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综合实践活动——研究制作风速仪【提出问题】风速是气象观测中的重要参数,常用风速仪测量。风速仪工作原理是什么?怎样设计制作简易风速仪呢?
【实地学习】同学们来到气象馆,了解了杯式风速仪的工作原理。如图甲所示,质量较小的风杯可在360°任意方向的风力带动下绕轴转动,转动时传感器将风速转换成输出电流信号,再经系统处理后显示出风速值。在测量范围内电流随风速增大而均匀增大。
杯式风速仪工作参数 | |
量程 | 0.4~50m/s |
输出电流信号范围 | 4~20mA |
启动风速 | 0.4m/s |
电功率 | ≤0.48W |
电源为恒流源,能始终提供大小恒定的电流,电流表量程为0~0.6A,R0为10Ω的定值电阻,R1为压力传感器,无风时R1受到的压力为零,有风时迎风板受到的压力能大小不变地传递给R1,R1的阻值随压力F大小变化的关系如图丙所示。读出电表示数,即可知此时的风速。
同学们通过查阅资料,知道了风压是指单位面积上垂直于气流方向的平面上所受风的压力,风压与风速的关系如下表。
风速v/(m•s-1) | 2 | 4 | 6 | 10 | 12 | 16 | 24 |
风压p/Pa | 2.5 | 10 | 22.5 | 62.5 | 90 | 160 | 360 |
【交流评价】同学们从实验制作、实验效果等方面进行交流评价。
(1)关于文中杯式风速仪,下列说法不正确的是
D
D
。A.风吹动风杯说明风具有能量
B.转轴中使用轴承可减小摩擦
C.风杯用密度小的材料制成
D.能在60m/s风速下正常工作
(2)杯式风速仪正常工作20min,最多消耗
576
576
J的电能;某次杯式风速仪显示风速为31.4m/s,则输出的电流信号为 14
14
mA。(3)实验中,读出简易风速仪中电流表示数为0.4A,电压表示数为8V。
①R1=
20
20
Ω,所测的风速=8
8
m/s;②恒流源提供
1.2
1.2
A的恒定电流;③若用此简易风速仪测量16m/s的风速,则迎风板的面积至少需要
减小
减小
(选填“增大”或“减小”) 0.025
0.025
m2。(4)对比文中杯式风速仪,简易风速仪存在的不足之处有:
在读取电表读数时存在误差,不能十分准确的测出风速大小。
在读取电表读数时存在误差,不能十分准确的测出风速大小。
(写出一点即可)。【考点】光敏、热敏、压敏等半导体电路分析;欧姆定律的应用.
【答案】D;576;14;20;8;1.2;减小;0.025;在读取电表读数时存在误差,不能十分准确的测出风速大小。
【解答】
【点评】
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发布:2024/7/25 8:0:9组卷:1444引用:3难度:0.4
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1.某工厂生产一批零件,对零件表面粗糙程度的一致性有较高要求,验收时需要进行表面粗糙程度测试。小明设计如图甲所示装置,用于比较零件表面粗糙程度。压敏电阻R1的阻值与压力关系如下表所示;绝缘杠杆AB可以绕O点转动,A端通过连杆与压敏电阻R1接触,B端与轻质弹簧相连,OA:OB=l:1;弹簧受到的拉力F与伸长x的关系如图乙所示,弹簧右端连接滑片P和吸盘;R2是水平放置的、粗细均匀的电阻棒,长度L为40厘米,总电阻为12欧。使用前,滑片P恰好位于R2左端,使用时,先用吸盘将零件“粘住”,再用水平力向右拉动木板,待零件稳定时读出电压表示数,用电压表示数来判断零件表面越粗糙程度。(导线对杠杆AB没有力的作用,弹簧电阻忽略不计。)
压力(牛) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 压敏电阻R1阻值(欧) 12 18 24 30 36 42
(2)已知电源电压为6伏,单个零件质量为200克,若要求该批次零件在木板上的滑动摩擦力不大于零件重力的0.2倍,请通过计算说明判断零件合格的电压表示数范围。
(3)小明用该装置分别测试相同体积的铁块和铜块,多次实验示数均相同,已知:铁块密度为7.9克/厘米3,铜块的密度为8.9克/厘米3。请判断哪个物体底部较粗糙并说明理由。发布:2024/11/3 8:0:2组卷:89引用:2难度:0.4 -
2.随着社会的发展和科技的进步,电路元件在各行得到广泛的应用,其中热敏电阻就是其中之一。热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变。图甲是用热敏电阻测量环境温度的电路,电路中电流表的量程为0~0.02A,滑动变阻器R的铭牌上标有“150Ω 0.3A”字样。Rt为热敏电阻,其阻值随环境温度变化关系如图乙所示,电源电压保持不变。请完成下列小题:
(1)将此电路放入温度为20℃的环境中,闭合开关S,调节滑片P,使滑动变阻器接入电路的电阻R=100Ω,此时电流表的读数为0.01A,求电源电压;
(2)若环境温度为40℃时,要保证整个电路元件的安全,求滑动变阻器的变化范围;
(3)此电路能测量的最高环境温度为多少?发布:2025/1/1 17:30:4组卷:4841引用:84难度:0.5 -
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热敏电阻温度表
导体容易导电,绝缘体不容易导电。有一些材料,导电能力介于导体和绝缘体之间,称做半导体,除了导电能力外,半导体还有许多特殊的电学性能,使它获得了多方面的重要应用。有的半导体,在受热后电阻迅速减小;反之,电阻随温度的降低而迅速的增大。利用这种半导体可以做成体积很小的热敏电阻。热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度变化,反应快,而且精度高。
(1)如果将热敏电阻与电源、电流表连成一个电路(如图甲所示),其它因素不变,只要热敏电阻所在区域的温度降低,电路中电流将变(填“大”或“小”)。
(2)上述电路中,我们将电流表中的电流刻度盘换成相应的温度刻度盘,就能直接显示出热敏电阻附近的温度值。如果刻度盘正中的温度刻度值为20℃,如图乙所示,则15℃的刻度应在20℃的边(填“左”或“右”)。
(3)热敏电阻受热时电阻迅速减小,当温度接近一个标准大气压下水的沸点时,可能减小为1Ω以下,在用如图甲所示的温度表测量供暖系统中的锅炉水温时,请你对电路提出一个有效的改善措施:。(开放性试题,答案合理即可)发布:2024/11/17 8:0:1组卷:71引用:4难度:0.5