- 电磁波及其应用
- 共2372题
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
某同学利用如图装置研究磁铁下落过程中的重力势能与电能之间的相互转化．内阻r=40Ω的螺线管固定在铁架台上，线圈与电流传感器、电压传感器和滑动变阻器连接．滑动变阻器最大阻值40Ω，初始时滑片位于正中间20Ω的位置．打开传感器，将质量m=0.01kg的磁铁置于螺线管正上方静止释放，磁铁上表面为N极．穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止（磁铁下落中受到的阻力远小于磁铁重力，不发生转动），释放点到海绵垫高度差h=0.25m．计算机屏幕上显示出如图的UI-t曲线．
（1）磁铁穿过螺线管过程中，螺线管产生的感应电动势最大值约为______V．
（2）（多选题）图象中UI出现前后两个峰值，对比实验过程发现，这两个峰值是在磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的，对这一现象相关说法正确的是______
（A）线圈中的磁通量经历先增大后减小的过程
（B）如果仅略减小h，两个峰值都会减小
（C）如果仅略减小h，两个峰值可能会相等
（D）如果仅移动滑片，增大滑动变阻器阻值，两个峰值都会增大
（3）在磁铁下降h=0.25m的过程中，可估算重力势能转化为电能的效率是______．
正确答案
（1）由UI-t曲线可知线圈的最大输出功率为：P出=0.0063W ①
线圈输出功率表达式为：P出=I2R外 ②
根据闭合电路欧姆定律得：E=I（R内+R外） ③
联立①②③将R内=40Ω，R外=20Ω代入得E=1.06V （1.0～1.1都对）
故答案为：1.06V．
（2）磁铁进入线框时，磁通量增大，当磁铁从线框出来时，磁通量减小，故A正确；
当h减小时，磁铁进入线框的速度减小，导致线框中磁通量的变化率减小，因此两个峰值都会减小，且两个峰值不可能相等，故B正确，C错误；
根据闭合电路欧姆定律可知，当外电阻等于内电阻时，电源的输出功率最大，本题中滑动变阻器的最大阻值与内阻相等，因此增大滑动变阻器阻值，两个峰值都会增大，故D正确．
故选ABD．
（3）下落过程减小的重力势能为：EP=mgh=0.025J
根据图象物理意义可知：图象与横轴围成面积大小等于下落过程中电源的输出电能：E出=6.67×10-5J ①
所以总能量为：E=
重力势能转化为电能的效率为：
联立①②③得重力势能转化为电能的效率为：0.8% （0.7%～0.9%都对）
故答案为：0.8%．
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