高中物理第六章第三節(jié)傳感器的應(yīng)用二學案新人教版選修-資料下載頁
2025-06-07 23:37本頁面
【正文】 文中的相關(guān)說明給我們一定提示，光束原來是連續(xù)的，是轉(zhuǎn)動的齒輪使光束變?yōu)槊}沖，因此脈沖情況必定與齒輪（或車輪）的轉(zhuǎn)動有關(guān)，也就與速度和行程有關(guān)。由題意可知，由于齒輪與車輪同軸相連，兩者在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)動圈數(shù)相等，即兩者的角速度相等。設(shè)車輪的半徑為R，單位時間內(nèi)車輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)即轉(zhuǎn)動頻率為k，則小車的速度為v=Rω=2πRk又可知，單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)n與轉(zhuǎn)過的齒輪數(shù)相等。設(shè)齒輪上的總齒數(shù)為p，則齒輪轉(zhuǎn)一圈電子電路顯示的脈沖數(shù)也為p，所以單位時間內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)k=。因此小車速度的表達式v=Rω=；同理可知，小車運動的時間因此行程的表達式為s=vt= 。所以：（1）要測出小車的速度和行程，除單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)n和累計脈沖數(shù)N外，還必須測量輪半徑R和齒輪的總齒數(shù)p；（2）小車速度的表達式v=ωR=；（3）小車行程的表達式為s=vt= .【拓展】 本題是光電傳感器的一個重要應(yīng)用，它提供了測定車子運動速度和行程的一個實例，請查閱有關(guān)資料或請教汽車司機，汽車上的速度表和行程表是否是按照這一原理設(shè)計的？【變式訓練1】如圖實所示為光敏電阻自動計數(shù)器的示意圖，其中R1為光敏電阻，（ ），信號處理系統(tǒng)獲得高電壓，信號處理系統(tǒng)獲得低電壓答案 AC【變式訓練2】 某同學用時間傳感器代替秒表做“用單擺測重力加速度”的實驗，他的設(shè)計思路如圖甲所示。長為L的擺線一端固定在鐵夾臺上，另一端連接一質(zhì)量為m，半徑為r的小球，在擺線上緊鄰小球處套有一小段輕細擋光管，當單擺擺動到平衡位置時，擋光管就能擋住從光源A正對光敏電阻R1發(fā)出的細光束，信號處理系統(tǒng)就能形成一個電壓信號，如圖乙所示，R2為定值電阻。（1）某同學用10分度的游標卡尺測小球的直徑， mm.（2）R1兩端的電壓U與時間t的關(guān)系如圖乙所示，則用此裝置測得單擺的周期為 .（3）當有光照射R1時，信號處理系統(tǒng)獲得的是 （填“高電壓信號”或“低電壓信號”）.答案: （1） （2）2T0 （3）低電壓信號
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