN棒在t 1时刻进入磁场以后做匀速直线运动，受力平衡，受力如图丙所示，丙列平衡方程mg sin θ＝F安F安＝BIL联立解得I＝1 AMN切割磁感线，相当于电源，等效电路如图丁所示．丁由电路的串并联关系得I灯＝I R1R1＋R2＝0.5 A 所以P灯＝I2灯R2＝1 W.(2)由法拉第电磁感应定律可知E＝BL vE＝I(r＋R并)，1R并＝1R1＋1R2代入得v＝3 m/s.(3)灯泡亮度始终不变，在MN进入磁场前的等效电路如图戊所示戊1R 并′＝1R 1＋1r ，R 并′＝R 1·r R 1＋r ＝0.8 Ω E ′＝I 灯(R 2＋R 并′)＝2.4 VMN 进入磁场前做匀加速直线运动v ＝gt 1sin θ，t 1＝0.6 s 由法拉第电磁感应定律可知E ′＝Lx ei ΔB Δt其中ΔB Δt ＝103 T/s ，联立得x ei ＝1.44 m从ef 到ij ，棒MN 做匀速直线运动，x ei ＝v t 2 t 2＝0.48 s整个过程中小灯泡产生的热量Q ＝P 灯(t 1＋t 2)＝1.08 J. 答案 (1)1 W (2)3 m/s (3)1.08 J12．(2016·全国卷Ⅲ·25)如图，两条相距l 的光滑平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内，其左端接一阻值为R 的电阻；一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上；在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S 的区域，区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场，磁感应强度大小B 1随时间t 的变化关系为B 1＝kt ，式中k 为常量；在金属棒右侧还有一匀强磁场区域，区域左边界MN (虚线)与导轨垂直，磁场的磁感应强度大小为B 0，方向也垂直于纸面向里．某时刻，金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动，在t 0时刻恰好以速度v 0越过MN ，此后向右做匀速运动．金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好，它们的电阻均忽略不计．求：(1)在t ＝0到t ＝t 0时间间隔内，流过电阻的电荷量的绝对值；(2)在时刻t (t >t 0)穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小． 解析 (1)在金属棒越过MN 之前，t 时刻穿过回路的磁通量为Φ＝ktS①设在从t 时刻到t ＋Δt 的时间间隔内，回路磁通量的变化量为ΔΦ，流过电阻R 的电荷量为Δq .由法拉第电磁感应定律有E ＝－ΔΦΔt② 由欧姆定律有I ＝ER③ 由电流的定义有I ＝ΔqΔt④ 联立①②③④式得|Δq |＝kSRΔt⑤由⑤式得，在t ＝0到t ＝t 0的时间间隔内，流过电阻R 的电荷量q 的绝对值为|q |＝kt 0SR⑥(2)当t >t 0时，金属棒已越过MN .由于金属棒在MN 右侧做匀速运动，有 F 外＝F 安⑦式中，F 外是外加水平恒力，F 安是匀强磁场施加的安培力．设此时回路中的电流为I ，F 安的大小为F 安＝B 0Il⑧ 此时金属棒与MN 之间的距离为x ＝v 0(t －t 0) ⑨ 匀强磁场穿过回路的磁通量为Φ′＝B 0lx ⑩ 回路的总磁通量为Φt ＝Φ＋Φ′⑪式中，Φ仍如①式所示．由①⑨⑩⑪式得，在时刻t (t >t 0) 穿过回路的总磁通量为 Φt ＝B 0l v 0(t －t 0)＋kSt⑫在t 到t ＋Δt 的时间间隔内，总磁通量的改变ΔΦt 为ΔΦt ＝(B 0l v 0＋kS )Δt⑬由法拉第电磁感应定律得，回路感应电动势的大小为E t ＝⎪⎪⎪⎪ΔΦt Δt ⑭ 由欧姆定律有I ＝E t R⑮联立⑦⑧⑬⑭⑮式得 F 外＝(B 0l v 0＋kS )B 0lR⑯答案 (1)kt 0S R (2)B 0l v 0(t －t 0)＋kSt (B 0l v 0＋kS )B 0lR。
全国通用近年高考物理大一轮复习第十一章交变电流传感器课时达标31变压器的原理电能的输送(2021年
（全国通用版）2019版高考物理大一轮复习第十一章交变电流传感器课时达标31 变压器的原理电能的输送编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（（全国通用版）2019版高考物理大一轮复习第十一章交变电流传感器课时达标31 变压器的原理电能的输送）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为（全国通用版）2019版高考物理大一轮复习第十一章交变电流传感器课时达标31 变压器的原理电能的输送的全部内容。
课时达标第31讲变压器的原理电能的输送［解密考纲]理解变压器的原理，掌握理想变压器原、副线圈的功率关系、电压关系及电流关系,并会进行相关计算；能利用功率、电压、电流关系对变压器进行动态分析;会计算远距离输电问题中线路损失的功率和电压．1．(多选)如图所示，理想变压器的原线圈接在一个交变电源上，交变电压瞬时值随时间变化的规律为u＝220错误!sin 100 πt V，副线圈所在电路中接有灯泡、电动机、理想交流电压表和理想交流电流表．已知理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，灯泡的电阻为22 Ω，电动机内阻为1 Ω,电流表示数为3 A,各用电器均正常工作．则（BD)A．通过副线圈的电流频率为5 HzB．电压表示数为22 VC．变压器原线圈的输入功率为66错误! WD．电动机的输出功率为40 W解析由u＝220错误!sin 100πt（V)知交变电流的频率f＝错误!＝50 Hz，变压器不改变交变电流的频率，选项A错误;由理想变压器的变压规律错误!＝错误!，可知U2＝错误!U1＝22 V，故电压表的示数为22 V，选项B正确;变压器原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，为P ＝U2I2＝66 W，选项C错误；流过小灯泡的电流I＝错误!＝1 A，故流过电动机的电流I M＝2 A，电动机的输出功率P出＝U2I M－I2M r＝40 W．故选项D正确．2．远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2,电流分别为I1、I2,输电线上的电阻为R。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
- 1 - 高考物理总复习 课时作业31 传感器 教科版 ◎必做部分 1．传感器担负着信息采集的任务，它常常是( ) A．将力学量(如形变量)转变成电学量 B．将热学量转变成电学量 C．将光学量转变成电学量 D．将电学量转变成力学量 2．下面哪些技术涉及到传感器的应用( ) A．宾馆的自动门B．工厂、电站的静电除尘 C．家用电饭煲的跳闸和保温D．声控开关 3．在街旁的路灯，江海里的航标都要求在夜晚亮，白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的( ) A．压敏性 B．光敏性 C．热敏性 D．三种特性都利用 4.如图所示的电路中，当半导体材料做成的热敏电阻浸泡到热水中时，电流表示数增大，则说明( )
A．热敏电阻在温度越高时，电阻越大 B．热敏电阻在温度越高时，电阻越小 C．半导体材料温度升高时，导电性能变差 D．半导体材料温度升高时，导电性能变好 5．某中学的学生食堂新安装了磁卡就餐系统，使用不到一周，便出现了电源总开关总是无法接通的问题．经检查，电源总开关中漏电保护器自动切断了电源．漏电保护器电路如图所示，变压器A处用火线与零线双股平行绕制成线圈，然后接到磁卡机上，B处有一个输出线圈，一旦线圈B中有电流经放大器放大后便推动断电器切断电源．造成漏电保护器自动切断电源的原因判断为磁卡机用电端( )
A．零线与火线之间漏电 - 2 -
B．火线与地线之间漏电或零线直接接地 C．只有火线与地之间漏电才会产生 D．刷卡机装得过多，造成电流太大 6．如图所示为大型电子地磅的电路图，电源电动势为E，内阻不计．不称物体时，滑片P在A端，滑动变阻器接入电路的有效电阻最大，电流最小；称重物时，在压力作用下使滑片
P下滑，滑动变阻器有效电阻变小，电流变大，这样把重力值转换成电信号，将电流对应的重
力值刻在刻度盘上，就可以读出被称物体的重力值．若滑动变阻器上A、B间的距离为L，最大阻值等于定值电阻值R0.已知两弹簧的总弹力与形变量成正比，比例系数为K.则所称重物的重力G与电流大小I的关系为( )
A．G＝2LK－ELKR0I B．G＝KL C．G＝KL＋EIR0 D．G＝KIL 7.用两种不同的金属丝组成的一个回路，触点1插在热水中，触点2插在冷水中，如图所示，电流表指针会发生偏转，这就是温差发电现象．下列有关温差发电现象的说法中正确的是( )
①该实验符合能量守恒定律，但违背了热力学第二定律 ②该实验中有部分内能转化为电路的电能 ③该实验中热水的温度降低，冷水的温度升高 ④该实验中热水的温度降低，冷水的温度不变化 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 8.高温超导限流器被公认为目前最好的，且唯一行之有效的短路故障电流限制装置．中国科学院电工研究所完成了一种具有自主知识产权的高温超导限流器样机的研制工作，并于2005年初在湖南进行并网挂机实验．超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成，如图所示．超导部件有一个超导临界电流IC，当通过超导部件的电流I>IC时，将造成超导体失超，从超导态(本题认为电阻为零)转变为正常态(本题认为是一个纯电阻)．以此来限制电力系统 - 3 -
故障电流．已知超导部件的正常态电阻为R1＝3 Ω，超导临界电流IC＝1.2 A，限流电阻R2＝6 Ω，小灯泡L上标有“6 V,6 W”，电源电动势E＝8 V，内阻r＝2 Ω.原来电路正常工作，现L突然发生短路．则( )
A．短路前通过R1的电流为2/3 A B．超导部件将由超导态转为正常态 C．短路后通过R1的电流为4/3 A D．短路后通过R1的电流为2 A 9.原始的电话机将听筒和话筒串联成一个电路．当自己对着话筒讲话时，会从听筒中听到自己的声音，导致听觉疲劳而影响通话．现代的电话将听筒电路与话筒电路分开，改进的电路原理示意图如右图所示，图中线圈Ⅰ与线圈Ⅱ匝数相等．R0＝1.2 kΩ，R＝3.6 kΩ，Rx
为可变电阻．当Rx调到某一值时，从听筒中就听不到话筒传出的声音了，这时Rx的数值为( )
A．1.2 kΩ B．3.6 kΩ C．1.8 kΩ D．2.4 kΩ 10．影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减小．某课题研究组在研究某种导电材料的用电器件Z的导电规律时，利用如图(a)所示的分压电路测得其电压与电流的关系如下表所示： U/V 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.50 1.60
I/A 0.20 0.45 0.80 1.25 1.80 2.81 3.20
(1)根据表中数据，判断用电器件Z可能属于上述哪类材料？________. - 4 -
(2)把用电器件Z接入如图(b)所示的电路中，闭合开关，电流表的读数为1.8 A，电池的电动势为3 V，内阻不计，电阻R的电功率为________．
11．磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为B22μ.式中B是磁感应强度，μ是磁导率，在空气中μ为一已知常数．为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B，一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离Δl，并测出拉力F，如图所示．因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感应强度B与F、A之间的关系为B＝________.
12．热敏电阻是阻值随温度的改变而变化，且对温度很敏感的元件．某同学把一个热敏电阻连入电路中，通过实验他测出了一组数据，并画出了I－U关系曲线，如下图所示：问：
你认为该同学实验时选用的是下图中甲、乙两电路中的______电路图． ◎选做部分 13．如图表示普通电冰箱内温度控制器的结构．铜制的测温泡1(温度升高时，
测温泡内气体压强增大)、细管2和弹性金属膜盒3连通成密封的系统，里面充有氯甲烷和它的蒸汽，构成了一个温度传感器，膜盒3为扁圆形(图中显示它的切面)，右表面固定， - 5 -
左表面通过小柱体与弹簧片4连接．盒中气体的压强增大时，盒体就会膨胀．测温泡1安装在冰箱的冷藏室中，5、6分别是电路的动触点和静触点，控制制冷压缩机的工作．弹簧7的两端分别连接到弹簧片4和连杆9上，连杆9的下端是装在机箱上的轴，凸轮8是由设定温度的旋钮(图中未画出)控制的，逆时针旋转时凸轮杆上端右移，从而加大了弹簧7的拉力． (1)为什么当冰箱内温度较高时压缩机能够自动开始工作，而在达到设定的低温后又自动停止工作？ (2)为什么用凸轮可以改变设定的温度？
14.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(传感器可看做一个纯电阻)，滑动变阻器R0上标有“10 Ω，1 A”的字样，电流表的量程为0.6 A，电压表的量程为3 V．求：
(1)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？
详解答案 课时作业(三十一)
◎必做部分 1．ABC 传感器是将所感受到的不便于测量的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量的物理量(一般是电学量)的一类元件．故选项A、B、C对、选项D错． 2．ACD 宾馆的自动门采用了光电传感器，故选项A对；家用电饭煲的跳闸和保温采用了热电传感器，故选项C对；声控开关采用了声电传感器，故选项D对． 3．B 街旁的路灯和江海里的航标，都是利用了半导体的光敏性，夜晚电阻大，白天电 - 6 -
阻小，控制了电路的通断． 4．BD 电流表的示数增大，说明电路中的电流增大，电阻减小，所以这个热敏电阻的电阻率是随温度的升高而降低的，电阻率减小，电阻值在其它条件不变时减小，导电性能变好． 5．B 由题意知，火线和零线均绕在铁芯上，故只有火线与零线中电流大小不等时，才会引起漏电保护器切断电源，故可能是火线与地之间漏电，也可能是零线与地之间漏电． 6．A 设称重物时，在压力作用下使滑片P下滑X，G＝KX，①
滑动变阻器有效电阻R＝R0－XLR0②
由全电路欧姆定律I＝ER＋R0③ 由①②③得G＝2LK－ELKR0I. 7．C 该实验遵循能的转化和守恒定律，也不违背热力学第二定律，最终将达到热平衡，内能转化为电能，热水温度降低，冷水温度升高． 8．BC 小灯泡L上标有“6 V,6 W”，故该灯泡的电阻 RL＝U2/P＝(62/6) Ω＝6 Ω，
短路前电路的总电阻为 R＝R1R2/(R1＋R2)＋RL＋r ＝2 Ω＋6 Ω＋2 Ω＝10 Ω， 总电流为I＝E/R＝0.8 A， 超导部件两端的电压为 U1＝E－I(RL＋r)＝1.6 V，
所以短路前通过R1的电流为 I1＝(1.6/3) A＝8/15 A，
所以A选项错误；当L突然短路后，则电路中总电阻为R′， R′＝2 Ω＋2 Ω＝4 Ω，总电流
I′＝E/R′＝(8/4) A＝2 A，
则超导部件两端的电压为 U′＝E－I′r＝4 V，
所以短路后通过R1的电流为 I′1＝4/3 A＝4/3 A，故C选项正确；
由上述计算可知L突然短路后，超导部件的电流为4/3 A，超过了临界电流1.2 A，故短路后超导部件将由超导态转为正常态，B选项正确．
9．C 应满足RRxR＋Rx＝R0，代入数值得，Rx＝1.8 kΩ.