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高中物理
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电磁振荡与电磁波
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生活中常见的传感器
1. 传感器让我们的生活变得更加便利,其基本工作原理是把非电学量转换为电学量,从而方便进行测量、传输和控制。
(1) 为了测量储罐中某种不导电液体液面的高度,某同学利用平行板电容器制作了一个“液位监测仪”,如图1所示,将两块平行金属板竖直插入到该液体中,液体填充在两极板之间。两极板分别用导线接到数字电容表上,数字电容表可显示出电容器的电容,从电容的变化就可以知道容器中液面高度的变化。当数字电容表示数增大时,液面高度是上升还是下降?简要说明理由。
(2) 如图2所示为大型电子地磅电路图。不称物体时,滑片P在
端,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电流最小;称重物时,在压力作用下滑片P下滑,滑动变阻器接入电路中的电阻减小,电流增大。将电流表的电流刻度转换成对应的重力刻度,就可以读出被称物体的重力。已知电源电动势为
, 内阻不计;滑动变阻器
、
间距离为
, 最大阻值等于定值电阻
的阻值;两根弹簧的总弹力大小与形变量成正比,比例系数为
;电流表内阻不计。请推导所称重物的重力
的大小与电流
的关系式。
(3) 利用霍尔元件可以进行微小位移的测量。如图3甲所示,在两块磁感应强度相同、N极相对放置的磁体缝隙中放入霍尔元件,当霍尔元件处于中间位置时,磁感应强度为0,霍尔电压为0,将该点作为位移的零点,当霍尔元件沿
方向移动时,同时通有如图3乙所示的恒定电流
, 由于不同位置处磁感应强度
不同,在
、
表面间产生的电势差
不同。在小范围内,两磁极间磁感应强度
的大小与位移
的大小成正比,比例系数为
。已知该霍尔元件长为
, 宽为
, 厚为
, 单位体积中导电的电子数为
, 电子的电荷量为
。请推导霍尔元件
、
表面间的电势差
与位移
的关系式。
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北京市昌平区2022-2023学年高三上学期物理期末质量检测试卷