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1、
實驗12 傳感器的簡單使用
高效演練 跟蹤檢測
1.溫度傳感器廣泛應用于室內空調、電冰箱等家用電器中,它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性工作的.如圖甲所示,電源的電動勢E=9.0 V,內阻不計;G為靈敏電流計,內阻Rg保持不變;R為熱敏電阻,其電阻值與溫度的變化關系如圖乙所示,閉合開關S,當R的溫度等于20 ℃時,電流表示數(shù)I1= 2 mA;電流表的示數(shù)I2=3.6 mA時,熱敏電阻的溫度是________℃.
解析:E=I(R+Rg)代入I1=2 mA得
Rg=0.5 kΩ
代入I2=3.6 mA得R=2 kΩ
讀圖可得溫度為120 ℃.
答案:120
2.傳感器
2、是把非電學量(如速度、溫度、壓力等)的變化轉換成電學量的變化的一種元件,在自動控制中有著相當廣泛的應用.有一種測量人的體重的電子秤,其測量部分的原理圖如圖中的虛線框所示,它主要由壓力傳感器R(電阻值會隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻)和顯示體重大小的儀表○A (實質是理想電流表)組成.壓力傳感器表面能承受的最大壓強為1107 Pa,且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關系如表所示.設踏板和壓桿的質量可以忽略不計,接通電源后,壓力傳感器兩端的電壓恒為4.8 V,取g=10 m/s2.請作答:
壓力F/N
0
250
500
750
1 000
1 250
1 500
…
3、電壓R/Ω
300
270
240
210
180
150
120
…
(1)該秤零點(即踏板空載時)的刻度線應標在電流表刻度盤________A處.
(2)如果某人站在該秤踏板上,電流表刻度盤的示數(shù)為20 mA,這個人的質量是________kg.
解析:(1)由題表格知,踏板空載時,壓力傳感器的電阻R=300 Ω,此時○A 中電流I== A=1.610-2 A.
(2)當電流I′=20 mA=210-2 A時,壓力傳感器的電阻R′== Ω=240 Ω,由表格可知,這個人受到的重力為500 N,此人質量為50 kg.
答案:(1)1.610-2 (2)50
3.利
4、用負溫度系數(shù)熱敏電阻制作的熱傳感器,一般體積很小,可以用來測量很小范圍內的溫度變化,反應快,而且精確度高.
(1)如果將負溫度系數(shù)熱敏電阻與電源、電流表和其他元件串聯(lián)成一個電路,其他因素不變,只要熱敏電阻所處區(qū)域的溫度降低,電路中電流將變________(選填“大”或“小”).
(2)上述電路中,我們將電流表中的電流刻度換成相應的溫度刻度,就能直接顯示出熱敏電阻附近的溫度.如果刻度盤正中的溫度為20 ℃(如圖甲所示),則25 ℃的刻度應在20 ℃的刻度的________(選填“左”或“右”)側.
(3)為了將熱敏電阻放置在某蔬菜大棚內檢測大棚內溫度變化,請用圖乙中的器材(可增加元器件
5、)設計一個電路.
解析:(1)因為負溫度系數(shù)熱敏電阻溫度降低時,電阻增大,故電路中電流會減?。?
(2)由(1)的分析知,溫度越高,電流越大,25 ℃的刻度應對應較大電流,故在20 ℃的刻度的右側.
(3)電路如圖所示.
答案:(1)小 (2)右 (3)見解析圖
4.如圖所示,圖甲為熱敏電阻的R-t圖象,圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的一個簡單恒溫箱溫控電路,繼電器的電阻為100 Ω.當線圈的電流大于或等于20 mA時,繼電器的銜鐵被吸合.為繼電器線圈供電的電池的電動勢E=9.0 V,內阻不計.圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源.
(1)應該把恒溫箱內的加熱器接在___
6、_____(填“A、B”或“C、D”端).
(2)如果要使恒溫箱內的溫度保持在50 ℃,可變電阻R′的阻值應調節(jié)為________ Ω.
解析:(1)恒溫箱內的加熱器應接在A、B端. 當線圈中的電流較小時,繼電器的銜鐵在上方,恒溫箱的加熱器處于工作狀態(tài),恒溫箱內溫度升高.隨著恒溫箱內溫度升高,熱敏電阻R的阻值變小,則線圈中的電流變大,當線圈的電流大于或等于20 mA時,繼電器的銜鐵被吸到下方來,則恒溫箱加熱器與電源斷開,加熱器停止工作,恒溫箱內溫度降低.隨著恒溫箱內溫度降低,熱敏電阻R的阻值變大,則線圈中的電流變小,當線圈的電流小于20 mA時,繼電器的銜鐵又被釋放到上方,則恒溫箱加熱器
7、又開始工作,這樣就可以使恒溫箱內保持在某一溫度.
(2)要使恒溫箱內的溫度保持在50 ℃,即50 ℃時線圈內的電流為20 mA.由閉合電路歐姆定律I=,r為繼電器的電阻.由題圖可知,50 ℃時熱敏電阻的阻值為90 Ω,所以R′=-(r+R)=260 Ω.
答案:(1)A、B端 (2)260
5.如圖甲為利用光敏電阻檢測傳送帶上物品分布,從而了解生產線運行是否正常的儀器.其中A是發(fā)光儀器,B是一端留有小孔用絕緣材料封裝的光敏電阻.當傳送帶上沒有物品擋住由A射向B的光信號時,光敏電阻阻值R1=50 Ω,當傳送帶上有物品擋住由A射向B的光信號時,光敏電阻阻值R2=150 Ω.定值電阻R3=45
8、 Ω.C為平行板電容器,虛線與兩極板距離相等,極板長L1=8.010-2 m,兩極板的間距d=1.010-2 m.D為屏,與極板垂直,D到極板的距離L2=0.16 m,屏上貼有用特殊材料做成的記錄紙,當電子打在記錄紙上時會留下黑點,工作時屏沿圖示方向勻速運動.有一細電子束沿圖中虛線以速度v0=8.0106 m/s連續(xù)不斷地射入電容C,虛線與屏交點為O.圖乙為一段記錄紙.已知電子電荷量e=1.610-19 C,電子質量m=910-31 kg.忽略細電子束的寬度、電容器的充電放電時間及電子所受的重力.求:電源的電動勢E和內阻r.
解析:當沒有物品擋光時,設電容器兩端電壓為U1,此時電子在屏上
9、的偏轉Y1=0.02 m.
電子在平行板間運動時,加速度a=,L1=v0t1
側移量y1=at
解得y1=
電子射出平行板后做勻速直線運動,
vy=at1,tan θ==
所以Y1=y(tǒng)1+L2tan θ
解得U1=4.5 V
同理可得,當有物品擋光時,電容器兩端電壓U2=2.25 V
在閉合電路中,U1=R3
U2=R3
解得E=10 V,r=5 Ω.
答案:10 V 5 Ω
6.如圖為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變,且對溫度很敏感)的I-U關系曲線圖.
(1)為了通過測量得到如圖所示I-U關系的完整曲線,在圖甲和乙兩個電路中應選擇的是圖________
10、;簡要說明理由:____________________.
(電源電動勢為9 V,內阻不計,滑動變阻器的阻值為0~100 Ω)
(2)在如圖所示電路中,電源電壓恒為9 V,電流表讀數(shù)為70 mA,定值電阻R1=250 Ω.由熱敏電阻的I-U關系曲線可知,熱敏電阻兩端的電壓為________V;電阻R2的阻值為________ Ω.
解析:(1)應選擇圖甲,因為圖甲電路電壓可從0 V調到所需電壓,電壓調節(jié)范圍大.
(2)由題圖知R2與熱敏電阻串聯(lián)后與R1并聯(lián)接在9 V電源上,總電流I=70 mA,R1=250 Ω.設通過熱敏電阻的電流為I2,通過R1的電流為I1,則I=I1+I2,故I2=I-I1=mA=34 mA.由圖象查得34 mA對應的電壓為5.0 V,R2兩端電壓U2=9 V-5.0 V=4.0 V,所以R2==117.6 Ω.
答案:(1)甲 因為甲電路電壓可從0 V調到所需電壓,電壓調節(jié)范圍大
(2)5.0 117.6
我國經濟發(fā)展進入新常態(tài),需要轉變經濟發(fā)展方式,改變粗放式增長模式,不斷優(yōu)化經濟結構,實現(xiàn)經濟健康可持續(xù)發(fā)展進區(qū)域協(xié)調發(fā)展,推進新型城鎮(zhèn)化,推動城鄉(xiāng)發(fā)展一體化因:我國經濟發(fā)展還面臨區(qū)域發(fā)展不平衡、城鎮(zhèn)化水平不高、城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡不協(xié)調等現(xiàn)實挑戰(zhàn)。