名称 | 高中物理选修3-2第六章传感器-2.传感器的应用(一)(课件) | ![]() | |
格式 | zip | ||
文件大小 | 1.2MB | ||
资源类型 | 试卷 | ||
版本资源 | 人教版(新课程标准) | ||
科目 | 物理 | ||
更新时间 | 2018-08-30 09:08:24 |
②如果通电前PCT的温度t1
综上分析可知,本题的正确选项是AD,即温度控制点在图像的两个极值点之间。
点评:对给定图象的题目,要注意分析图象信息,把握变化规律,并结合所学物理规律进行分析讨论.
例2
“问题与练习”1
1、图6.2-10表示某种电冰箱内温度控制器的结构。铜制的测温泡1、细管2和弹性全属膜盒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
图6.2-10电冰箱内温控器的结构
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
冰箱温度控制器(问题与练习1)
4、弹簧片
1、测温泡
2、细管
3、弹性金属盒
5、动触点
6、静触点
7、拉杆
8、凸轮
9、连杆
氯甲烷及它的蒸气
(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
第1页
(1)当冷藏室里的温度升高时,密封系统1、2、3中的氯甲烷受热膨胀,压强增大,弹性金属膜盒3的左端膨胀,推动弹簧片4向左转动,使5、6接触,控制的压缩机电路自动开始工作制冷。
答:
而在达到设定的低温时,氯甲烷受冷收缩,拉簧带动弹簧片4将触点5、6断开,使压缩机停止工作,制冷结束,直到下次温度升高再重复上述过程。
第2页
第1页
图6.2-10电冰箱内温控器的结构
将凸轮8逆时针旋转,凸轮将连杆9向右顶,使得弹簧7弹力增大,此时要将5、6触点接通,所需要的力就要大些,温度要高一些,即温控挡应低一些,顺时针旋转凸轮8,控制的温度低一些,控温挡要高一些。
(2)为什么用凸轮可以改变设定的温度
答:
第2页
第1页
第3页
图6.2-10电冰箱内温控器的结构
“问题与练习”2
2、某同学设计了一个加速度计,如图6.2- 11所示.具有一定质量的滑块2可以在光滑的框架1中平移,滑块两侧用弹簧3拉着;R为滑动变阻器,4是滑
动片,它与电阻器任一端间的电阻值
都与它到这端的距离成正比。这个
装置实际上是一个加速度传感器。
两个电池E的电压相同。按图连
接电路后,电压表指针的零点调
在中央,当P 端的电势高于Q 端
时,指针向零点右侧偏转。
你认为他的设计在原理上可行吗 这个装置能否同时测出加速度的大小和方向 将框架固定在运动的物体上,当物体具有图示方向的加速度度a时,电压表的指针将向哪个方向偏转
P
Q
E
E
R
1
2
3
a
图6.2-11
自制加速度计
V
4
该同学设计的电路在原理上可行,当滑动片在滑动变阻器中央时P、Q等势,
电压表指针指中央零点.
答:
这个装置可以同时测出加速度大小和方向,大小可通过电压表示数大小表示,方向可通过偏转方向判定.
当物体具有图示方向的加速度a时, 滑块向左移,则变阻器右端电阻大,故电流流过滑动变阻器时电势降落大,则Q点电势高于P点,则指针应向零点左侧偏转.
a
图6.2-11
自制加速度计
P
Q
E
E
R
1
2
3
V
4
“问题与练习”3
3、如图6.2-12所示,图甲为热敏电阻的R- t 图象, 图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路, 继电器线圈的电阻为150Ω。当线圈中的电流大于或等于20mA时,继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势E=6V,内阻可以不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。
图6.2-12 简单的恒温箱温控电路
R/Ω
t/℃
0
30
50
90
150
100
50
甲
A
D
B
C
R
R'
L
E
电源
乙
(1)应该把恒温箱内的加热器是接在A、B 端还是C、D端
(2)如果要使恒温箱内的温度保持100℃,可变电阻R' 的值应调节为多少
(2)由图甲知,t=100℃时R=50Ω,则继电器电路中电流在100℃时,,
(1)A、B端
答:
代入数据解得,
R'=100Ω
其中RJ为继电器的电阻。
R/Ω
t/℃
0
30
50
90
150
100
50
甲
A组能力训练题1
1. 电子秤使用的是 ( )
A.超声波传感器
B.温度传感器
C.压力传感器
D.红外线传感器
C
A组能力训练题2
2.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
BD
A组能力训练题3
3.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
B
A组能力训练题4
4.关于传感器,下列说法中正确的是 ( )
A.电熨斗通过压力传感器实现温度的自动控制
B.动圈式话筒是利用电磁感应原理来工作的声传感器
C.金属热电阻是一种将电学量转换为热学量的传感器
D.火灾报警器都是利用温度传感器实现报警
B
A组能力训练题5
5.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换为磁学量
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
D
A组能力训练题6
6.电容式话筒的保真度比动圈式话筒好,其工作原理如图所示,Q是绝缘支架,M是薄金属膜和固定电极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: ( )
A.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
AC
N
M
Q
R
E=250V
到放大器
A
B
A组能力训练题7
7. 唱卡拉OK用的话筒,内有传感器,其中有一种是动圈式的,它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈,线圈处于永磁体的磁场中,当声波使膜片前后振动时,就将声音信号转变为电信号,下列说法正确的是( )
A. 该传感器是根据电流的磁效应工作的
B. 该传感器是根据电磁感应原理工作的
C. 膜片振动时,穿过金属线圈的磁通量不变
D. 膜片振动时,金属线圈中不会产生感应电动势
B
A组能力训练题8
8.如图是电熨斗的结构图,下列说法正确的是 ( )
A.双金属片上层金属的膨胀系数小于下层金属
B.常温下,上下触点接触;温度过高时,双金
属片发生弯曲使上下触点分离
C.需要较高温度熨烫时,要调节调温旋钮,使升
降螺丝下移并推动弹性铜片下移
D.双金属片温度传感器的
作用是控制电路的通断
绝缘支架
升降螺丝
弹性铜片
触点
双金属片
电热丝
金属底板
接电源
调温旋钮
B C D
A组能力训练题9
传感器广泛应用在我们的生产生活中,常用的计算机键盘就是一种传感器。如图所示,键盘上每一个键的下面都连一小金属片,与该金属片隔有一定空气间隙的是另一小的固定金属片,这两金属片组成一个小电容器。当键被按下时,此小电容器的电容发生变化,与之相连的电子线路就能够检测出哪个键被按下,从而给出相应的信号。这种计算机键盘使用的是 ( )
A.温度传感器
B.压力传感器
C.磁传感器
D.光传感器
B
A组能力训练题10
如图10所示,是一火警报警的一部分电路示意图.其中R2为用半导体材料制成的负温度系数热敏电阻传感器,其电阻随温度的升高而减小。电流表为值班室的显示器,a、b之间接报警器。当传感器R2所在处出现火情时,显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是( )
A. I变小
B. I变大
C. U变小
D. U变大
R1
a
b
E r
R2
R3
A
AC
B组能力训练题1
2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家,以表彰他们发现“巨磁电阻效应”.基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术,被认为是纳米技术的第一次真正应用.在下列有关其它电阻应用的说法中。错误的是 ( )
A.热敏电阻可应用于温度测控装置中
B.光敏电阻是一种光电传感器
C.电阻丝可应用于电热设备中
D.电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用.
D
解见下页
电阻丝通过电流会产生热效应,可应用于电热设备中,C说法正确;
解析:
热敏电阻的原理是通过已知某电阻的电阻值与温度的函数关系,测得该热敏电阻的值即可获取温度,从而应用于温度测控装置中,A说法正确;
光敏电阻是将光信号与电信号进行转换的传感器,B说法正确;
电阻对直流和交流均起到阻碍的作用,D说法错误。
B组能力训练题2
2.如图所示,神州五号飞船发射升空时,火箭内测试仪台上放一个压力传感器,传感器上面压一质量为M的物体,火箭点火后从地面加速升空,当升到某一高度时,加速度为a=g/2,压力传感器此时显示出物体对平台的压力为点火前压力的17/16,已知地球的半径为R,g为地面附近的重力加速度,试求此时
火箭离地面的高度。
当升到某一高度时的重力加速度为g',由牛顿第二定律
得
在空中,
在地面,
解得 h=R/3
解:
B组能力训练题3
图1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
A.①和③ B.①和④ C.②和③ D.②和④
其图象如图2所示,那么图3、图4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 ( )
固定极板
待测物体
图1
U
Q
t
0
图2
v
t
0
图4
③
④
t
0
①
②
图3
E
C
解见下页
(a、b为大于零的常数),
解:
,所以④错,③正确
,所以①错,②正确
B组能力训练题4
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 ,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,
所以由此可得磁感强度B与
F、A之间的关系为B = .
P
F
Δl
N
间隙中磁场的能量为
拉力F所做的功为 W=F Δl
根据题意W=E
P
F
Δl
N
解:
B组能力训练题5
5.有一种测量人体重的电子秤,其原理图如图所示。它主要由三部分构成:踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)。设踏板的质量可忽略不计.已知理想电流表的量程为3A,电源电动势为12V,内阻为2Ω,电阻R随压力变化的函数式为R =30–0.02F(F和R的单位分别是N和Ω).下列说法中正确是( )
A.该秤能测量的最大体重是1300N
B.体重为1300N应标在电流表G刻度
盘2A刻度处
C.该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度
线)应标在电流表G刻度盘0刻度处
D.该秤零刻线应标在电流表G刻度盘的最右端
B
G
压力传感器
踏板
R
解见下页
G
压力传感器
踏板
R
由电阻R随压力变化的函数式R =30–0.02F,
解:
当F =0时,R0=30Ω,
选项C、D错;
当Im=3A时,Rmin=2Ω,
该秤能测量的最大体重是
当F 1=1300N时,R1=4Ω,
选项B正确;
Fmax=1400N,A错;
B组能力训练题6
6.如图所示为大型电子地磅电路图,两根弹簧的下端被固定,电源电动势为E,内阻不计,电流表为理想电表.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,电流较小;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,这样把电流对应的重量值刻在刻度盘
上,就可以读出被称物体的重量
值.若滑动变阻器上A、B间距离
为L,最大阻值等于电阻阻值R0,
已知两只弹簧的弹力与形变量成
正比,比例系数为k,
A
A
B
R
P
R0
E
S
A. B.
C. D.
所称重物的重量G与电流大小I 的关系为:( )
不称物体时,滑片P在A端,所称重物的重量G时,设弹簧压缩x,变阻器阻值为R1,
由胡克定律G=2kx,所以
选项B正确。
解:
B
B组能力训练题7
某学生为了测量一物体的质量,找到一个力电转换器,该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k),如图所示. 测量时先调节输入端的电压。使转换器空载时的输出电压为0;而后在其受压面上放一物体,即可测得与物体的质量成正比的输出电压U。现有下列器材:力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各
一个、电键及导线若干、待
测物体(可置于力电转换器
的受压面上)。
输出
力电
转换器
输入
受压面
请完成对该物体质量的测量。
(l)设计一个电路,要求力电转换器的输入电压可调,并且使电压的调节范围尽可能大,在方框中画出完整的测量电路图。
(2)简要说明测量步骤,求出比例系数k,并测出待测物体的质量m.
(1)设计的电路图如图所示。
V
力电
转换器
输入
输出
受压面
E
R
S
解:
(2)测量步骤与结果:
①调节滑动变阻器,使转换器的输出电压为零;
②将砝码放在转换器上,记下输出电压U0;
③将待测物放在转换器上,记下输出电压U1;
由 U0=km0g,得k=U0/m0g
测得 U=kmg,所以m=m0U/U0。
题目
B组能力训练题8
电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(即单位时间内通过管内横截面积的流体的体积)。为了简化,假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道,其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c。流量计的两端与输送流体的管道相连(图中的虚线)。图中流量计的上下两面是金属材料,前后两面是绝缘材料。现于流量计所在处加磁感应强度为B的
匀强磁场,磁场方向
垂直于前后两面。
a
b
c
当导电流体稳定地流经流量计时,在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接,I表示测得的电流值。已知流体的电阻率为ρ,不计电流表的内阻,则可求得流量为 ( )
A、
B、
C、
D、
a
b
c
A
流量计中流过导电液体后,在上下表面间形成的稳定电势差为:
解:
E=Blv=Bcv ①
上下表面接入电流表后,由闭合电路欧姆定律得
由①②得
②
所以流量为:
a
b
c
题目
谢谢
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