- 实验:传感器的应用
- 共123题
如图所示为一种加速度仪的示意图。质量为m的振子两端连有劲度系数均为k的轻弹簧,电源的电动势为E,不计内阻,滑动变阻器的总阻值为R,有效长度为L,系统静止时滑动触头位于滑动变阻器正中,这时电压表指针恰好在刻度盘正中。求:
(1)系统的加速度a(以向右为正)和电压表读数U的函数关系式。
(2)将电压表刻度改为加速度刻度后,其刻度是均匀的还是不均匀的?为什么?
(3)若电压表指针指在满刻度的3/4位置,此时系统的加速度大小和方向如何?
正确答案
解:(1)当振子向左偏离中间位置x距离时,由牛顿第二定律得①
电压表的示数为②
由以上两式解得③
(2)均匀,因为加速度a与电压表示数U是一次函数(线性关系)
(3)当滑动触头滑到最右端时,电压表最大示数,电压表指针指在满刻度的3/4位置时
代入③式解得,方向向左
在日常生活中我们会利用传感器、控制器和执行器等元器件来组成各种报警系统.现在可以提供以下元器件:A光传感器,B声传感器,C红外传感器,D与门控制器,E或门控制器,F非门控制器,G小灯泡,H蜂鸣报警器.
请按以下要求选择合适的元器件(用上面元器件前的字母)填入相应的括号内.
白天灯亮,夜晚有人靠近灯亮:
传感______⇒控制______⇒执行______.
正确答案
(1)白天指示灯自动点亮,夜晚自动熄灭,说明传感器能感受光的变化,需要光传感器;
夜晚如果有人靠近,灯自动点亮,当人离开后,指示灯自动熄灭,可以使用红外传感器控制指示灯;
(2)由题意知,只需可见光或红外线中的一种就可以控制指示灯亮与灭,因此控制器为:“或”门控制器;
(3)由题意可知,执行器是小灯;
故答案为:(1)AC;(2)E;(3)G.
一般的电熨斗用合金丝作发热元件,合金丝电阻随t变化的关系如图中实线①所示,由于环境温度以及熨烫的衣服厚度、干湿等情况不同,熨斗的散热功率不同,因而熨斗的温度可能会在较大范围内波动,易损坏衣物。
有一种用主要成分为BaTiO3被称为“PTC”的特殊材料作发热元件的电熨斗,具有升温快、能自动控制温度的特点,PTC 材料的电阻随温度变化的关系如图中实线②所示,根据图线分析:
(1)为什么处于冷态的PTC熨斗刚通电时比普通电熨斗升温快?
(2)通电一段时间电熨斗温度t自动稳定在T____<t <T____范围之内。(填下标数字)
正确答案
(1)由于冷态时PTC材料电阻较小,由知,其发热功率较大,所以升温快
(2)6,7
如图所示“神舟”五号飞船发射升空时,火箭内测试仪平台上放一个压力传感器,传感器上面压一质量为M的物体,火箭点火后从地面向上加速升空,当升到某一高度时,加速度为,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
。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。
正确答案
解:设此时火箭升空高度为H,此处重力加速度为g',则有F-Mg'=Ma
由万有引力定律得(R+H)2g'=R2g
又
解得
用煤气烧水时,如果水开了,不及时关掉煤气,时间长了,会发生火灾,请设计一报警器,水开时,能及时报警,提醒主人及时关掉煤气?
正确答案
如图所示,当t上升到一定温度,Rt变得较小,AB间电压变得较大,使蜂鸣器D工作报警
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