- 实验:传感器的应用
- 共123题
为了节能和环保,一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制,光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为lx)。某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表:
(1)根据表中数据,请在坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线,并说明阻值随照度变化的特点。
(2)如图所示,当1、2两端所加电压上升至2V时,控制开关自动启动照明系统。请利用下列器材设计一个简单电路,给1、2两端提供电压,要求当天色渐暗照度降低至1.0(lx)时启动照明系统,在虚线框内完成电路原理图。(不考虑控制开关对所设计电路的影响)
提供的器材如下:
光敏电阻Rp(符号,阻值见上表);
直流电源E(电动势3V,内阻不计);
定值电阻:R1=10kΩ,R2=20kΩ,R3=40 kΩ(限选其中之一并在图中标出);
开关S及导线若干。
正确答案
(1)
光敏电阻的阻值随光照度变化特点:光敏电阻的阻值随光照度的增大非线性减小
(2)
光强传感器对接收到的光信号会产生衰减,且对于不同波长的光衰减程度不同,可以用φ表示衰减程度,其定义为输出强度与输入强度之比,φ=I出/I入,下图表示φ与波长λ之间的关系。当用此传感器分别接收A、B两束光时,传感器的输出强度正好相同,已知A光的波长λA=625nm,B光由λB1=605nm和λB2=665nm两种单色光组成,且这两种单色光的强度之比IB1:IB2=2:3,由图可知φA=__________;A光强度与B光强度之比IA:IB=__________。
正确答案
0.35,27/35
图甲所示为某电阻的阻值随摄氏温度t变化的关系图象,其中R0表示0℃时的电阻值,图线的斜率为K。若用该电阻R与电源(电动势为E,内阻不计)、电流表A(满偏电流为Ig,内阻为Rg)、变阻器R'串联起来,连接成如图乙所示的“温度传感器”电路。其中R作为温度传感器的探头,它能将温度信号转变成电信号。
(1)若该温度传感器的最低适用温度为0℃,即当温度为0℃时,电流表恰好达到满偏电流Ig,则变阻器R'的阻值为___________;
(2)若保持(1)中的电阻R'的值不变,则电流表刻度为I处所对应的温度t=__________。
正确答案
(1)-(R0+Rg)
(2)
PTC元件由于材料的原因有特殊的导电特性,其电阻随温度变化关系复杂。现有一只由PTC元件做成的加热器,实验测出各温度下它的阻值,数据如下:
加热器接到200V的电源上,在方格纸上已根据反复实验的大量实验数据作出了PTC加热器功率PR随温度t的变化关系曲线,已知PTC加热器器外表面向四周散热的功率为PQ=0.1(t-t0)瓦,其中t(单位为℃)为加热器的温度,t0为室温(本题取20℃)。
(1)请在同一坐标平面内作出PQ与温度t之间关系的图象;
(2)加热器工作的稳定温度为____________℃;
(3)加热器保持工作稳定温度的原理为:当温度稍高于稳定温度时:__________________________________________;当温度稍低于稳定温度时:____________________________________________。从而保持温度稳定。
正确答案
(1)
(2)70(68~72)
(3)加热器电阻增大,产生的焦耳热的功率小于散热的功率,温度将下降;加热器电阻减小,产生的焦耳热的功率大于散热的功率,温度将上升
如图所示,对光电管产生的光电子进行荷质比测定的原理图。两块平行金属板间距为d,其中N为锌板,受紫外光照射后将激发出沿不同方向运动的光电子,开关S闭合,电流表A有读数,若调节变阻器R,逐渐增大极板间的电压,A表读数逐渐减小,当电压表示数为U时,A表读数恰好为零;断开S,在MN间加上垂直纸面的匀强磁场,当磁感强度为B时,A表读数也恰好为零。
(1)求光电子的比荷e/m的表达式_______________。
(2)光电管的阴极常用活泼的碱金属制成,原因是这些金属_______________。
A.导电性好
B.逸出功小
C.发射电子多
D.电子动能大
(3)光电管在各种自动化装置中有很多应用,街道路灯自动控制就是其应用之一,如图为其模拟电路,其中A为光电管,B为电磁继电器,C为照明电路,D为路灯,请连成正确的电路,达到日出路灯熄,日落路灯亮的效果。
正确答案
(1)8U/(B2d2)
(2)B
(3)
为了节能和环保,一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制,光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为lx)。某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表:
(1)根据表中数据,请在坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线,并说明阻值随照度变化的特点。
(2)如图所示,当1、2两端所加电压上升至2V时,控制开关自动启动照明系统。请利用下列器材设计一个简单电路,给1、2两端提供电压,要求当天色渐暗照度降低至1.0(lx)时启动照明系统,在虚线框内完成电路原理图。(不考虑控制开关对所设计电路的影响)
提供的器材如下:
光敏电阻Rp(符号,阻值见上表);
直流电源E(电动势3V,内阻不计);
定值电阻:R1=10kΩ,R2=20kΩ,R3=40 kΩ(限选其中之一并在图中标出);
开关S及导线若干。
正确答案
(1)
光敏电阻的阻值随光照度变化特点:光敏电阻的阻值随光照度的增大非线性减小
(2)
为了节能和环保,一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制,光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为Lx)。某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表:
(1)根据表中数据,请在给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线,并说明阻值随照度变化的特点。
(2)如图所示,当1、2两端所加电压上升至2V时,控制开关自动启动照明系统,请利用下列器材设计一个简单电路。给1、2两端提供电压,要求当天色渐暗照度降低至1.0(Lx)时启动照明系统,在虚线框内完成电路原理图。(不考虑控制开关对所设计电路的影响)提供的器材如下:光敏电阻Rp,电源E(电动势3V,内阻不计),定值电阻:R1=10kΩ,R2=20kΩ,R3=40kΩ(限选定值电阻其中之一并在图中标出),开关S及导线若干。
正确答案
(1)光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如图所示,特点:光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小
(2)电路原理图如图所示
为了节能和环保,一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开头可采用光敏电阻来控制,光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为Lx)。某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表:
(1)根据表中数据,请在坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线,并说明阻值随照度变化的特点。
(2)如图所示,当1、2两端所加电压上升至2V时,控制开关自动启动照明系统,请利用下列器材设计一个简单电路。给1、2两端提供电压,要求当天色渐暗照度降低至1.0(1x)时启动照明系统,在虚线框内完成电路原理图。(不考虑控制开关对所设计电路的影响)提供的器材如下:光敏电源E(电动势3V,内阻不计);定值电阻:R1=10kΩ,R2=20kΩ,R3=40kΩ(限选其中之一并在图中标出)开关S及导线若干。
正确答案
(1)光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如图所示。特点:光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小
(2)
有一种测量人体重的电子秤,其原理图如图中的虚线所示,它主要由三部分构成:踏板和压力杠杆ABO、压力传感器R(一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(其实质是电流表)。R'为调零电阻,其中AO:BO=5:1。已知压力传感器的电阻与其所受压力的关系R=300-0.6F。设踏板的杠杆组件的质量不计,电源电动势为4V,内阻2Ω。标准状态下R'调到20Ω则:
(1)如果某物体在踏板上,电流表刻度盘示数为20mA,该物体重量是________N。
(2)在某次测量前,发现空载时指针已经指在10N刻度上,而不是指在“0”刻度位置,则需要调零,应调节调零电阻R',使R'=_________Ω。
(3)下列判断正确的是:
[ ]
A.该秤的零刻度线在电流表的0毫安处
B.该秤的零刻度线在电流表表的最大量程处
C.该秤的刻度是均匀的
D.如果长时间使用后,因电源电动势降低,该秤的读数会偏小
正确答案
(1)203.3
(2)26
(3)D
太阳能是一种清洁、绿色能源。在上海举办的2010年世博会上,大量使用了太阳能电池。太阳能电池在有光照时,可以将光能转化为电能;在没有光照时,可以视为一个电学器件。某实验小组通过实验,探究一个太阳能电池在没有光照时(没有储存电能)的I-U特性。所用的器材包括:太阳能电池,电源E,电流传感器,电压传感器,滑动变阻器R,开关S及导线若干。
(1)为了描绘出完整的I-U特性曲线,在图(a)中A处接________传感器,B处接________传感器,并将图(a)连成完整的实验电路图。
(2)该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图(b)的I-U图像,图中PQ为过P点的切线。由图可知,当电压小于2.00V时,太阳能电池的电阻________(选填“很大”或“很小”);当电压为2.80V时,太阳能电池的电阻约为______Ω。
正确答案
(1)电压,电流
(2)很大,1.0×103(965~1040)
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