返回

高中二年级物理

首页
  • 不定项选择
    如图,甲是研究自感现象的实验电路图,乙是录音机的录音电路原理图,丙是光电传感的火灾报警器的 部分电路图,丁是电容式话筒的电路原理图,下列说法正确的是

    [     ]

    A.甲图中开关断开瞬间,灯泡会突然闪亮一下,并在开关处产生电火花
    B.乙图中录音机录音时,由于话筒的声电转换,线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场
    C.丙图电路中,当有烟雾进入罩内时,光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射,表现出电阻的变化
    D.丁图电路中,根据电磁感应的原理,声波的振动会在电路中产生变化的电流
    本题信息:2011年期末题物理不定项选择难度一般 来源:马凤霞
  • 本题答案
    查看答案
本试题 “如图,甲是研究自感现象的实验电路图,乙是录音机的录音电路原理图,丙是光电传感的火灾报警器的 部分电路图,丁是电容式话筒的电路原理图,下列说法正确的是...” 主要考查您对

传感器的应用

自感现象

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 传感器的应用
  • 自感现象

传感器的几种具体应用:

 1.力传感器的应用——电子秤电子秤在我们日常生活中应用比较广泛,它所使用的测力装置是力传感器。
(1)力传感器的组成:由金属梁和应变片组成,应变片多用半导体材料制成,是敏感元件。
(2)应变片测力原理:如图所示,用弹簧钢制成的金属架右端固定,在梁形金属架上、下表面各贴一个应变片(由半导体材料制成),在梁的自由端施力F,则梁发生弯曲,上表面拉伸,下表面压缩.上表面应变片的电阻变大,下表面应变片的电阻变小。F越大,弯曲形变越大,应变片的阻值变化就越大。如果让应变片中通过的电流保持恒定,那么上表面应变片两端的电压变大,下表面应变片两端的电压变小,传感器把这两个电压的差值输出。外力越大,输出的电压差值也就越大。

(3)应用:应变式力传感器可以用来测重力、压力、推力等力。因此常用于测量汽车载重的地磅秤和在超市、商店使用的电子秤等。
(4)应变片能够把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量。
2.温度传感器的应用——电熨斗
(1)温度传感器:由半导体材料制成的电阻和金属热电阻均可制成温度传感器,它可以把温度信号转换为电信号进行自动控制。
(2)电熨斗的构造:如图所示。
 
(3)电熨斗的自动控温原理:其内部装有双金属片温度传感器,如上图所示,其作用是控制电路的通断。双金属片的上层金属片的膨胀系数大,下层金属片的膨胀系数小些(图中双金属片并在一起)。常温 (与设定温度相差不多)下,上、下的两触点是接触的,电熨斗正常工作。当温度过高时,双金属片发生形变,上层金属片的膨胀系数大于下层,因此会向下弯曲,当温度达到一定程度,触点分离,电路断开,降温后,两金属片恢复原状,又使两触点接触,使温度始终控制在设定温度左右,达到自动控温目的。
说明:熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度,此时可通过调温旋钮调节升降螺钉,升降螺钉带动弹性铜片升降,从而改变触点接触的难易,达到控制在不同温度的目的。
3.温度传感器的应用——电饭锅
(1)电饭锅的结构及工作原理
①结构:如图所示,它的主要元件感温铁氧体是用氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成的。它的特点是:常温下具有磁性,能被磁体吸引,但是温度上升到约103℃时,就失去了磁性,不能被磁体吸引了。

②工作原理:电饭锅工作时,按下开关按钮,感温磁体与永磁体接触,两个接线螺钉通过触点相连,电路接通,开始工作,电饭锅内温度升高,当温度达到103℃ 时,感温磁体与永磁体分离,带动触点分离,电路断开,不再加热,电饭锅停止工作。
(2)测温仪的工作原理:把温度转换为电信号,由指针仪表或数字式仪表显示出来,把非电学量转变为电学量。
①优点:由于电信号可以由测温点传输到其他地点,所以温度传感器可以远距离读取温度的数值。
②种类:常见的测温仪的测温元件可以是热敏电阻、金属热电阻、热电偶等,还可以是红外线敏感元件等。
4.光传感器的应用——火灾报警器

图为利用烟雾对光的散射工作的一种火灾报警器,其工作原理是:带孔的罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板。平时,光电三极管收不到LED发出的光(挡板挡住),呈现高电阻状态。烟雾进入罩内后对光产生散射作用,使部分光线照射到光电三极管上,其电阻变小,与传感器连接的电路检测出这种变化,就会发出警报。


传感器问题的解法:

传感器问题具有涉及的知识点多、综合性强、能力要求高等特点,而传感器的形式又多种多样,有的原理甚至较难理解,但无论如何,搞清传感器的工作原理及过程是求解问题的关键,因此在求解时必须结合题目提供的所有信息、认真分析传感器所在的电路结构,这样才能对题目的要求作出解释或回答。
(1)确定传感器所感受到的物理量传感器所感受到的物理量有力、热、磁、光、声等。
(2)转换电路把输出转换为电学量信号通过器件把敏感元件的输出转换为电学量信号,最后借助于转换电路把电学量信号转换为便于处理、显示、记录或控制的量。


自感现象:

1、自感现象:由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。
①作用:阻碍原电流的增加,起延迟时间的作用。
②I的方向:I是增加的,I的方向与I相反;I是减小的,I的方向与I方向相同。
2、自感电动势:在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。,自感电动势的大小取决于线圈自感系数和本身电流变化的快慢,自感电动势方向总是阻碍电流的变化。
3、自感系数:L为自感系数,描述线圈产生自感电动势大小本领的物理量。其单位为享,用H表示,1H=103mH=106mH。它的大小是由线圈本身决定,与通不通电流,电流的大小无关。线圈的横截面积越大,线圈越长,匝数越密,它的自感系数就越大。实际上它与线圈上单位长度的匝数n成正比,与线圈的体积成正比。除此外,线圈内有无铁芯起相当大的作用,有铁芯比没有铁芯,自感系数要大得多。
4、自感现象的应用和防止
(1)自感现象的应用——日光灯工作原理
①电路图

②起动器的作用:利用动触片和静触片的接通与断开起一个自动开关的作用,起动的关键就在于断开的瞬间;
③镇流器的作用:日光灯点燃时,利用自感现象产生瞬时高压;日光灯正常发光时,利用自感现象,对灯管起到降压限流作用。
(2)自感现象的防止:用双线绕法——产生反向电流,使磁场相互抵消。

通电自感和断电自感:



分析自感现象的基本方法:

因为自感现象是以发生自感的那部分电路的电流为主展开的分析,所以在研究自感问题时,应以电流的稳定分布为分析的基点,对电流的变化进行比较后展开分析。一般我们只研究电流从零增大到稳定值和由稳定值减小到零的情况。
1.自感电路中阻碍自感电流变化的原因
(1)当自感电路中电流增大时,增大的电流的能量转化为自感线圈中的磁场能量,而表现出阻碍这种增大的现象。
(2)当自感电路中电流减小时,自感线圈储存的磁场能量会释放出来,转化为电流的能量,而表现出阻碍这种减小的现象。
2.分析自感支路对其他并联支路的影响的步骤
(1)当电源接通,自感电路中电流由零开始增大的瞬时,相当于此电路中电阻突然增大到极大,等效于该支路在瞬时断开。
(2)当电源断开,自感电路中电流减小到零瞬时,此电路的电流会在一段短暂时间内维持原来大小。
(3)通过各支路的电路结构比较它们在稳定状态的电流大小。
(4)把自感线圈当做假想电源,其他支路与新电源的关系确定电路结构,确定电流的分配,再比较各支路新的电流与原来电流的大小关系,分析要处理的问题并得出结论:
3.自感中“闪亮”与“不闪亮”问题


速解自感问题的等效法:

1.通电自感的等效
在通电前线圈中电流为零。通电后线圈中的电流逐渐增大到稳定值。此过程中可将线圈等效为导体,其阻值由无穷大逐渐减小到其直流阻值。然后利用直流动态电路分析中“串反并同”的结论分析通电自感中发生的现象。
2.断电自感的等效
开关断开后,若通电自感线圈中的电流仍能形成通路,则流过自感线圈中的电流将从原来的数值沿原来的方向流动,流动中电流逐渐减小到零。断电的线圈可等效为一个电源,其电动势大小与其外电路有关,与通电线圈中电流有关。E=I(r+R)。当线圈中电流逐渐减小到零时,E逐渐减小到零。


发现相似题
与“如图,甲是研究自感现象的实验电路图,乙是录音机的录音电路...”考查相似的试题有: