- 传感器
- 共161题
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
（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
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
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
新华社：上海2003年5月4日电（记者张学全）：“人在一般的台式电脑屏幕前走过，只需1至2秒钟就可测出体温是多高．当一群一群的人通过时，如果其中有人体温高于正常值就会被‘卡住’，请其接受进一步的健康检查，这是防‘非典’快速非接触式红外体温测温仪显露的高招．”试分析这是什么仪器，它是使用什么原理制成的？
正确答案
这是一种红外检测仪，是根据有温度的物体能发出电磁波辐射和发射红外线的原理制成的．它用了高灵敏度红外探测器、红外光学、高集成信息处理技术，把红外光学镜头接收的被测物体的温度转变成信号，然后再变成温度数字．
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
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。
如图所示，P，Q是偏振片，R是电阻值随入射光强度增强而减小的光敏电阻，R1是定值电阻，C是一平行板电容器，电源电动势为E、内阻为r。现有一束平行光自左向右射向偏振片P，则当偏振片Q由图示位置转过90°的过程中，电阻R的阻值将_________；电容器所带的电荷量将__________（填“增大”“减小”或“不变”）。
正确答案
增大，增大
如图所示，将磁铁靠近干簧管时发生的现象是红灯______，绿灯______．（填“亮”或“不亮”）
正确答案
当将磁铁靠近干簧管时有磁场继干簧管中的触电闭合，电磁继电器通电，将上方的磁铁吸引下来与右边的绿灯接触组成闭合回路，故绿灯亮，而红灯与触电断开，红灯不亮．
故答案为：不亮；亮．
气体传感器利用物质的化学反应将某种气体的浓度转换成电信号输出，如图所示，B为将可燃气体或有毒气体（CO，CH4瓦斯煤气）浓度转换为电信号的传感器，简称电子鼻，根据如下材料，U=220V电源、M为排风扇、G为继电器、A为控制电源、S为控制开关．请设计一个家用自动排烟电路，在图中完成连线图．
正确答案
由题意可知，当可燃气体或有毒气体时，则B转换成电信号，从而使E被吸引下来，导致灯泡被点亮．
因此构成两部分电路，如图所示；
传感器是一种采集信息的重要器件。如图是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F作用于可动膜片电极上时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，则当压力F增大时，电容器的电容将____________ （填“增大”或“减小”）。
正确答案
增大
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）。请完成对该物体质量的测量。
（1）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。
（3）请设想实验中可能会出现的一个问题。
正确答案
（1）设计的电路图如图所示
（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
测得U=kmg，所以
（3）①因电源电压不够而输出电压调不到零；②待测物体质量超出转换器量程
如（a）图，质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为位移传感器，它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移－时间（s－t）图象和速率－时间（v－t）图象。整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为l、高度为h。（取重力加速度g＝9.8 m/s2，结果可保留一位有效数字）
（1）现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度，A的v－t图线如（b）图所示。从图线可得滑块A下滑时的加速度a＝_____________m/s2，摩擦力对滑块A运动的影响_____________。（填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”）
（2）此装置还可用来验证牛顿第二定律。实验时通过改变_____________，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；实验时通过改变_____________，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系。
（3）将气垫导轨换成滑板，滑块A换成滑块A'，给滑块A'一沿滑板向上的初速度，A'的s－t图线如（c）图。图线不对称是由于_____________造成的，通过图线可求得滑板的倾角θ＝_____________（用反三角函数表示），滑块与滑板间的动摩擦因数μ＝_____________。
正确答案
（1）6；不明显，可忽略
（2）斜面高度h；滑块A的质量M及斜面的高度h，且使Mh不变
（3）滑动摩擦力；arcsin0.6（arcsin0.57～arcsin0.64）；0.3
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