- 传感器及其工作原理
- 共130题
在研究课上，王明和夏青两位同学分别设计了如甲，乙两图所示的电子秤．所用器材相同，电源电动势为E，内阻不计．可变电阻长为L，电阻为R．弹簧导电，劲度系数为K，其电阻不计．连接甲图中的电压表的导线可伸缩自由伸缩．不测量时指针P均在a处（如图中虚线所示）．使电压表的示数与所称的重力对应便成为电子秤．
（1）不称重时，甲，乙两图中的电压表示数分别是多大？
（2）分别写出 对应于甲，乙两种设计，所称重力G与电压表的示数u以及E，K，L的关系式．
（3）比较甲，乙两个电路，哪一个比较好？为什么？
（4）设想两种设计的电子秤测重力时可能出现的问题（不必解答）
正确答案
（1）不测量时指针P均在a处（如图中虚线所示）．此时甲图电压表直接短接了，故电压表示数为0，而乙图电压表直接接在电源两端，故电压表示数为电源电动势E．
（2）甲图：电压表的电压U=
乙图：电压表的电压U=E-
（3）甲好，重力与电压表示数成正比，表的刻度均匀，误差小．乙的重力与电压表示数不成正比，表的刻度不均匀，误差大．
（4）重力太小读不出； 重力太大超出量程．
答：（1）不称重时，甲，乙两图中的电压表示数分别是0、E．
（2）甲所称重力G与电压表的示数u以及E，K，L的关系式为：G=
（3）甲设计的电路好，因为重力与电压表示数成正比，表的刻度均匀，误差小．乙的重力与电压表示数不成正比，表的刻度不均匀，误差大．
（4）两种设计的电子秤测重力时可能出现的问题：重力太小读不出； 重力太大超出量程．
光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用，其中就可用于街道路灯的自动控制开关．如图所示为模拟电路，其中A为光敏电阻，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，达到日出灯熄，日落灯亮的效果．
正确答案
为了使照明电路白天断开，就需要电磁铁吸引衔铁，电路中电流大．夜间电磁铁磁性小，不吸引衔铁．电路中电流的变化要通过电阻的变化来控制．所以要将光敏电阻与电磁铁串联在一起，以此来调节电路中的电流．故设计电路如图：
（B）如图是用一个逻辑电路、电键S、安装在室外的光敏电阻R0、定值电阻R1和滑动变阻器R2组成的报警系统控制电路．该控制系统的功能是：工作日的晚上（光线较暗），报警系统自动开始工作；非工作日只要合上电键S，报警系统24小时都能工作（报警系统工作时，逻辑电路输出端为高电位）．在两个虚线框内分别画上光敏电阻或定值电阻，并在实线框内标上门电路的符号，该门电路是______门电路．
正确答案
由题意可知：工作日的晚上（光线较暗），报警系统自动开始工作，光线不暗时不工作，所以滑动变阻器与光敏电阻相连；非工作日只要合上电键S，报警系统24小时都能工作，所以电建与定值电阻相连，两个条件有一个满足就工作，所以是或门．
电路图如图所示：
故答案为：或
如图所示为火警报警装置的部分电路，其中ε为电源，r为电源内阻，R2是半导体热敏电阻传感器，它的电阻阻值随温度升高而减小，R1、R3是定值电阻．a、b两端接报警器．当传感器R2所在处出现火险险情时，与险情出现前相比，a、b两端电压U______，电流表中的电流I______（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
正确答案
由题知，当传感器R2所在处出现火情时，R2减小，R2、R3并联电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流I增大，路端电压减小，即a、b两端电压U变小；R2、R3并联电压U并=E-I（R1+r），I增大，E、R1、r均不变，则U并减小，通过R3电流减小，由于干路电流增大，则知电流表示数I变大．
故答案为：变小，变大
当光照射到光敏电阻上时，光敏电阻的阻值将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）．半导体热敏电阻是利用半导体材料的电阻率随温度升高而______（“减小”或“不变”）的特性制成的．
正确答案
光照射到光敏电阻上时，光敏电阻是半导体的，受到光的激发，会产生更多的自由电子，导电性增加，电阻变小；因为热敏电阻为半导体，所以表现的性能与金属导体很大差异，根据常识金属导体的电阻随温度变高而增大，而一般热敏电阻和金属导体相反．所以热敏电阻的阻值随着温度的升高而降低．
故答案为：变小；减小．
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