2019版物理一轮作业：72-第4讲　实验-传感器的简单应用

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第4讲实验：传感器的简单应用基础巩固1。唱卡拉OK用的话筒内有传感器，其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小线圈,线圈处于永磁体的磁场中,当声波使膜片前后振动时,就将声音信号转换为电信号。下列说法正确的是(）A。该传感器是根据电流的磁效应工作的B.该传感器是根据电磁感应原理工作的C。膜片振动时,穿过金属线圈的磁通量不变D。膜片振动时,金属线圈中不会产生感应电动势2.传感器是一种采集信息的重要器件，如图是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路,当待测压力作用于膜片电极上时,下列说法中正确的是()①若F向下压膜片电极,电路中有从a到b的电流；②若F向下压膜片电极,电路中有从b到a的电流；③若F向下压膜片电极，电路中不会有电流产生；④若电流表有示数,说明压力F发生变化；⑤若电流表有示数,说明压力F不会发生变化。A。②④ B。①④ C。③⑤ D。①⑤3。关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是（）A.非电学量→敏感元件→转换电路→电学量→转换元件B。电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量C.非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量D.非电学量→转换电路→转换元件→敏感元件→电学量4.如图所示为电容式传感器部分构件的示意图。当动片（实线图)和定片（虚线图)之间正对扇形区的圆心角的角度θ发生变化时,电容C便发生变化,图中能正确反映C和θ间函数关系的是（）5.电流传感器可以像电流表一样测量电流，它的优点是反应非常快，可以捕捉到瞬间的电流变化,还可以与计算机相连,能在很短的时间内画出电流随时间的变化图像。按图甲连接电路,提供8V直流电源，先使开关S与1相连，电源向电容器充电,这个过程可在瞬间完成，然后把开关S掷向2，电容器放电，传感器将电流信息传入计算机，屏上显示出电流随时间变化的I—t曲线，如图乙所示。(1)图乙中画出的竖直狭长矩形（图乙最左端),它的面积表示的物理意义是；

（2)估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量是C;

(3)根据以上数据估算,电容器的电容是F。

综合提能1.如图甲是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板,下板为待测物体,在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电荷量Q将随待测物体的上下运动而变化。若Q随时间t的变化关系为Q=btA。①和③ B.①和④ C。②和③ D.②和④2。现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,要求当热敏电阻的温度达到或超过60℃时，系统报警.提供的器材有：热敏电阻,报警器（内阻很小,流过的电流超过Ic时就会报警）,电阻箱(最大阻值为999.9Ω），直流电源(输出电压为U，内阻不计)，滑动变阻器R1(最大阻值为1000Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值为2000Ω)，单刀双掷开关一个，导线若干.在室温下对系统进行调节。已知U约为18V,Ic约为10mA;流过报警器的电流超过20mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小,在60℃时阻值为650。0Ω.(1）完成待调节的报警系统原理电路图的连线。（2)电路中应选用滑动变阻器（填“R1”或“R2"）.

(3）按照下列步骤调节此报警系统:①电路接通前,需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求,这一阻值为Ω;滑动变阻器的滑片应置于(填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是。

②将开关向(填“c”或“d”)端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至.

(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合,报警系统即可正常使用。答案精解精析基础巩固1。B当声波使膜片前后振动时，带动处于永磁体的磁场中的线圈切割磁感线,穿过线圈的磁通量发生改变，产生感应电流,从而将声音信号转变为电信号。可见利用的是电磁感应原理.2。A当向下压时,因为C=εrS4π3。C传感器工作的一般流程为:非电学量被敏感元件感知,然后通过转换元件转换成电信号，再通过转换电路将此信号转换成易于传输或测量的电学量，因此A、B、D错，C对。4。D当角度θ发生变化时，极板正对面积发生变化，S=πr2θ2π=r22θ,又C=εrS5。答案(1)电容器0。1s内放电的电荷量(2)6。08×10-3（6.00×10—3、6。16×10—3)（3)7。6×10—4（7.5×10-4、7.7×10—4）解析（1)因为q=It，所以I—t图线与t轴所围“面积"表示电荷量q。（2)图线与t轴所围的“面积”有76个格(或75、77个格）,所以电荷量为76×0.2×0。4×10—3C=6。08×10—3C（6。00×10—3、6.16×10—3C都算正确）.（3）电容器充电的电压U等于电源电动势E=8V,由C=QU得C=7。6×10—4F（7。5×10—4、7。7×10-4综合提能1.C平行板电容器间电压恒定,板间场强E=Ud=QCd=QεrS4πkdd=4πkQ2。答案(1）连线如图所示(2）R2（3）①650.0b接通电源后,流过报警器的电流会超过20mA,报警器可能损坏②c报警器开始报警解析（1)见答案.（2）由R=UIc=1810×1(3)①电阻箱的电阻值应调为热敏电阻在60℃时的阻值，即650。0Ω.滑动变阻器的滑片应置于b端,使开关接通后回路中电流最小,以保护报警