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高中物理

现代技术中,传感器是指这样一类元件:它能够将诸如力、温度、光、声、化学成分等大量电学量按照一定规律转换为电学量。如图所示的装置就是一种测压强的传感器。图中AB为大小、形状完全相同的金属板,它们构成一个电容器,其中A权被固定,两金属板的正对面积为S。金属板是空气的介电常数为,静电力常量为kCD是两根完全一样的轻质弹簧,它们的劲度系数为两弹簧一端固定,另一端与金属板B上的绝缘杆相连。传感器未工作时,弹簧处于自然长度,两金属板间的距离为
(1)现将两金属板与直流电源相连对电容器进行充电,充至电容器两极间电压为U后与电源断开。由于两金属板带电导致的两板间距的变化忽略不计,求电容器所带电荷量;
(2)若仅已知现对极板B的右侧施加一均匀向左的待测压强P,甲同学说:可以通过测量施加压强前后两极板间的电压U0对压强进行测量;乙同学说:可以通过测量施加压强前后电容器的带电量对压强进行测量。
a.你选择上述哪种方法,指出这种方法中开关所处的状态,并简要说明理由。
b.根据你选择的方法,通过推导写出压强的表达式。

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(选修模块3-4)(15分)


(1)下列说法中正确的是          

A.全息照相技术利用了光的干涉原理
B.超声仪器使用超声波而不用普通声波,是因为超声波更容易发生衍射
C.电磁振荡的过程是电场能和磁场能交替转化的过程
D.狭义相对性原理认为,在任何参考系中物理规律都是相同的

(2)如图为光纤电流传感器示意图,它用来测量高压线路中的电流.激光器发出的光经过左侧偏振元件后变成线偏振光,该偏振光受到输电线中磁场作用,其偏振方向发生旋转,通过右侧偏振元件可测得最终偏振方向,由此得出高压线路中电流大小.图中左侧偏振元件是起偏器,出射光的偏振方向与其透振方向        ,右侧偏振元件称为        .
(3)如图是单摆振动时摆球位移随时间变化的图象(取重力加速度g2 m/s2).
①求单摆的摆长l
②估算单摆振动时偏离竖直方向的最大角度(单位用弧度表示).

  • 题型:未知
  • 难度:未知

如图为检测某传感器的电路图,传感器上标有“3V、0.9W”字样(传感器可看作一个纯电阻),滑动变阻器R0上标有“10Ω、1A”的字样,电流表的量程为0.6A,电压表的量程为3V.
(1)根据传感器上的标注,计算该传感器的电阻和额定电流.
(2)若电路各元件均完好,检测时,为了确保电路各部分的安全,在a、b之间所加的电源电压的最大值是多少?
(3)根据技术资料可知,如果传感器的电阻变化超过1Ω,则该传感器就失去了作用.实际检测时,将一个恒定电压加在图中a、b之间(该电压小于上述所求电压的最大值),闭合开关S,通过调节R0来改变电路中的电流和R0两端的电压.检测记录如下:

 
电压表示数U/V
电流表示数I/A
第一次
1.48
0.16
第二次
0.91
0.22

不计检测电路对传感器电阻的影响,通过计算分析,你认为这个传感器是否仍可使用?此时a、b所加的电压是多少?

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  • 难度:未知

高中物理利用传感器制作简单的自动控制装置综合题