高三物理 专题10《交变电流 传感器》实验12传感器的简单应用复习测试

1、实验12:传感器的简单应用【例1】如图实所示为光敏电阻自动计数器的示意图,其中R1为光敏电阻,R2为定值电阻.此光电计数器的基本工作原理是（ ）A.当有光照射R1时,信号处理系统获得高电压B.当有光照射R1时,信号处理系统获得低电压C.信号处理系统每获得一次低电压就记数一次D.信号处理系统每获得一次高电压就记数一次答案 AC【例2】某同学用时间传感器代替秒表做“用单摆测重力加速度”的实验,他的设计如图实甲所示;长为L的摆线一端固定在铁夹台上,另一端连接一质量为m,半径为r的小球,在摆线上紧邻小球处套有一小段轻细挡光管,当单摆摆动到平衡位置时,挡光管就能挡住从光源A正对光敏电阻R1发出的细光束,

2、信号处理系统就能形成一个电压信号,如图乙所示,R2为定值电阻.（1）某同学用10分度的游标卡尺测小球的直径,如图丙所示.正确的读数是 mm.（2）R1两端的电压U与时间t的关系如图乙所示,则用此装置测得单摆的周期为 .（3）当有光照射R1时,信号处理系统获得的是 （填“高电压信号”或“低电压信号”）.答案 （1）20.8 （2）2T0 （3）低电压信号【例3】某同学为了测量一物体的质量,找到一个力电转换器,该转换器的输出电压正比于受压面的压力（比例系数为k）,如图中的装置所示,测量时先调节输入电压,使转换器空载时的输出电压为零,而后在其受压面上放一个物体,即可测得与物体的质量成正比的输出电压U

3、.现有以下器材:力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、开关及导线若干、待测物体（可置于力电转换器的受压面上）.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,并且使电压的调节范围尽可能大,在上图所示的方框中画出完整的测量电路图.（2）简要说明测量步骤,求出比例系数k,并测出待测物体的质量m.（3）请设想实验中可能会出现的一个问题.答案 （1）由变阻器可组成调压电路,其中调节范围大的是由电源与滑动变阻器组成分压式电路;而电压的测量只需一只电压表即可.电路如下图所示.（2）测量步骤与结果如下:调节滑动变阻器,使力电转换器的输出电压为零;将已知质

4、量的砝码m0放在力电转换器上,记下输出电压U0;将待测物放在力电转换器上,记下输出电压U.由U0=km0g得k=;又U=kmg,所以m=（3）待测物体质量超出力电转换器量程;电源电压不够而输出电压一开始调不到零.【例4】用光敏电阻为传感器,利用以下器材:滑动变阻器、交变电源、继电器、灯泡、开关、导线等.设计安装一个白天自动关灯、夜晚自动开灯的路灯自动控制装置.（1）请写出所缺器材.（2）画出电路原理图,并简要说明其工作原理.答案 （1）要安装这样的路灯自动控制装置,缺少以下器材和元件:光敏电阻,电池.（2）装置电路图如图所示,其工作原理简述如下:合上开关S,在白天时有光照射光敏电阻,其阻值变小

5、,电流变大,调节滑动变阻器,使电流达到继电器的动作电流,继电器吸动铁片开关,路灯脱离交流电源而熄灭（滑动变阻器调节好以后不再变动,也可用固定电阻代替）.到夜晚,光线变暗,光敏电阻阻值变大,电流变小,继电器的电磁铁吸铁片的力减弱,在弹簧的弹力作用下,接交流电源的开关重新闭合,灯泡又开始发光.1.在如图所示的电路中,电源两端的电压恒定,L为小灯泡,R为光敏电阻,D为发光二极管（电流越大,发出的光越强）,且R与D相距不远,下列说法正确的是（ ）A.当滑动触头P向左移动时,L消耗的功率增大B.当滑动触头P向左移动时,L消耗的功率减小C.当滑动触头P向右移动时,L消耗的功率可能不变D.无论怎样移动触头P

6、,L消耗的功率都不变答案 A2.在街旁的路灯,江海里的航标都要求在夜晚亮,白天熄,利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置,实现了自动控制,这是利用半导体的（ ）A.压敏性B.光敏性C.热敏性D.三种特性都利用答案 B3.传感器是一种采集信息的重要器件,如图所示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时,可使膜片发生形变,引起电容的变化.将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路,那么（ ）A.当F向上压膜片电极时,电容将减小B.当F向上压膜片电极时,电容将增大C.若电流计有示数,则压力F发生变化D.若电流计有示数,则压力F不发生变化答案 BC4.一热敏电阻阻值随温度变

7、化的图象如图甲所示,请应用这一热敏电阻自行设计一控制电路,当温度高于某一值后红色指示灯亮,而温度低于这一值时绿色指示灯亮,并且说明滑动变阻器的作用.给你的器材有:如图乙所示的继电器一只（a、b为常闭触点,c、d为常开触点）、热敏电阻一只、滑动变阻器一只、红绿指示灯各一个、两个独立的电池组、开关两个、导线若干.答案 （1）设计的电路图如下图所示.（2）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.5.热敏电阻是传感电路中常用的电子元件.现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线,要求特性曲线尽可能完整.已知常温下待测热敏电阻的阻值约45.热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中,杯内有一定量的冷水,其他备用的仪表和器具有:盛有热水的热水瓶（图中未画出）、电源（3 V、内阻可忽略）、直流电流表（内阻约1）、直流电压表（内阻约5 k）,滑动变阻器（020）、开关、导线若干.（1）在下面方框中画出实验电路图,要求测量误差尽可能小.（2）根据电路图,在下图的实物图上连线.（3）简要写出完成接线后的主要实