传感器讲义学生版
2023年新教材高中物理认识传感器讲义新人教版选择性必修第二册
1．认识传感器1．知道非电学量转换成电学量的技术意义。
2．了解传感器在生产生活中的应用。
3．深入认识物理学对现代生活和科技发展的促进作用。
知识点 1 神奇的传感器1．传感器的应用实例(1)楼道的灯安装了“声控—光控”开关。
这个开关会感知环境的明暗和声音的强弱。
(2)自动门装有一种装置，这种装置就是红外线传感器。
(3)酒精检测仪上装有“乙醇传感器”，它能感知乙醇的浓度。
2．传感器：能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量，并能把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的可用信号输出的一类器件或装置。
3．非电学量转换为电学量的意义：把非电学量转换成电压、电流等电学量，或转换为电路的通断，可以很方便地进行测量、传输、处理和控制。
知识点 2 传感器的种类1．物理传感器根据物质的物理特性或物理效应制作而成，如力传感器、磁传感器、声传感器等。
2．化学传感器利用电化学反应原理，把无机或有机化学物质的成分、浓度等转换为电信号，如离子传感器、气体传感器等。
3．生物传感器 利用生物活性物质的选择性来识别和测定生物化学物质，如酶传感器、微生物传感器、细胞传感器等。
知识点 3 传感器的组成与应用模式1．传感器的基本部分：由敏感元件、转换元件组成。
2．传感器原理：传感器感受的通常是非电学量，如压力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等，而它输出的通常是电学量，如电压值、电流值、电荷量等，这些输出信号是非常微弱的，通常要经过放大后，再送给控制系统产生各种控制动作。
3．传感器应用的一般模式――→被测量[敏感元件]→[转换元件]――→电信号[信号调整与转换电路]→⎩⎪⎨⎪⎧ 执行机构显示器指针式电表或数字屏计算机系统探究神奇的传感器 ┃┃情境导入__■如图，机器人在踢足球，机器人就是通过传感器“看到”事物的。
想一想，传感器的作用是什么？提示：传感器就像人的眼睛、耳朵、鼻子一样，接收外界的光、声音、温度等信息并把它们转换为便于测量、传输、处理和控制的电学量(电压、电流)。
《认识传感器》 讲义
《认识传感器》讲义一、什么是传感器在我们的日常生活和各种科技应用中，传感器扮演着极其重要的角色。
但到底什么是传感器呢？简单来说，传感器就是一种能够感知和检测环境中各种物理量、化学量或生物量，并将其转化为可测量和可处理的电信号的装置。
它就像是我们人体的感觉器官，比如眼睛能感知光线、耳朵能感知声音。
但传感器比我们的感觉器官更加精确和灵敏，能够检测到人类无法直接感知的微小变化。
传感器的应用范围非常广泛，从智能手机、汽车、医疗设备到工业自动化、航空航天等领域，几乎无处不在。
二、传感器的工作原理传感器的工作原理基于物理、化学或生物的各种效应和规律。
不同类型的传感器有着不同的工作原理，但总体来说，都包括以下几个主要步骤：首先是感知环节，传感器通过特定的结构或材料与被测量的对象相互作用。
例如，温度传感器中的热敏电阻会随着温度的变化而改变电阻值；压力传感器中的弹性元件会在压力作用下发生形变。
然后是转换环节，将感知到的物理量或化学量转换为电信号。
这通常通过一些电学元件或电路来实现，比如将电阻的变化转换为电压的变化。
最后是输出环节，将转换后的电信号进行处理和放大，以便后续的测量、控制或传输。
三、传感器的分类传感器的种类繁多，为了便于理解和应用，我们可以按照不同的标准对其进行分类。
按照被测量的物理量分类，可以分为温度传感器、压力传感器、湿度传感器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器、光照传感器、声音传感器等等。
按照工作原理分类，有电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、光电式传感器、磁电式传感器等等。
按照输出信号的类型分类，可分为模拟式传感器和数字式传感器。
模拟式传感器输出连续变化的电信号，而数字式传感器则输出离散的数字信号。
四、常见传感器的介绍1、温度传感器温度传感器是最常见的传感器之一，用于测量物体或环境的温度。
常见的温度传感器有热电偶、热电阻（如铂电阻、热敏电阻）和半导体温度传感器等。
热电偶是利用两种不同金属的热电效应来测量温度的，其优点是测量范围广、响应速度快。
传感器原理与技术课程教案学生
传感器原理与技术课程教案学生一、教学内容本课程基于《传感器原理与技术》教材的第3章和第4章内容，详细讲解传感器的物理原理、种类、特性以及其在工程中的应用。
具体内容包括：3.1节传感器的基本概念、3.2节传感器的工作原理、3.3节传感器的分类及特性；4.1节常见传感器介绍、4.2节传感器的技术参数、4.3节传感器信号处理。
二、教学目标1. 了解传感器的基本概念，掌握传感器的工作原理和分类方法。
2. 学习常见传感器的特点、应用领域及其技术参数。
3. 掌握传感器信号处理方法，培养学生分析问题、解决问题的能力。
三、教学难点与重点教学难点：传感器的工作原理、分类方法及其技术参数。
教学重点：常见传感器的应用领域和信号处理方法。
四、教具与学具准备1. 教具：PPT课件、传感器实物、演示板、示波器等。
2. 学具：学习手册、笔记本电脑、传感器实验箱等。
五、教学过程1. 导入：通过展示传感器在日常生活中的应用案例，激发学生的学习兴趣，引入课题。
2. 理论讲解：1）讲解传感器的基本概念、工作原理和分类方法。
2）介绍常见传感器的特点、应用领域及其技术参数。
3. 实践操作：1）展示传感器实物，让学生直观了解传感器的结构。
2）分组进行实验，观察传感器的工作原理和特性。
4. 例题讲解：通过讲解典型例题，让学生掌握传感器信号处理方法。
5. 随堂练习：布置与教学内容相关的练习题，检验学生的学习效果。
六、板书设计1. 板书左侧：列出课程名称、章节、教学目标。
2. 板书中间：详细讲解传感器的工作原理、分类方法、常见传感器特点及应用。
3. 板书右侧：展示典型例题、解题步骤及答案。
七、作业设计1. 作业题目：1）简述传感器的基本概念、工作原理和分类方法。
2）列举三种常见传感器，并说明其应用领域。
3）分析一个实际应用的传感器信号处理问题，给出解决方案。
2. 答案：八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸：1）鼓励学生课后查阅资料，了解新型传感器的发展趋势。
《传感器》 讲义
《传感器》讲义一、什么是传感器在我们生活的这个科技飞速发展的时代，传感器扮演着至关重要的角色。
简单来说，传感器就是一种能够感知和检测各种物理量、化学量或生物量，并将其转换成可测量和可处理的电信号或其他形式信号的装置。
传感器就像是我们人体的感觉器官，能够“感受”到周围环境的变化。
比如，我们的眼睛能看到光，耳朵能听到声音，皮肤能感受到温度和压力。
而传感器则可以像这些感觉器官一样，感知温度、湿度、光照、声音、压力、位置、速度等各种各样的信息。
传感器的应用范围极其广泛，从我们日常使用的智能手机、智能家居设备，到工业生产中的自动化控制系统、医疗领域的医疗器械，再到航空航天、交通运输等众多领域，都离不开传感器的身影。
二、传感器的工作原理要理解传感器是如何工作的，我们首先需要了解一些基本的物理和化学原理。
大多数传感器都是基于某些特定的物理效应或化学反应来工作的。
比如，温度传感器通常利用热敏电阻、热电偶或半导体材料的温度特性来测量温度。
当温度发生变化时，这些材料的电阻、电势差或其他电学特性也会相应地发生改变，通过测量这些电学特性的变化，就可以确定温度的数值。
压力传感器则常常基于应变片的原理工作。
当受到压力作用时，应变片会发生形变，从而导致其电阻值发生变化。
通过测量电阻的变化，就能够计算出所施加的压力大小。
而在化学传感器中，例如气体传感器，可能会利用某些化学物质与特定气体发生反应时产生的电学、光学或其他性质的变化来检测气体的浓度。
三、传感器的分类由于传感器能够检测的物理量和化学量种类繁多，因此传感器也有许多不同的类型。
按照被测量的物理量分类，传感器可以分为温度传感器、压力传感器、湿度传感器、光照传感器、声音传感器、位置传感器、速度传感器等等。
如果按照工作原理来分类，传感器则可以分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、光电式传感器、磁电式传感器等等。
此外，还有按照输出信号类型分类的，比如模拟式传感器和数字式传感器；按照使用场景分类的，如工业用传感器、家用传感器、医疗用传感器等等。
生物传感器-讲义(学生完整版)
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第一章 第一节
绪论
传感器的定义和组成
传感器的定义：能感受或响应规定的被测量并按照一定规律转换成可用信号输出的器件或装置。 传感器的典 型结构如图 1-1 所示。
图 1-1 传感器的典型结构
医用传感器（medical sensors）感知非电量的生物信息并将其转换成电学量的器件或装置。
第二节
传感器的作用
医用传感器作为拾取生命体征信息的“感官” ，延伸了医生的感觉器官，把定性的感觉扩展为定量的检测， 是医用仪器、设备的关键器件。常用的生物信号检测类仪器结构框图如图 1-2 所示。
图 1-2 检测类仪器结构框图
传感器将微弱的生物信号转化成微弱的电信号，再经过放大后进行 A/D 转换，将模拟信号转换成数字信号 输人计算机。在计算机中可以进行分析、计算以及各种处理，然后输出到显示器、打印机等输出设备。 一种新的传感器可以引领一类医用仪器设备的发展， 甚至带来根本性的变革。 由于精密光电传感器和电生化 传感器技术的发展，使原来必须到医院检测的血糖可以自己在家里完成， 从而导致微型快速血糖仪在糖尿病患者 家庭的普及和在医院的广泛应用。
医用传感器应具有以下特性：
（1） （2） （3） （4） （5） （6） 足够高的灵敏度。能够检测出微弱的生物信号。 尽可能高的信噪比。以便在干扰和噪声背景中提取有用的信息。 良好的精确性。以保证检测出的信息准确、可靠。 足够快的响应速度。能够跟随生物体信息量的变化。 良好的稳定性。保持长时间检测漂移很小，输出稳定。 较好的互换性，调试、维修方便。
1
医用传感器的主要用途有：
1．提供信息 如心音、血压、脉搏、体温、血流等，作为重要的生理参数供临床诊断和基础研究用。 2．监护 长时间连续检测某些生理参数，监视其是否超出正常范围，以便随时掌握患者的状况，出现异常 及时报警。 3．生化检验 利用传感器的分子识别能力，检测各种体液、溶液中的成分和含量。 4．自动控制 根据传感器提供的生理信息，调节执行机构做出反应，实现自动控制。例如：注射泵根据流 量传感器的信息调节推进量，实现单位时间注射量的自动控制。 5．参与治疗 医用电极经常既用于检测信号，又用于实施治疗。例如：按需型体内起搏器的电极既作为自 主心电的检测电极，又作为无自主心电时起搏器发放脉冲的刺激电极，此时所起的就是治疗作用。
传感器实验讲义
实验一温度源的温度控制调节实验一、实验目的：了解温度控制的基本原理及熟悉温度源的温度调节过程。
二、基本原理：当温度源的温度发生变化时温度源中的P t100热电阻(温度传感器)的阻值发生变化，将电阻变化量作为温度的反馈信号输给智能调节仪，经智能调节仪的电阻——电压转换后与温度设定值比较再进行数字PID运算输出可控硅触发信号(加热)或继电器触发信号(冷却)，使温度源的温度趋近温度设定值。
温度控制原理框图如图27—1所示。
三、需用器件与单元：主机箱、温度源、Pt100温度传感器。
图27—1温度控制原理框图四、实验步骤：温度源简介：温度源是一个小铁箱子，内部装有加热器和冷却风扇；加热器上有二个测温孔，加热器的电源引线与外壳插座(外壳背面装有保险丝座和加热电源插座)相连；冷却风扇电源为+24ｖ DC，它的电源引线与外壳正面实验插孔相连。
温度源外壳正面装有电源开关、指示灯和冷却风扇电源+24ｖ DC插孔；顶面有二个温度传感器的引入孔，它们与内部加热器的测温孔相对，其中一个为控制加热器加热的传感器Pt100的插孔，另一个是温度实验传感器的插孔；背面有保险丝座和加热器电源插座。
使用时将电源开关打开(Ｏ为关，-为开)。
从安全性、经济性即具有高的性价比考虑且不影响学生掌握原理的前提下温度源设计温度≤200℃。
1、调节仪的简介及调节仪的面板按键说明参阅实验二十六附言。
2、设置调节仪温度控制参数：合上主机箱上的电源开关；再合上主机箱上的调节仪电源开关，仪表上电后，仪表的上显示窗口(PV)显示随机数；下显示窗口(SV)显示控制给定值或交替闪烁显示控制给定值和“orAL”。
按SET键并保持约3秒钟，即进入参数设置状态。
在参数设置状态下按SET键，仪表将依次显示各参数，例如上限报警值HIAL、参数锁Loc 等等，对于配置好并锁上参数锁的仪表，用▼、▲、◄（A/M）等键可修改参数值。
按◄（A/M）键并保持不放，可返回显示上一参数。
《认识传感器》 讲义
《认识传感器》讲义在我们生活的这个科技飞速发展的时代，传感器已经成为了不可或缺的一部分。
它们就像是我们的“电子感官”，默默工作，为我们提供着各种各样的信息，让我们的生活变得更加智能、便捷和安全。
那么，到底什么是传感器呢？传感器是一种能够感知和检测物理量、化学量或生物量等信息，并将其转换成可测量和可处理的电信号或其他形式信号的装置。
简单来说，传感器就是能够“感受”周围环境变化，并把这些变化“告诉”我们的小能手。
传感器的种类繁多，就像一个庞大的家族。
按照被测量的物理量来分，有温度传感器、压力传感器、湿度传感器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器等等。
不同的传感器有着不同的工作原理和应用场景。
比如说温度传感器，它能够感知环境中的温度变化。
在我们的日常生活中，空调、冰箱、热水器等家电里都有温度传感器的身影。
它们能根据环境温度的变化，自动调节设备的运行状态，为我们提供舒适的环境。
压力传感器也是常见的一种。
汽车的轮胎压力监测系统中就用到了压力传感器，它能实时监测轮胎的压力，当压力异常时及时提醒驾驶员，保障行车安全。
在工业生产中，压力传感器可以用于测量管道内的流体压力，帮助控制生产过程。
湿度传感器则常用于气象观测、农业灌溉和室内环境监测等领域。
它能够准确测量空气中的湿度，为我们提供湿度数据，以便我们采取相应的措施来调节湿度。
位移传感器可以用来测量物体的位置变化，在机械加工、自动化生产线等领域发挥着重要作用。
速度传感器和加速度传感器常用于汽车的测速和安全系统，以及运动设备中，帮助我们了解物体的运动状态。
传感器的工作原理也是多种多样的。
有的是基于电阻的变化，有的是基于电容的变化，还有的是基于电磁感应、光电效应等等。
以电阻式温度传感器为例，它是利用金属或半导体材料的电阻值随温度变化的特性来工作的。
当温度升高时，电阻值会发生相应的变化，通过测量电阻值的变化就可以推算出温度的变化。
光电传感器则是基于光电效应工作的。
当光线照射到传感器上时，会产生电信号。
传感器实验讲义1
传感器实验讲义1一、 CSY传感器实验仪简介实验仪主要由四部分组成：传感器安装台、显示与激励源、传感器符号及引线单元、处理电路单元。
传感器安装台部分：装有双平行振动梁（应变片、热电偶、PN结、热敏电阻、加热器、压电传感器、梁自由端的磁钢）、激振线圈、双平行梁测微头、光纤传感器的光电变换座、光纤及探头小机电、电涡流传感器及支座、电涡流传感器引线Φ3.5插孔、霍尔传感器的二个半圆磁钢、振动平台（圆盘）测微头及支架、振动圆盘（圆盘磁钢、激振线圈、霍尔片、电涡流检测片、差动变压器的可动芯子、电容传感器的动片组、磁电传感器的可动芯子）、扩散硅压阻式传感器、气敏传感器及湿敏元件安装盒，具体安装部位参看附录三。
备注：CSY系列传感器实验仪的传感器具体配置根据需方的合同安装。
显示及激励源部分：电机控制单元、主电源、直流稳压电源（±2V－±10V档位调节）、F／V数字显示表（可作为电压表和频率表）、动圈毫伏表（5mV-500mV）及调零、音频振荡器、低频振荡器、±15V不可调稳压电源。
实验主面板上传感器符号单元：所有传感器（包括激振线圈）的引线都从内部引到这个单元上的相应符号中，实验时传感器的输出信号（包括激励线圈引入低频激振器信号）按符号从这个单元插孔引线。
处理电路单元：电桥单元、差动放大器、电容放大器、电压放大器、移相器、相敏检波器、电荷放大器、低通滤波器、涡流变换器等单元组成。
CSY实验仪配上一台双线（双踪）通用示波器可做几十种实验。
教师也可以利用传感器及处理电路开发实验项目。
二、主要技术参数、性能及说明<一>传感器安装台部分：双平行振动梁的自由端及振动圆盘下面各装有磁钢，通过各自测微头或激振线圈接入低频可做静态或动态测量。
激振器VO应变梁：应变梁采用不锈钢片，双梁结构端部有较好的线性位移。
传感器：1、差动变压器量程:≥5mm 直流电阻：5Ω－10Ω由一个初级、二个次级线圈绕制而成的透明空心线圈，铁芯为软磁铁氧体.2、电涡流位移传感器量程:≥1mm直流电阻：1Ω－2Ω多股漆包线绕制的扁平线圈与金属涡流片组成。
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传感器讲义（12月23号）一、选择题1.如图所示，某半导体热敏电阻I- U图线可能是（）°UC2.如图所示，将一光敏电阻接入多用电表两表笔上,1>将多用电表的选择开关置于欧姆挡，测光敏电阻时，表针的偏角为0;现用手掌挡住部分光线，表针的偏角为A.0' = 0B. 0' <0C . 0' > 0D .不能确定3.（2011年如皋高二检测）下列说法正确的是（）A •热敏电阻是把热量这个热学量转为电阻这个电学量B •金属热电阻的化学稳定性好，但灵敏度差 C .电熨斗中的双金属片是温度传感器D •霍尔元件是能够把磁学量磁感应强度转换为电压的传感元件4.传感器是一种采集信息的重要器件，图,则可判断（）路，当待测压力作用于膜片电极上时，下列说法中正确的是①若F向下压膜片电极，电路中有从a到b的电流；②若F向下压膜片电极，电路中有从b到a的电流；③若F向下压膜片电极，电路中不会有电流产生；④若电流表有示数，说明压力⑤若电流表有示数，说明压力A .②④ C .③⑤5.（2010年高考重庆理综卷6-4是由电容器作为传感器来测定压力变化的电rb:F发生变化；F不会发生变化.B .①④D .①⑤）某电容式话筒的原理示意图如图所示,为电源，R为电阻，薄片 P和Q为两金属极板•对着话筒说话时，振动而Q可视为不动•在 P、Q间距增大过程中（）A . P、Q构成的电容器的电容增大B.P上电荷量保持不变C.M点的电势比N点的低D.M点的电势比N点的高6.如图所示为测定压力的电容式传感器，将平行板电容器、灵敏电流表源串联成闭合回路，当压力F作用于可动膜片电极上时，膜片发生形变，1 ='・・S' !：▼・！！-□J ft犠w定止架JI ■_ 1卜1 h.1EP（零刻度在中间）和电引起电容的变化，导致灵敏电流表指针偏转，在对膜片开始施加压力使膜片电极从图中的虚线推到图中实线位置并保持固定的过程中，灵敏电流表指针偏转情况为（电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏）A.向右偏到某一刻度后回到零刻度B.向左偏到某一刻度后回到零刻度C.向右偏到某一刻度后不动D.向左偏到某一刻度后不动7.（2011年西安八校联考）酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酒后驾车及其他严禁酒后作业人员的现场检测，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器.酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，在如图6-7所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与酒精 气体浓度有了对应关系. 如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻 r '的倒数与酒精气体 的浓度成正比，那么，电压表示数 U 与酒精气体浓度c 之间的对应关系正确的是 ( ) A. U 越大， B. U 越大， C. U 越大， D. U 越大，8. •全自动洗衣机中， 衣机进行排水和脱水工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，排出污水，牵引电磁铁的结构 如图所示.以下说法正确的是 ( A.若某时刻输入控制电流时， 中A 端为N 极，B .若某时刻输入控制电流时， 中A 端为S 极，B 端为N 极 C. 若a, b 处输入交变电流，铁芯 D. 若a, b 处输入交变电流，铁芯 9. 如图所示是一火警报警器的一部分电路示意图，其中 为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器， b 之间接报警器，当传感器R 2所在处出现火情时， 显示器的电流 报警器两端的电压 UA . I 变大，U 变大 C . I 变小，U 变大 二、填空题10 .影响物质材料电阻率的因素很多， 导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减小.某课题研究组在研究某种导电材料 的用电器件Z 的导电规律时，利用如图 6- 10甲所示的分压电路测得其电压与电流的关系 如下表所示： 表示 表示 表示 表示如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻 U 与酒精气体浓度c 之间的对应关系正确的是 ( c 越大，c 与U 成正比 c 越大，但是c 与U 不成正比 c 越小，c 与U 成反比 c 越小，但是c 与U 不成反比 排水阀是由程序控制器控制其动作的.当洗 A, ) a 为正，b 为负，则铁芯 B端为S 极 为正，b 为负，则铁芯 的变化情况是 B. I 变小, D. I 变大, 2不能吸入线圈中2能吸入线圈中 () U 变小 U 变小R 2 铁芯I K：2a 、 I 、 勺T 按线控制 /f l 般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半U/V 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.50 1.60 I/A 0.20 0.45 0.80 1.25 1.80 2.81 3.20 (1)根据表中数据，判断用电器件Z 可能属于上述哪类材 料？____________________________ . ⑵把用电器件Z 接入图乙所示的电路中， 闭合开关，电 流表的读数为1.8 A ，电池的电动势为 3 V ，内阻不计， 电阻R 的电功率为 __________ . 11.某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性.现有 器材：直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定 器、温度计、开关和导线等. 乙 5 )、电压表、待测热敏电阻、保温容 (1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性，请你在图甲的实物图上连线.IH»HPII4IIV*■・•*****■ *BMk r.甲.. TfTTP俪卅柳补II 胭II 聊I 歸胡 ion 一.0 10 30 so O S> *0j/'t;乙(2)实验的主要步骤:① 正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电源值; ② 在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，_______________________ ，断开开关； ③ 重复第②步操作若干次，测得多组数据.(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得图乙的 R-1关系图线，请根 据图线写出该热敏电阻的 R -1关系式：R = _____________ + _________ t( Q )保留三位有效数字). 三、计算题12. (2011年潍坊统考)如图所示为检测某传感器的电路图.传感器上标有“ 3 V0.9 W 的字样(传感器可看做一个纯电阻)，滑动变阻器R 0上标有“10 Q 1 A ”的字样，电流表的量程为 0.6 A ，电压表的量程为 3 V .求：(1)传感器的电阻和额定电流.⑵为了确保电路各部分的安全，在 是多少？ 13.如图所示，“神舟”七号飞船发射升空时，火箭内测试仪平台上放一个压力传感器，传 感器上面压一质量为 M 的物体，火箭点火后从地面向上加速升空，当升到某一高度时，加 速度为a= g,压力传感器此时显示出物体对平台的压力为点火前压力的 径为R, g 为地面附近的重力加速度，试求此时火箭离地面的高度.14.图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。
现通过测量通电导线在磁 场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。
所用部分器材已在图 中给出，其中 D 为位于纸面内的 电源；R 为电阻箱；A D 为电流表； S 为开关。
此外还有细沙、天平、 米尺和若干轻质导线。
U 形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长； E 为直流(1) 在图中画线连接成实验电路 图。
(2) 完成下列主要实验步骤中的 填空① 按图接线。
② 保持开关 S 断开，在托盘内加 入适量细沙，使D 处于平衡状态； 然后用天平称出细沙质量 m1 O ③ 闭合开关S,调节R 的值使电 流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使 D __________ ;然后读出AA6. =1 I■，并用天平称出OIII I11 绝錄细離I芟架ajs 托 aa 、b 之间所加的电源电压最大值 17，已知地球的半 16r-QfWa h F o④用米尺测量 _________________ 。
(3) 用测量的物理量和重力加速度 g 表示磁感应强度的大小，可以得出 B= 。
(4) ___________________________________________判定磁感应强度方向的方法是：若 ____________________________________________________ ，磁感应强度方向垂直纸面向外；反 之，磁感应强度方向垂直纸面向里。
15.为了提高自行车夜间行驶的安全性，小明同学设计了一种“闪烁” 装置。
如图所示，自行车后轮由半径 r i =5.0X 10-2m 的金属内圈、半径 r 2=0.40m 的金属外圈和绝缘辐条构成。
后轮的内、外圈之间等间隔地 接有4根金属条， 在支架上装有磁铁， "扇形”匀强磁场， 每根金属条的中间均串联有一电阻值为 R 的小灯泡。
形成了磁感应强度 B=0.10T 、方向垂直纸面向外的JT 其内半径为 r i 、外半径为r 2、张角0 =召 。
后轮 以角速度w= 的边缘效应。
(1) 当金属条 (2) 当金属条(3) 从金属条 U2" rad/s 相对于转轴转动。
若不计其它电阻，忽略磁场 第25趣图ab 进入“扇形”磁场时，求感应电动势E ，并指出ab 上的电流方向； ab 进入“扇形”磁场时，画出“闪烁”装置的电路图； ab 进入“扇形”磁场时开始，经计算画出轮子一圈过程中，内圈与外圈之 间电势差Uab 随时间t 变化的Uab -t 图象； (4)若选择的是“ 1.5V 、0.3A ”的小灯泡，该“闪烁”装置能否正常工作？有同学提出， 通过改变磁感应强度 B 、后轮外圈半径「2、角速度w 和张角0等物理量的大小，优化前同 学的设计方案，请给出你的评价。
(1)金属条ab 在磁场中切割磁感应线时，使所构成的回路磁通量变化，导体棒转动切割, 有法拉第电磁感应定律.，可推导出：。