鲁科版高中物理选择性必修第二册精品课件 第5章 传感器及其应用 分层作业20 常见传感器的工作原理.ppt

1234567891011解析被测物体运动时,电介质在极板间的长度不同,影响电容器的电容,电容式位移传感器是把位移这个力学量转化为电容这个电学量。在某次测量中,电容增大了,根据,可知介电常数变大了,即被测物体向左运动了。123456789101111.如图所示为某种电子秤的原理示意图,AB为一均匀的滑线电阻,阻值为R,长度为L,两边分别有P1、P2两个滑动头,P1可在竖直绝缘光滑的固定杆MN上保持水平状态而上下自由滑动。弹簧处于原长时,P1刚好指着A端,P1与托盘固定相连。若P1、P2间出现电压时,该电压经过放大,通过信号转换后在显示屏上将显示物体重力的大小。已知弹簧的劲度系数为k,托盘自身质量为m0,电源电动势为E,内阻不计,当地的重力加速度为g。1234567891011(1)求托盘上未放物体时,在托盘自身重力作用下,P1与A端的距离x1。(2)求托盘上放有质量为m的物体时,P1与A端的距离x2。(3)在托盘上未放物体时通常先校准零点,其方法是:调节P2,使P2离A端的距离也为x1,从而使P1、P2间的电压为零。校准零点后,将物体放在托盘上,试推导出物体质量m与P1、P2间的电压U之间的函数关系式。1234567891011(3)托盘的移动带动P1移动,使P1、P2间出现电势差,电势差的大小反映了托盘向下移动距离的大小,由于R为均匀滑线电阻,则其阻值与长度成正比。由闭合电路欧姆定律知E=IR,由部分电路欧姆定律知U=IR串(R串为P1、P21234567891011A组必备知识基础练1.(多选)有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件,将这三只元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后,用黑纸包住元件或者把元件置入热水中,观察欧姆表的示数,下列说法正确的是()A.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数变化较大的一定是热敏电阻B.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数不变化的一定是定值电阻C.用黑纸包住与不用黑纸包住相比,欧姆表示数变化较大的一定是光敏电阻D.用黑纸包住与不用黑纸包住相比,欧姆表示数相同的一定是定值电阻AC1234567891011解析热敏电阻的阻值随温度的变化而变化,定值电阻和光敏电阻的阻值不随温度发生变化,故A正确,B错误;光敏电阻的阻值随光照的变化而变化,而定值电阻和热敏电阻的阻值不随光照的变化而变化,故C正确,D错误。12345678910112.用遥控器调换电视机频道的过程,实际上就是传感器把光信号转换为电信号的过程,下列属于这类传感器的是()A.红外报警装置B.走廊照明灯的声控开关C.自动洗衣机中的压力传感装置D.电饭煲中控制加热和保温的温控器A解析红外报警是将光信号转换为电信号的过程,故A符合;声控开关是将声音信号转换为电信号的过程;压力传感器是利用压力来传递信息的过程;温控器是通过温度来控制的过程,故B、C、D不符合。12345678910113.如图所示,将一光敏电阻接入多用电表两表笔上,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,用光照射光敏电阻时,表针的偏角为θ;现用手掌挡住部分光线,表针的偏角为θ,则可判断()A.θ=θ B.θθC.θθ D.不能确定B解析光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小,用手掌挡住部分光线,阻值变大,指针自左向右偏转角度变小,B正确。12345678910114.如图所示为测定压力的电容式传感器,将平行板电容器、灵敏电流表(零刻度在中间)和电源串联成闭合回路,当压力F作用于可动膜片电极上时,膜片发生形变,引起电容的变化,导致灵敏电流表指针偏转,在开始对膜片施加压力把膜片电极从图中的虚线位置推到图中实线位置并保持固定的过程中,灵敏电流表指针偏转情况为(电流从灵敏电流表右接线柱流入时指针向右偏)()A.向右偏到某一刻度后回到零刻度B.向左偏到某一刻度后回到零刻度C.向右偏到某一刻度后不动D.向左偏到某一刻度后不动A1234567891011解析压力F作用时,极板间距d变小,由知,电容器电容C变大,又电压U不变,根据Q=CU知,极板所带电荷量变大,所以电容器充电,电流由右接线柱流入灵敏电流表,所以指针将右偏,F不变时,极板保持固定后,充电结束,指针回到零刻度,故选A。12345678910115.利用光敏电阻制作的光传感器,记录了传送带上工件的输送情况,如图甲所示为某工厂成品包装车间