给你光电管、电磁继电器、直流电源、开关、照明电路、路灯及导线，设计一个用于街道的路灯自动控制开关，达到日出路灯熄，日落路灯亮的效果，并说明设计原理。 - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

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给你光电管、电磁继电器、直流电源、开关、照明电路、路灯及导线，设计一个用于街道的路灯自动控制开关，达到日出路灯熄，日落路灯亮的效果，并说明设计原理。

答案

设计电路如图所示，当光照加强时，光电管电阻变小，通过线圈的电流变大，电磁铁磁性变强，把衔铁吸下，脱离触点，照明电路断开，灯熄灭；当光照减弱时，光电管电阻变大，电流减小，电磁铁磁性减弱，衔铁被弹簧拉起，与触点接触，照明电路接通，灯亮，因此就可做到日出灯熄，日落灯亮

核心考点

试题【给你光电管、电磁继电器、直流电源、开关、照明电路、路灯及导线，设计一个用于街道的路灯自动控制开关，达到日出路灯熄，日落路灯亮的效果，并说明设计原理。】；主要考察你对传感器等知识点的理解。[详细]

举一反三

如图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间出现电压时，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：
（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。

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为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx）。某光敏电阻R_p在不同照度下的阻值如下表：

（1）根据表中数据，请在坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点。
（2）如图所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统。请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0（lx）时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图。（不考虑控制开关对所设计电路的影响）
提供的器材如下：
光敏电阻R_p（符号

，阻值见上表）；
直流电源E（电动势3V，内阻不计）；
定值电阻：R₁=10kΩ，R₂=20kΩ，R₃=40 kΩ（限选其中之一并在图中标出）；
开关S及导线若干。

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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。

（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200Ω，励磁线圈允许加的最大电压为___________V，保护电阻R₂的阻值范围是___________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任意举出一个其他的电磁铁应用的例子。
答：______________________。

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如图甲，质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为位移传感器，它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移-时间（s-t）图象和速率-时间（v-t）图象，整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为l、高度为h。（取重力加速度g=9.8 m/s²，结果可保留一位有效数字）。
（1）现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度，A的v-t图线如图乙所示，从图线可得滑块A下滑时的加速度a=___________m/s²，摩擦力对滑块A运动的影响___________。（填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”）
（2）此装置还可用来验证牛顿第二定律。实验时通过改变___________，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；通过改变___________，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系。
（3）将气垫导轨换成滑板，滑块A换成滑块A"，给滑块A"一沿滑板向上的初速度，A"的s-t图线如图丙，图线不对称是由于___________造成的，通过图线可求得滑板的倾角θ=___________（用反三角函数表示），滑块与滑板间的动摩擦因数μ=___________。

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如图所示是一种悬球式加速度仪，它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度。金属球的质量为m，它系在金属丝的下端，金属丝的上端悬挂在O点。AB是一根长为L的均匀电阻丝，其阻值为R，金属丝与电阻丝接触良好，摩擦不计，电阻丝的中点C焊接一根导线，从O点也引一根导线，两线之间接入一个电压表V（金属丝和导线的电阻不计）。图中虚线OC与AB垂直，且OC=h，电阻丝AB接在电压为U的直流稳压电源上，整个装置固定在列车中，使AB沿前进的方向。列车静止时金属丝呈竖直状态，当列车加速或减速前进时，金属丝将偏离竖直方向，从电压表V的读数变化可以测出加速度的大小。

（1）当列车向右做匀加速直线运动时，试导出加速度a与电压表读数U"的关系式（用U"、U、L、h及重力加速度g表示）。
（2）用导出的a与U"的关系式说明用表盘刻度表示a，其刻度是否均匀？
（3）C点设置在电阻丝AB中点的原因是___________，对电压表的选择，要求___________。

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