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111 第三節(jié)：傳感器的應(yīng)用（二）同步練習(xí)二 基礎(chǔ)達(dá)標(biāo): 1．計(jì)算機(jī)的鼠標(biāo)器：它內(nèi)部的兩個(gè)__________就是兩個(gè)光傳感器，分別負(fù)責(zé)x、y兩個(gè)方向的移動(dòng)信息． 2．火災(zāi)報(bào)警器：內(nèi)部敏感元件是光電三極管，無(wú)光照射時(shí)呈__________狀態(tài)，有光照射時(shí)其__________變小．這種變化被電路檢測(cè)后就會(huì)發(fā)出警報(bào)． 3．溫度傳感器：應(yīng)用溫度傳感器可以把__________轉(zhuǎn)換成__________，由__________或__________顯示出來(lái)． 4．如圖所示為小型斷電器的構(gòu)造示意圖，其中L為含鐵芯的線圈，P為可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的鐵片，K為彈簧，S為一對(duì)觸頭，A、B、C、D為四個(gè)接線柱．?dāng)嚯娖髋c傳感器配合，可完成自動(dòng)控制的要求，其工作方式是（ ） A．A與B接信號(hào)電壓，C與D可跟被控電路串聯(lián) B．A與B接信號(hào)電壓，C與D可跟被控電路并聯(lián) C．C與D接信號(hào)電壓，A與B跟被控電路串聯(lián) D．C與D接信號(hào)電壓，A與B跟被控電路并聯(lián) 5．家用電飯煲中的電熱部分是在電路中串聯(lián)一個(gè)PTC元件（以鈦酸鋇為主要材料的熱敏電阻器），其電阻率隨溫度變化的規(guī)律如圖所示．由于這種特性，它具有溫控功能，能使電飯煲自動(dòng)地處于煮飯和保溫狀態(tài)．對(duì)于PTC元件在電飯煲中的作用，以下說(shuō)法中正確的是（ ） A．通電后功率先增大，后減小 B．通電后功率先減小，后增大 C．當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時(shí)，溫度保持在T1不變 D．當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時(shí)，溫度保持在T1~T2之間的某一值不變 6、用多用電表的同一檔位測(cè)量熱敏電阻和光敏電阻的阻值時(shí)，下列說(shuō)法正確的是 （ ） A、測(cè)熱敏電阻時(shí)，溫度越高，多用電表指針偏角越大 B、測(cè)熱敏電阻時(shí)，溫度越高，多用電表指針偏角越小 C、測(cè)光敏電阻時(shí)，光照越弱，多用電表指針偏角越大 D、測(cè)光敏電阻時(shí)，光照越弱，多用電表指針偏角越小 7、隨著生活質(zhì)量的提高，自動(dòng)干手機(jī)已經(jīng)進(jìn)入家庭．洗手后，將濕手靠近自動(dòng)干手機(jī)，機(jī)內(nèi)的傳感器便驅(qū)動(dòng)電熱器加熱，有熱空氣從機(jī)內(nèi)噴出，將濕手烘干，手靠近自動(dòng)干手機(jī)能使傳感器工作，是因?yàn)? A、改變了濕度 B、改變了溫度 C、改變了磁場(chǎng) D、改變了電容 8、下面的器件不屬于溫度傳感器應(yīng)用的是（ ） A、電熨斗 B、電飯鍋 C、測(cè)溫儀 D、鼠標(biāo)器 能力提升： 9、加速度計(jì)是測(cè)定物體加速度的儀器，現(xiàn)代科技中，它已成為導(dǎo)彈、飛機(jī)、潛艇制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源，如圖所示為應(yīng)變式加速度計(jì)，當(dāng)系統(tǒng)加速時(shí)，加速度計(jì)中的滑塊也處于加速狀態(tài)，滑塊由兩根相同的彈簧連接并架在光滑支架上，支架與待測(cè)系統(tǒng)固定在一起，滑塊下端滑動(dòng)臂可在滑動(dòng)變阻器上無(wú)摩擦水平滑動(dòng)，當(dāng)系統(tǒng)加速時(shí)滑塊發(fā)生位移，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出．已知滑塊的質(zhì)量為m，每根彈簧的勁度系數(shù)為k，電源的電動(dòng)勢(shì)為ε且內(nèi)阻不計(jì)，滑動(dòng)變阻器的總阻值為R，且總電阻有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)．靜態(tài)時(shí)，兩彈簧恰好為原長(zhǎng)，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭位于正中間，并且此時(shí)加速度計(jì)的輸出電壓為零． （1）假定待測(cè)系統(tǒng)的加速度大小為a，方向向左，求敏感元件發(fā)生的位移？ (2)求用輸出信號(hào)的電壓U來(lái)表示待測(cè)系統(tǒng)加速度a的表達(dá)式？ 10、可測(cè)量飛機(jī)、航天器、潛艇的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度,其結(jié)構(gòu)如圖所示。當(dāng)系統(tǒng)繞軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，元件A發(fā)生位移并輸出相應(yīng)的電壓信號(hào)，成為飛機(jī)、衛(wèi)星等的制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源。已知A的質(zhì)量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k、自然長(zhǎng)度為l，電源的電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻不計(jì)?；瑒?dòng)變阻器總長(zhǎng)也為l ，電阻分布均勻，系統(tǒng)靜止時(shí)P在B點(diǎn)，當(dāng)系統(tǒng)以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，試寫(xiě)出輸出電壓ω與U的函數(shù)式。 11、（風(fēng)力測(cè)定儀）如圖所示為一種測(cè)定風(fēng)作用力的儀器原理圖，圖中P為金屬球，懸掛在一細(xì)長(zhǎng)裸金屬絲下面，O是懸掛點(diǎn)，R0是保護(hù)電阻，CD是水平放置的光滑電阻絲，與懸掛小球的細(xì)金屬絲始終保持良好接觸，無(wú)風(fēng)時(shí)細(xì)金屬絲與電阻絲在C點(diǎn)接觸，此時(shí)電路中的電流為I，有風(fēng)時(shí)細(xì)金屬絲將偏轉(zhuǎn)一角度θ（θ與風(fēng)力大小有關(guān)），細(xì)金屬絲與電阻絲在C/點(diǎn)接觸，已知風(fēng)力方向水平向左，OC=h，CD=L，球的質(zhì)量為M，電阻絲單位長(zhǎng)度的電阻為k，電源內(nèi)電阻和細(xì)金屬絲電阻均不計(jì)，金屬絲偏轉(zhuǎn)θ角時(shí)，電流表的示數(shù)為I/，此時(shí)風(fēng)力大小為F，試寫(xiě)出： ①風(fēng)力大小F與θ的關(guān)系式； ②風(fēng)力大小F與電流表示數(shù)I/的關(guān)系式。 ③此裝置所測(cè)定的最大風(fēng)力是多少？ 12．光發(fā)動(dòng)機(jī)是一種能夠把光能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能輸出的裝置，如圖6-3-6所示的就是光發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部分的原理示意圖．帶有活塞的密閉氣室中有氣態(tài)物質(zhì)，當(dāng)光從窗口射入時(shí)，可使氣態(tài)物質(zhì)接受光能而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)．而在無(wú)光照射的情況下又發(fā)生逆反應(yīng)，這樣便可通過(guò)控制窗口處射入的光使氣室中的氣態(tài)物質(zhì)循環(huán)反應(yīng)，從而推動(dòng)活塞輸出機(jī)械能． 圖6-3-6 （1）假設(shè)在反應(yīng)前后溫度不變，則在如下幾種反應(yīng)模式中（下式的g和l分別表示氣態(tài)和液態(tài)），光發(fā)動(dòng)機(jī)氣室內(nèi)選擇的反應(yīng)模式是____________（填上反應(yīng)模式的序號(hào)）． ①A2(g)+B2(g)=2AB(g) ②2AB2(g)=2AB(g)+B2(g) ③2AB2(g)=2AB(g)+B2(l) （2）簡(jiǎn)述選擇的理由． 13、用如圖所示的裝置可以測(cè)量汽車在水平里面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度。該裝置是在矩形箱子的前、后壁上各安裝一個(gè)由力敏電阻組成的壓力傳感器，用兩根相同的輕彈簧夾著一個(gè)質(zhì)量為2.0kg的滑塊，滑塊可無(wú)摩擦滑動(dòng)，兩彈簧的另一端分別壓在傳感器a、b上，其壓力大小可直接從傳感器的液晶顯示屏上讀出。現(xiàn)將裝置沿運(yùn)動(dòng)方向固定在汽車上，傳感器b在前、傳感器a在后。汽車靜止時(shí)，傳感器a、b的示數(shù)均為10N（g取10m/s2） （1）若傳感器a的示數(shù)為14N，b的示數(shù)為6.0N，求此時(shí)汽車的加速度大小和方向 （2）當(dāng)汽車以怎樣的加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳感器a的示數(shù)為零 a b v 14．如圖所示為大型電子地磅電路圖，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)，不稱物體時(shí)，滑動(dòng)頭P在A端，滑動(dòng)變阻器接入電路中有效電阻最大，電流較?。环Q重物時(shí)，在壓力作用下使滑動(dòng)頭下移，滑動(dòng)變阻器有效電阻變小，電流變大，這樣把電流對(duì)應(yīng)的質(zhì)量值刻在刻度盤(pán)上，就可以讀出被稱物體的質(zhì)量，若滑動(dòng)變阻器上A、B間長(zhǎng)度為L(zhǎng)，最大阻值為R，已知兩彈簧的總彈力與形變量成正比，比例系數(shù)k，試導(dǎo)出所稱重物重力G與電路中電流I的函數(shù)關(guān)系。 A P A B R0 R0 E S 參考答案： 1、答案：紅外接收管 2、答案：高電阻 電阻 3、答案：溫度 電信號(hào) 指針式儀表 數(shù)字式儀表 4、答案： AB 5、答案： AD 思路解析：當(dāng)電飯煲內(nèi)的溫度從T0升高到T1的過(guò)程中，熱敏電阻的電阻率ρ隨溫度的升高而減小，則電阻R也隨著溫度的升高而減小，而加在電飯煲上的電壓U保持不變，由P1=知，此過(guò)程中電飯煲生熱功率P1隨溫度升高而增大，當(dāng)T=T1時(shí)，P1達(dá)到最大．當(dāng)溫度從T1上升到T2過(guò)程中，隨著溫度的升高，ρ增大，R增大，所以P1減??；而溫度越高，溫度與外界環(huán)境溫度的差別越大，電飯煲的散熱功率P2就越大；因此，在這之間的某一溫度會(huì)有P2=P1，即達(dá)到保溫狀態(tài)，設(shè)此時(shí)的溫度為T(mén)3，當(dāng)TP2，使溫度自動(dòng)上升至T3，當(dāng)T>T3時(shí)，P2>P1，會(huì)使電飯煲的溫度自動(dòng)降為T(mén)3，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保溫效果． 6、答案：AD 7、答案：D 8、答案：D 9、答案： 10、答案： 11、答案： 12、答案： 13、答案： 14、答案： 111