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
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(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
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(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
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22-23高三上·北京东城·期末 查看更多[4]
北京市东城区2022-2023学年高三上学期期末统一检测物理试题(已下线)命题点九 压力传感器的应用(已下线)专题3.3 牛顿第二定律的综合应用-2023年高考物理靶向冲刺强化训练(三大题型+提升模拟)(已下线)考点巩固卷76 交变电流相关概念、规律、原理、图像、动态分析、四值、传感器等的综合应用-2024年高考物理一轮复习考点通关卷(新高考通用)
更新时间:2023-01-06 06:40:11
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【推荐1】把一体重计放在竖直电梯的底板上,某同学站在体重计上,电梯启动并竖直上升,发现某段时间内,体重计的示数比电梯静止时的示数增加了
,在到达目标楼层前某段时间内,又发现体重计示数比电梯静止时的示数减少了
。求:
(1)两次示数对应的时间段内该同学对体重计压力的大小之比;
(2)两次示数对应的时间段内电梯的加速度大小之比。
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(1)两次示数对应的时间段内该同学对体重计压力的大小之比;
(2)两次示数对应的时间段内电梯的加速度大小之比。
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(1)电梯从17层到18层减速过程中,该同学处于超重状态还是失重状态?
(2)减速过程中,电梯底面对该同学的支持力大小?
(3)电梯以多大的加速度减速时,电梯底面对他的支持力为零?
(1)电梯从17层到18层减速过程中,该同学处于超重状态还是失重状态?
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【推荐1】如图所示,水平导轨间距为L=0.5m,导轨电阻忽略不计;导体棒ab的质量m=1kg,电阻
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(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),定滑轮摩擦不计,线对ab的拉力为水平方向,重力加速度
,ab处于静止状态。求:
(1)通过ab的电流方向和大小;
(2)ab受到的安培力大小和方向;
(3)重物重力G的取值范围;
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(1)通过ab的电流方向和大小;
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【推荐2】小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象:当汽车的电动机启动时,汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示,已知汽车电源电动势为
,内阻为
。车灯接通电动机未起动时,电流表示数为
;电动机启动的瞬间,电流表示数达到
。求:
(1)电动机未启动时,车灯的功率;
(2)电动机启动时,车灯的功率。
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(1)电动机未启动时,车灯的功率;
(2)电动机启动时,车灯的功率。
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【推荐1】有一种测量重物的电子秤,其测量部分的原理图如图中的虚线框所示,它主要由压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻),显示体重大小的仪表A(实质是理想的电流表)组成。已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示。设踏板和压杆的质量可以忽略不计,接通电源后,压力传感器两端的电压恒为4.5V。请回答:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/6/1/1575883078606848/1575883078942720/STEM/66e0f14b-724c-4638-b4ca-afd39ab29788.png?resizew=197)
(1)该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘_____ A处。
(2)如果放一重物在该秤踏板上,电流表刻度盘的示数为30mA,该重物的重力是_____ N。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/6/1/1575883078606848/1575883078942720/STEM/66e0f14b-724c-4638-b4ca-afd39ab29788.png?resizew=197)
压力F/N | 0 | 250 | 500 | 750 | 1000 | 1250 | 1500 | …… |
电阻R/Ω | 300 | 270 | 240 | 210 | 180 | 150 | 120 | …… |
(1)该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘
(2)如果放一重物在该秤踏板上,电流表刻度盘的示数为30mA,该重物的重力是
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【推荐2】如图甲所示是某实验小组设计的电子秤装置,电源两端电压12V保持不变,
为定值电阻,R是力敏电阻,其阻值随压力变化的图像如图乙所示。在电子秤托盘内放一薄壁足够高柱状体容器,容器的重力为20N(托盘的质量忽略不计),底面积为
,往容器中注入5cm深的水时,电压表的示数为6V。求:(
,g取 10N/kg)
(1)水对容器底部的压强;
(2)定值电阻
的阻值;
(3)再将一个体积为
的柱形物体A放入水中后,稳定时物体A完全浸没水中,此时容器对托盘的压强刚好等于水对容器底部压强的1.5倍,求此时电压表的示数。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be9b4a83b9aebebf29de0c4406ebf894.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/23fb78bd2eddc741e46fb060d92141d7.png)
(1)水对容器底部的压强;
(2)定值电阻
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be9b4a83b9aebebf29de0c4406ebf894.png)
(3)再将一个体积为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5395ba51eceb1a22de8b3d5865e47d14.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/16/09d63bcb-eb4f-4a82-abf6-5f43e8fa5adb.png?resizew=361)
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【推荐3】如图所示,甲图是在研究性学习活动中吴丽同学自制的电子秤原理示意图,目的是利用理想电压表的示数指示物体的质量。托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连,托盘与弹簧的质量均不计。滑动变阻器的滑动端与弹簧上端相连接,当托盘中没有放物体时,滑片恰好指在变阻器的最上端,此时电压表的示数为零。设变阻器的总电阻为R,总长度为L,电源电动势为E,内阻为r,限流电阻的阻值为
,弹簧的劲度系数为k,重力加速度为g,不计一切摩擦和其他阻力。
(1)请推导出电压表的示数U与所称物体的质量m的关系式。
(2)为使电压表的示数与待测物体的质量成正比,请利用原有器材进行改进,在乙图的基础上完成改进后的电路原理图,并求出电压表的示数U'与所称物体的质量m的关系式。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be9b4a83b9aebebf29de0c4406ebf894.png)
(1)请推导出电压表的示数U与所称物体的质量m的关系式。
(2)为使电压表的示数与待测物体的质量成正比,请利用原有器材进行改进,在乙图的基础上完成改进后的电路原理图,并求出电压表的示数U'与所称物体的质量m的关系式。
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