《位移和压力传感器》位移和压力传感器

1单选题

电子秤使用的是（　　）

超声波传感器

温度传感器

压力传感器

红外线传感器

题目答案

答案解析

分析：

电子称的工作原理是受到力的作用，并显示其大小，应用了压力传感器．

解答：

解；根据电子秤的工作原理，可知当电子秤受到压力的作用时，会显示相应的大小，故使用的是压力传感器，故C正确故选C

点评：

考查了电子秤的工作原理，使用了压力传感器，了解不同传感器的原理．

2多选题

(多选)某实验小组的同学在电梯的天花板上固定一根弹簧秤，使其测量挂钩向下，并在钩上悬挂一个重为10N的钩码．弹簧秤弹力随时间变化的规律可通过一传感器直接得出，如图所示．则下列分析正确的是(　　)

从时刻t$_1$到t$_3$，钩码处于失重状态

从时刻t$_5$到t$_6$，钩码处于失重状态

电梯可能从15楼开始，最后停在1楼

电梯可能在1楼开始，最后停在15楼

题目答案

答案解析

分析：

当钩码受到的拉力大于重力时，钩码处于超重状态，加速度向上；当钩码受到的拉力小于重力时，钩码处于失重状态，加速度向下；根据图象并结合实际情况得到拉力变化规律，从而得到电梯的运动情况．

解答：

解：A、从时该t$_1$到t$_3$，钩码受到的拉力小于重力时，钩码处于失重状态，加速度向下，所以A正确；

B、从时刻t$_5$到t$_6$，钩码受到的拉力大于重力，钩码处于超重状态，加速度向上，故B错误；

C、如果电梯开始停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在低楼层，那么应该是拉力先等于重力、再小于重力、然后等于重力、大于重力、最后等于重力，故C正确

D、如果电梯开始停在低楼层，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层，那么应该从图象可以得到，拉力先等于重力、再大于重力、然后等于重力、小于重力、最后等于重力，故D错误；

故选AC．

点评：

本题关键是根据拉力的变化情况，得到超、失重情况，然后与实际情况向对照，得到电梯的运动情况．

3单选题

压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，右位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图(a)所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球．小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图(b)所示，下列判断正确的是（　　）

从t$_1$到t$_2$时间内，小车做匀速直线运动

从t$_1$到t$_2$时间内，小车做匀加速直线运动

从t$_2$到t$_3$时间内，小车做匀速直线运动

从t$_2$到t$_3$时间内，小车做匀加速直线运动

题目答案

答案解析

分析：

压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，而电流变大说明电阻变小，故电流变大说明压力变大；反之，电流变小说明压力变小；电流不变说明压力不变．

解答：

解：A、在t$_1$～t$_2$内，I变大，阻值变小，压力变大，小车做变加速运动，故A、B错误；

C、在t$_2$～t$_3$内，I不变，压力恒定，小车做匀加速直线运动，故C错误，D正确；

故选：D．

点评：

本题关键是根据电流变化情况判断压力变化情况，根据牛顿第二定律判断加速度变化情况，从而判断小车的可能运动情况．

4多选题

(多选)传感器是把非电物理量(如高度、温度、压力等)的变化转换成电学量(如电压、电流、电容等)变化的一种元件，它在自动控制中有着广泛的应用．如图是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图．金属棒与导电液体构成一个电容器，将金属棒和导电液体分别与直流电源的两极相连接，从电容C和导电液与金属棒间的电压U的变化就能反映液面的升降情况，即(　　)

电源接通，若此后电容C减小，反映h减小

电源接通，若此后电容C减小，反映h增大

电源接通再断开，若此后电压U减小，反映h减小

电源接通再断开，若此后电压U减小，反映h增大

题目答案

答案解析

分析：

由图，金属棒与导电液体构成一个电容器，电源接通时，电容器的电压一定，电容C减小时，由电容的决定式分析电容减小时，h的变化．电源接通再断开，电容器的电量不变，电压减小，再由电容的定义式分析电容的变化，由电容的决定式分析h的变化．

解答：

解：A、B，电源接通时，电容器的电压一定，若电容C减小时，金属棒与导电液的正对面积减小，所以h减小．故A正确，B错误．

C、D电源接通再断开，电容器的电量不变，电压减小，由公式C=$\frac {Q}{U}$分析可知，C增大，金属棒与导电液的正对面积增大，所以h增大．故C错误，D正确．

故选AD

点评：

本题是电容器动态变化分析问题，根据电容的定义公式C=$\frac {Q}{U}$和电容的决定因素进行综合分析．

5单选题

传感器是把非电学量(如高度、温度、压力等)的变化转换成电学量变化的一种元件，它在自动控制中有着广泛的应用．如图是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图．金属棒与导电液体构成一个电容器，将金属棒和导电液体分别与直流电源的两极相连接，从电容C和导电液与金属棒间的电压U的变化就能反映液面的升降情况，即

①电源接通后，电容C减小，反映h减小．

②电源接通后，电容C减小，反映h增大．

③电源接通再断开后，电压U减小，反映h减小．

④电源接通再断开后，电压U减小，反映h增大．

以上判断正确的是（　　）

①③

①④

②③

②④

题目答案

答案解析

分析：

此电容器的两个极板分别是金属棒与电解液，h增大表示电容器的正对面积增大，所以电容就增大，充电后断开，则电量Q不变，h减小，C减小，而U=$\frac {Q}{C}$，则U比增大．

解答：

解：此电容器的两个极板分别是金属棒与电解液，h增大表示电容器的正对面积增大，所以电容就增大，充电后断开，则电量Q不变，h减小，C减小，故①正确，②错误，

而U=$\frac {Q}{C}$，则U增大，故③错误，故④正确．

故选B

点评：

考查了电容器电容的决定式，影响电容的因素．

6多选题

(多选)传感器是自动控制设备中不可缺少的元件．如图是一种测定位移的电容式传感器电路，电源电动势为E，电路中电阻阻值为R．在该电路中，闭合s一段时间后，使工件(电介质)缓慢向左移动，则在工件移动的过程中（　　）

通过电流表G的电流方向由a至b

通过电流表G的电流方向由b至 a

通过电流表G的电流始终为零

电容器两极板之间的电压等于电源电动势E

题目答案

答案解析

分析：

电容器的决定式C=$\frac {ɛs}{4πkd}$，当电容器两极间介质变化时会引起电容的变化，从而引起带电量的变化，而极板间的电压等于电源的电动势，从而即可求解．

解答：

解：ABC、工件缓慢向左移动，相当于介质减少，由C=$\frac {ɛs}{4πkd}$知电容减少，两板间的电压不变，根据C=$\frac {Q}{U}$ 知极板上的带电量减少，电容器对电源反向充电，通过电流表的电流由a至b，故A正确，BC错误；

D、因电容器两极总与电源相连，则两极板之间的电压等于电源电动势E，故D正确．

故选：AD．

点评：

考查了影响电容器电容的因素，如何改变电容器的容，电容传感器的特点，注意电容器与电源断开时，极板电量不变，而与电源相连时，则极板电压不变．

7单选题

传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透到宇宙开发．环境保护．交通运输乃至家庭生活等多种领域．下图所示为三种电容式传感器．在以下的说法中，正确的有(　　)

图甲是测定液面高度h的传感器，液面高度h发生变化时，通过改变两极板之间的距离d而引起了电容C的变化

图乙是测定压力F的传感器，压力F发生变化时，通过改变两极板之间的距离d而引起了电容C的变化

图丙是测定角度θ的传感器，角度θ发生变化时，通过改变两极板之间的距离d而引起了电容C的变化

三个图都是通过改变两极板之间的正对面积S而引起电容C的变化

题目答案

答案解析

分析：

电容器的决定式C=$\frac {ɛs}{4πkd}$，当电容器两极间正对面积变化时会引起电容的变化，其他条件不变的情况下成正比．

解答：

解：A、图示电容器的一个极板时金属芯线，另一个极板是导电液，故是通过改变电容器两极间正对面积而引起电容变化的，故A错误；

B、是通过改变极板间的距离，改变电容器的电容，故B正确；

C、图示电容器为可变电容器，通过转动动片改变正对面积，改变电容，故C错误；

D、由上可知，故D错误；

故选B

点评：

考查了影响电容器电容的因素，如何改变电容器的容，电容传感器的特点．

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