- 实验:传感器的应用
- 共123题
如图所示,图甲为热敏电阻 R-t 图象,图乙为用此热敏电阻 R 和继电器组成的一个简单恒温箱控制电路,继电器线圈的电阻为 150Ω.当线圈中的电流大于或等于 20mA时,继电器的衔铁被吸合.继电器线圈供电的电池电动势E=6V,内阻不计.图中的“电源”是恒温箱加热的电源.
(1)应该把恒温箱内的加热器接在 A、B 端还是 C、D 端?
(2)如果要使恒温箱内的温度保持 150℃,可变电阻 R′的值应调节为多少?
正确答案
(1)当温度较低的时候,热敏电阻的电阻较大,电路中的电流较小,
此时继电器的衔铁与AB部分连接,
此时是需要加热的,恒温箱内的加热器要工作,
所以该把恒温箱内的加热器接在A、B 端.
(2)当温度达到150℃时,加热电路就要断开,
此时的继电器的衔铁要被吸合,即控制电路的电流要到达20mA,
根据闭合电路欧姆定律可得,
I=,
即0.02=,
解得 R′=120Ω
答:(1)应将加热器接在A、B端;
(2)可变电阻 R′的值应调节为120Ω.
如图(甲)是由某金属材料制成的电阻阻值随摄氏温度t变化的图象,若用该电阻与电池(电动势E=1.5V,内阻不计)、电流表(量程为5mA、内阻不计)、电阻箱R′串联起来,连接成如图(乙)所示的电路,用该电阻做测温探头,把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简单的“金属电阻温度计”.
①电流刻度较大处对应的温度刻度______;(填“较大”或“较小”)
②若电阻箱阻值R′=150Ω,当电流为5mA时对应的温度数值为______°C.
正确答案
①根据闭合电路欧姆定律得
电路中电流I=,可见,电阻R越小,电流I越大,对应的温度越低,所以电流刻度较大处对应的温度刻度较小.
②当电流为5mA时,由闭合电路欧姆定律I=,得
R=-R′=
-150(Ω)=150Ω,
由R-t图象,根据数学得到R=t+100(Ω),当R=150Ω,t=50°C.
故答案为:较小;50
如图所示,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器.3个电阻采用如图(a)方式接在ε=8V、r=1Ω的电源上.现利用电压传感器(相当于电压表)和电流传感器(相当于电流表)研究R3上的电压与电流变化关系,任意滑动R3上的滑片,通过数据采集器将电压与电流信号输入计算机后,在屏幕上得到的U-I图象为如图(b)所示的一条直线(实线部分).试求:
(1)R1的阻值.
(2)R2的阻值
(3)R3的最大阻值
正确答案
(1)电压为0的时候电流为2A,此时R3阻值为零
有I=
解得,R1=3Ω
(2)根据图线推论:若R3无限制增大时,电压U=6V,电流为0,此时R3视为断路
有 =
解得,R2=12Ω
(3)根据图线和电路图的动态变化判断,R3可获得的最大电压是4V,此时R3最大
=
得R3=6Ω
答:
(1)R1的阻值为3Ω.
(2)R2的阻值为12Ω.
(3)R3的最大阻值6Ω.
如图所示,图甲为热敏电阻的R-t图象,图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路,继电器线圈的电阻为150Ω。当线圈中的电流大于或等于20mA时,继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势E=6V,内阻可以不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。
(1)应该把恒温箱内的加热器接在____________(填“A、B端”或“C、D端”);
(2)如果要使恒温箱内的温度保持100℃,可变电阻R'的值应调节为____________Ω;
(3)为使恒温箱内的温度保持在更高的数值,可变电阻R'的值应____________(填“增大”或“减小”)。
正确答案
(1)A、B端
(2)100
(3)增大
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
图甲所示是某工厂成品包装车间的光传感记录器,光敏电阻R1能接收到发光元件A发出的光,每当工件挡住A发出的光,光传感器B就输出一个电信号,并经信号处理器处理后在屏幕上显示出电信号与时间的关系,如图乙所示。若传送带保持匀加速运动,每个工件均相对传送带静止,且相邻工件间距依次为5、10、15、20……(单位:cm)。(工件挡住的时间极短)
(1)工件的加速度为___________m/s2;
(2)当无光照射R1时,光传感器就输出一次___________电压(填高或低)。
正确答案
(1)0.2
(2)低
如图所示,1是弹簧,2是衔铁,3是触点,4是电磁铁,5是热敏电阻,6是滑动变阻器,7是电铃,它们组成一种温度自动报警电路,试说明这种简单温度自动报警电路的工作原理。
正确答案
当热敏电阻温度升高到一定值时,电磁铁电路中的电流增大,电磁铁吸引衔铁使电铃电路闭合,电铃报警;当温度下降后,电阻增大,电流减小,电磁铁磁性减弱,衔铁被弹簧拉起,电铃电路断开,电铃不发声。
乙同学设计的“直线运动加速度测量仪”如图所示。质量为1.00 kg的绝缘滑块B的两侧分别通过一轻弹簧与框架A连接,弹簧的劲度系数均为100N/m。滑块B还通过滑动头与长为12.00cm的电阻CD相连,CD中任意一段的电阻都与其长度成正比。将框架A固定在被测物体上,使弹簧及电阻CD均与物体的运动方向平行。通过电路中指针式直流电压表的读数,可以得知加速度的大小。不计各种摩擦阻力。电压表内阻足够大,直流电源的内阻可忽略不计。设计要求如下:
a.当加速度为零时,电压表示数为1.50V;
b.当物体向左以可能达到的最大加速度10.00m/s2加速运动时,电压表示数为满量程3.00V;
c.当物体向右以可能达到的最大加速度10.00m/s2加速运动时,电压表示数为0。
(1)当电压表的示数为1.80V时,物体运动加速度的大小为____________m/s2;
(2)当加速度为零时,应将滑动头调在距电阻CD的C端____________cm处;
(3)应选用电动势为____________V的直流电源。
正确答案
(1)2.00
(2)5.00
(3)3.60
某同学设计了一种“闯红灯违规证据模拟记录器”,如图(a)所示,它可以通过拍摄照片来记录机动车辆闯红灯时的情景。它的工作原理是:当光控开关接收到某种颜色光时,开关自动闭合,且当压敏电阻受到车的压力,它的阻值变化引起电流变化达到一定值时,继电器的衔铁就被吸下,工作电路中的电控照相机就工作,拍摄违规车辆。光控开关未受到该种光照射就自动断开,衔铁不被吸引,工作电路中的指示灯发光。
(1)要记录违规闯红灯的情景,光控开关应在接收到______________光(选填“红”、“绿”或“黄”)时自动闭合;
(2)已知控制电路电源电动势为6V,内阻为1Ω,继电器电阻为9Ω,当控制电路中电流大于0.06A时,衔铁会被吸引。则只有质量超过______________kg的车辆违规时才会被记录。
正确答案
(1)红
(2)400
某高三年级的一同学在科技创新大赛中根据所学物理知识设计了一种“闯红灯违规证据模拟记录器”,如图甲所示,它可以通过拍摄照片来记录机动车辆闯红灯时的情景。它的工作原理是:当光控开关接收到某种颜色的光时,开关自动闭合,且当压敏电阻受到车的压力,压敏电阻的阻值随压力变化的图像如图乙所示,它的阻值变化引起电流变化,达到一定值时,继电器的衔铁就被吸下,工作电路中的电控照相机就工作,拍摄违规车辆。光控开关未受到该种光照射就自动断开,衔铁不被吸引,工作电路中的指示灯发光。
(1)要记录违规闯红灯的情景,光控开关应在接收到__________光(填“红”“绿”或“黄”)时自动闭合;
(2)已知控制电路电源电动势为6V,内阻为1 Ω,继电器电阻为9 Ω,当控制电路中电流大于0.06 A时,衔铁会被吸引。则只有质量超过__________kg的车辆违规时才会被记录。(重力加速度取10 m/s2)
正确答案
(1)红
(2)400
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