2015-2016高中物理 第六章 第三节 传感器的应用（二）练案 新人教版选修3-2.doc

‎2015-2016高中物理 第六章 第三节 传感器的应用（二）练案 新人教版选修3-2‎ 当堂检测A组（反馈练）‎ ‎1．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是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．电饭煲中控制加热和保温的温控器 答案：A ‎2. 在如图所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，D为发光二极管（电 流越大，发出的光越强），且R与D相距不远，下列说法正确的是 （ ）‎ A.当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大 B.当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小 C.当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率可能不变 D.无论怎样移动触头P，L消耗的功率都不变 答案：A ‎3. 在街道两旁的路灯，江海里的航标灯都要求在夜晚亮，白天熄。这种自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，是因为利用了半导体的电学特性中的（ ）‎ A.压敏性 B.光敏性 C.热敏性 D.三种特性都利用 答案：B ‎4.楼道的感应灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没有反应。有关这种感应灯的构造及工作原理，下列说法正确的是（ ）‎ A．声控制电路中接有声传感器，通常用的是微型驻极体话筒 B．光控制电路中接有光传感器，通常用的是光敏电阻 C．两种传感器来的信号，通过或门电路后，实现自动开关控制 D．两种传感器来的信号，通过与门电路后，实现自动开关控制 答案：ABD ‎5. 一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径开有一条宽度为的均匀狭缝．将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动，激光器连续向下发射激光束．在圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应图线．图甲为该装置示意图，图乙为所接收的光信号随时间变化的图线，横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度，图中，。‎ 4‎ 图乙 ‎ ‎ ‎ (1)利用图(b)中的数据求1s时圆盘转动的角速度； ‎ ‎(2)说明激光器和传感器沿半径移动的方向；‎ ‎(3)求图(b)中第三个激光信号的宽度．‎ 答案：（1）0.8s (2) 沿半径由中心向边缘移动 （3）s 解析：(1)由图线读得，转盘的转动周期 ‎ ①‎ 角速度=7.85rad/s ②‎ ‎(2)激光器和传感器沿半径由中心向边缘移动。这是因为由于脉冲宽度在逐渐变窄，表明光信号能通过狭缝的时间逐渐减少，即圆盘上对应探测器所在位置的线速度逐渐增加，因此激光器和探测器沿半径由中心向边缘移动。‎ ‎(3)设狭缝宽度为，探测器接收到第个脉冲时距转轴的距离为ri，第个脉冲的宽度为，激光器和探测器沿半径的运动速度为．则 ‎ ③‎ ‎ ④‎ ‎ ⑤‎ 4‎ ‎＝ ⑥‎ 由④、⑤、⑥式解得 ‎=s ‎ B组（拓展练）‎ ‎1. 如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．平时光电三极管接收不到LED发生的光呈现高电阻状态，发生火灾时，下列说法正确的是 ( )‎ A．进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报 B．发生火灾时，光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报 C．发生火灾时，进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报 D．发生火灾时，进入罩内的烟雾对光有折射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报 解析：由报警器的原理可知，发生火灾时烟雾进入罩内，使光发生散射，部分光线照在三极管上电阻变小，与传感器相连的电路检测出这种变化，发出警报，C对．‎ 答案：C ‎2．如图所示，一条形磁铁置于水平转台上随转台一起作匀变速转动，一磁传感器位于转台边缘。从而可以获得传感器所在位置的磁感应强度随时间的变化曲线如图。图中横坐标为时间轴，读数为3秒/每格，纵坐标为磁感应强度。求：‎ ‎（1）请类比平均速度的定义方法，定义平均角速度，并求出转台在测量期间的平均角速度；‎ ‎（2）请类比加速度的定义方法，定义角加速度，并求出转台的角加速度。‎ ‎【解析】‎ ‎（1）由图象可知，在测量期间，磁铁恰好共转动7个周期，用时t=17×3s=51s，故平均角速度为=14π/t=14π/51=0.86rad/s。‎ ‎（2）类比加速度的定义，角加速度为角速度的增量与所用时间的比值。由图象可知，磁铁转动的周期逐渐变大，测量期内，第一个周期开始到第七个周期开始的时间间隔为t=42s。第一个周期的时间为6s，角速度为ω1=2π/6=1.05rad/s。第七个周期约为8s，ω2=2π/8=0.79rad/s，角加速度为 a=(ω2-ω1)/t=(0.79-1.05)/42= - 0.0062rad/s2.‎ 答案：（1）ω=0.86rad/s （2）a= - 0.0062rad/s2.‎ 甲 Ф x/mm ‎0‎ ‎6‎ ‎12‎ ‎9‎ ‎-12‎ ‎-6‎ ‎-9‎ 乙 t/ms ‎0‎ ‎-2‎ U/mV ‎2‎ 丙 ‎3. 如图甲所示，x 4‎ 轴沿水平方向，有一用钕铁硼材料制成的圆柱形强磁体M，其圆形端面分别为N极和S极，磁体的对称中心置于x轴的原点O。现有一圆柱形线圈C从原点O左侧较远处开始沿x轴正方向做匀速直线运动，圆形线圈的中心轴始终与x轴重合，且其圆面始终与x轴垂直，在线圈两端接一阻值R＝500Ω的定值电阻。现用两个传感器，一个测得通过圆环的磁通量随圆环位置的变化图像，如图乙所示，另一个测得R两端的电压随时间变化的图像，如图丙所示。已知在乙图像的图线上x＝‎6mm的点的切线斜率最大，丙图中6ms时刻到10ms时刻之间的图线是直线。则圆形线圈做匀速直线运动的速度大小是_________m/s，6ms至8ms期间流过电阻R的电荷量是______C。‎ 答案：3m/s.；4´10-9C ‎【解析】 (1)根据法拉第电磁感应定律，式中k为Ф-x图象的切线斜率。由题意：在x＝6mm处的点的切线斜率最大，由于图像乙的对称性，可知在x＝-6mm处的点的切线斜率也最大，此时对应的感应电动势最大，路端电压也最大，此过程运动位移Δx=6mm×2=12mm 由图象丙可知，电压最大值对应的时刻为6ms和10ms，则此过程运动时间Δt=10ms-6ms=4ms.‎ 因此强磁体M通过线圈时的速率m/s=3m/s.‎ ‎(2) 在时间内流过电阻R的电荷量。‎ 而则为题图丙中6ms到8ms内相应曲线下的面积，大小为2×10-6 Vs ‎ 故 ‎4．如图所示是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由光源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成。其中光电管是一种光照射后会从阴极发射出电子的元件。‎ ‎（1）示意图中，a端应是电源的________极；‎ ‎（2）光控继电器的原理是：当光照射光电管时，___________________________________.‎ 答案：（1）正 ‎（2）阴极K发射电子，电路中产生电流，经放大器放大后的电流使电磁铁M被磁化，将衔铁N吸住；无光照射光电管时，电路中无电流，N自动离开M.‎ 4‎