高三物理傳感器的應(yīng)用-在線瀏覽
2025-01-15 19:21本頁面
【正文】 。 解：電子稱的原理圖有甲、乙兩種。 kx = mg 回路電流強度 I = 設(shè)彈簧奢縮量 x 對應(yīng)部分的電阻 R1 = 電壓表的讀數(shù) ： U = I R1 由以上幾式運算得到： 六、練習題 傳感器是一種采集信息的重要器件，圖示的是由電容器作為傳感器來測定壓力變化的電路。從電容大小的變化就能反映液面的升降情況。 解釋：導電液體相當于電容器的另一個極板，由公式C = εS/ d可知：電容增大時，在介質(zhì)及其厚度均不變時，必然是正對面積增大，所以液面應(yīng)上升。若將儀器固定在一輛汽車上，則下列說法中正確的是：（ B ） （ A）當汽車加速前進時，甲燈亮； （ B）當汽車加速前進時，乙燈亮； （ C）當汽車剎車時，甲燈亮； （ D）當汽車剎車時，乙燈亮?，F(xiàn)將裝置沿運動方向固定在汽車上，傳感器 b在前，傳感器 a在后，汽車靜止時，傳感器 a、 b的示數(shù)均為 10N。 解： a、 b為壓力傳感器，當 a、 b的壓力均為10N時，滑塊處于平衡狀態(tài)； ⑴當 Fa=14N , Fb = 6 N時，滑塊受到的合力 ?F = 8 N = m a ∴ a = 4m./s2 ⑵ 彈簧的總長度不變，當 Fa = 0時， Fb = 20N，滑塊受到的合力 ?F = 20=ma′ ∴ a = 10m/，或向右做勻減速直線運動。兩彈簧原長均為 ，勁度系數(shù)均為 60N /m。若上頂板壓是下頂板壓力的四分之一，試判斷箱子的運動情況。對滑塊而言向下 F2 = kx2 = 60 = 12 設(shè)向下為正方向，當金屬塊以 m/s2的加 速度勻減速上升時，金屬塊受力如圖甲所示，由牛頓第二定律得 mg + F1 —F2 = m a ， 10m +6 —12 = 2m ∴ m = 2 kg 彈簧總長度不變，則 L = L1+L2 = m 當上頂板壓力為下底板壓力的 1/4 時，設(shè)上、下彈簧的壓縮量分 別為 x1′、 x2′ 2L0 – x1′– x2′= ， kx1′= kx2′/ 4 ∴ x1′= m ； x2′= m F1′= kx1′= N； F2′= kx2′= N mg + F1′—F2′= ma ∴ a = － 箱子以大小為 。 已知敏感元件的質(zhì)量為 m,兩側(cè)彈簧的勁度系數(shù)均為 k,電源的電動勢為 E,內(nèi)電阻不計 ,滑動變阻器總電阻為 R,有效長度為 L,系統(tǒng)靜止時滑片位于滑動變阻器中央，電壓表指針恰好位于表盤中央 ,求 : （ 1）系統(tǒng)加速度 a與電壓表示數(shù) U的函數(shù)關(guān)系式 , （ 2）將電壓表的刻度盤改為加速度的示數(shù)后，其刻度是均勻的，還是不均勻的？為什么 ? （ 3）若電壓表的指針指向滿刻度的 3/4位置 ,此時系統(tǒng)處于加速狀態(tài) ,還是減速狀態(tài)？加速度的值是多大 ?（設(shè)向右方向為飛行器前進的方向） 解 :⑴ 飛行器靜止時電壓表讀數(shù)為U0 = E/2 設(shè)此時彈簧均處于自然狀態(tài) 。 ⑶ 電壓表指針指向滿刻度的 3/4時，用 U = 3E/4代入上式得 a = － KL/2m。 有一種角速度計可以測量航天器的轉(zhuǎn)動角速度 .其結(jié)構(gòu)如圖所示 ,角速度計固定在待測裝置上 ,當裝置繞豎直軸 OO′轉(zhuǎn)動時 ,元件 A在光滑桿上發(fā)生位移并輸出電壓信號 ,成為航天器制導系統(tǒng)的信息源 .已知 A的質(zhì)量 為 m， 彈簧的勁度系數(shù)為 k， 自然長度為 Lo ， 電源的電動勢為 E。 解；當系統(tǒng)以角速度 ω轉(zhuǎn)動時，對元件 A，彈簧的彈力提供做圓周運動的向心力為 k x = mω2 ( Lo+x ) 電壓表的讀數(shù) U = x E /L . 由此解得 U與 ω的函數(shù)關(guān)系： U = mω2Lo E / (kL— mω2L ) 當 x =L時， U = E， ω= [ kL /m(Lo+L) ]1/ 2。不稱物體時，滑片 P在 A端，滑動變阻器接入電路的有效電阻最大 ,電流較小 。 C. G = E/IR0 + kL； D. G = K I L 如圖所示為某種電子秤的原理示意圖 ,AB為一均勻的滑線變阻器 ,阻值為 R,長度為 L,兩邊分別有 P P2兩個兩個滑動觸頭 ,與 P1相連的金屬桿可在被固定的豎直光滑絕緣桿 M收保持水平狀態(tài)，金屬細桿與托盤相連 ,金屬桿所受重力不計 .彈簧處于原長時 P1剛好指向 A端 .若 P P2間出現(xiàn)電壓時 ,該電壓經(jīng)過放大 ,通過信號轉(zhuǎn)換后在顯示屏上顯示出質(zhì)量的大小 .已知彈簧的勁度系數(shù)為 k,托盤自身質(zhì)量為 mo ,電源的電動勢為 E,電源的內(nèi)阻忽略不計 ,信號放大器、信號轉(zhuǎn)換器和顯示器的分流作用忽略不計。 ⑵ 在托盤上放有質(zhì)量為m的物體時， P1距 A端的距離 x2 ；⑶ 在托盤上未放物體時通常先校準零點 ,其方法是 :調(diào)節(jié) P2,從而使 P P2間的電壓為零。試推導出被稱物體的質(zhì)量 m與 P P2間電壓 U的函數(shù)關(guān)系 。則有 U=IR x = x2 —x1 ；解得： m = kL U / gE . 如圖所示一種測量血壓的壓力傳感器在工作時的示意圖．薄金屬片 P固定有 4個電阻 Rl、 R R R4（如圖），左邊是它的側(cè)面圖，這 4個電阻連接成電路如圖所示，試回答下列問題： （ 1）開始時金屬片中央 O點未加任何壓力，欲使電壓表無示數(shù)，則 4個電阻應(yīng)滿足怎樣的關(guān)系 ? （ 2）當 O點加一個壓力 F后發(fā)生形變，這時 4個電阻也隨之發(fā)生形變，形變后各電阻大小如何變化 ?
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