在今天的生活中传感器的应用越来越广泛。小明想可不可以利用压力传感器和初中所学的物理知识来设计一个可以直接测量压力大小的“压力计”呢?他找到一个压力传感器,知道它的阻值R与受压力大小F的对应关系图像如图甲所示,当0≤F≤200N时图像为直线。下面他设计了“压力计”电路图如图乙所示。已知电源电压为12V,电流表的量程为50mA。
(1)请根据电路图完善图丙的实物连接,要求闭合开关后滑动变阻器的滑片向右滑动时R1接入电路的阻值变大;____
(2)闭合开关S,不施加压力,调节滑动变阻器接入电路部分的阻值,从最大值逐渐减小,当电流表读数为40mA时电压表读数为4V,可知R0=________ Ω;
(3)闭合开关S,不施加压力,继续调节滑动变阻器R1,电流表指针指表盘正中间位置,将此位置标记刻度为F=0。此时滑动变阻器接入电路部分的阻值为________ Ω。
(4)此后小明在保持滑动变阻器阻值不变的前提下,逐渐对传感器施加压力,并将对应的压力值标记到电流表上,制成了一个简易的“压力计”。若此“压力计”测得的F=160N时,电流表对应的示数为_______ mA。
(1)请根据电路图完善图丙的实物连接,要求闭合开关后滑动变阻器的滑片向右滑动时R1接入电路的阻值变大;
(2)闭合开关S,不施加压力,调节滑动变阻器接入电路部分的阻值,从最大值逐渐减小,当电流表读数为40mA时电压表读数为4V,可知R0=
(3)闭合开关S,不施加压力,继续调节滑动变阻器R1,电流表指针指表盘正中间位置,将此位置标记刻度为F=0。此时滑动变阻器接入电路部分的阻值为
(4)此后小明在保持滑动变阻器阻值不变的前提下,逐渐对传感器施加压力,并将对应的压力值标记到电流表上,制成了一个简易的“压力计”。若此“压力计”测得的F=160N时,电流表对应的示数为
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更新时间:2023-07-06 15:22:09
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【推荐1】嘉嘉同学设计了如图甲所示的风力测量仪。已知电源电压为保持不变,电压表的量程为,电路保护电阻阻值为,为线状均匀电阻丝,木球用金属丝悬挂于O点,O点接入电路。且金属丝和线状电阻丝接触良好。无风时,金属丝刚好竖直接触于电阻丝最右端。(金属丝电阻和质量不计)
(1)请分析甲图,风力增大时,电压表的示数___________ (“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)金属杆接入电路中的电阻与迎风板所承受风力的关系如乙图所示。若电压表示数为2V,则此时风力是多少?___________
(3)甲电路中,将电压表改接在两端,电压表量程不变,只在电路中增加一个电阻。使他能够测出的风力。计算说明应在电路中增加一个多大的电阻___________ ?如何连接。___________
(1)请分析甲图,风力增大时,电压表的示数
(2)金属杆接入电路中的电阻与迎风板所承受风力的关系如乙图所示。若电压表示数为2V,则此时风力是多少?
(3)甲电路中,将电压表改接在两端,电压表量程不变,只在电路中增加一个电阻。使他能够测出的风力。计算说明应在电路中增加一个多大的电阻
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【推荐2】广东的春季,天气潮湿,需要除湿,如图1所示为某实验室的自动除湿器。除湿器内部的电路结构由控制电路和工作电路两部分组成,简化后的电路图如图2所示。控制电路中的电源电压U1=12V,调控电阻R0的阻值范围为0-1000Ω,R为装在除湿器内的湿敏电阻,其阻值随相对湿度φ(空气中含有水蒸气的百分比,单位为:%RH)变化的图像如图3所示。L为磁控开关,当湿敏电阻R的阻值发生变化时,控制电路中的电流随之发生变化,当电流大于或等于20mA时,L的两个由磁性材料制成的弹片具有了磁性并相互吸合,工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿。工作电路两端电压U2=220V,Rg为保护电阻,磁控开关L的线电阻不计。问:
(1)当S接通时,可判断出图2中线圈上端P的磁极是______ 极;
(2)磁性弹片可能是下列哪些材料组成______ ;
A.钴、锌 B.铁、铝 C.钴、镍 D.铁、钢
(3)开关S闭合后,磁控开关L的两个弹片就具有了磁性,其原理与以下哪个装置相同?______ (填写字母);
A.电动机 B.电磁铁 C.发电机 D.话筒
(4)因实验室内有较敏感的器件,要求相对湿度控制在45%RH以内,则R0调控电阻的阻值不能超过______ Ω;
(5)在磁控开关L闭合条件不变的情况下,若要早点开始除湿,则可以______ (请从改变R0或U1角度解答);
(6)小明查看了该除湿器的铭牌,其中有一参数为“除湿量1.2kg/h(30℃ 80%RH)”,表示在30℃、相对湿度80%的情况下每小时的除水量,相关资料显示在该环境条件下的室内空气含水量是30g/m3。小明所在的实验室环境温度为30℃、相对温度80%,体积为200m3,想使用这台总功率为1100W的除湿器为实验室除湿,如果每次都能把该实验室里的水分除干,则除湿一次需要消耗电能_______ J。
(1)当S接通时,可判断出图2中线圈上端P的磁极是
(2)磁性弹片可能是下列哪些材料组成
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【推荐3】为防止电动车充电时起火引发事故,科技小组的同学设计了一个自动灭火报警模拟装置,如图甲所示,电源U1为18V,热敏电阻Rt的阻值随温度t变化的图像;如图丙所示,电磁铁线圈的电阻为200Ω。工作时开关S1、S2闭合,无火情时绿灯亮;当通过电磁铁线圈ab的电流大于或等于10mA衔铁被吸下,电铃报警同时电动水龙头喷水。(1)将乙图中的元件序号分别填入甲图中的虚线框内完成电路_________ ;工作时当温度升高,电磁铁磁性_________ (选填“增强”或“减弱”);
(2)若温度达到或超过60℃电铃报警,则滑动变阻器最大阻值不能小于多少欧_________ ?
(3)按以下步骤对(2)中电路进行调试:
①将Rt换成电阻箱,调节电阻箱阻值为_________ Ω,闭合开关S1,调节滑动变阻器,直到_________ ;
②断开开关S1,将电阻箱换成Rt,完成调试。
(4)若要求热敏电阻温度达到或超过70°C电铃报警,对(3)中已调试好的电路,其它条件不变,若电源电压可调,则将电源电压调为_________ V即可。
(2)若温度达到或超过60℃电铃报警,则滑动变阻器最大阻值不能小于多少欧
(3)按以下步骤对(2)中电路进行调试:
①将Rt换成电阻箱,调节电阻箱阻值为
②断开开关S1,将电阻箱换成Rt,完成调试。
(4)若要求热敏电阻温度达到或超过70°C电铃报警,对(3)中已调试好的电路,其它条件不变,若电源电压可调,则将电源电压调为
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【推荐1】酒后驾车害己害人,酒精测试仪可以检测驾驶员是否酒后驾车,如图是小明设计的酒精测试仪原理图,图中R0定值电阻,酒精气体传感器Rm的电阻随着酒精气体浓度的增大而减小。
(1)R0与Rm的连接方式是___________ 联;
(2)驾驶员吹出的酒精气体浓度越大,电压表的示数越___________ ;
(3)小红认为小明的设计有待改进,因为此测试仪长久使用电池电压降低时,会使测出的酒精浓度偏___________ ,而且测量前电压表指针不指在酒精浓度的0刻度处,若把R0换成滑动变阻器,当电池电压降低时,测量前闭合开关,调节滑动变阻器就可以使指针指在酒精浓度的0刻度处,这时滑动变阻器接入电路的阻值___________ (选填“大于”、“小于”或“等于”)R0的阻值。
(1)R0与Rm的连接方式是
(2)驾驶员吹出的酒精气体浓度越大,电压表的示数越
(3)小红认为小明的设计有待改进,因为此测试仪长久使用电池电压降低时,会使测出的酒精浓度偏
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【推荐2】如图所示是一款智能消毒机器人,它由超干雾喷头、紫外线灯、底盘等组成。当剩余电量减为电池容量的10%时,机器人会主动寻找充电桩充电。如表为该款智能消毒机器人的部分参数。其中电池容量是指放电电流与放电总时间的乘积,最大雾化率是指每分钟最多雾化的液体体积。消毒喷雾量是机器人消毒时每立方米空间超干雾喷头喷出雾状消毒剂的总体积。
(1)机器人身上配备的紫外灯是利用紫外线的生理效应进行杀菌消毒,请你再说出一条关于紫外线的应用实例 ________ ;
(2)已知机器人身上搭载了视觉测距和超声波测距传感器,当投射器发出激光并接收到较强的反射光成像时就能利用视觉测距传感器识别障碍物的信息;若反射光较弱,可通过超声波测距传感器来发射并接收超声波判断。则它在遇到大理石墙壁时主要通过____________ (选填“视觉测距传感器”或“超声波测距传感器”)避障;
(3)已知教室的容积为200m3,如果仅用雾化消毒剂的方式进行消毒,至少需要________ kg消毒剂(消毒剂的密度为1.1g/cm3),至少经过几min才能消毒完_________ ?
(4)当障碍物未能被测距仪捕捉到,机器人的底盘前端碰撞板就会受到碰撞,板内压力传感器向控制系统传达信息,从而根据碰撞的力度和方向做出相应的反应。如图乙是压力传感电路原理图,电源电压为14.4V,定值电阻R1=120Ω。当电路中的电流大于等于50mA时,气电保护开关S自动断开,机器人停止前进,图丙所示是压力传感器R的阻值随所受压力F变化图像当机器人的前端被碰撞,传感器R受到压力达到多大时,气电开关将断开_________ ?
机器人输入电压 | 50V | 充电桩输出电压 | 50V |
电池容量 | 45Ah | 最大雾化率 | 50mL/min |
运行模式 | 连续运动 | 消毒喷雾量 | 20mL/m3 |
移动速度 | 0.1~1m/s |
(2)已知机器人身上搭载了视觉测距和超声波测距传感器,当投射器发出激光并接收到较强的反射光成像时就能利用视觉测距传感器识别障碍物的信息;若反射光较弱,可通过超声波测距传感器来发射并接收超声波判断。则它在遇到大理石墙壁时主要通过
(3)已知教室的容积为200m3,如果仅用雾化消毒剂的方式进行消毒,至少需要
(4)当障碍物未能被测距仪捕捉到,机器人的底盘前端碰撞板就会受到碰撞,板内压力传感器向控制系统传达信息,从而根据碰撞的力度和方向做出相应的反应。如图乙是压力传感电路原理图,电源电压为14.4V,定值电阻R1=120Ω。当电路中的电流大于等于50mA时,气电保护开关S自动断开,机器人停止前进,图丙所示是压力传感器R的阻值随所受压力F变化图像当机器人的前端被碰撞,传感器R受到压力达到多大时,气电开关将断开
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解题方法
【推荐3】如图所示是某物理学习小组利用力敏电阻设计的一个电子秤。R0是阻值为10Ω的定值电阻,允许通过的最大电流为0.25A,R为力敏电阻,不受压力时阻值为40Ω,电压表的量程为0~3V。杠杆OBA的支点为O,OA∶OB=5∶1.在制作的过程中,将电压表的刻度盘改装成质量的刻度盘。(托盘、压杆和杠杆的质量均忽略不计,实验中力敏电阻R保持“减小的电阻值与所受压力成正比”的规律不变,g=10N/kg。)
(1)托盘中加入物体时产生的力作为动力,该杠杆OBA属于___________ 杠杆;
(2)该电子秤所测量的物体质量越大,电压表的示数___________ ;
(3)将质量为2.5kg的物体放在托盘中,电压表的示数为1V。将质量为7.5kg的物体放在托盘中,电压表的示数为2V。在保证电路安全的前提下,该电子秤能测量的最大质量为多少?(写出必要的文字说明、表达式及最后的结果)( )
(1)托盘中加入物体时产生的力作为动力,该杠杆OBA属于
(2)该电子秤所测量的物体质量越大,电压表的示数
(3)将质量为2.5kg的物体放在托盘中,电压表的示数为1V。将质量为7.5kg的物体放在托盘中,电压表的示数为2V。在保证电路安全的前提下,该电子秤能测量的最大质量为多少?(写出必要的文字说明、表达式及最后的结果)
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