高三实验复习传感器的应用PPT学习教案

1、会计学1高三实验复习传感器的应用高三实验复习传感器的应用第1页/共53页三、总结本实验所用的器材三、总结本实验所用的器材.铁架台、温度计、烧杯、热敏铁架台、温度计、烧杯、热敏电阻、光敏电阻、冷水、热水、电阻、光敏电阻、冷水、热水、多用电表、小灯泡、学生电源、多用电表、小灯泡、学生电源、导线、开关、电铃或报警器、导线、开关、电铃或报警器、光电计数器、滑动变阻器光电计数器、滑动变阻器 四、实验过程四、实验过程1.研究热敏电阻的热敏特性研究热敏电阻的热敏特性.(1)按图所示连接好电路，多用电表选择开关置于按图所示连接好电路，多用电表选择开关置于“R100档档”.(2)将热敏电阻放入有少量冷水并插有温

2、度计的烧杯中，将热敏电阻放入有少量冷水并插有温度计的烧杯中，记下温度计的示数和热敏电阻的阻值记下温度计的示数和热敏电阻的阻值.第2页/共53页3.光电计数实验光电计数实验（1）将光电传感）将光电传感器、小灯泡、计数器、小灯泡、计数器、学生电源按下器、学生电源按下图所示电路连接好图所示电路连接好.(2)接通电源接通电源,使小灯泡发光使小灯泡发光,照射到光电传感器上照射到光电传感器上.(3)拿一厚纸板插入光源与光电传感器之间拿一厚纸板插入光源与光电传感器之间,每插入一次每插入一次,计数器就记下一次计数器就记下一次,即计数器开始计数即计数器开始计数.第3页/共53页4.温度自动报警实验温度自动报警实

3、验(1)按图所示将电铃、继电按图所示将电铃、继电器、电源、开关、滑动变器、电源、开关、滑动变阻器、热敏电阻连成电路阻器、热敏电阻连成电路.(2)合上电键合上电键S，由于热敏，由于热敏电阻的阻值较大，左侧电电阻的阻值较大，左侧电路中电流较小路中电流较小，电磁铁磁电磁铁磁 性较弱吸不住衔铁，电铃不响性较弱吸不住衔铁，电铃不响.把烧杯中加入热水，热把烧杯中加入热水，热敏电阻的阻值减小，左侧电路中电流较强，电磁铁磁敏电阻的阻值减小，左侧电路中电流较强，电磁铁磁性增强，吸引衔铁，电铃电路接通，电铃发声性增强，吸引衔铁，电铃电路接通，电铃发声.第4页/共53页第5页/共53页 例例1.某学生为测量一物体的

4、质量某学生为测量一物体的质量,找到一个力电转换器找到一个力电转换器,该转换器该转换器的输出电压正比于受压面的压力的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为比例系数为k),如图所示如图所示,测量时测量时 先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压正比的输出电压U 现有下列器材：力电转换器、质量现有下列器材：力电转换器、质量为为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个，的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个，电键及导线若干，待测物体

5、电键及导线若干，待测物体(可置于力电转换器的受压可置于力电转换器的受压面上面上)请完成对该物体质量的测量请完成对该物体质量的测量 (1)设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，在方框中画出未完成并且使电压的调节范围尽可能大，在方框中画出未完成的测量电路图的测量电路图第6页/共53页答案：（答案：（1）对力电传感器的输入电压的连接、输出）对力电传感器的输入电压的连接、输出电压的测量电路如图所示，滑线变阻器采用分压型电压的测量电路如图所示，滑线变阻器采用分压型接法，以满足电压的调节范围尽可能大的题设要求。接法，以满足电压

6、的调节范围尽可能大的题设要求。（2）步骤如下：）步骤如下：按所设计的测量电路将有关仪器正确地接入电按所设计的测量电路将有关仪器正确地接入电路；路；闭合电键闭合电键S后，移动滑线变阻器的滑动头，调节后，移动滑线变阻器的滑动头，调节输入端的电压，使力电转换器空载时的输出电压为输入端的电压，使力电转换器空载时的输出电压为0；第7页/共53页第8页/共53页第9页/共53页件推出件推出a、b两点的临界电压为两点的临界电压为零，并导出纯电阻电桥的平衡零，并导出纯电阻电桥的平衡条件。由此算出临界状态下热条件。由此算出临界状态下热敏电阻的阻值，再通过查敏电阻的阻值，再通过查Rt图像的方法推得温度值图像的方法

7、推得温度值第10页/共53页例例3、如图所示的装置可以测量飞行器在、如图所示的装置可以测量飞行器在竖直方向上做匀加速直线运动的加速度。竖直方向上做匀加速直线运动的加速度。该装置是在矩形箱子的上、下壁各安装该装置是在矩形箱子的上、下壁各安装一个可以测力的传感器，分别连接两根一个可以测力的传感器，分别连接两根劲度系数相同（可劲度系数相同（可 拉伸可压缩）的轻弹簧的一端拉伸可压缩）的轻弹簧的一端,弹簧的另一端都固定在一弹簧的另一端都固定在一个滑块上个滑块上,滑块套在光滑竖直杆上滑块套在光滑竖直杆上.现将该装置固定在一现将该装置固定在一个飞行器上个飞行器上,传感器传感器P在上在上,传感器传感器Q在下在

8、下.飞行器在地面静飞行器在地面静止时止时,传感器传感器P、Q显示的弹力大小均为显示的弹力大小均为10N.求：求：滑块的质量滑块的质量;（地面处的（地面处的 g =10m/s2）当飞行器竖直向上飞到离地面当飞行器竖直向上飞到离地面R /4高处，此处的重力高处，此处的重力加速度为多大？（加速度为多大？（R是地球的半径）是地球的半径）若在此高度处传感器若在此高度处传感器P显示的弹力大小为显示的弹力大小为F1=20N，此，此时飞行器的加速度是多大？时飞行器的加速度是多大？第11页/共53页hRR54第12页/共53页例例4、 在科技活动中，在科技活动中，某同学利用自制的电某同学利用自制的电子秤来称量物

9、体的质子秤来称量物体的质量量.图所示为电子秤图所示为电子秤的原理图，托盘的原理图，托盘 和弹簧的电阻与质量均不计，滑动变阻器的滑动端与和弹簧的电阻与质量均不计，滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当托盘中没有放物体时，电压表示数弹簧上端连接，当托盘中没有放物体时，电压表示数为零为零.设变阻器的总电阻为设变阻器的总电阻为R，总长度为，总长度为l，电源电动势，电源电动势为为E，内阻为，内阻为r，限流电阻的阻值为，限流电阻的阻值为R0，弹簧劲度系数，弹簧劲度系数为为k，不计一切摩擦和其他阻力，电压表为理想表，当，不计一切摩擦和其他阻力，电压表为理想表，当托盘上放上某物体时，电压表的示数为托盘上放上某物

10、体时，电压表的示数为U，求此时称，求此时称量物体的质量。量物体的质量。第13页/共53页rRRE01RLxgRErRRKLm)(01第14页/共53页1、传感器是一种采集信息的重要、传感器是一种采集信息的重要器件，图示的是由电容器作为传感器件，图示的是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路。当待测器来测定压力变化的电路。当待测压力压力F作用于可动膜片电极上时，作用于可动膜片电极上时，以下说法中正确的是（以下说法中正确的是（ B ）若若F向上压膜片电极，电路中有从向上压膜片电极，电路中有从a到到b的电流；的电流；若若F向上压膜片电极，电路中有从向上压膜片电极，电路中有从b到到a的电流；的电流；若

11、若F向上压膜片电极，电路中不会出现电流；向上压膜片电极，电路中不会出现电流；若电流表有示数，则说明压力若电流表有示数，则说明压力F发生变化；发生变化；若电流表有示数，则说前压力若电流表有示数，则说前压力F不发生变化不发生变化A、；、； B、；、； C、；、； D、第15页/共53页2、传感器是把非电学量（如、传感器是把非电学量（如速度、温度、压力等）的变化速度、温度、压力等）的变化转换成电学变化的一种元件，转换成电学变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的在自动控制中有着相当广泛的应用，如图所示是一种测量液应用，如图所示是一种测量液面高度的电容式传感器的示意面高度的电容式传感器的示意图，金属

12、芯线与导电液体之间形成一个电容器。从电图，金属芯线与导电液体之间形成一个电容器。从电容大小的变化就能反映液面的升降情况。当测得电容容大小的变化就能反映液面的升降情况。当测得电容值增大，可以确定值增大，可以确定h将（将（ A ）A、增大；、增大； B、减小；、减小； C、不变；、不变； D无法确定。无法确定。 解释：导电液体相当于电容器的另一个极板，由公式解释：导电液体相当于电容器的另一个极板，由公式C = S/ d可知：电容增大时，在介质及其厚度均不变可知：电容增大时，在介质及其厚度均不变时，必然是正对面积增大，所以液面应上升。时，必然是正对面积增大，所以液面应上升。第16页/共53页3、某仪

13、器内部的电路如图、某仪器内部的电路如图所示，其中所示，其中M是一个质量较是一个质量较大的金属块，左右两端分别大的金属块，左右两端分别与金属丝制作的弹簧相连，与金属丝制作的弹簧相连， 并套在光滑水平细杆上，当金属块处于平衡时两根弹并套在光滑水平细杆上，当金属块处于平衡时两根弹簧均处于原长状态，此时两灯都不亮。若将仪器固定簧均处于原长状态，此时两灯都不亮。若将仪器固定在一辆汽车上，则下列说法中正确的是：（在一辆汽车上，则下列说法中正确的是：（ B ）（A）当汽车加速前进时，甲灯亮；）当汽车加速前进时，甲灯亮；（B）当汽车加速前进时，乙灯亮；）当汽车加速前进时，乙灯亮；（C）当汽车刹车时，甲灯亮；）

14、当汽车刹车时，甲灯亮；（D）当汽车刹车时，乙灯亮。）当汽车刹车时，乙灯亮。第17页/共53页4、如图所示的装置可以测量汽、如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度，该装置是在矩运动的加速度，该装置是在矩形箱子的前、后壁上安装一个形箱子的前、后壁上安装一个由力敏由力敏电阻组成的压力传感器，用两根相同的轻弹簧夹着一电阻组成的压力传感器，用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为个质量为2.0kg的滑块，滑块可以无摩擦滑动，两弹簧的滑块，滑块可以无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器的另一端分别压在传感器a 、b 上，其压力大小可直接上，其压力大小可直接从传感

15、器原液晶显示屏上读出。现将装置沿运动方向从传感器原液晶显示屏上读出。现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器固定在汽车上，传感器b在前，传感器在前，传感器a在后，汽车静在后，汽车静止时，传感器止时，传感器a、b的示数均为的示数均为10N。（取（取 g =10m/s2若传感器若传感器a的示数为的示数为14N，b的示数为的示数为6.0N，求此时汽，求此时汽车的加速大小如何？车的加速大小如何？当汽车以怎样的加速度运动时，传感器当汽车以怎样的加速度运动时，传感器a的示数为零。的示数为零。第18页/共53页线运动。线运动。第19页/共53页5、两上质量不计的弹簧将一金属块支在箱子的上顶板、两上质量不计的弹

16、簧将一金属块支在箱子的上顶板与下顶板之间，箱子只能沿竖直方向运动，如图所示。与下顶板之间，箱子只能沿竖直方向运动，如图所示。两弹簧原长均为两弹簧原长均为0.80cm，劲度系数均为，劲度系数均为60N /m。当箱。当箱子以子以a = 2.0m/s2 的加速度匀减速上升时，上弹簧的长度的加速度匀减速上升时，上弹簧的长度为为0.70m，下弹簧的长度为，下弹簧的长度为0.60m（g取取10m/s2 ）。若上）。若上顶板压是下顶板压力的四分之一，试判断箱子的运动顶板压是下顶板压力的四分之一，试判断箱子的运动情况。情况。第20页/共53页解解:根据胡克定律根据胡克定律F = kx,设上弹簧压力为设上弹簧压

17、力为F1 ,下弹簧压力为下弹簧压力为F2,则则F1 = kx1= 600.1 N = 6N ;对滑块而言向下对滑块而言向下F2 = kx2 = 600.2N = 12 N.对滑块而言向下对滑块而言向下设向下为正方向，当金属块以设向下为正方向，当金属块以2.0 m/s2的加的加速度匀减速上升时，金属块受力如图甲所示，由牛顿第二定律得速度匀减速上升时，金属块受力如图甲所示，由牛顿第二定律得 mg + F1 F2 = m a ，10m +6 12 = 2m m = 2 kg 弹簧总长度不变，则弹簧总长度不变，则 L = L1+L2 =1.3 m 当上顶板压力为下底板压力的当上顶板压力为下底板压力的

18、1/4 时，设上、下弹簧的压缩量分时，设上、下弹簧的压缩量分 别为别为 x1、 x2 2L0 x1 x2=1.3 ， kx1= kx2/ 4 x1= 0.06 m ； x2= 0.24 m F1= kx1=3.6 N； F2= kx2= 14.4 N mg + F1F2= ma a = 4.4m/s2.箱子以大小为箱子以大小为4.4m/s2的加速度加上升或减速下降。的加速度加上升或减速下降。第21页/共53页第22页/共53页LxEU解解:飞行器静止时电压表读数为飞行器静止时电压表读数为U0 = E/2 设此时弹簧均处于自然设此时弹簧均处于自然状态状态;当飞行器加速向右运动时当飞行器加速向右运

19、动时,两两弹簧的形变均为弹簧的形变均为x,则有则有: 2 kx = ma由分压原理，电压的变化由分压原理，电压的变化U = E/2 U；由以上两式得：由以上两式得：a =)2(2UEmEKL因为因为a U关系为线性关系，所以将电压表的刻度关系为线性关系，所以将电压表的刻度改为加速值后，其刻度仍然是均匀的。改为加速值后，其刻度仍然是均匀的。 电压表指针指向满刻度的电压表指针指向满刻度的 3/4时，用时，用U = 3E/4代入上代入上式得式得 a = KL/2m。负号表示飞行器向右做匀减速运。负号表示飞行器向右做匀减速运动。动。第23页/共53页7、有一种角速度计可以测量航天、有一种角速度计可以测

20、量航天器的转动角速度器的转动角速度.其结构如图所示其结构如图所示,角速度计固定在待测装置上角速度计固定在待测装置上,当装置当装置绕竖直轴绕竖直轴OO转动时转动时,元件元件A在光滑在光滑杆上发生位移并输出电压信号杆上发生位移并输出电压信号,成为成为航天器制导系统的信息源航天器制导系统的信息源.已知已知A的的质量质量为为m，弹簧的劲度系数为，弹簧的劲度系数为k，自然长度为，自然长度为Lo ，电源的，电源的电动势为电动势为E。当系统以角速度。当系统以角速度转动时，求电压表读数转动时，求电压表读数U与角速度与角速度的函数关系。的函数关系。第24页/共53页 kL /m (Lo+L) 1 / 2第25页

21、/共53页8、如图所示为大型电子地磅电路如图所示为大型电子地磅电路图，电源电动势为图，电源电动势为E，内阻不计。，内阻不计。不称物体时，滑片不称物体时，滑片P在在A端，滑动端，滑动变阻器接入电路的有效电阻最大变阻器接入电路的有效电阻最大,电流较小电流较小;称重物时称重物时,有压力作用下有压力作用下使滑片使滑片P下滑下滑,滑动变阻器有效滑动变阻器有效 电阻电阻变小变小,电流变大电流变大,这样把电流对应的重量值刻在刻度盘上这样把电流对应的重量值刻在刻度盘上,就可就可以读出被称物体的重量值以读出被称物体的重量值.若滑动变阻器上若滑动变阻器上A、B间距离间距离为为L,最大阻值等于电阻阻值最大阻值等于电

22、阻阻值Ro ，已知两只弹簧的总弹，已知两只弹簧的总弹力与形变量成正比力与形变量成正比,比例系数为比例系数为k, 所称重物的重量所称重物的重量G与与电流大小电流大小I的关系为：（的关系为：（A）A. G = 2kLkEL/IR0； B. G =2kL +kEL/IR0; C. G = E/IR0 + kL； D. G = K I L第26页/共53页9、如图所示为某种电子秤的原理示意图、如图所示为某种电子秤的原理示意图,AB为一均匀为一均匀的滑线变阻器的滑线变阻器,阻值为阻值为R,长度为长度为L,两边分别有两边分别有P1、P2两两个两个滑动触头个两个滑动触头,与与P1相连的金属杆可在被固定的竖直

23、相连的金属杆可在被固定的竖直光滑绝缘杆光滑绝缘杆M收保持水平状态，金属细杆与托盘相连收保持水平状态，金属细杆与托盘相连,金属杆所受重力不计金属杆所受重力不计.弹簧处于原长时弹簧处于原长时P1刚好指向刚好指向A端端.若若P1、P2间出现电压时间出现电压时,该电压经过放大该电压经过放大,通过信号转换通过信号转换后在显示屏上显示出质量的大小后在显示屏上显示出质量的大小.已知弹簧的劲度系数已知弹簧的劲度系数为为k,托盘自身质量为托盘自身质量为mo ,电源的电动势为电源的电动势为E,电源的内阻电源的内阻忽略不计忽略不计,信号放大器、信号转换器和显示器的分流作信号放大器、信号转换器和显示器的分流作用忽略不

24、计。求：用忽略不计。求： 托盘上未放物体时托盘上未放物体时,在托盘的自身在托盘的自身重力作用下重力作用下,P1距距A端的距离端的距离x1 ; 在托盘上放有质量在托盘上放有质量为为m的物体时，的物体时，P1距距A端的距离端的距离x2 ； 在托盘上未放在托盘上未放物体时通常先校准零点物体时通常先校准零点,其方法是其方法是:调节调节P2,从而使从而使P1、P2间的电压为零。校准零点后间的电压为零。校准零点后,将被称物体放在托盘上。将被称物体放在托盘上。试推导出被称物体的质量试推导出被称物体的质量m与与P1、P2间电压间电压U的函数关的函数关系系。第27页/共53页 解：解： mog = kx1 x1

25、 = mg / k ； k x2 = mo g + mg x2 = (mo +m )/ k ； 设电路中电流为设电路中电流为I， 则则E = IR ；设；设P1、P2间电阻间电阻为为Rx ，距离为，距离为x 。则有。则有LxRRxU=IRx = x2 x1 ；解得：；解得： m = kL U / gE .第28页/共53页 10、如图所示一种测量血压的压力传感器在工作时、如图所示一种测量血压的压力传感器在工作时的示意图薄金属片的示意图薄金属片P固定有固定有4个电阻个电阻Rl、R2、R3、R4（如图），左边是它的侧面图，这（如图），左边是它的侧面图，这4个电阻连接成电路个电阻连接成电路如图所示，

26、试回答下列问题：如图所示，试回答下列问题： （1）开始时金属片中央）开始时金属片中央O点未加任何压力，欲使电压点未加任何压力，欲使电压表无示数，则表无示数，则4个电阻应满足怎样的关系个电阻应满足怎样的关系? （2）当）当O点加一个压力点加一个压力F后发生形变，这时后发生形变，这时4个电阻也个电阻也随之发生形变，形变后各电阻大小如何变化随之发生形变，形变后各电阻大小如何变化? （3）电阻变化后，电路的）电阻变化后，电路的A、B两点哪点电压高两点哪点电压高?它为它为什么能测量血压什么能测量血压?第29页/共53页解：要电压表的示数为零，解：要电压表的示数为零，A、B两两点电势必须相等，则电压表支路

27、均电点电势必须相等，则电压表支路均电流通过，电阻流通过，电阻R1、R2、R3、R4的电的电U1、U2、U3、U4满足关系：满足关系： U1= U3 ； U2 =U4。由此可得四个电。由此可得四个电当当O点加垂直于金属片的压力后，金属片发生形变，点加垂直于金属片的压力后，金属片发生形变，由于电阻是固定在金属片上，因此，由于电阻是固定在金属片上，因此，R1、R4被拉长，被拉长，R2、R3被拉宽，即被拉宽，即R1、R4增大，增大，R2、R3减小。这时减小。这时A、B两点电势不再相等。两点电势不再相等。电阻增大，电压增大，电阻减小，分压也减小。所电阻增大，电压增大，电阻减小，分压也减小。所以，以，A点

28、电势将高于点电势将高于B点电势，血压越高，压力越大，点电势，血压越高，压力越大，金属片形变越显著，电阻变化越大，因而电压表示数金属片形变越显著，电阻变化越大，因而电压表示数越大。于是可以根据电压表示数的大小来测量血压的越大。于是可以根据电压表示数的大小来测量血压的高低。高低。第30页/共53页11、（2001年高考物理科研测试年高考物理科研测试卷）将一个动力传感器接到计算卷）将一个动力传感器接到计算机上，我们就就可以测量快速变机上，我们就就可以测量快速变化的力图中所示就是用这种方化的力图中所示就是用这种方法测得的某小滑块在半球形碗内法测得的某小滑块在半球形碗内的竖直平面内来回滑动时的竖直平面内

29、来回滑动时 ,对碗的对碗的压力随时间变化的曲线压力随时间变化的曲线. 请分析请分析: 小滑块的运动并从这根曲线获取的各种信息，你能对小滑块的运动并从这根曲线获取的各种信息，你能对小滑块本身及其运动做出哪些推论和判断？要求陈述小滑块本身及其运动做出哪些推论和判断？要求陈述得出这些信息以及推论和判断的论证过程得出这些信息以及推论和判断的论证过程第31页/共53页第32页/共53页12、右图、右图中的实线所示中的实线所示是是某同学利用力传感器悬挂某同学利用力传感器悬挂一砝码在竖直方向运动时，一砝码在竖直方向运动时，数据采集器记录下的数据采集器记录下的的力传感器中拉力的大小变化情况从图中可以知道的力传

30、感器中拉力的大小变化情况从图中可以知道该砝码的重力约为该砝码的重力约为 N，A、B、C、D四段图线中砝四段图线中砝码处于超重状态的为码处于超重状态的为 ，处于失重状态的为，处于失重状态的为 答案：答案：4.8 ; AD; BC.第33页/共53页13、如图所示，有的计算机键盘的每一、如图所示，有的计算机键盘的每一个键下面都连一小块金属片，与该金属个键下面都连一小块金属片，与该金属片隔有一定空气隙的是另一块小的固定片隔有一定空气隙的是另一块小的固定金属片，这两块金属片组成一个小块金金属片，这两块金属片组成一个小块金与该金属片隔有一定空气隙的是另一块小的固定金属与该金属片隔有一定空气隙的是另一块小

31、的固定金属片，这两块金属片组成一个小电容器，其电容可用式片，这两块金属片组成一个小电容器，其电容可用式C =S /d计算，式中常量计算，式中常量 =91012 Fm1，S为金属片的正对面积，为金属片的正对面积，d为两金属为两金属片间的距离。当键被按下时，此小电容器的电容发生片间的距离。当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能够检测出哪个键被按变化，与之相连的电子线路就能够检测出哪个键被按下，从而给出相应的信号。设下，从而给出相应的信号。设S50mm2，键未被按下，键未被按下时时d0.6mm，如果电容变化了，如果电容变化了0. 25 pF，电子线路恰，电子线路恰能检测出必要

32、的信号，则键至少需要被按下能检测出必要的信号，则键至少需要被按下( D ) A. 0.45mm； B. 0.3mm； C. 0.2mm； D. 0.15mm。第34页/共53页14、1981年年,美国美国IBM公司发明了世界公司发明了世界上第一台扫描隧道显微镜，在技术上实上第一台扫描隧道显微镜，在技术上实现了对单个原子的控制与操作扫描隧现了对单个原子的控制与操作扫描隧道显微镜的探测精度取决于探针长度的道显微镜的探测精度取决于探针长度的控制控制 ，一般用压电陶瓷片来控制探针，一般用压电陶瓷片来控制探针在原在原 子表面的上下移动如图所示，当在压电陶瓷片子表面的上下移动如图所示，当在压电陶瓷片z方向

33、方向两侧面施加电压两侧面施加电压U时，在时，在x方向就产生一个伸长量方向就产生一个伸长量L，它们之间的关系是它们之间的关系是L=kU，其中，其中k为与压电陶瓷片的材为与压电陶瓷片的材料和形状有关的常数现有一实验用压电陶瓷片，当所料和形状有关的常数现有一实验用压电陶瓷片，当所加电压加电压U=1000V时，伸长量为时，伸长量为L=2.0104 m，（此时，（此时通过压电陶瓷片的电流几乎为零）如果要求压电陶瓷通过压电陶瓷片的电流几乎为零）如果要求压电陶瓷片的最大伸长量控制在片的最大伸长量控制在4.0106m，求：，求： （1）压电陶瓷片上下两侧所加电压的最大值为多大？）压电陶瓷片上下两侧所加电压的最

34、大值为多大？ 第35页/共53页第36页/共53页解解:高压陶瓷片的最大伸长量为高压陶瓷片的最大伸长量为m，对应的电压为，对应的电压为m，由由k U 得得LLUUmm测量电路如图所示测量电路如图所示 设压电陶瓷片上所加的电压为时，滑动变设压电陶瓷片上所加的电压为时，滑动变阻器与压电陶瓷片并联部分的电阻值为阻器与压电陶瓷片并联部分的电阻值为x ,由分压原由分压原理得：理得：51202024100mmxxUUERrRx = 85 Rx的取值范围是：的取值范围是：85 .第37页/共53页15、（广州）一台臭氧发生器、（广州）一台臭氧发生器P的电阻为的电阻为10k,当供电当供电电压等于电压等于 24

35、V时能正常工作时能正常工作,否则不产生臭氧否则不产生臭氧.现要用这现要用这种臭氧发生器制成自动消毒装置种臭氧发生器制成自动消毒装置,要求它在有光照时能要求它在有光照时能产生臭氧产生臭氧,黑暗时不产生臭氧黑暗时不产生臭氧,拟用一个光敏电阻拟用一个光敏电阻R1对对它进行控制，它进行控制，R1的阻值在光照时为的阻值在光照时为100、黑暗时为、黑暗时为1000、允许通过的最大电流为、允许通过的最大电流为3mA;电源电源E的电压为的电压为36V、内阻不计、内阻不计;另有一个滑动变阻器另有一个滑动变阻器R2，阻值，阻值0 100、允许通过的最大电流为、允许通过的最大电流为0.4A;一个开关一个开关S和导线

36、和导线若干若干.臭氧发生器臭氧发生器P和光敏电阻和光敏电阻R1的符号如右的符号如右图所示图所示.第38页/共53页（1）设计一个满足上述要求的电路图，图中各元件要）设计一个满足上述要求的电路图，图中各元件要标上字母代号，其中滑动变阻器两固定接线柱端分别标上字母代号，其中滑动变阻器两固定接线柱端分别标上字母标上字母A、B（电路画在答卷的方框内）（电路画在答卷的方框内）.（2）滑动变阻器）滑动变阻器R2两固定接线柱相距两固定接线柱相距12 cm，滑片与，滑片与某固定接线柱之间的阻值跟滑片与该接线柱的距离成某固定接线柱之间的阻值跟滑片与该接线柱的距离成正比，滑片应调到离图中正比，滑片应调到离图中A接

37、线柱接线柱_cm处处(保留一保留一位有效数字位有效数字).答案：（答案：（1）电路如框图所示）电路如框图所示 （2）8 对应右图，对应右图，第39页/共53页16、如图所示为光敏电、如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，阻自动计数器的示意图，其中其中R1为光敏电阻为光敏电阻 R2为为定值电阻，此光电计数定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是：器的基本工作原理是： （ BD） A当有光照射当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压时，信号处理系统获得高电压B当有光照射当有光照射R1时，信号处理系统获得较低电压时，信号处理系统获得较低电压C信号处理系统每获得一次低电压就记数一次信号处理系统每获得一次

38、低电压就记数一次D信号处理系统每获得一次高电压就记数一次信号处理系统每获得一次高电压就记数一次第40页/共53页17.一热敏电阻阻随温度为化的图象如图甲所示一热敏电阻阻随温度为化的图象如图甲所示,请应用请应用这一热敏电阻自行设计一控制电路这一热敏电阻自行设计一控制电路,当温度高于某一值后当温度高于某一值后红色指示灯亮红色指示灯亮,而温度低于这一值时绿色指示灯亮而温度低于这一值时绿色指示灯亮.给你的器材有；如图乙所示的继电器一只（给你的器材有；如图乙所示的继电器一只（a、b为常闭为常闭触点，触点，c、d为常开触点、热敏电阻一只、滑动变阻器一为常开触点、热敏电阻一只、滑动变阻器一个、红绿色指示灯各

39、一个，两个独立的电池组、开关两个、红绿色指示灯各一个，两个独立的电池组、开关两个、导线若干等。并且请说明滑动变阻器的作用。个、导线若干等。并且请说明滑动变阻器的作用。第41页/共53页17、解：设计的控制电路如图所示。、解：设计的控制电路如图所示。 此方案中滑动变阻器的作用：主要是通过调节满此方案中滑动变阻器的作用：主要是通过调节满足对热敏电阻的要求。说明：滑动变阻器作分压式足对热敏电阻的要求。说明：滑动变阻器作分压式连接正确同样给分。连接正确同样给分。第42页/共53页18、光电管在各种自动化装置中有很多应用，街道路、光电管在各种自动化装置中有很多应用，街道路灯自动控制就是其中应用之一。如图

40、所示的电路为其灯自动控制就是其中应用之一。如图所示的电路为其模拟电路，其中模拟电路，其中A为光电管，为光电管，B为电磁继电器，为电磁继电器，C为为照明电路，照明电路，D为路灯，请连成正确的电路，达到日出为路灯，请连成正确的电路，达到日出路灯熄，日落路灯亮的效果。路灯熄，日落路灯亮的效果。第43页/共53页18题答案：连线如图所示题答案：连线如图所示 第44页/共53页9、如图所示，是现代化工业生产中大部分光电控、如图所示，是现代化工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由电源、光制设备用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成；当用绿电管、放大器

41、、电磁继电器等几部分组成；当用绿光照射图中光电管阴极光照射图中光电管阴极K时，可发生光电效应，则以时，可发生光电效应，则以下说法正确的是：（下说法正确的是：（BD） （A）增大绿光照射强度，）增大绿光照射强度，光电子最大初动能增大；光电子最大初动能增大；（B）增大绿光照射强度）增大绿光照射强度,电路中的光电流增大；电路中的光电流增大；（C）改用波长比绿光波长大的光照射光电管阴极）改用波长比绿光波长大的光照射光电管阴极K时，时，电路中一定有光电流；电路中一定有光电流；（D）改频率长比绿光频率大的光照射光电管阴极）改频率长比绿光频率大的光照射光电管阴极K时，时，电路中一定有光电流。电路中一定有光电

42、流。 第45页/共53页20、如图所示为自动水位报、如图所示为自动水位报警器的示意图，在水位低于警器的示意图，在水位低于B时，电磁铁所在的控制电路时，电磁铁所在的控制电路部分断路，电磁铁没有部分断路，电磁铁没有_，上面的触点，上面的触点_位升高到位升高到B时电磁铁时电磁铁所在的控所在的控 制电路部分接通，电磁铁有制电路部分接通，电磁铁有_，吸引衔铁，上面，吸引衔铁，上面的触点断开，下面的触点的触点断开，下面的触点_，_灯亮灯亮.解：解：.磁性磁性 闭合闭合 绿绿 磁性磁性 闭合闭合 红红.第46页/共53页21、(2002年上海高考年上海高考)如图所示如图所示,为一实验小车中利用光电脉冲为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的装置的示意测量车速和行程的装置的示意图图,A为光源，为光源，B为光电接收器为光电接收器, A、B固定在车身上，固定在车身上，C为小车的车轮，为小车的车轮，D是与是与C同轴相连的同轴相连的齿轮齿轮.车轮转动时，车轮转动时，A发光的光束通过旋转齿轮上齿的发光的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后就变成脉冲光信号，被间隙后就变成脉冲光信号