2022-2023學(xué)年人教版選擇性必修第二冊(cè) 5.3 利用傳感器制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置 作業(yè)_第1頁(yè)
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1、利用傳感器制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置(建議用時(shí)25分鐘)1小明利用熱敏電阻設(shè)計(jì)了一個(gè)“過(guò)熱自動(dòng)報(bào)警電路”,如圖甲所示。將熱敏電阻R安裝在需要探測(cè)溫度的地方,當(dāng)環(huán)境溫度正常時(shí),繼電器的上觸點(diǎn)接觸,下觸點(diǎn)分離,指示燈亮;當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)某一值時(shí),繼電器的下觸點(diǎn)接觸,上觸點(diǎn)分離,警鈴響。圖甲中繼電器的供電電壓U13 V,繼電器線圈用漆包線繞成,其電阻R0為30 。當(dāng)線圈中的電流大于等于50 mA時(shí),繼電器的銜鐵將被吸合,警鈴響。圖乙是熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖像。(1)圖甲中警鈴的接線柱C應(yīng)與接線柱_(選填“A”或“B”)相連;(2)當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到_時(shí),警鈴報(bào)警;(3)如果要使報(bào)警電路在更高的溫度報(bào)警,

2、下列方案可行的是_。A適當(dāng)減小U1B適當(dāng)增大U1C適當(dāng)減小U2 D適當(dāng)增大U2【解析】(1)根據(jù)“當(dāng)環(huán)境溫度正常時(shí),繼電器的上觸點(diǎn)接觸,下觸點(diǎn)分離,指示燈亮;當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)某一值時(shí),繼電器的下觸點(diǎn)接觸,上觸點(diǎn)分離,警鈴響”,知警鈴的接線柱C應(yīng)與接線柱B相連,指示燈的接線柱D應(yīng)與接線柱A相連;(2)當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí),熱敏電阻阻值減小,由歐姆定律知電路中電流增大,則繼電器的磁性將增大。當(dāng)線圈中的電流等于50 mA時(shí),繼電器的銜鐵剛好被吸合,則控制電路中電阻最大值為R總 eq f(U1,I) eq f(3,0.05) 60 此時(shí)熱敏電阻阻值為RR總R0(6030) 30 由圖乙知,此時(shí)環(huán)境溫度為80

3、 ,所以環(huán)境溫度在大于等于80 (3)要使報(bào)警電路在更高的溫度報(bào)警,則線圈中的電流等于50 mA時(shí),熱敏電阻R變大,由(2)知,熱敏電阻R eq f(U1,I) R0則可通過(guò)適當(dāng)減小U1達(dá)到這個(gè)目的。故選A。答案:(1)B(2) 80(3)A2(2022德州高二檢測(cè))某科技小組設(shè)計(jì)了一種“車(chē)輛闖紅燈違規(guī)記錄儀”,在路面停止線前側(cè)埋上壓敏電阻,其阻值隨壓力的變化如圖甲所示,和壓敏電阻組合的儀器如圖乙所示,儀器主要由控制電路和工作電路組成,控制電路中的光控開(kāi)關(guān)接收到紅光時(shí)會(huì)自動(dòng)閉合,接收到綠光或黃光時(shí)會(huì)自動(dòng)斷開(kāi);控制電路中電源的電動(dòng)勢(shì)為9 V,內(nèi)阻為2 ,繼電器線圈電阻為8 ,滑動(dòng)變阻器連入電路的

4、電阻為50 ;當(dāng)控制電路中的電流大于0.06 A時(shí),銜鐵會(huì)被吸引,從而啟動(dòng)工作電路,電控照相機(jī)拍照記錄違規(guī)車(chē)輛。(1)當(dāng)紅燈亮?xí)r,若車(chē)輛越過(guò)停止線,電流表A的示數(shù)會(huì)變_(選填“大”或“小”)。(2)質(zhì)量超過(guò)_kg的車(chē)輛闖紅燈時(shí)才會(huì)被拍照記錄(重力加速度取10 m/s2)。(3)若要增大“車(chē)輛闖紅燈違規(guī)記錄儀”的靈敏度,即違規(guī)車(chē)輛的質(zhì)量比第(2)問(wèn)結(jié)果小,也會(huì)被拍照記錄,則滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)向_(選填“a”或“b”)端滑動(dòng)?!窘馕觥扛鶕?jù)題意可知控制電路中電源的電動(dòng)勢(shì)為E9 V,內(nèi)阻為r2 ,繼電器線圈電阻為R08 ,滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為R滑50 ;(1)當(dāng)紅燈亮?xí)r,若車(chē)輛越過(guò)停止線,壓敏電阻的阻值變小,根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得電路中的總電流增大,電流表A的示數(shù)會(huì)變大。(2)當(dāng)控制電路中的電流剛好等于I0.06 A時(shí),設(shè)此時(shí)壓敏電阻的阻值為R壓,根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得:EI(rR0R滑R壓)解得:R壓90 根據(jù)題圖甲可知此時(shí)對(duì)應(yīng)的壓力為5103 N,所以車(chē)的質(zhì)量為m eq f(5103,10) kg500 kg,所以質(zhì)量超過(guò)500 kg的車(chē)輛闖紅燈時(shí)才會(huì)被拍照記錄。(3)當(dāng)控制電路中的電流剛好等于I0.06 A時(shí),銜鐵會(huì)被吸引,從而啟動(dòng)工作電路,此時(shí)電路的總電阻R總 eq f(E,I) eq f(9,0.6) 150 若要增大“車(chē)輛闖紅燈違規(guī)記錄儀”的靈敏度,需要將滑

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