- 实验：传感器的应用
- 共123题
如图甲、乙所示是A和B两位同学在科技活动中自制的利用电压表示数来指示物体质量的电子秤原理图，托盘与电阻可忽略的弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，滑动变阻器的滑动端与弹簧连接，当托盘中没有放物体时，电压表示数为零设变阻器总电阻为R，总长为l，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，不计一切摩擦和其他阻力，电压表为理想电表，推导图甲和图乙中电压表示数Ux与物体质量m的关系式，说明哪位同学设计的方案更可取。
正确答案
设托盘中放质量为m的物体时，滑动变阻器的上端到滑动端的长度为x，电压表示数为Ux，据题意有mg= kx，
对于甲图有
对于乙图有Ux=
对比两式可知，前式中Ux与m成正比，便于测量；而后式中Ux与m不成正比，不便于测量。依据可操作性原则可知A同学设计的原理图更可取。
图示为某同学在探究活动中设计的一种电子秤，已知电源的电动势为E，内阻不计，电阻分布均匀的可变电阻总长为L，总电阻为R，弹簧的劲度系数为k，连接电压表的导线可自由伸缩，不测量时指针P在a处（如图中虚线所示），使电压表的示数与所称重力对应便成为电子秤。
（1）不称重时，图中的电压表的示数为_____________。
（2）所称物体的重力G与电压表的示数U以及E、k、L的关系为_____________。
（3）该设计的电路对应电表上重力刻度线是否均匀？_____________。
正确答案
（1）0
（2）
（3）是
如图所示
（1）图甲是____的电容式传感器，原理是__________________；
（2）图乙是____的电容式传感器，原理是__________________；
（3）图丙是____的电容式传感器，原理是__________________；
（4）图丁是____的电容式传感器，原理是__________________。
正确答案
（1）角度；当动片旋进的角度不同时，电容器的正对面积不同，电容不同
（2）液体；导电液体相当于电容器的一个极板，当液体深度发生改变时，相当于两极板的正对面积发生改变，电容也随之改变
（3）压力；当作用在一个电极的压力改变时，金属片的形变也发生改变，两极板的距离发生改变，电容也发生改变
（4）位移；电介质板和物体固定在一起，当物体发生一小段位移时，插入两极板间的电介质发生变化，导致电容发生变化
解决楼道的照明问题，某中学一研究性学习小组决定在楼道内安装一个传感器与控制电灯的电路相接。当楼道内有走动而发出声响时，电灯即被电源接通而发光，这种传感器为______________传感器，它输入的是______________信号，经传感器转换后，输出的是______________信号。
正确答案
声电，声，电
下图所示的电容式话筒是何种传感器？说明它的工作原理．
正确答案
电容式话筒也是利用电容器的电容与极板间距离的关系来工作的，话筒的振动膜涂有薄薄的金属层，膜后相距几十微米处有一个金属片，它们构成电容器的两个极板．声波使振动膜发生振动，电容器的电容不断变化，电容器产生充、放电电流，声信号就被话筒转化为电信号输出。
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