高中物理利用传感器制作简单的自动控制装置选择题

电子体重秤的原理图如图中的虚线框中部分所示, 它主要由三部分构成: 踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表). 设踏板的质量可忽略不计, 已知理想电流表的量程为3 A, 电源电动势为12 V, 内阻为2 Ω, 电阻R随踏板变化的函数为R＝30－0.02F(F和R的单位分别是N和Ω). 下列说法正确的是

A．该秤能测量的最大体重是140 N

B．该秤能测量的最大体重是1300 N

C．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375 A处

D．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表刻度盘0.400 A处

在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示。是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻发生变化，导致两端电压增大，装置发出警报，此时（）

A．	变大，且 越大， 增大越明显	B．	变大，且 越小， 增大越明显
C．	变小，且 越大， 增大越明显	D．	变小，且 越小， 增大越明显

蹦床运动要求运动员在一张绷紧的弹性网上蹦起、腾空并做空中运动．为了测量运动员跃起的高度，训练时可在弹性网上安装压力传感器，利用传感器记录弹性网所受的压力，并在计算机上作出压力﹣时间图象，假如作出的图象如图所示．设运动员在空中运动时可视为质点，则运动员跃起的最大高度约为（g取10m/s²）（ ）

A．1.8 m

B．3.6 m

C．5.0 m

D．7.2 m

在如图所示的电路中，电源的电动势E恒定，内阻r＝1Ω，R₁为光敏电阻（其阻值随光照的增强而减小），定值电阻R₂＝2Ω，R₃＝5Ω，电表均为理想电表。则下列说法正确的是（      ）

A．当光照增强时，电源的效率增大

B．当光照增强时，电容器的电荷量减小

C．光照强度变化时，电压表示数的变化量和电流表示数的变化量之比不变

D．若光敏电阻R1阻值变化范围为2～9Ω，则光照强度变化前后，ab段电路消耗的电功率可能相同

下列说法错误的是

A．干簧管是一种由磁场控制的开关

B．楼道里的灯只有天黑时出现声音才亮，说明它的控制电路中只有声传感器

C．光敏电阻能够把光信号转换成电信号

D．负温度系数的热敏电阻在温度升高时电阻减小

演示位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小x，假设电压表是理想的，则下列正确的是（    ）

A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化

B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化

C．物体M不动时，电路中没有电流

D．物体M不动时，电压表没有示数

如图是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中电源电动势为E，内阻为r，R₁、R₂是定值电阻，R_B是磁敏传感器，它的电阻随磁体的出现而减小，c、d接报警器．电路闭合后，当传感器R_B所在处出现磁体时，则电流表的电流I，c、d两端的电压U将（     ）

A．I变大，U变小	B．I变小，U变大
C．I变大，U变大	D．I变小，U变小

如图所示的电路，电源电动势=8V，电阻与一个电流传感器相连，传感器可以将电路中的电流随时间变化的曲线显示在计算机屏幕上，最初接1，现突然将接2，结果在计算机屏幕上得到如图所示的曲线，将该曲线描绘在坐标纸上(坐标纸上的小方格图中未画出)，电流坐标轴每小格表示0.1，时间坐标轴每小格表示，曲线与所围成的面积约为80个小方格。则下列说法正确的是：

A．该图象表示电容器的充电过程

B．电源给电容器充电完毕时，电容器所带的电荷量约为

C．电容器的电容约为

D．点的坐标乘积表示此时电容器已放掉的电荷量

如图所示，用电流传感器研究自感现象．电源内阻不可忽略，线圈的自感系数较大，其直流电阻小于电阻R的阻值．t=0时刻闭合开关S，电路稳定后，t₁时刻断开S，电流传感器连接计算机分别描绘了整个过程线圈中的电流I_L和电阻中的电流I_R随时间t变化的图象．下列图象中可能正确的是

 

如图所示是测定液面高度h的电容式传感器示意图，E为电源，G为灵敏电流计，A为固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体．已知灵敏电流计指针偏转方向与电流方向的关系为：电流从左边接线柱流进电流计，指针向左偏．如果在导电液体的深度h发生变化时观察到指针正向左偏转，则                                                                                                                                           (　　)

A．导体芯A所带电量在增加，液体的深度h在增大

B．导体芯A所带电量在减小，液体的深度h在增大

C．导体芯A所带电量在增加，液体的深度h在减小

D．导体芯A所带电量在减小，液体的深度h在减小

青岛奥运会帆船赛场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电路的开关，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0；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，黑天打开。电磁开关的内部结构如图所示。1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接。当励磁线圈中电流大于50mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于50mA时，3、4接通。励磁线圈中允许通过的最大电流为100mA.

(1)利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图．
光敏电阻R₁，符号
灯泡L，额定功率40W，额定电压36V，符号
保护电阻R₂，符号
电磁开关，符号蓄电池E，电压36V，内阻很小；开关S，导线若干。
(2)回答下列问题：
①如果励磁线圈的电阻为200Ω，励磁线圈允许加的最大电压为________V，保护电阻R₂的阻值范围为________Ω。
②在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱3、4之间从断开变为接通。为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合本题中电磁开关内部结构图说明．
答：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
③任意举出一个其它的电磁铁应用的例子。
答：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________

如图(1)是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电量Q将随待测物体的上下运动而变化，若Q随时间t的变化关系为Q＝(a、b为大于零的常数)，其图像如图(2)所示，那么图(3)、图(4)中反映极板间场强大小E和物体速率v随t变化的图线可能是     (　　)

A．①和③	B．①和④
C．②和③	D．②和④

如图所示的是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F作用于可动膜片的电极上时，以下说法正确的是                                                    (　　)

①若F向上压膜片电极，电路中有从a到b的电流
②若F向上压膜片电极，电路中有从b到a的电流
③若F向上压膜片电极，电路中不会出现电流
④若电流表有示数，则说明压力F发生变化
⑤若电流表有示数，则说明压力F不发生变化

A．②④	B．①④
C．③⑤	D．①⑤

如图所示，R₁、R₂为可调电阻，R₃为标准电阻，R₄为热敏电阻（阻值随温度升高而减小）。下列说法中正确的是（    ）

A．当环境温度升高时，电容器所带电荷量减小

B．若R1的阻值减小，电容器所带电荷量保持减小

C．若R2的阻值增大，电容器所带电荷量增加

D．若R2的阻值减小，电流表的示数减小

传感器担负着信息采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量（如温度、光、声等）转换成便于测量的量（通常是电学量），例如热敏电阻传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻随温度变化的图线如图（甲）所示，图（乙）是由热敏电阻R_t作为传感器制作的简单自动报警器线路。

（1）、为了使温度过高时报警器响铃，C应接在     （填a或b）。
（2）、若使启动报警器的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P点向      移动（填左或右）。
（3）、如果在调试报警器达到最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路实际不能工作的原因可能是                                                                             。