在某创新竞赛中,一位学生设计了一个利用压力传感器、光控开关等元件的机动车超载自动拍照电路。一有车辆通过路口且此车超重,摄像机便会自动拍摄。简述他的设计思路。
更新时间:2022-08-13 18:01:20
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解答题
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适中
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解题方法
【推荐1】如图为某电子秤的电路图,E为电源,R0为定值电阻。___________ 信号,将压力的大小与电流表示数一一对应,便可得到所称重物的重力。
2.当称重物时,滑片P向下端滑动,连入电路的电阻和电流表的示数将分别( )
3.闭合开关,滑片P滑动过程中,若变阻器两端电压U与电流表示数I的关系图线如图所示,未称重时对应图中a点。由图可知,变阻器的最大阻值为___________ Ω,在滑片P滑动过程中变阻器消耗的最大功率为___________ W。
1.它是利用弹簧长度的变化使连入电路的电阻变化,实现将力信号转换为
2.当称重物时,滑片P向下端滑动,连入电路的电阻和电流表的示数将分别( )
A.变大、变大 | B.变大、变小 |
C.变小、变大 | D.变小、变小 |
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(0.65)
【推荐2】加速度计是测定物体加速度的仪器。在现代科技中,它已成为导弹、飞机、潜艇或宇宙飞船等制导系统的信息源。如图为应变式加速度计的示意图。当系统加速时,加速计中的敏感元件也处于加速状态。敏感元件由两弹簧连接并架在光滑支架上,支架与待测系统固定在一起,敏感元件的下端可在滑动变阻器R上自由滑动,当系统加速运动时,敏感元件发生位移并转换为电信号输出。已知敏感元件的质量为m,两侧弹簧的劲度系数均为k,电源电动势为E,电源内阻不计,滑动变阻器的总电阻值为R,有效长度为l,静态时,输出电压为U0,试推导加速度a与输出电压U的关系式。
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【推荐3】大多数传感器都是以物理原理为基础,将不易测量的非电学量转换成便于测量的电学量。传感器的种类很多,应用也很广泛。
(1)金属的电阻率随温度的升高而增大,利用这种性质可以制作温度传感器。某金属丝的阻值随温度变化的规律为,其中与均为定值。将其连入图甲所示的电路中,已知电源电动势为,内阻为,电流表为理想电表。求电流表的示数与温度的关系式。
(2)有些半导体材料具有压阻效应,即当沿某一轴向受到外力作用时,其电阻率发生变化,利用这种性质可以制作压力传感器。图乙所示为某半导体薄膜压力传感器的电阻随其所受压力变化的曲线。若将电阻变化量的绝对值与压力变化量的绝对值的比值称为灵敏度。请你估算压力为1N时该传感器的灵敏度(结果保留两位有效数字)。
(3)为了研究随电梯一起运动的物体对电梯压力的变化规律,某同学将(2)中的压力传感器静置于电梯地板上,并将质量为400g的物体放在传感器上。在上升的电梯中,他利用手机中的加速度传感器测量了电梯的加速度。某段时间内电梯在竖直方向的加速度随时间变化的图线如图丙所示,其中以竖直向上为的正方向。取10m/s2。不考虑温度对传感器的影响,且压力变化时传感器可以迅速做出反应。估算在电梯上升过程中,物体对电梯压力大小的变化范围,并从灵敏度的角度评估所选器材能否帮助他比较精确地完成此项研究。
(1)金属的电阻率随温度的升高而增大,利用这种性质可以制作温度传感器。某金属丝的阻值随温度变化的规律为,其中与均为定值。将其连入图甲所示的电路中,已知电源电动势为,内阻为,电流表为理想电表。求电流表的示数与温度的关系式。
(2)有些半导体材料具有压阻效应,即当沿某一轴向受到外力作用时,其电阻率发生变化,利用这种性质可以制作压力传感器。图乙所示为某半导体薄膜压力传感器的电阻随其所受压力变化的曲线。若将电阻变化量的绝对值与压力变化量的绝对值的比值称为灵敏度。请你估算压力为1N时该传感器的灵敏度(结果保留两位有效数字)。
(3)为了研究随电梯一起运动的物体对电梯压力的变化规律,某同学将(2)中的压力传感器静置于电梯地板上,并将质量为400g的物体放在传感器上。在上升的电梯中,他利用手机中的加速度传感器测量了电梯的加速度。某段时间内电梯在竖直方向的加速度随时间变化的图线如图丙所示,其中以竖直向上为的正方向。取10m/s2。不考虑温度对传感器的影响,且压力变化时传感器可以迅速做出反应。估算在电梯上升过程中,物体对电梯压力大小的变化范围,并从灵敏度的角度评估所选器材能否帮助他比较精确地完成此项研究。
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【推荐1】北京奥运会帆船比赛在青岛举行,赛事采用风力发电给蓄电池充电,为路灯提供电能。用光敏电阻作为传感器控制路灯的开关,实现自动控制。光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化,作为简化模型,可以近似认为,照射光较强(如白天)时电阻几乎为零;照射光较弱(如黑天)时电阻接近于无穷大。利用光敏电阻作为传感器,借助电磁开关,可以实现路灯自动在白天关闭、夜晚点亮。电磁开关的内部结构如图所示。1、2接线柱之间是励磁线圈,3、4接线柱分别与弹簧片和接触点连接。当励磁线圈中电流大于时,电磁铁吸合铁片,弹簧片和触点分离,3、4断开;当电流小于时,3、4接通。励磁线圈中允许通过的最大电流为。
请利用光敏电阻R1、灯泡L(额定功率,额定电压)、保护电阻、电磁开关、蓄电池(电压,内阻很小)开关S、导线若干,设计一个自动控制路灯的电路。画出电路原理图,部分器材的符号如图所示。
请利用光敏电阻R1、灯泡L(额定功率,额定电压)、保护电阻、电磁开关、蓄电池(电压,内阻很小)开关S、导线若干,设计一个自动控制路灯的电路。画出电路原理图,部分器材的符号如图所示。
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【推荐2】如图是一种光电计数装置的原理图,被计数的制品放在传送带上,光源安装在传送带的一侧,光电计数装置安装在传送带的另一侧.每当传送带上有一个制品通过时,光线被挡住,电磁铁放开衔铁,计数齿轮转过一齿,计数器自动把制品数目记下来.试说明这种计数装置的工作原理_______ .
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【推荐1】热加湿器工作原理:加湿器水箱中部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾,产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中,从而提高空气湿度。下表是某同学设计的电热加湿器部分参数,其发热电路如图所示,、为阻值相同的发热电阻,1、2、3、4为触点,S为旋转型开关,实现关、低、高挡的转换。
(1)若加热前水温为,电热槽内气压为标准大气压,从加热到沸腾最短时间为3分钟,则电热槽中水的质量是多少?[不计热损失,,结果保留两位小数]
(2)加湿器在低挡时的发热功率是多少?
(1)若加热前水温为,电热槽内气压为标准大气压,从加热到沸腾最短时间为3分钟,则电热槽中水的质量是多少?[不计热损失,,结果保留两位小数]
(2)加湿器在低挡时的发热功率是多少?
额定电压 | 220V |
额定最大发热功率 | 400W |
水箱容积 | 4L |
适用面积 | 40~60m2 |
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【推荐2】如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“5V,2.5W”的字样,滑动变阻器R1的最大阻值为60Ω,定值电阻R2的阻值为20Ω,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A,灯丝电阻不随温度变化,求:
(1)小灯泡L正常发光时的阻值为多少?
(2)当S1、S2和S3都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a点时,小灯泡L恰好正常发光,此时定值电阻R2的电功率为多少?
(3)保证电路安全时,该电路消耗的最小电功率。
(1)小灯泡L正常发光时的阻值为多少?
(2)当S1、S2和S3都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a点时,小灯泡L恰好正常发光,此时定值电阻R2的电功率为多少?
(3)保证电路安全时,该电路消耗的最小电功率。
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