高三物理 專題10《交變電流 傳感器》實(shí)驗(yàn)12傳感器的簡(jiǎn)單應(yīng)用復(fù)習(xí)測(cè)試

1、實(shí)驗(yàn)12:傳感器的簡(jiǎn)單應(yīng)用【例1】如圖實(shí)所示為光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)器的示意圖,其中R1為光敏電阻,R2為定值電阻.此光電計(jì)數(shù)器的基本工作原理是（ ）A.當(dāng)有光照射R1時(shí),信號(hào)處理系統(tǒng)獲得高電壓B.當(dāng)有光照射R1時(shí),信號(hào)處理系統(tǒng)獲得低電壓C.信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就記數(shù)一次D.信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就記數(shù)一次答案 AC【例2】某同學(xué)用時(shí)間傳感器代替秒表做“用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn),他的設(shè)計(jì)如圖實(shí)甲所示;長(zhǎng)為L(zhǎng)的擺線一端固定在鐵夾臺(tái)上,另一端連接一質(zhì)量為m,半徑為r的小球,在擺線上緊鄰小球處套有一小段輕細(xì)擋光管,當(dāng)單擺擺動(dòng)到平衡位置時(shí),擋光管就能擋住從光源A正對(duì)光敏電阻R1發(fā)出的細(xì)光束,

2、信號(hào)處理系統(tǒng)就能形成一個(gè)電壓信號(hào),如圖乙所示,R2為定值電阻.（1）某同學(xué)用10分度的游標(biāo)卡尺測(cè)小球的直徑,如圖丙所示.正確的讀數(shù)是 mm.（2）R1兩端的電壓U與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示,則用此裝置測(cè)得單擺的周期為 .（3）當(dāng)有光照射R1時(shí),信號(hào)處理系統(tǒng)獲得的是 （填“高電壓信號(hào)”或“低電壓信號(hào)”）.答案 （1）20.8 （2）2T0 （3）低電壓信號(hào)【例3】某同學(xué)為了測(cè)量一物體的質(zhì)量,找到一個(gè)力電轉(zhuǎn)換器,該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力（比例系數(shù)為k）,如圖中的裝置所示,測(cè)量時(shí)先調(diào)節(jié)輸入電壓,使轉(zhuǎn)換器空載時(shí)的輸出電壓為零,而后在其受壓面上放一個(gè)物體,即可測(cè)得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓U

3、.現(xiàn)有以下器材:力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為m0的砝碼、電壓表、滑動(dòng)變阻器、干電池各一個(gè)、開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線若干、待測(cè)物體（可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上）.請(qǐng)完成對(duì)該物體質(zhì)量的測(cè)量.（1）設(shè)計(jì)一個(gè)電路,要求力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào),并且使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能大,在上圖所示的方框中畫(huà)出完整的測(cè)量電路圖.（2）簡(jiǎn)要說(shuō)明測(cè)量步驟,求出比例系數(shù)k,并測(cè)出待測(cè)物體的質(zhì)量m.（3）請(qǐng)?jiān)O(shè)想實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)出現(xiàn)的一個(gè)問(wèn)題.答案 （1）由變阻器可組成調(diào)壓電路,其中調(diào)節(jié)范圍大的是由電源與滑動(dòng)變阻器組成分壓式電路;而電壓的測(cè)量只需一只電壓表即可.電路如下圖所示.（2）測(cè)量步驟與結(jié)果如下:調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使力電轉(zhuǎn)換器的輸出電壓為零;將已知質(zhì)

4、量的砝碼m0放在力電轉(zhuǎn)換器上,記下輸出電壓U0;將待測(cè)物放在力電轉(zhuǎn)換器上,記下輸出電壓U.由U0=km0g得k=;又U=kmg,所以m=（3）待測(cè)物體質(zhì)量超出力電轉(zhuǎn)換器量程;電源電壓不夠而輸出電壓一開(kāi)始調(diào)不到零.【例4】用光敏電阻為傳感器,利用以下器材:滑動(dòng)變阻器、交變電源、繼電器、燈泡、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等.設(shè)計(jì)安裝一個(gè)白天自動(dòng)關(guān)燈、夜晚自動(dòng)開(kāi)燈的路燈自動(dòng)控制裝置.（1）請(qǐng)寫出所缺器材.（2）畫(huà)出電路原理圖,并簡(jiǎn)要說(shuō)明其工作原理.答案 （1）要安裝這樣的路燈自動(dòng)控制裝置,缺少以下器材和元件:光敏電阻,電池.（2）裝置電路圖如圖所示,其工作原理簡(jiǎn)述如下:合上開(kāi)關(guān)S,在白天時(shí)有光照射光敏電阻,其阻值變小

5、,電流變大,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電流達(dá)到繼電器的動(dòng)作電流,繼電器吸動(dòng)鐵片開(kāi)關(guān),路燈脫離交流電源而熄滅（滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)好以后不再變動(dòng),也可用固定電阻代替）.到夜晚,光線變暗,光敏電阻阻值變大,電流變小,繼電器的電磁鐵吸鐵片的力減弱,在彈簧的彈力作用下,接交流電源的開(kāi)關(guān)重新閉合,燈泡又開(kāi)始發(fā)光.1.在如圖所示的電路中,電源兩端的電壓恒定,L為小燈泡,R為光敏電阻,D為發(fā)光二極管（電流越大,發(fā)出的光越強(qiáng)）,且R與D相距不遠(yuǎn),下列說(shuō)法正確的是（ ）A.當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí),L消耗的功率增大B.當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí),L消耗的功率減小C.當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向右移動(dòng)時(shí),L消耗的功率可能不變D.無(wú)論怎樣移動(dòng)觸頭P

6、,L消耗的功率都不變答案 A2.在街旁的路燈,江海里的航標(biāo)都要求在夜晚亮,白天熄,利用半導(dǎo)體的電學(xué)特性制成了自動(dòng)點(diǎn)亮、熄滅的裝置,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制,這是利用半導(dǎo)體的（ ）A.壓敏性B.光敏性C.熱敏性D.三種特性都利用答案 B3.傳感器是一種采集信息的重要器件,如圖所示是一種測(cè)定壓力的電容式傳感器,當(dāng)待測(cè)壓力F作用于可動(dòng)膜片電極時(shí),可使膜片發(fā)生形變,引起電容的變化.將電容器、靈敏電流計(jì)和電源串聯(lián)成閉合電路,那么（ ）A.當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí),電容將減小B.當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí),電容將增大C.若電流計(jì)有示數(shù),則壓力F發(fā)生變化D.若電流計(jì)有示數(shù),則壓力F不發(fā)生變化答案 BC4.一熱敏電阻阻值隨溫度變

7、化的圖象如圖甲所示,請(qǐng)應(yīng)用這一熱敏電阻自行設(shè)計(jì)一控制電路,當(dāng)溫度高于某一值后紅色指示燈亮,而溫度低于這一值時(shí)綠色指示燈亮,并且說(shuō)明滑動(dòng)變阻器的作用.給你的器材有:如圖乙所示的繼電器一只（a、b為常閉觸點(diǎn),c、d為常開(kāi)觸點(diǎn)）、熱敏電阻一只、滑動(dòng)變阻器一只、紅綠指示燈各一個(gè)、兩個(gè)獨(dú)立的電池組、開(kāi)關(guān)兩個(gè)、導(dǎo)線若干.答案 （1）設(shè)計(jì)的電路圖如下圖所示.（2）此方案中滑動(dòng)變阻器的作用:主要是通過(guò)調(diào)節(jié)滿足對(duì)熱敏電阻的要求.5.熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件.現(xiàn)用伏安法研究熱敏電阻在不同溫度下的伏安特性曲線,要求特性曲線盡可能完整.已知常溫下待測(cè)熱敏電阻的阻值約45.熱敏電阻和溫度計(jì)插入帶塞的保溫杯中,杯內(nèi)有一定量的冷水,其他備用的儀表和器具有:盛有熱水的熱水瓶（圖中未畫(huà)出）、電源（3 V、內(nèi)阻可忽略）、直流電流表（內(nèi)阻約1）、直流電壓表（內(nèi)阻約5 k）,滑動(dòng)變阻器（020）、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干.（1）在下面方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖,要求測(cè)量誤差盡可能小.（2）根據(jù)電路圖,在下圖的實(shí)物圖上連線.（3）簡(jiǎn)要寫出完成接線后的主要實(shí)