物理人教版選修3-2學(xué)案第六章第2節(jié)傳感器的應(yīng)用

第2節(jié)傳感器的應(yīng)用1．應(yīng)變式力傳感器可用來測量各種力，其中的應(yīng)變片能把物體形變這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量。2．電熨斗因?yàn)檠b有雙金屬片溫度傳感器，所以它能夠自動(dòng)控制溫度。雙金屬片上層金屬的熱膨脹系數(shù)大于下層金屬。3．電飯鍋中的溫度傳感器主要元件是感溫鐵氧體。4．有一種火災(zāi)報(bào)警器是利用了光傳感器的作用，即利用煙霧對(duì)光的散射來工作。一、傳感器應(yīng)用的一般模式二、傳感器的應(yīng)用實(shí)例1．力傳感器的應(yīng)用——電子秤(1)組成及敏感元件：由金屬梁和應(yīng)變片組成，敏感元件是應(yīng)變片。(2)工作原理：eq\x(\a\al(金屬梁,自由端,受力F))?eq\x(\a\al(金屬梁,發(fā)生,彎曲))?eq\x(\a\al(應(yīng)變片,的電阻,變化))?eq\x(\a\al(兩應(yīng)變片上,電壓的差值,變化))(3)作用：應(yīng)變片將物體形變這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量。2．溫度傳感器的應(yīng)用實(shí)例電熨斗電飯鍋敏感元件雙金屬片感溫鐵氧體工作原理溫度變化時(shí)，由于雙金屬片上層金屬與下層金屬的熱膨脹系數(shù)不同，雙金屬片發(fā)生彎曲從而控制電路的通斷(1)居里溫度：感溫鐵氧體常溫下具有鐵磁性，溫度上升到約103℃時(shí)，失去鐵磁性，這一溫度稱為“居里溫度”(2)自動(dòng)斷電原理：用手按下開關(guān)通電加熱，開始煮飯，當(dāng)鍋內(nèi)加熱溫度達(dá)到103℃時(shí)，鐵氧體失去磁性，永久磁鐵失去吸引力，被彈簧片彈開，從而推動(dòng)杠桿使觸點(diǎn)開關(guān)斷開3.光傳感器的應(yīng)用——火災(zāi)報(bào)警器(1)組成：如圖所示，發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板。(2)工作原理1．自主思考——判一判(1)傳感器可以直接用來進(jìn)行自動(dòng)控制。(×)(2)傳感器可以用來采集信息。(√)(3)傳感器可以將所有感受到的信號(hào)都轉(zhuǎn)換為電學(xué)量。(×)(4)鼠標(biāo)是力傳感器。(×)(5)電吉他是光電傳感器。(×)(6)火災(zāi)報(bào)警器是溫度傳感器。(×)2．合作探究——議一議(1)生活中與溫度控制相關(guān)的家用電器有很多，試舉例說明。提示：電飯煲、電冰箱、電冰柜、微波爐、空調(diào)、消毒柜等。(2)分析傳感器問題應(yīng)注意哪些問題？提示：應(yīng)注意四點(diǎn)：①感受量分析：要明確傳感器所感受的物理量，如力、熱、光、磁、聲等。②輸出信號(hào)分析：明確傳感器的敏感元件，分析它的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)，以及輸入信號(hào)與輸出信號(hào)間的變化規(guī)律。③電路結(jié)構(gòu)分析：認(rèn)真分析傳感器所在的電路結(jié)構(gòu)，在熟悉常用電子元件工作特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，分析電路輸出信號(hào)與輸入信號(hào)間的規(guī)律。④執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作分析：傳感器的應(yīng)用，不僅包含非電學(xué)量如何向電學(xué)量轉(zhuǎn)化的過程，還包含根據(jù)所獲得的信息控制執(zhí)行的過程。(3)如果用電飯鍋燒水，水沸騰后能否自動(dòng)斷電？提示：電飯鍋中的溫度傳感器主要元件是感溫鐵氧體。如果用電飯鍋燒水，水沸騰后水溫保持100℃，不會(huì)再升高，而使感溫鐵氧體失去磁性的溫度為103℃，故不能自動(dòng)斷電。力傳感器的應(yīng)用[典例]用如圖所示的裝置可以測量汽車在水平路面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度。該裝置是在矩形箱子的前、后壁上各安裝一個(gè)由力敏電阻組成的壓力傳感器。用兩根相同的輕彈簧夾著一個(gè)質(zhì)量為2.0kg的滑塊，滑塊可無摩擦滑動(dòng)，兩彈簧的另一端分別壓在傳感器a、b上，其壓力大小可直接從傳感器的液晶顯示屏上讀出。現(xiàn)將裝置沿運(yùn)動(dòng)方向固定在汽車上，傳感器b在前，傳感器a在后。汽車靜止時(shí)，傳感器a、b的示數(shù)均為10N(取g＝10m/s2)。(1)若傳感器a的示數(shù)為14N，b的示數(shù)為6.0N，求此時(shí)汽車的加速度大小和方向。(2)當(dāng)汽車以怎樣的加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳感器a的示數(shù)為零？[思路點(diǎn)撥]傳感器上所顯示出的力的大小，即彈簧對(duì)傳感器的壓力，據(jù)牛頓第三定律知，此即為彈簧的彈力大小，亦即該彈簧對(duì)滑塊的彈力大小。[解析](1)如圖所示，依題意：左側(cè)彈簧對(duì)滑塊向右的推力F1＝14N，右側(cè)彈簧對(duì)滑塊向左的推力F2＝6.0N，滑塊所受合力產(chǎn)生加速度a1，根據(jù)牛頓第二定律有F1－F2＝ma1，得a1＝eq\f(F1－F2,m)＝eq\f(14－6.0,2.0)m/s2＝4.0m/s2。a1與F1同方向，即向前(向右)。(2)傳感器a的讀數(shù)恰為零，即左側(cè)彈簧的彈力F1′＝0，因兩彈簧相同，左側(cè)彈簧伸長多少，右側(cè)彈簧就縮短多少，所以右側(cè)彈簧的彈力變?yōu)镕2′＝20N?；瑝K所受合力產(chǎn)生加速度，由牛頓第二定律得F合＝F2′＝ma2，得a2＝eq\f(F2′,m)＝－10m/s2，負(fù)號(hào)表示方向向后(向左)。[答案](1)4.0m/s2向右(2)以方向向左大小為10m/s2的加速度運(yùn)動(dòng)力傳感器是一種測量力的大小的工具。此類題常與牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)的內(nèi)容綜合。當(dāng)只知道加速度的大小和方向，不知道物體的運(yùn)動(dòng)方向時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)情況有兩種可能，即沿某一方向的勻加速或相反方向的勻減速，不要漏掉其中一種。1．[多選]下列關(guān)于電子秤中應(yīng)變式力傳感器的說法正確的是()A．應(yīng)變片是由導(dǎo)體材料制成B．當(dāng)應(yīng)變片的表面拉伸時(shí)，其電阻變大；反之，變小C．傳感器輸出的是應(yīng)變片上的電壓D．外力越大，輸出的電壓值也越大解析：選BD應(yīng)變片多用半導(dǎo)體材料制成，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤。當(dāng)應(yīng)變片拉伸時(shí)，其電阻變大，選項(xiàng)B正確。傳感器輸出的是上、下兩應(yīng)變片上的電壓差值，并且隨著外力的增大，輸出的電壓差值越大，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確。2．如圖所示為某種電子秤的原理示意圖，AB為一均勻的滑線電阻，阻值為R，長度為L，兩邊分別有P1、P2兩個(gè)滑動(dòng)頭，P1可在豎直絕緣光滑的固定桿MN上保持水平狀態(tài)而上下自由滑動(dòng)。彈簧處于原長時(shí)，P1剛好指著A端，P1與托盤固定相連。若P1、P2間出現(xiàn)電壓時(shí)，該電壓經(jīng)過放大，通過信號(hào)轉(zhuǎn)換后在顯示屏上將顯示物體重力的大小。已知彈簧的勁度系數(shù)為k，托盤自身質(zhì)量為m0，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻不計(jì)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。求：(1)托盤上未放物體時(shí)，在托盤自身重力作用下，P1與A端的距離x1。(2)托盤上放有質(zhì)量為m的物體時(shí)，P1與A端的距離x2。(3)在托盤上未放物體時(shí)通常先校準(zhǔn)零點(diǎn)，其方法是：調(diào)節(jié)P2，使P2離A端的距離也為x1，從而使P1、P2間的電壓為零。校準(zhǔn)零點(diǎn)后，將物體m放在托盤上，試推導(dǎo)出物體質(zhì)量m與P1、P2間的電壓U之間的函數(shù)關(guān)系式。解析：(1)由力的平衡知識(shí)有：m0g＝kx1，解得x1＝eq\f(m0g,k)。(2)放上物體m重新平衡后：m0g＋mg＝kx2，解得x2＝eq\f((m＋m0)g,k)。(3)托盤的移動(dòng)帶動(dòng)P1移動(dòng)，使P1、P2間出現(xiàn)電勢差，電勢差的大小反映了托盤向下移動(dòng)距離的大小，由于R為均勻滑線電阻，則其阻值與長度成正比。由閉合電路歐姆定律知：E＝IR，由部分電路歐姆定律知：U＝IR串(R串為P1、P2間電阻)由eq\f(R串,R)＝eq\f(x,L)，其中x為P1、P2間的距離，則x＝x2－x1＝eq\f(mg,k)聯(lián)立解得：m＝eq\f(kLU,gE)。答案：(1)eq\f(m0g,k)(2)eq\f((m＋m0)g,k)(3)m＝eq\f(kLU,gE)溫度傳感器和光傳感器的應(yīng)用[典例]溫度傳感器廣泛應(yīng)用于室內(nèi)空調(diào)、電冰箱和微波爐等家用電器中，它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化而變化的特性工作的。在圖甲中，電源的電動(dòng)勢E＝9.0V，內(nèi)阻可忽略不計(jì)；G為靈敏電流表，內(nèi)阻r保持不變；R0為保護(hù)電阻，R為熱敏電阻，其電阻值與溫度變化的關(guān)系如圖乙所示。(1)試寫出熱敏電阻的阻值隨溫度變化的關(guān)系式。(2)閉合開關(guān)S，當(dāng)R的溫度等于40℃時(shí)，電流表示數(shù)I1＝2.25mA。則當(dāng)電流表的示數(shù)I2＝3.6mA時(shí)，熱敏電阻R的溫度是多少攝氏度？[思路點(diǎn)撥]本題的解答思路為eq\x(\a\al(由圖知熱敏電阻,為負(fù)溫度系數(shù)熱,敏電阻))→eq\x(\a\al(由溫度與電阻成,線性關(guān)系求出對(duì),應(yīng)的電阻))→eq\x(\a\al(由歐姆定律,得電流對(duì)應(yīng),的溫度值))[解析](1)題中的R-t圖像是直線，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可寫出熱敏電阻R與溫度t的關(guān)系式為R＝kt＋b。由圖像知t1＝0℃時(shí)，R1＝4.25kΩ，得b＝4.25，再根據(jù)t2＝120℃時(shí)，R2＝2kΩ，得k＝－0.01875，所以R與t的關(guān)系式為R＝－0.01875t＋4.25(kΩ)。(2)根據(jù)題中的R-t圖像，t3＝40℃時(shí)，熱敏電阻的阻值R3＝3.5kΩ，有E＝I1(r＋R0＋R3)；電流I2＝3.6mA時(shí)，設(shè)熱敏電阻的阻值為R4，有E＝I2(r＋R0＋R4)，代入數(shù)據(jù)可解得R4＝2kΩ，由題中的R-t圖像或?qū)4＝2kΩ代入R與t的關(guān)系式可得t4＝120℃。[答案](1)R＝－0.01875t＋4.25(kΩ)(2)120℃溫度傳感器一般使用的是熱敏電阻，負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，正溫度系數(shù)的熱敏電阻的阻值隨溫度升高而增大，在解答有關(guān)溫度傳感器的應(yīng)用問題時(shí)應(yīng)注意區(qū)分這一性質(zhì)。1．[多選]下列關(guān)于光傳感火災(zāi)報(bào)警器的說法中正確的是()A．發(fā)光二極管、光電三極管都是由半導(dǎo)體材料制成的B．光電三極管與光敏電阻一樣都是光敏感元件，都是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)C．發(fā)光二極管發(fā)出的是脈沖微光D．如果把擋板撤去，火災(zāi)報(bào)警器照樣工作解析：選AB發(fā)光二極管工作時(shí)是持續(xù)發(fā)光的，擋板撤去，光始終照到光電三極管上，始終發(fā)出警報(bào)，和有無火災(zāi)無關(guān)。2．(2016·全國卷Ⅰ)現(xiàn)要組裝一個(gè)由熱敏電阻控制的報(bào)警系統(tǒng)，要求當(dāng)熱敏電阻的溫度達(dá)到或超過60℃時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警。提供的器材有：熱敏電阻，報(bào)警器(內(nèi)阻很小，流過的電流超過Ic時(shí)就會(huì)報(bào)警)，電阻箱(最大阻值為999.9Ω)，直流電源(輸出電壓為U，內(nèi)阻不計(jì))，滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為1000Ω)，滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值為2000Ω)，單刀雙擲開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干。在室溫下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。已知U約為18V，Ic約為10mA；流過報(bào)警器的電流超過20mA時(shí)，報(bào)警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，在60℃時(shí)阻值為650.0Ω。(1)完成待調(diào)節(jié)的報(bào)警系統(tǒng)原理電路圖的連線。(2)電路中應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器________(填“R1”或“R2”)。(3)按照下列步驟調(diào)節(jié)此報(bào)警系統(tǒng)：①電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，這一阻值為________Ω；滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于________(填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是________________________________________________________________________。②將開關(guān)向________(填“c”或“d”)端閉合，緩慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，直至________________________________________________________________________。(4)保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，將開關(guān)向另一端閉合，報(bào)警系統(tǒng)即可正常使用。解析：(1)電路圖連接如圖。(2)報(bào)警器開始報(bào)警時(shí)，對(duì)整個(gè)回路有U＝Ic(R滑＋R熱)代入數(shù)據(jù)可得R滑＝1150.0Ω，因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇R2。(3)①在調(diào)節(jié)過程中，電阻箱起到等效替代熱敏電阻的作用，電阻箱的阻值應(yīng)為報(bào)警器報(bào)警時(shí)熱敏電阻的阻值，即為650.0Ω?；瑒?dòng)變阻器在電路中為限流接法，滑片應(yīng)置于b端附近，若置于另一端a時(shí)，閉合開關(guān)，則電路中的電流I＝eq\f(18,650.0)A≈27.7mA，超過報(bào)警器最大電流20mA，報(bào)警器可能損壞。②開關(guān)應(yīng)先向c端閉合，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，直至報(bào)警器開始報(bào)警為止。答案：(1)連線見解析圖(2)R2(3)①650.0b接通電源后，流過報(bào)警器的電流會(huì)超過20mA，報(bào)警器可能損壞②c報(bào)警器開始報(bào)警1．下列器件是應(yīng)用力傳感器的是()A．鼠標(biāo)器 B．火災(zāi)報(bào)警器C．測溫儀 D．電子秤解析：選D鼠標(biāo)器中的傳感器是紅外線接收管，屬于光傳感器；火災(zāi)報(bào)警器中傳感器是光電三極管，屬于光傳感器；測溫儀用的是溫度傳感器；電子秤的敏感元件是應(yīng)變片，是力傳感器，D正確。2．唱卡拉OK用的話筒，內(nèi)有傳感器，其中有一種是動(dòng)圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個(gè)輕小的金屬線圈，線圈處于永磁鐵的磁場中，當(dāng)聲波使膜片前后振動(dòng)時(shí)，就將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。下列說法中正確的是()A．該傳感器是根據(jù)電流的磁效應(yīng)工作的B．該傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的C．膜片振動(dòng)時(shí)，穿過線圈的磁通量不變D．膜片振動(dòng)時(shí)，金屬線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢解析：選B當(dāng)聲波使膜片前后振動(dòng)時(shí)，線圈切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，A錯(cuò)誤，B正確；膜片隨著聲波而周期性振動(dòng)，穿過金屬線圈的磁通量是周期性變化的，C錯(cuò)誤；膜片振動(dòng)時(shí)，金屬線圈切割磁感線，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，D錯(cuò)誤。3．[多選]如圖所示為某商廈安裝的光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)器的示意圖。其中A為光源，B為由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)勻速運(yùn)行的自動(dòng)扶梯，R1為光敏電阻，R2為定值電阻。每當(dāng)扶梯上有顧客經(jīng)過擋住由A射向R1的光線時(shí)，計(jì)數(shù)器就計(jì)數(shù)一次。下列說法正確的是()A．當(dāng)有光照射R1時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得低電壓B．當(dāng)有光照射R1時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得高電壓C．信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計(jì)數(shù)一次D．信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計(jì)數(shù)一次解析：選BC當(dāng)光線照射R1時(shí)，R1阻值減小，R總減小，且電源電壓不變，由閉合電路歐姆定律得I＝eq\f(E,R總)，電路中的電流增大，R2是定值電阻，U2＝IR2，R2兩端電壓增大，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得高電壓，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)前面分析可知，每當(dāng)有人經(jīng)過時(shí)，即沒有光照時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得低電壓，信號(hào)處理系統(tǒng)計(jì)數(shù)一次，即信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計(jì)數(shù)一次，所以選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。4．下列說法正確的是()A．電飯鍋中的溫度傳感器的主要元件是氧化鐵B．氧化鐵在常溫下具有鐵磁性，溫度很高時(shí)失去鐵磁性C．用電飯鍋燒水，水開時(shí)能自動(dòng)斷電D．用電飯鍋煮飯時(shí)，若溫控開關(guān)自動(dòng)斷電后，它不能自動(dòng)復(fù)位解析：選D電飯鍋的主要元件為感溫鐵氧體，它在103℃時(shí)失去鐵磁性，選項(xiàng)A、B均錯(cuò)；用電飯鍋燒水時(shí)，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水溫最高為100℃，電飯鍋不會(huì)自動(dòng)斷電，若無人控制，則會(huì)直到水全部蒸發(fā)后才會(huì)斷電，選項(xiàng)C錯(cuò)；電飯鍋開關(guān)自動(dòng)斷電后只能手動(dòng)復(fù)位，選項(xiàng)D正確。5．有一種在光照或溫度升高時(shí)排氣扇都能啟動(dòng)的自動(dòng)控制裝置，下列說法正確的是()A．兩個(gè)傳感器都是光電傳感器B．兩個(gè)傳感器分別是光電傳感器和溫度傳感器C．兩個(gè)傳感器可能分別是溫度傳感器、電容式傳感器D．只有光照和溫度都適合時(shí)排氣扇才能工作解析：選B題中提到有光照或溫度升高時(shí)排氣扇都能自動(dòng)控制，由此可見兩個(gè)傳感器一個(gè)是光電傳感器，一個(gè)是溫度傳感器，而且排氣扇自動(dòng)工作只需光照和溫度一個(gè)滿足條件即可，A、C、D錯(cuò)，B對(duì)。6.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間距不變，下列說法正確的是()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．無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)觸頭P，L消耗的功率都不變解析：選A當(dāng)P向左移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小，通過二極管的電流增大，發(fā)光變強(qiáng)，光敏電阻阻值減小，燈泡中電流增大，L消耗的功率增大；同理可知P向右移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率減小。7.慣性制導(dǎo)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于彈道式導(dǎo)彈工程中，這個(gè)系統(tǒng)的重要元件之一是加速度計(jì)。加速度計(jì)構(gòu)造原理的示意圖如圖所示，沿導(dǎo)彈長度方向安裝的固定光滑桿上套一質(zhì)量為m的滑塊，滑塊兩側(cè)分別與勁度系數(shù)均為k的彈簧相連；兩彈簧的另一端與固定壁相連?；瑝K原來靜止，彈簧處于自然長度，滑塊上有指針可通過標(biāo)尺測出滑塊的位移，然后通過控制系統(tǒng)進(jìn)行制導(dǎo)。設(shè)某段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)彈沿水平方向運(yùn)動(dòng)，指針向左偏離O點(diǎn)的距離為s，則這段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)彈的加速度()A．方向向左，大小為eq\f(ks,m) B．方向向右，大小為eq\f(ks,m)C．方向向左，大小為eq\f(2ks,m) D．方向向右，大小為eq\f(2ks,m)解析：選D當(dāng)指針向左偏離O點(diǎn)的距離為s時(shí)，與滑塊相連的左邊彈簧被壓縮s，右邊彈簧被拉伸s，因而彈簧對(duì)滑塊的彈力的大小均為ks，且方向均水平向右，即滑塊受到的合力大小為2ks，方向水平向右。由牛頓第二定律可知選項(xiàng)D正確。8.如圖所示為一實(shí)驗(yàn)小車中利用光電脈沖測量車速和行程的示意圖，A為光源，B為光電接收器，A、B均固定在小車上，C為小車的車輪。D為與C同軸相連的齒輪，車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，A發(fā)出的光束通過旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號(hào)，被B接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由電子電路記錄和顯示。若實(shí)驗(yàn)顯示單位時(shí)間的脈沖數(shù)為n，累積脈沖數(shù)為N。試完成下列問題。(1)要測出小車的速度和行程，還必須測量的物理數(shù)據(jù)有哪些？(2)推導(dǎo)小車速度的表達(dá)式。(3)推導(dǎo)小車行程的表達(dá)式。解析：(1)小車的速度等于車輪的周長與單位時(shí)間內(nèi)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)的乘積。所以還要測量車輪的半徑R和齒輪的齒數(shù)P。(2)齒輪轉(zhuǎn)一圈電子電路顯示的脈沖數(shù)即為P。已知單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)為n，所以單位時(shí)間內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)為eq\f(n,P)。則有小車速度的表達(dá)式v＝eq\f(2πnR,P)。(3)小車行程的表達(dá)式s＝eq\f(2πNR,P)。答案：(1)車輪半徑R和齒輪齒數(shù)P(2)v＝eq\f(2πnR,P)(3)s＝eq\f(2πNR,P)9．[多選]計(jì)算機(jī)光驅(qū)的主要部分是激光頭，它可以發(fā)射脈沖激光信號(hào)，激光掃描光盤時(shí)，激光頭利用光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)器將反射回來的脈沖信號(hào)傳輸給信號(hào)處理系統(tǒng)，再通過計(jì)算機(jī)顯示出相應(yīng)信息，光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)器的示意圖如圖所示，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)，處理系統(tǒng)獲得高電壓B．當(dāng)有光照射R1時(shí)，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計(jì)數(shù)一次D．信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計(jì)數(shù)一次解析：選ADR1、R2和電源組成一個(gè)閉合電路，當(dāng)激光照到光敏電阻R1時(shí)，R1的阻值變小，總電流變大，則R2兩端獲得高電壓，因此只有R2兩端獲得高電壓時(shí)，處理系統(tǒng)才能進(jìn)行信號(hào)處理，故選A、D。10．動(dòng)圈式話筒和磁帶錄音機(jī)都應(yīng)用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。圖1是動(dòng)圈式話筒的原理圖，圖2是磁帶錄音機(jī)的錄音、放音原理圖，由圖可知下列選項(xiàng)敘述錯(cuò)誤的是()圖1圖2A．話筒工作時(shí)磁鐵不動(dòng)，線圈振動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流B．錄音機(jī)放音時(shí)變化的磁場在靜止的線圈里產(chǎn)生感應(yīng)電流C．錄音機(jī)放音時(shí)線圈中變化的電流在磁頭縫隙處產(chǎn)生變化的磁場D．錄音機(jī)錄音時(shí)線圈中變化的電流在磁頭縫隙處產(chǎn)生變化的磁場解析：選C話筒的工作原理是聲波迫使金屬線圈在磁場中振動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流，A正確。錄音時(shí)，話筒產(chǎn)生的感應(yīng)電流經(jīng)放大電路放大后在錄音機(jī)磁頭縫隙處產(chǎn)生變化的磁場，D正確。磁帶在放音時(shí)通過變化的磁場使放音磁頭產(chǎn)生感應(yīng)電流，經(jīng)放大電路后再送到揚(yáng)聲器中，B正確，C錯(cuò)誤。11.一般的電熨斗用合金絲作發(fā)熱元件，合金絲電阻隨t變化的關(guān)系如圖中實(shí)線①所示，由于環(huán)境溫度以及熨燙的衣物厚度、干濕等情況不同，熨斗的散熱功率不同，因而熨斗的溫度可能會(huì)在較大范圍內(nèi)波動(dòng)，易損壞衣物。有一種用主要成分為BaTiO3被稱為“PTC”的特殊材料作發(fā)熱元件的電熨斗，具有升溫快、能自動(dòng)控制溫度的特點(diǎn)。PTC材料的電阻隨溫度變化的關(guān)系如圖中實(shí)線②所示。根據(jù)圖線分析：(1)為什么處于冷態(tài)的PTC熨斗剛通電時(shí)比普通電熨斗升溫快？(2)通電一段時(shí)間電熨斗溫度t自動(dòng)穩(wěn)定在________＜t＜________范圍之內(nèi)。(填下標(biāo)數(shù)字)解析：(1)由于冷態(tài)時(shí)PTC材料電阻較小，