传感器

如图所示，对光电管产生的光电子进行荷质比测定的原理图。两块平行金属板间距为d，其中N为锌板，受紫外光照射后将激发出沿不同方向运动的光电子，开关S闭合，电流表A有读数，若调节变阻器R，逐渐增大极板间的电压，A表读数逐渐减小，当电压表示数为U时，A表读数恰好为零；断开S，在MN间加上垂直纸面的匀强磁场，当磁感强度为B时，A表读数也恰好为零。
（1）求光电子的比荷e/m的表达式_______________。
（2）光电管的阴极常用活泼的碱金属制成，原因是这些金属_______________。
A．导电性好
B．逸出功小
C．发射电子多
D．电子动能大
（3）光电管在各种自动化装置中有很多应用，街道路灯自动控制就是其应用之一，如图为其模拟电路，其中A为光电管，B为电磁继电器，C为照明电路，D为路灯，请连成正确的电路，达到日出路灯熄，日落路灯亮的效果。

将一个力传感器接到计算机上，就可以测量快速变化的力，用这种方法测得的某单摆摆动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如图所示。由此图线提供的信息可判断摆球摆动的周期T 为____________s，在摆动过程中小球的机械能将____________（选填“减小”、“增大”、“不变”）。

电熨斗的工作原理：常温下上下触点是分开的，设定温度时，通过调节调温旋钮使弹性铜片下降，与弹性铜片相连接的上触点与下触点接通，这样电路接通，电热丝发热产生热量，温度升高，可以熨烫衣物。当达到设定温度时双金属片也由于受热而膨胀，但因双金属片上层金属的膨胀系数______________下层金属，使双金属片向______________弯曲，上下触点脱离，电路断开。由于电路断开，电热丝不再发热，温度降低，双金属片恢复初态，电路又接通加热。如果从熨烫需要较高温度的棉麻衣物转而熨烫需要较低温度丝绸衣物，应当调节调温旋钮使升降螺钉______________。

一些材料的电阻随温度的升高而变化。
（1）如图（甲）是由某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图像，若用该电阻与电池（电动势E=1.5V，内阻不计）、电流表（量程为5mA、内阻不计）、电阻箱R′ 串联起来，连接成如图（乙）所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。
①电流刻度较大处对应的温度刻度______________；（填“较大”或“较小”）
②若电阻箱阻值R′=150Ω，当电流为5mA时对应的温度数值为______________°C。
（2）某实验小组研究一白炽灯两端电压与电流的关系，得到了如下表所示的一组数据，并描绘出其I-U图线如图中（a）所示。 
①由图线可看出该白炽灯的电阻随电压的增大而______________；（选填“增大”或“减小”）
②实验还用到了下列器材：直流电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关及导线若干。请在图（b）中以笔划线代替导线按实验要求将实物图补充完整。

        为了保证家庭用电的安全，近年来各种在危险情况下能自动断电的保护装置进入家庭。家庭用自动断电保护装置有很多种，其中有些含有多种功能。如下图所示的甲、乙、丙三幅图分别是三种不同功能的自动断电保护装置的原理示意图：甲、乙两图都有一个电磁铁，当电磁铁线圈中的电流达到一定值时（这个电流的值可以调节），会吸引连杆上的衔铁，使连杆向下移动，并使脱扣开关（脱扣开关本身及连杆与脱扣开关间的机械装置图中都未画出）断开，从而切断电源，保证安全。两图不同之处是甲图把火线与零线并在一起，采用双线绕法，而乙图则只把火线绕在电磁铁上。丙图则没有电磁铁线圈，而是让火线通过一个双金属片，当电流超过某一定值时（这个电流值也可以调节），双金属片向下弯曲代替连杆，同样使脱扣开关切断。
        这三种功能分别是：①过载保护：当电流超过额定电流值不是很多时，电路不立即被切断，而是要经过一段时间，如果电流仍没有减小，再切断电源；②短路保护：当电路中发生短路现象时，立即自动切断电路，避免灾害发生；③漏电保护：当家庭中火线绝缘皮破损而与导体接触，并且导体与地连接，造成漏电，这时要自动切断电源。
请指出甲、乙、丙三图各是哪种功能？甲：________________；乙：_________________；丙：_________________。

PTC元件由于材料的原因有特殊的导电特性，其电阻随温度变化关系复杂。现有一只由PTC元件做成的加热器，实验测出各温度下它的阻值，数据如下：
加热器接到200V的电源上，在方格纸上已根据反复实验的大量实验数据作出了PTC加热器功率P_R随温度t的变化关系曲线，已知PTC加热器器外表面向四周散热的功率为P_Q=0.1（t－t₀）瓦，其中t（单位为℃）为加热器的温度，t₀为室温（本题取20℃）。
（1）请在同一坐标平面内作出P_Q与温度t之间关系的图象；
（2）加热器工作的稳定温度为____________℃；
（3）加热器保持工作稳定温度的原理为：当温度稍高于稳定温度时：__________________________________________；当温度稍低于稳定温度时：____________________________________________。从而保持温度稳定。

光强传感器对接收到的光信号会产生衰减，且对于不同波长的光衰减程度不同，可以用φ表示衰减程度，其定义为输出强度与输入强度之比，φ＝I_出/I_入，下图表示φ与波长λ之间的关系。当用此传感器分别接收A、B两束光时，传感器的输出强度正好相同，已知A光的波长λ_A＝625nm，B光由λ_B1＝605nm和λ_B2＝665nm两种单色光组成，且这两种单色光的强度之比I_B1：I_B2＝2：3，由图可知φ_A＝__________；A光强度与B光强度之比I_A：I_B＝__________。

多选如图（甲）所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光敏电阻R₁能接收到发光元件A发出的光，每当工件挡住A发出的光，光传感器B就输出一个电信号，并经信号处理器处理后在屏幕显示出电信号与时间的关系，如图（乙）所示。若传送带保持匀加速运动，每个工件均相对传送带静止，且相邻工件间距依次为5、10、15、20 …（单位：cm）。则下述说法正确的是（不计工件挡住的时间）

A．工件加速度为0.1m/s²
B．工件加速度为0.2m/s² 
C．当无光照射R₁时，光传感器就输出一次高电压
D．当无光照射R₁时，光传感器就输出一次低电压

某学生小组使用DIS做“测定电动机效率”实验，实验装置如图。
（1）用电流传感器和电压传感器（图中电流表和电压表）测量的是电动机____________电流电压值（填“输入”或“输出”）。
（2）下图是用位移传感器测定重物匀速上升时的位移--时间图线，同时电流传感器和电压传感器的读数基本不变，约为0.14A和3.3V，已知重物质量。则在2.4～2.8s时间段，重物克服重力做功的功率为____________W；该电动机的工作效率约为____________。

有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO、压力传感器R（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（其实质是电流表）。R"为调零电阻，其中AO：BO=5：1。已知压力传感器的电阻与其所受压力的关系R=300－0.6F。设踏板的杠杆组件的质量不计，电源电动势为4V，内阻2Ω。标准状态下R"调到＝20Ω，则：
（1）如果某物体在踏板上，电流表刻度盘示数为20mA，该物体重量是____________N。
（2）在某次测量前，发现空载时指针已经指在10N刻度上，而不是指在“0”刻度位置，则需要调零，应调节调零电阻R"，使R"＝____________Ω。
（3）下列判断正确的是[     ]
A．该秤的零刻度线在电流表的0毫安处
B．该秤的零刻度线在电流表表的最大量程处
C．该秤的刻度是均匀的
D．如果长时间使用后，因电源电动势降低，该秤的读数会偏小

如图甲所示是运用DIS实验的位移传感器测定小车运动规律的实验装置图。
（1）固定在小车上的发射器不断地向接收器发出短暂的超声波脉冲和红外线脉冲，从而测量物体运动的一些物理量。超声波是一种____________（选填“机械波”或“电磁波”）。
（2）图乙是通过传感器、数据采集器，再经过计算机所绘制的小车运动的速度-时间图像。由该图像可以求出小车加速度的大小为a=____________m/s²；小车的运动方向是____________（选填“向左”或“向右”）运动。

某实验小组设计了如图所示的加速度仪。其中CD是一段水平放置的长为L的、阻值较大的光滑均匀电阻丝，一质量和电阻均不计的细长裸金属丝一端固定于O点，另一端悬挂小球P，无加速度时细金属丝竖直，恰与电阻丝在C点接触，OC＝H；有向右的加速度时细金属丝将偏离竖直方向，与电阻丝相交于某一点（如图中虚线所示，细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触）。
（1）已知电源电动势为E，内阻不计，理想电压表两接线柱分别与O点与C点相连，球P的质量为m，重力加速度为g，由此可推得加速度大小a与电压表示数U的关系为a＝_____________。
（2）该实验小组根据（1）中关系，将电压表的刻度盘直接改为加速度刻度，在实际使用中还发现这个加速度仪除了不能测向左的加速度外，还存在不足之处，其中主要的不足之处有：I _____________；II_____________。

如图是电熨斗温度自动控制装置。
（1）常温时，上、下触点应是___________（填分离或接触）；
（2）双金属片温度升高时，___________（填上层或下层）形变大；
（3）假设原来温度上升到80℃时，断开电源，现在要求60℃时断开电源，应___________（填顺时针或逆时针）调节调温旋钮。（已知顺时针旋转时弹性铜片向下弯曲更厉害）

某同学设计了一种“闯红灯违规证据模拟记录器”，如图（a）所示，它可以通过拍摄照片来记录机动车辆闯红灯时的情景。它的工作原理是：当光控开关接收到某种颜色光时，开关自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力，它的阻值变化引起电流变化达到一定值时，继电器的衔铁就被吸下，工作电路中的电控照相机就工作，拍摄违规车辆。光控开关未受到该种光照射就自动断开，衔铁不被吸引，工作电路中的指示灯发光。 ab
（1）要记录违规闯红灯的情景，光控开关应在接收到___________________光（选填“红”、“绿”或“黄”）时自动闭合；
（2）已知控制电路电源电动势为6V，内阻为1Ω，继电器电阻为9Ω，当控制电路中电流大于0.06A时，衔铁会被吸引。则只有质量超过______________________kg的车辆违规时才会被记录。（取g=10 m/s²）

某同学欲设计一个电路，自制一台电子秤，通过查阅资料发现电子秤的主要部件为一个压敏电阻，没有压力时阻值为20Ω，允许通过的最大电流为0.5A，现有下列器材：压敏电阻、质量为m₀的砝码、电流表、滑动变阻器、干电池各一个、开关及导线若干、待测物体（可置于压敏电阻的受压面上）。请完成对该物体质量的测量。
A．直流电源：电动势约4.5V，内阻很小；
B．电流表A₁：量程0～0.6A，内阻0.125Ω；
C．电流表A₂：量程0～3.0A，内阻0.025Ω；
D．滑动变阻器R₁：最大阻值10Ω；
E．滑动变阻器R₂：最大阻值50Ω；
F．开关、导线等。
（1）在可供选择的器材中，应该选用的电流表是__________，应该选用的滑动变阻器是____________。
（2）根据所选器材设计一个电路，用来描绘压敏电阻的电流随压力变化的关系图象，要求压敏电阻两端电压调节范围尽可能大，在方框中画出完成的测量电路，并根据设计的电路图连接实物图，如图所示；
（3）请说明具体的测量步骤。

某学生小组使用DIS做“测定电动机效率”实验，实验装置如图。
（1）用电流传感器和电压传感器（图中电流表和电压表）测量的是电动机__________电流电压值（填“输入”或“输出”）
（2）下图是用位移传感器测定重物匀速上升时的位移-时间图线，同时电流传感器和电压传感器的读数基本不变，约为0.14A和3.3V，已知重物质量。则在2.4～2.8s时间段，重物克服重力做功的功率为__________W；该电动机的工作效率约为__________。

有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO、压力传感器R（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（其实质是电流表）。R"为调零电阻，其中AO：BO=5：1。已知压力传感器的电阻与其所受压力的关系R=300-0.6F。设踏板的杠杆组件的质量不计，电源电动势为4V，内阻2Ω，标准状态下R"调到＝20Ω。则：
（1）如果某物体在踏板上，电流表刻度盘示数为20mA，该物体重量是__________N；
（2）在某次测量前，发现空载时指针已经指在10N刻度上，而不是指在“0”刻度位置，则需要调零，应调节调零电阻R"，使R"＝__________Ω；
（3）下列判断正确的是[     ]
A.该秤的零刻度线在电流表的0毫安处
B.该秤的零刻度线在电流表表的最大量程处
C.该秤的刻度是均匀的
D.如果长时间使用后，因电源电动势降低，该秤的读数会偏小

为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统，光控开关又可采用光敏电阻来进行控制。光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx）。某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表所示：
（1）根据表中数据，请在图（1）给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线。根据图像可以发现，光敏电阻的阻值随照度的增大而________________（只要求定性回答）。
（2）如图（2）所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统。请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗，照度降低至1.0（1x）时启动照明系统，在图（3）虚线框内完成电路原理图（不考虑控制开关对所设计电路的影响），提供的器材如下：性能如上表所示的光敏电阻Rp；电源E（电动势3V，内阻不计）；定值电阻（R₁=10kΩ，R₂=20kΩ，R₃=40kΩ，限选其中之一并在图中标出）开关S及导线若干。

某实验小组设计了如图所示的加速度仪。其中CD是一段水平放置的长为L的、阻值较大的光滑均匀电阻丝，一质量和电阻均不计的细长裸金属丝一端固定于O点，另一端悬挂小球P，无加速度时细金属丝竖直，恰与电阻丝在C点接触，OC＝H；有向右的加速度时细金属丝将偏离竖直方向，与电阻丝相交于某一点（如图中虚线所示，细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触）。
（1）已知电源电动势为E，内阻不计，理想电压表两接线柱分别与O点与C点相连，球P的质量为m，重力加速度为g，由此可推得加速度大小a与电压表示数U的关系为a＝_______________。
（2）该实验小组根据（1）中关系，将电压表的刻度盘直接改为加速度刻度，在实际使用中还发现这个加速度仪除了不能测向左的加速度外，还存在不足之处，其中主要的不足之处有：I ___________________________________；II ___________________________________。

有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO、压力传感器R（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（其实质是电流表）。R"为调零电阻，其中AO：BO=5：1。已知压力传感器的电阻与其所受压力的关系R=300-0.6F。设踏板的杠杆组件的质量不计，电源电动势为4V，内阻2Ω。标准状态下R"调到20Ω则：
（1）如果某物体在踏板上，电流表刻度盘示数为20mA，该物体重量是________N。
（2）在某次测量前，发现空载时指针已经指在10N刻度上，而不是指在“0”刻度位置，则需要调零，应调节调零电阻R"，使R"＝_________Ω。
（3）下列判断正确的是： [     ]
A.该秤的零刻度线在电流表的0毫安处
B.该秤的零刻度线在电流表表的最大量程处
C.该秤的刻度是均匀的
D.如果长时间使用后，因电源电动势降低，该秤的读数会偏小

某同学利用如图装置研究磁铁下落过程中的重力势能与电能之间的相互转化。内阻r＝40Ω的螺线管固定在铁架台上，线圈与电流传感器、电压传感器和滑动变阻器连接。滑动变阻器最大阻值40Ω，初始时滑片位于正中间20Ω的位置。打开传感器，将质量m＝0.01kg的磁铁置于螺线管正上方静止释放，磁铁上表面为N极。穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止（磁铁下落中受到的阻力远小于磁铁重力，不发生转动），释放点到海绵垫高度差h＝0.25m。计算机屏幕上显示出如图的UI-t曲线。        
（1）磁铁穿过螺线管过程中，螺线管产生的感应电动势最大值约为_____________V。
（2）图像中UI出现前后两个峰值，对比实验过程发现，这两个峰值是在磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的，对这一现象相关说法正确的是 [     ]
A.线圈中的磁通量经历先增大后减小的过程
B.如果仅略减小h，两个峰值都会减小
C.如果仅略减小h，两个峰值可能会相等
D.如果仅移动滑片，增大滑动变阻器阻值，两个峰值都会增大
（3）在磁铁下降h＝0.25m的过程中，可估算重力势能转化为电能的效率是_____________。

某同学设计了一种“闯红灯违规证据模拟记录器”，如图（a）所示，它可以通过拍摄照片来记录机动车辆闯红灯时的情景。它的工作原理是：当光控开关接收到某种颜色光时，开关自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力，它的阻值变化引起电流变化达到一定值时，继电器的衔铁就被吸下，工作电路中的电控照相机就工作，拍摄违规车辆。光控开关未受到该种光照射就自动断开，衔铁不被吸引，工作电路中的指示灯发光。
（1）要记录违规闯红灯的情景，光控开关应在接收到______________光（选填“红”、“绿”或“黄”）时自动闭合；
（2）已知控制电路电源电动势为6V，内阻为1Ω，继电器电阻为9Ω，当控制电路中电流大于0.06A时，衔铁会被吸引。则只有质量超过______________kg的车辆违规时才会被记录。

太阳能是一种清洁、绿色能源。在上海举办的2010年世博会上，大量使用了太阳能电池。太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能；在没有光照时，可以视为一个电学器件。某实验小组通过实验，探究一个太阳能电池在没有光照时（没有储存电能）的I-U特性。所用的器材包括：太阳能电池，电源E，电流传感器，电压传感器，滑动变阻器R，开关S及导线若干。
（1）为了描绘出完整的I-U特性曲线，在图（a）中A处接________传感器，B处接________传感器，并将图（a）连成完整的实验电路图。
（2）该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图（b）的I-U图像，图中PQ为过P点的切线。由图可知，当电压小于2.00V时，太阳能电池的电阻________（选填“很大”或“很小”）；当电压为2.80V时，太阳能电池的电阻约为______Ω。

图甲所示是某工厂成品包装车间的光传感记录器，光敏电阻R₁能接收到发光元件A发出的光，每当工件挡住A发出的光，光传感器B就输出一个电信号，并经信号处理器处理后在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙所示。若传送带保持匀加速运动，每个工件均相对传送带静止，且相邻工件间距依次为5、10、15、20……（单位：cm）。（工件挡住的时间极短）
（1）工件的加速度为___________m/s²；
（2）当无光照射R₁时，光传感器就输出一次___________电压（填高或低）。

如图所示，A是浮子，B是金属触头，C为住宅楼房顶上的蓄水池，M是带水泵的电动机，D是弹簧，E是衔铁，F是电磁铁，S₁、S₂分别为触头开关，S为开关，J为电池。请利用上述材料，设计一个住宅楼房顶上的自动注水装置。 
（1）连接电路图；
（2）简述其工作原理（涉及的元件可用字母代替）.

不定项选择如图是温度报警器电路示意图，下列关于此电路的分析正确的是（   ）
A．当R_T的温度升高时，R_T减小，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声
B．当R_T的温度升高时，R_T减小，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声
C．当增大R₁时，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声
D．当增大R₁时，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声

不定项选择如图所示是一种延时开关。当S₁闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通，当S₁断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放。则（   ）

A．由于A线圈的电磁感应作用，才产牛延时释放D的作用
B．由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用
C．如果断开B线圈的S₂，无延时作用
D．如果断开B线圈的S₂，延时将变长

如图所示是家用电冰箱的压缩启动装置的电路。其中的运行绕组是电冰箱在工作时电动机定子，由于家用交流电是单的，启动时必须依靠启动绕组的帮助才能产生旋转磁场。在启动绕组的支路中串联有一个PTC元件。这是一种以酞酸钡为主要材料的热敏电阻器，电流流过PTC元件，元件发热，它的电阻率随温度升高而发生显著变化，当电动机转起来正常以后，PTC元件温度较高。电阻很大，启动绕组电流很小，以下判断正确的是（   ）
①电冰箱的电动机启动时比正常工作时耗电少
②电冰箱的电动机正常工作时比启动时耗电少
③电冰箱启动后，启动绕组功率不变，运行绕组功率是变化的
④电冰箱启动后，启动绕组功率是变化的，运行绕组功率不变 

A．①③
B．②④
C．①④
D．②③

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，则下列说法正确的是（   ）
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运动时，电路中没有电流
D．物体M不动时，电压表没有示数

不定项选择如图所示的光控电路用发光二极管LED模仿路灯，R_c为光敏电阻。“”是具有特殊功能的非门，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平，而当输入端A的电压下降到另一值时，Y会从低电平跳到高电平。在天暗时路灯（发光二极管）会点亮，下列说法中正确的是（   ）
A．天暗时，Y处于高电平 
B．天暗时，Y处于低电平
C．当R₁调大时，A端的电压降低，灯（发光二极管）点亮
D．当R₁调大时，A端的电压降低，灯（发光二极管）熄灭

如图所示，是自动水位报警器的示意图，其中继电器的线圈通过电流时，磁铁吸引衔铁1，使它与触头3断开，与触头2接触。若要求水位正常时绿灯亮，高出一定水位时红灯亮，现有红、绿灯泡各一个，红灯泡应安在_______位置，绿灯泡应安在_______位置（填A或B）。

如图为某同学设计的一个光控开关电路，LED为发光二极管，R_c为光敏电阻。“”是斯密特触发器，该同学晚上进行调试，发现调节R₁的大小时，可以让发光二极管有时发光，有时不发光。于是该同学把“灯”调亮后就休息了，结果到第二天，天很亮了，“灯”并没有熄灭，试分析导致上述情况的原因。

如图所示，1是弹簧，2是衔铁，3是触点，4是电磁铁，5是热敏电阻，6是滑动变阻器，7是电铃，它们组成一种温度自动报警电路，试说明这种简单温度自动报警电路的工作原理。

全自动洗衣机中，排水电磁阀是由程序控制器控制其动作的。当洗衣机进行排水和脱水程序时，电磁铁的线圈通电，使电磁铁的铁芯2动作，牵引排水阀的活塞打开，排除污水，牵引电磁铁的结构如图所示。
当程序控制器的控制电流通过线圈时，线圈和铁芯1产生一个强的磁场，使铁芯2磁化，由于磁体相互作用，将铁芯2吸入线圈，此时铁芯2将拉动阀门使阀门打开排水，同样，控制器不输出控制电流时，电磁铁将失去磁性，弹簧（图中未画）将铁芯2拉回原位，从而关闭阀门，想一想：
（1）某时刻输入控制电流时，a为正，b为负，则铁芯2中A 端和B端分别为什么磁极？
（2）a、b处输入的是正、负交变电流，铁芯2是否仍然吸入线圈？与恒定电流相比会有什么不同?

给你光电管、电磁继电器、直流电源、开关、照明电路、路灯及导线，设计一个用于街道的路灯自动控制开关，达到日出路灯熄，日落路灯亮的效果，并说明设计原理。

如图所示为某种电子秤的原理示意图，AB为一均匀的滑线电阻，阻值为R，长度为L，两边分别有P₁、P₂两个滑动头，P₁可在竖直绝缘光滑的固定杆MN上保持水平状态而上下自由滑动，弹簧处于原长时，P₁刚好指着A端，P₁与托盘固定相连。若P₁、P₂间出现电压时，该电压经过放大，通过信号转换后在显示屏上将显示物体重力的大小。已知弹簧的劲度系数为k，托盘自身质量为m₀，电源电动势为E，内阻不计，当地的重力加速度为g。求：
（1）托盘上未放物体时，在托盘自身重力作用下，P₁离A的距离x₁；
（2）托盘上放有质量为m的物体时，P₁离A的距离x₂；
（3）在托盘上未放物体时通常先校准零点，其方法是：调节P₂，使P₂离A的距离也为x₁，从而使P₁、P₂间的电压为零。校准零点后，将物体m放在托盘上，试推导出物体质量m与P₁、P₂间的电压U之间的函数关系式。

为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx）。某光敏电阻R_p在不同照度下的阻值如下表：
（1）根据表中数据，请在坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点。
（2）如图所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统。请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0（lx）时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图。（不考虑控制开关对所设计电路的影响）
提供的器材如下：
光敏电阻R_p（符号，阻值见上表）；
直流电源E（电动势3V，内阻不计）；
定值电阻：R₁=10kΩ，R₂=20kΩ，R₃=40 kΩ（限选其中之一并在图中标出）；
开关S及导线若干。

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50 mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于50 mA时，3、4接通。励磁线圈中允许通过的最大电流为100 mA。
（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40 W，额定电压36 V，符号
保护电阻R₂，符号
电磁开关，符号
蓄电池E，电压36 V，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的阻值范围是___________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任意举出一个其他的电磁铁应用的例子。
答：______________________。

如图甲，质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为位移传感器，它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移-时间（s-t）图象和速率-时间（v-t）图象，整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为l、高度为h。（取重力加速度g=9.8 m/s²，结果可保留一位有效数字）。
（1）现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度，A的v-t图线如图乙所示，从图线可得滑块A下滑时的加速度a=___________m/s²，摩擦力对滑块A运动的影响___________。（填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”）
（2）此装置还可用来验证牛顿第二定律。实验时通过改变___________，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；通过改变___________，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系。
（3）将气垫导轨换成滑板，滑块A换成滑块A"，给滑块A"一沿滑板向上的初速度，A"的s-t图线如图丙，图线不对称是由于___________造成的，通过图线可求得滑板的倾角θ=___________（用反三角函数表示），滑块与滑板间的动摩擦因数μ=___________。

如图所示是一种悬球式加速度仪，它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度。金属球的质量为m，它系在金属丝的下端，金属丝的上端悬挂在O点。AB是一根长为L的均匀电阻丝，其阻值为R，金属丝与电阻丝接触良好，摩擦不计，电阻丝的中点C焊接一根导线，从O点也引一根导线，两线之间接入一个电压表V（金属丝和导线的电阻不计）。图中虚线OC与AB垂直，且OC=h，电阻丝AB接在电压为U的直流稳压电源上，整个装置固定在列车中，使AB沿前进的方向。列车静止时金属丝呈竖直状态，当列车加速或减速前进时，金属丝将偏离竖直方向，从电压表V的读数变化可以测出加速度的大小。
（1）当列车向右做匀加速直线运动时，试导出加速度a与电压表读数U"的关系式（用U"、U、L、h及重力加速度g表示）。
（2）用导出的a与U"的关系式说明用表盘刻度表示a，其刻度是否均匀？
（3）C点设置在电阻丝AB中点的原因是___________，对电压表的选择，要求___________。

为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开头可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为Lx）。某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表：
（1）根据表中数据，请在坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点。
（2）如图所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路。给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0（1x）时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图。（不考虑控制开关对所设计电路的影响）提供的器材如下：光敏电源E（电动势3V，内阻不计）；定值电阻：R₁=10kΩ，R₂=20kΩ，R₃=40kΩ（限选其中之一并在图中标出）开关S及导线若干。

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：_________________________________。

乙同学设计的“直线运动加速度测量仪”如图所示。质量为1.00 kg的绝缘滑块B的两侧分别通过一轻弹簧与框架A连接，弹簧的劲度系数均为100N/m。滑块B还通过滑动头与长为12.00cm的电阻CD相连，CD中任意一段的电阻都与其长度成正比。将框架A固定在被测物体上，使弹簧及电阻CD均与物体的运动方向平行。通过电路中指针式直流电压表的读数，可以得知加速度的大小。不计各种摩擦阻力。电压表内阻足够大，直流电源的内阻可忽略不计。设计要求如下：
a．当加速度为零时，电压表示数为1.50V；
b．当物体向左以可能达到的最大加速度10.00m/s²加速运动时，电压表示数为满量程3.00V；
c．当物体向右以可能达到的最大加速度10.00m/s²加速运动时，电压表示数为0。
（1）当电压表的示数为1.80V时，物体运动加速度的大小为____________m/s²；
（2）当加速度为零时，应将滑动头调在距电阻CD的C端____________cm处；
（3）应选用电动势为____________V的直流电源。

为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为Lx）。某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表：
（1）根据表中数据，请在给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点。
（2）如图所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路。给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0（Lx）时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图。（不考虑控制开关对所设计电路的影响）提供的器材如下：光敏电阻Rp，电源E（电动势3V，内阻不计），定值电阻：R₁=10kΩ，R₂=20kΩ，R₃=40kΩ（限选定值电阻其中之一并在图中标出），开关S及导线若干。   

如（a）图，质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为位移传感器，它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移－时间（s－t）图象和速率－时间（v－t）图象。整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为l、高度为h。（取重力加速度g＝9.8 m/s²，结果可保留一位有效数字）
（1）现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度，A的v－t图线如（b）图所示。从图线可得滑块A下滑时的加速度a＝_____________m/s²，摩擦力对滑块A运动的影响_____________。（填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”）
（2）此装置还可用来验证牛顿第二定律。实验时通过改变_____________，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；实验时通过改变_____________，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系。
（3）将气垫导轨换成滑板，滑块A换成滑块A"，给滑块A"一沿滑板向上的初速度，A"的s－t图线如（c）图。图线不对称是由于_____________造成的，通过图线可求得滑板的倾角θ＝_____________（用反三角函数表示），滑块与滑板间的动摩擦因数μ＝_____________。

某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力（比例系数为k），如图所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U。现有下列器材：力电转换器、质量为m₀的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、电键及导线若干、待测物体（可置于力电转换器的受压面上）。请完成对该物体质量的测量。
（1）设计一个电路要求力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路图。
（2）简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量m。
（3）请设想实验中可能会出现的一个问题。

图甲所示为某电阻的阻值随摄氏温度t变化的关系图象，其中R₀表示0℃时的电阻值，图线的斜率为K。若用该电阻R与电源（电动势为E，内阻不计）、电流表A（满偏电流为I_g，内阻为R_g）、变阻器R"串联起来，连接成如图乙所示的“温度传感器”电路。其中R作为温度传感器的探头，它能将温度信号转变成电信号。

(1)若该温度传感器的最低适用温度为0℃，即当温度为0℃时，电流表恰好达到满偏电流I_g，则变阻器R"的阻值为___________；
(2)若保持(1)中的电阻R"的值不变，则电流表刻度为I处所对应的温度t=__________。

硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件，某同学用如图所示电路探究影响硅光电池的内阻的因素，图中R₀为已知阻值的定值电阻，电压表视为理想电压表。
（1）根据电路图用笔画线代替导线将图中的实验器材连接成实验电路。
实验I:用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，记录两电压表的读数U₁和U₂，作出U₁-U₂图象如图中曲线1。
实验Ⅱ：减小实验I中光的强度，重复实验，得到图中的曲线2。
（2）根据实验过程及图象，你能得到的结论是：
a．光照强度一定的条件下，电池的内阻随电流的增大而_________，
b．在通过相同的电流时，电池的内阻因光照强度的减弱而________。

为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx）。某光敏电阻R_p在不同照度下的阻值如下表：   
（1）根据表中数据，请在坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点。
（2）如图所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统。请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0（lx）时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图。（不考虑控制开关对所设计电路的影响）
提供的器材如下：
光敏电阻R_p（符号，阻值见上表）；
直流电源E（电动势3V，内阻不计）；
定值电阻：R₁=10kΩ，R₂=20kΩ，R₃=40 kΩ（限选其中之一并在图中标出）；
开关S及导线若干。

某高三年级的一同学在科技创新大赛中根据所学物理知识设计了一种“闯红灯违规证据模拟记录器”，如图甲所示，它可以通过拍摄照片来记录机动车辆闯红灯时的情景。它的工作原理是：当光控开关接收到某种颜色的光时，开关自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力，压敏电阻的阻值随压力变化的图像如图乙所示，它的阻值变化引起电流变化，达到一定值时，继电器的衔铁就被吸下，工作电路中的电控照相机就工作，拍摄违规车辆。光控开关未受到该种光照射就自动断开，衔铁不被吸引，工作电路中的指示灯发光。  
(1)要记录违规闯红灯的情景，光控开关应在接收到__________光（填“红”“绿”或“黄”）时自动闭合；
(2)已知控制电路电源电动势为6V，内阻为1 Ω，继电器电阻为9 Ω，当控制电路中电流大于0.06 A时，衔铁会被吸引。则只有质量超过__________kg的车辆违规时才会被记录。（重力加速度取10 m/s²）