[選修3-2]64傳感器的應(yīng)用實(shí)例(參考版)
2024-11-21 20:16本頁(yè)面
【正文】 假設(shè)磁體端部磁感強(qiáng)度為 B=，且全部集中在端面范圍內(nèi)，與端面垂直，磁體寬度與線圈寬度相同，且都很小，線圈匝數(shù) n=5，長(zhǎng) L=，電阻 （包括引線電阻），測(cè)試記錄下來的電流 —位移如圖所示。 錄音機(jī) N S 實(shí)例：磁性物質(zhì)探測(cè)報(bào)警器 例 ，可采用如圖所示的裝置，它是由一塊安裝在列車頭底部的強(qiáng)磁體和埋設(shè)在軌道地面的一組線圈及電流測(cè)量?jī)x組成的（測(cè)量?jī)x未畫出）。 壓力 F 圖丁是測(cè)量 的電容式傳感器，原理是 由于 C 隨著電介質(zhì)進(jìn)入極板間的長(zhǎng)度發(fā)生變化，通過測(cè)出 C的變化，測(cè)量位移 x的變化。手靠近干手機(jī)能使傳感器工作，是因?yàn)? （ ） D 例 的電容式傳感器，原理是 由于 C∝ S，動(dòng)片與定片間的角度 θ發(fā)生變化時(shí)，引起 S的變化，通過測(cè)出 C的變化，測(cè)量動(dòng)片與定片間的夾角 θ 定片 θ 角度 θ 圖乙是測(cè)量 的電容式傳感器，原理是 由于 C∝ S， h發(fā)生變化，金屬芯線和導(dǎo)電液體組成的電容發(fā)生變化，通過測(cè)定 C的變化，可以測(cè)量液面高度 h 的變化 。如果某一物理量（如角度、位移、深度等）的變化能引起上述某個(gè)因素的變化，從而引起電容的變化，則通過測(cè)定電容器的電容就可以確定上述物理量的變化，起這種作用的電容器稱為電容式傳感器。 其中有一種是動(dòng)圈式的 ， 它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個(gè)輕小的金屬線圈 ， 線圈處于永磁體的磁場(chǎng)中 ， 當(dāng)聲波使膜片前后振動(dòng)時(shí) ， 就將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào) 。 光亮?xí)r，光敏電阻值小， ab間電流大，磁性強(qiáng)，吸住銜鐵，電路 ce處斷開，燈滅。 e c a b 220V 解：光敏電阻受到光照射時(shí)電阻變小 ，將光敏電阻、小燈泡、學(xué)生用電源、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)串聯(lián)接入繼電器的 a、 b端，如圖示：將交流電源與路燈接入 c、 e之間。要求是：光暗時(shí)燈亮，光亮?xí)r燈滅。 由此可知陰極材料的逸出功為 ( ) A B C D 例 ， 實(shí)際上就是傳感器把光信號(hào)轉(zhuǎn)化為 電信號(hào)的過程 。 例 ，將一光敏電阻連入多用電表兩表筆上，將多用電表的選擇開關(guān)置于 Ω檔，用光照射光敏電阻時(shí)表針的偏角為 θ， 現(xiàn)用手掌擋住部分光線，表針的偏角變?yōu)?θ ′，則可判斷 （ ） A. θ ′= θ B. θ ′ θ C. θ ′θ D. 不能確定 θ和 θ 的關(guān)系 ′ θ B 例 ，平時(shí)，發(fā)光二極管 LED發(fā)出的光被擋板擋住，光電三極管收不到光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)；當(dāng)有煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后，對(duì)光線向各個(gè)方向散射，使部分光線照射到光電三極管上，其阻值變小，與傳感器連接的電路檢測(cè)到這種變化，就會(huì)發(fā)出警報(bào) ． 例 3.（ 新教材 2020天津理綜 ） 如圖 ， 當(dāng)電鍵 K斷開時(shí) ， 用光子能量為 P， 發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零 。如果是光敏電阻 的阻值隨光照強(qiáng)度的變化而變化的原理制成的。可供選擇的器材如下：熱敏電阻、綠燈泡、小電鈴、學(xué)生用電源、繼電器、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線。 當(dāng) a、 b端電壓 Uab﹤ 0時(shí) ，電壓鑒別器會(huì)令開關(guān) S接通 ， 恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱 ， 使箱內(nèi)溫度提高；當(dāng) Uab﹥ 0時(shí) ， 電壓鑒別器使 S斷開 ， 停止加熱 ， 恒溫箱內(nèi)的溫度恒定在＿＿＿ ℃ 。 ⑶ 舉出一個(gè)可以應(yīng)用熱敏電阻的例子： _____________。 （ 電源電動(dòng)勢(shì)為9V， 內(nèi)阻不計(jì) ， 滑線變阻器的阻值為 0100Ω） ⑵ 在圖 4電路中 ， 電源電壓恒為 9V， 電流表讀數(shù)為 70mA， 定值電阻 R1=250Ω。 例 8. 在家用電熱滅蚊器中 ， 電熱部分主要元件是 PTC 元件 ，PTC元件是由鈦酸鋇等半導(dǎo)體材料制成的電阻器 ， 其電阻率隨溫度 t的變化關(guān)系如圖所示 ， 由于這種特性 ， PTC元件具有發(fā)熱 、保溫雙重功能 ． 對(duì)此 ， 以下判斷正確的是 （ ） ① 通電后 ， 其電功率先增大 ， 后減小 ② 通電后 ， 其電功率先減小 ， 后增大 ③ 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 ④ 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和 t2之間的某一值不變 A． ①③ B． ②③ C． ②④ D． ①④ D 例 9. 如圖 6－ 3－ 2是電飯煲的電路圖， S1是一個(gè)控溫開關(guān)，手動(dòng)閉合后，當(dāng)此開關(guān)溫度達(dá)到居里點(diǎn)（ 103℃ ）時(shí)，會(huì)自動(dòng)斷開． S2是一個(gè)自動(dòng)控控溫開關(guān)，當(dāng)溫度低于 70℃ 時(shí)，會(huì)自動(dòng)閉合；溫度高于80℃ 時(shí)會(huì)自動(dòng)斷開，紅燈是加熱時(shí)的指示燈，黃燈是保溫時(shí)的指示燈，分流電阻 R1＝ R2＝ 500Ω，加熱電阻絲 R3＝ 5
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