資源簡介

第1節　常見傳感器的工作原理
第2節　科學制作：簡單的自動控制裝置
學習目標　1.了解常見傳感器的工作原理。2.了解光敏電阻、熱敏電阻、霍爾元件的特性，熟練掌握常見敏感元件的應用。3.知道傳感器在自動控制裝置中的作用。4.能利用傳感器設計簡單的自動控制裝置，將傳感器技術應用到實際生活中。
知識點一　初識傳感器
干簧管結構：如圖甲所示，玻璃管內封入的兩個軟磁性材料制成的簧片，將它接入圖乙所示的電路，當條形磁鐵靠近干簧管時：
(1)會發生什么現象，為什么？
(2)干簧管的作用是什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.傳感器
能感受外界信息，并將其按照一定的規律轉換成可用輸出信號(主要是____________)的器件或裝置，我們稱之為傳感器。
2.傳感器的作用
傳感器通常應用在自動測量和自動控制系統中，擔負著信息________和________任務。與壓力、位移、流量、溫度、濕度等非電學量相比，電壓、電流、電阻等電學量更加便于儀表顯示和用于自動控制，因此傳感器通常需要把____________量轉化為________量。
3.傳感器的工作原理
傳感器主要由敏感元件和轉換元件組成。
(1)敏感元件：直接感受被測的量，并輸出與被測的量有確定關系的信號。
(2)轉換元件：將敏感元件輸出的物理信號轉換為便于顯示、記錄、處理和控制的電信號。
傳感器的工作原理如圖所示。
―→
【思考】
　火災探測器的核心元件為光敏傳感器，當煙霧在空氣中的濃度超過設定值時，可以觸發報警，并對外發出聲光報警信號，此時傳感器是將什么量進行轉化的？
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例1 (多選)關于傳感器，下列說法正確的是(　　)
A.麥克風工作時，將感受到的聲音信號轉化成電信號
B.電子秤工作時，將感受到的壓力信號轉化為電信號
C.煙霧傳感器工作時，將感受到的煙霧濃度信號轉化為電信號，實現自動報警
D.聲控燈工作時，將感受到的聲音信號轉化為電能給燈泡供電
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
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處理傳感器問題的兩點注意
(1)傳感器是以一定的精度和規律把被測量轉換為與之有確定關系的、便于測量的量的一種裝置，在處理實際問題時注意被測量與測量量之間的關系。
(2)傳感器一般是把被測量轉換成電學量，因此往往與電子元件一起構成回路，應注意電路分析。　　　　
知識點二　敏感元件
如圖所示，將多用電表的選擇開關置于歐姆擋，再將電表的兩支表筆與負溫度系數的熱敏電阻RT(溫度升高，電阻減小)的兩端相連，這時表針恰好指在刻度盤的正中央。若在RT上擦一些酒精，表針將如何偏轉？若用吹風機將熱風吹向熱敏電阻，表針將如何偏轉？
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____________是傳感器的核心部分，是利用材料的某種敏感效應(如熱敏、光敏、壓敏等)制成的。
1.光敏元件
(1)種類：____________是一種典型的光敏元件。此外還有光敏晶體管、光電池等。
(2)光敏電阻的原理：光敏電阻是用金屬硫化物等半導體材料制成的。當光照射到這些半導體物質上時，會激發半導體內部受束縛的電子，其電阻值就會發生改變。光照越強，被激發的電子數就越多，電阻值就越小。
(3)作用：把____________這個光學量轉換為________這個電學量。
2.熱敏元件
(1)種類：熱敏電阻是一種常用的熱敏元件。
(2)熱敏電阻的特點：NTC熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而________(圖甲)，又稱為________溫度系數熱敏電阻。PTC熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而________(圖乙)，稱為________溫度系數熱敏電阻。
(3)作用：把____________這個物理量轉換為________這個物理量。
3.磁敏元件
(1)霍爾元件：霍爾元件是根據半導體材料的____________制成的一種磁敏元件。
(2)產生霍爾電壓的示意圖：
(3)霍爾電壓：UH＝k，d為霍爾元件厚度，k為與材料有關的________系數。
(4)作用：霍爾元件可將磁感應強度的測量轉化為________的測量。
【思考】
　隨著生活質量的提高，自動干手機已進入許多家庭。洗手后，將手靠近自動干手機，機內的傳感器便使電熱器加熱，熱空氣從機內噴出，將手烘干。請查閱資料，自動干手機中使用了紅外線傳感器，簡要分析其工作原理。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
角度1　光敏元件
例2 (多選)(魯科版教材P116“科學書屋”改編)如圖所示，用光敏電阻LDR和燈泡制成的一種簡易水污染指示器，下列說法中正確的是(　　)
A.嚴重污染時，LDR是高電阻
B.輕度污染時，LDR是高電阻
C.無論污染程度如何，LDR的電阻不變，阻值大小由材料本身因素決定
D.該儀器會受到白天光照的影響
角度2　熱敏元件
例3 (魯科版教材P117“實驗與探究”改編)圖甲為某實驗小組探究熱敏電阻的熱敏特性實驗裝置。通過酒精燈加熱改變水溫，在熱敏電阻的溫度參數允許范圍內選取9個不同的溫度點進行實驗，采集的數據如表所示。
溫度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 90
電阻/kΩ 10.0 8.6 7.0 5.5 4.3 3.6 3.0 2.5 2.0
請完成以下內容：
(1)在圖乙的坐標紙上補齊表中所給數據點并作出R－t曲線。
(2)由R－t曲線可知，當溫度t＝45 ℃時，該電阻的阻值為________ kΩ(保留1位小數)。
(3)由R－t曲線可知，該電阻的阻值隨溫度的升高而________(選填“增大”或“減小”)，可見該電阻的________隨溫度的升高而減小。
角度3　磁敏元件
例4 霍爾元件是一種磁傳感器，是實際生活中的重要元件之一。如圖所示為長度一定的霍爾元件，在該元件中通有方向從E到F的恒定電流I，在空間加一豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小為B，霍爾元件中的載流子為負電荷。則下列說法正確的是(　　)
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A.該元件能把電學量轉化為磁學量
B.左表面的電勢高于右表面
C.如果用該元件測赤道處的磁場，應保持元件上表面呈水平狀態
D.如果霍爾元件中的電流大小不變，則左、右表面的電勢差與磁場的磁感應強度成正比
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
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霍爾電勢高低的判斷
由左手定則判斷帶電粒子的受力方向，從而得出帶電粒子的偏轉方向，正電荷聚集的面為高電勢面，負電荷聚集的面為低電勢面。　　　　
知識點三　科學制作：簡單的自動控制裝置
1.實驗目的
(1)設計并制作光報警裝置。
(2)設計并制作溫度報警裝置。
(3)了解制作的報警裝置的工作原理。
2.實驗器材
光敏電阻、熱敏電阻、溫度計、干電池、手電筒、蜂鳴器、開關、導線、變阻器。
3.實驗原理與設計
(1)光報警裝置：如圖所示，利用__________作控制元件，從而通過光線來實現自動控制。當光照強度發生變化時，電阻RL發生變化，電路中的________變化，當光敏電阻RL的阻值變化到一定值時，蜂鳴器發生報警。
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(2)溫度報警裝置：如圖所示，利用__________作控制元件，從而通過溫度來實現自動控制。當溫度發生變化時，電阻RT發生變化，電路中的________變化，當RT的阻值變化到一定值時，蜂鳴器發生報警。
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4.自動控制電路的設計思路
(1)要明確設計意圖，弄清控制條件和相應的自動控制原理。
(2)明確選用哪種傳感器，該傳感器怎樣感知控制條件及怎樣轉化為電學量輸出。
(3)選用什么樣的執行機構，該執行機構怎樣執行自動控制。
(4)采用什么樣的電路來實現自動控制。
5.自動控制電路的設計流程：傳感器→轉換、放大、傳輸→執行機構。
例5 炎熱的夏季，養殖戶用自動控溫通風系統對養殖場進行控溫。要求當養殖場內的溫度升高到27 ℃時，通風系統立即啟動。某同學設計的通風系統工作原理如圖甲所示：虛線框內的兩接線柱間接測溫電阻RT。當R1兩端的電壓升高到3 V時，控制電路恰能啟動通風系統，低于3 V時，通風系統立即停止工作。
提供的器材有：
直流電源(電動勢E＝5 V，內阻忽略不計)；
電阻箱R1、R2(阻值范圍均為0～99 999.9 Ω)；
控制電路模塊(電阻可視為無窮大)；
兩測溫電阻RT1、RT2(工作特性分別如圖乙、丙所示)。
根據原理，選擇器材，并完成調試：
(1)圖甲中測溫電阻應選用________(選填“RT1”或“RT2”)；
(2)接好測溫電阻后，為實現27 ℃時開啟通風系統，對電路進行調試，先將開關S2撥到觸點b，并將電阻箱R2的阻值調至________kΩ、電阻箱R1的阻值調至________kΩ，再閉合開關S1，測試通風系統能否正常工作。若能正常工作，再將開關S2撥回觸點a即可(本問結果均保留2位有效數字)。
(3)若長時間使用，電阻箱R1老化后的電阻率會變大，若不對其阻值進行調整，當通風系統再次啟動時，養殖場內的實際溫度要________(選填“高”或“低”)于設定的啟動溫度27 ℃。
隨堂對點自測
1.(傳感器的認識)關于傳感器的作用，下列說法中正確的是(　　)
A.通常的傳感器可以直接用來進行自動控制
B.傳感器可以用來采集信息
C.傳感器可以將感受到的一些信號轉換為力學量
D.傳感器可以將所有感受到的信號轉換為電學量
2.(傳感器的應用)機器人裝有作為眼睛的“傳感器”，猶如大腦的“控制器”，以及可以行走的“執行器”，在它碰到障礙物前會自動避讓并及時轉彎。下列有關該機器人“眼睛”的說法中正確的是(　　)
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A.該機器人“眼睛”利用了光傳感器
B.該機器人“眼睛”利用了力傳感器
C.該機器人“眼睛”利用了溫度傳感器
D.該機器人“眼睛”利用了聲音傳感器
3.(自動控制電路設計)為了節能和環保，一些公共場所使用光控開關控制照明系統。光控開關的通斷可通過光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度變化而變化的元件(照度可以反映光的強弱，光越強，照度越大，照度的單位為lx)。某光敏電阻RG在不同照度下的阻值如下表。
照度(lx) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
電阻(kΩ) 75 40 28 23 20 18
(1)請根據表中數據在圖甲所示的坐標系中描繪出光敏電阻的阻值隨照度變化的曲線，并說明阻值隨照度變化的特點_____________________________________。
甲
乙
(2)如圖乙所示，當1、2兩端所加電壓上升至2 V時，控制開關自動啟動照明系統。請利用下列器材按要求設計一個簡單電路：給1、2兩端提供電壓，要求天色漸暗照度降低至1.0 lx時啟動照明系統。在虛線框內完成電路原理圖(不考慮控制開關對所設計電路的影響)。
提供的器材如下：
光敏電阻RG(符號，阻值見上表)；
直流電源E(電動勢3 V，內阻不計)；
定值電阻R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ，R3＝40 kΩ(限選其中一個并在圖中標出)；
開關S及導線若干。
第1節　常見傳感器的工作原理
第2節　科學制作：簡單的自動控制裝置
知識點一
導學
提示　(1)燈泡會亮，因為當條形磁鐵靠近干簧管時，兩個簧片被磁化而接通。
(2)干簧管起到開關的作用，是一種能夠感知磁場的傳感器。
知識梳理
1.電信號
2.采集　轉化　非電學　電學
[思考] 提示　傳感器是將光學量轉化為電路的電學量，使電路接通，從而對外發出聲光報警信號。
例1 ABC　[傳感器是一種信號轉換器，通常將感受到的外界信息按照一定的規律轉換成可用輸出信號。麥克風工作時將聲音信號轉化為電信號，電子秤工作時將受到的物體的壓力大小的信號轉化為電信號，煙霧傳感器工作時將感受到的環境中的煙霧濃度信號轉化為電信號，實現自動報警，選項A、B、C正確；聲控燈工作時利用聲控開關控制電路的通斷，將聲音信號轉化為電信號，并不是給燈泡供電，選項D錯誤。]
知識點二
導學
提示　由于酒精蒸發吸熱，使熱敏電阻RT的溫度降低，電阻值增大，表針將向左偏；用吹風機將熱風吹向熱敏電阻，熱敏電阻RT的溫度升高，電阻值減小，表針將向右偏。
知識梳理
敏感元件
1.(1)光敏電阻　(3)光照強弱　電阻
2.(2)減小　負　增大　正　(3)溫度　電阻
3.(1)霍爾效應　(3)霍爾　(4)電壓
[思考]
提示　一切物體都會向外輻射紅外線，溫度越高，輻射的紅外線越多。手靠近干手機時，紅外線傳感器通過接收手表面輻射出來的紅外線來啟動加熱裝置。
例2 AD　[嚴重污染時，透過污水照到LDR上的光線較少，LDR電阻較大，A正確，B錯誤；LDR由半導體材料制成，受光照影響電阻會發生變化，C錯誤；白天自然光強度較強，會對LDR造成影響，D正確。]
例3 (1)見解析圖　(2)5.0　(3)減小　電阻率　[(1)在坐標紙上補齊表中所給數據點，然后用光滑的曲線連接如圖。
INCLUDEPICTURE"AB356.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\課件\\同步\\2025（春）物理 選擇性必修 第二冊 魯科版\\學生word文檔\\AB356.TIF" \* MERGEFORMATINET
(2)由圖可以讀出45 ℃時，該電阻的阻值約為5.0 kΩ。
(3)由Rt圖像可知，該電阻的阻值隨溫度的升高而減小，所以該電阻的電阻率隨溫度的升高而減小。]
例4 D　[霍爾元件能把磁學量轉換為電學量，A錯誤；由于霍爾元件中的載流子為負電荷，則負電荷的運動方向由F到E，由左手定則可知負電荷向左表面偏轉，則右表面的電勢高，B錯誤；由于赤道處的地磁場沿水平方向，因此如果霍爾元件的上表面保持水平，則左右表面間無電壓產生，C錯誤；根據qvB＝q得U＝Bdv，又I＝nqSv，聯立解得U＝，可知保持電流不變，則左、右表面的電勢差與磁感應強度成正比，D正確。]
知識點三
3.(1)光敏電阻　電流　(2)熱敏電阻　電流
例5 (1)RT1　(2)12　18　(3)低　[(1)由于當R1兩端的電壓升高到3 V時，控制電路恰能啟動通風系統，低于3 V時，通風系統立即停止工作。則測溫電阻的阻值必定隨溫度的升高而減小，故題圖甲中測溫電阻應選用RT1。
(2)由題圖乙可知，溫度為27 ℃時，RT1＝12 kΩ，為實現27 ℃時開啟通風系統，對電路進行調試，先將開關S2撥到觸點b，并將電阻箱R2的阻值調至12 kΩ，此時R1兩端電壓U1＝3 V，根據閉合電路歐姆定律有＝，解得R1＝18 kΩ。
(3) 若長時間使用，電阻箱R1老化后的電阻率會變大，則其阻值增大，即當測溫電阻RT1的阻值比較大時，即溫度還比較低時，電阻箱R1兩端電壓已經達到3 V，通風系統開始啟動，此時，養殖場內的實際溫度要低于于設定的啟動溫度27 ℃。]
隨堂對點自測
1.B　[通常的傳感器輸出的電信號非常微弱，要經過放大，再傳送給控制系統產生各種控制動作，選項A錯誤；傳感器通過采集力、溫度、光、聲、磁場、化學成分等信息，按一定規律轉換為電壓、電流、電阻等電學量或電路的通斷，傳感器并不能將所有非電學量都轉換為電學量，選項B正確，C、D錯誤。]
2.A　[遇到障礙物會繞開，說明該機器人“眼睛”利用了光傳感器，故選項A正確，B、C、D錯誤。]
3.(1)見解析圖(a)　光敏電阻的阻值隨照度的增大非線性減小　(2)見解析圖(b)　[(1)根據表中的數據，在坐標系上描點連線，得到如圖(a)所示的變化曲線。
阻值隨照度變化的特點：光敏電阻的阻值隨照度的增大非線性減小。
(2)天色漸暗，照度降低，光敏電阻的阻值增大，兩端電壓升高，因此，光敏電阻應接在1、2兩端之間。要求照度降低至1.0 lx時啟動照明系統，此時光敏電阻的阻值為20 kΩ，兩端電壓為2 V，電源電動勢為3 V，故應串聯一個阻值為10 kΩ的分壓電阻，即選用R1。電路原理圖如圖(b)所示。]
INCLUDEPICTURE"B415.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\課件\\同步\\2025（春）物理 選擇性必修 第二冊 魯科版\\學生word文檔\\B415.TIF" \* MERGEFORMATINET 　INCLUDEPICTURE"B413.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\課件\\同步\\2025（春）物理 選擇性必修 第二冊 魯科版\\學生word文檔\\B413.TIF" \* MERGEFORMATINET
　　　 　(a)　　　　　　　　　　　　　(b)第1節　常見傳感器的工作原理
第2節　科學制作:簡單的自動控制裝置
(分值:100分)
選擇題1~8題,每小題10分,共80分。
對點題組練
題組一　初識傳感器
1.現代生活離不開智能手機,手機中有很多特殊功能需要傳感器來實現。例如當人將手機靠近耳朵附近接聽電話時,手機會自動關閉屏幕從而達到省電的目的,實現這一功能可能用到的傳感器為 (　　)
　　　　　　　　　 　　　　
光傳感器和位移傳感器
磁傳感器和溫度傳感器
磁傳感器和聲傳感器
壓力傳感器和加速度傳感器
2.(2024·貴州銅仁市高二統考期末)如圖所示,光電門是高中物理實驗中經常用到的一種實驗儀器。根據所學知識判斷,光電門中用到的傳感器是 (　　)
光傳感器 位移傳感器
速度傳感器 加速度傳感器
3.唱卡拉OK用的話筒,內有傳感器。其中有一種是動圈式的,它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個輕小的金屬線圈,線圈處于永磁體的磁場中,當聲波使膜片前后振動時,就將聲音信號轉變為電信號。下列說法正確的是 (　　)
該傳感器是根據電流的磁效應工作的
該傳感器是根據電磁感應原理工作的
膜片振動時,穿過金屬線圈的磁通量不變
膜片振動時,金屬線圈中不會產生感應電動勢
題組二　敏感元件
4.如圖所示是一火警報警器的部分電路示意圖,其中R2為用半導體熱敏材料制成的傳感器(溫度越高,其阻值越小),a、b之間接報警器。當傳感器R2所在處出現火情時,流過顯示器的電流I2、報警器兩端的電壓U的變化情況是 (　　)
I2變大,U變大 I2變小,U變小
I2變小,U變大 I2變大,U變小
5.(多選)熱敏電阻與光敏電阻在生活中有很多應用,如圖為一個智慧農場利用熱敏電阻與光敏電阻感應大棚內溫度與光照強度變化的簡單電路原理圖,RT為負溫度系數熱敏電阻(阻值隨溫度升高而減小),R1為光敏電阻(阻值隨光照強度升高而減小),R2和R3均為定值電阻,電源電壓保持不變,為理想電壓表。若發現電壓表的示數增大,可能發生的情況是 (　　)
大棚內溫度升高
大棚內溫度降低
大棚內光照強度增強
大棚內光照強度減弱
題組三　科學制作:簡單的自動控制裝置
6.如圖甲所示為恒壓電源給光敏電阻R供電時,流過此電阻的電流和其所受光照強度的關系圖像。某同學利用此光敏電阻設計了一個臺燈的自動控制電路,如圖乙所示,T為一自耦式變壓器,下列說法正確的是 (　　)
僅光照變強,R的阻值變大
僅光照變強,R中的電流變小
僅滑片P下滑,L中的電流頻率變小
僅滑片P下滑,T的輸入功率變小
7.圖甲為一種家用門磁防盜報警器,由磁條和主機組成,門窗均可使用,圖乙為其簡化示意圖,安裝時,將磁條固定在門框上,主機安裝在與其等高的門板邊緣,門關上時,兩者剛好靠在一起。當主機開關閉合時,若門被打開,磁條與主機分離,主機內的觸發器就會工作,帶動報警器發出報警聲。下列有關說法正確的是 (　　)
觸發器內是一個開關,當主機與磁條靠近時,開關是斷開的
觸發器可以由銅制成
磁條的兩極對調后,該報警器不能正常工作
本裝置是利用電流的磁效應工作的
8.如圖甲所示為某同學設計的磁報警裝置的示意圖。RB是磁敏電阻,其阻值隨磁感應強度變化的圖線如圖乙所示。R1和R2為兩個電阻箱,a、b兩端接報警器,當電壓增大到某一值時,會觸發報警器報警。下列說法正確的是 (　　)
當RB處的磁場增強時,電流表示數增大
當RB處的磁場增強時,a、b兩端的電壓減小
增大R2的阻值,更容易觸發報警器報警
增大R1的阻值,更容易觸發報警器報警
綜合提升練
9.(10分)小明利用熱敏電阻設計了一個“過熱自動報警電路”,如圖甲所示(虛線框內的連接沒有畫出)。將熱敏電阻R安裝在需要探測溫度的地方,當環境溫度正常時,繼電器的上觸點接觸,下觸點分離,指示燈亮;當環境溫度超過某一值時,繼電器的下觸點接觸,上觸點分離,警鈴響。圖甲中繼電器的供電電源E1=5 V,內阻不計,繼電器線圈用漆包線繞成,其電阻R0=30 Ω。當線圈中的電流大于等于50 mA時,繼電器的銜鐵將被吸合,警鈴響。圖乙是熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖像。
(1)由圖乙可知,當環境溫度為80 ℃時,熱敏電阻阻值為　　　　(2分)Ω。
(2)由圖乙可知,當環境溫度升高時,熱敏電阻阻值將　　　　(2分)(選填“增大”“減小”或“不變”),繼電器的磁性將　　　　(2分)(選填“增強”“減弱”或“不變”)。
(3)圖甲中指示燈的接線柱D應與接線柱　　　　(2分)相連(選填“A”或“B”);
(4)當環境溫度大于等于　　　　(2分)℃時,警鈴報警。
10.(10分)某科技小組想利用熱敏電阻RT的阻值與溫度關系,將直流電源(電動勢E=1.5 V、內阻不計)、電流表(量程為5 mA、內阻Rg=100 Ω)、電阻箱R0串聯起來,得到電路中的電流隨熱敏電阻的阻值變化的關系,再根據熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規律,把電流表的刻度換算為溫度的刻度,即完成簡易溫度計的制作。
實驗方案:
步驟一　如圖乙所示在保溫容器中注入適量開水,逐步注入冰水降溫,待讀數穩定后記錄溫度計的溫度及多用電表中歐姆擋顯示的阻值。但實驗過程中該小組利用歐姆表“×100”擋測量熱敏電阻在開水中的阻值時指針偏轉角度很大。為了準確地進行測量,應換到　　　　(2分)擋(選填“×10”或“×1k”),且換擋后重新測量阻值前應該進行的操作是　　　　(2分)。
步驟二　通過記錄多組實驗數據,描繪出電阻阻值與溫度的關系圖,如圖丙所示。
步驟三　按該小組的設計連好電路并按照換算關系標注好溫度值即完成簡易溫度計的制作。在電流表的表盤中,溫度較大的刻度應該對應表盤的　　　　(3分)(選填“左”或“右”)側。若電阻箱的阻值取R0=240 Ω,則電流表表盤刻度3 mA處應該標注溫度為　　　　(3分)℃。
第1節　常見傳感器的工作原理
第2節　科學制作：簡單的自動控制裝置
1.A　[當人將手機靠近耳朵附近接聽電話時，改變了位移，并且耳朵可能擋住了光線，所以可能用到的傳感器為光傳感器和位移傳感器，故A正確；當人將手機靠近耳朵附近接聽電話時，沒有磁場的變化，也沒有產生特別的壓力，故B、C、D錯誤。]
2.A　[光電門中用到的傳感器是光傳感器，故A正確。]
3.B　[當聲波使膜片前后振動時，線圈切割磁感線會產生感應電動勢從而在線圈中產生感應電流，將聲音信號轉變成電信號，是根據電磁感應原理工作的，故選項A、D錯誤，B正確；膜片隨著聲波而周期性振動，穿過金屬線圈的磁通量也是周期性變化的，故選項C錯誤。]
4.D　[當傳感器R2所在處出現火情時，R2的阻值減小，則外電路總電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知，電路中總電流將增大，由U＝E－Ir可知，路端電壓減小，即報警器兩端的電壓U變小；因總電流I增大，則R1兩端的電壓增大，并聯部分的電壓減小，可知流過R3的電流I3減小，流過R2的電流I2＝I－I3變大，選項A、B、C錯誤，D正確。]
5.AD　[大棚內溫度升高，RT阻值減小，根據串反并同可知與它串聯的電壓表示數增大，故A正確；大棚內溫度降低，RT阻值增大，根據串反并同可知與它串聯的電壓表示數減小，故B錯誤；大棚內光照強度增強，R1阻值減小，根據串反并同可知與它并聯的電壓表示數減小，故C錯誤；大棚內光照強度減弱，R1阻值增大，根據串反并同可知與它并聯的電壓表示數增大，故D正確。]
6.D　[光敏電阻兩端電壓恒定時，光照變強，電流變大，根據歐姆定律，電阻變小，A錯誤；僅光照變強時，R的阻值變小，副線圈總電阻變小，電流變大，R1兩端電壓變大，燈泡L兩端電壓變小，通過的電流變小，則通過R的電流變大，B錯誤；僅滑片P下滑，變壓器不改變頻率，所以L中的電流頻率不變，C錯誤；僅滑片P下滑，輸出電壓減小，根據P＝可知，T的輸出功率變小，輸入功率等于輸出功率，也變小，D正確。]
7.A　[門關上時，磁條與觸發器剛好靠在一起，此時報警器不工作，說明電路是斷開的，當主機開關閉合時，若門被打開，磁條與主機分離，主機內的觸發器就會工作，帶動報警器發出報警聲，說明此時觸發器內開關是閉合的，選項A正確；觸發器與磁條之間存在磁力的作用，所以觸發器不可能是銅制成的，因為銅沒有磁性，選項B錯誤；無論磁條哪個磁極靠近觸發器，都存在磁力作用，所以兩極對調后，該報警器仍能正常工作，選項C錯誤；本裝置是利用磁體能夠吸引磁性物體的特點工作的，選項D錯誤。]
8.C　[當RB處的磁場增強時，由RBB圖像可知其阻值變大，則電路的總電阻增大，由I＝可知總電流變小，a、b兩端的電壓為Uab＝E－I(r＋R1)，則a、b兩端的電壓增大，故B錯誤；根據并聯分流可知，電流表的示數為IA＝I－，總電流I變小，而變大，則電流表示數減小，故A錯誤；因Uab越大越容易觸發報警器報警，而增大R2的阻值，總電阻增大，總電流變小，由Uab＝E－I(r＋R1)可知a、b兩端的電壓變大，故更容易觸發報警器報警，C正確；增大R1的阻值，總電阻增大，總電流變小，此時a、b兩端的總電阻不變，則a、b兩端的電壓變小，要觸發報警器報警更難，故D錯誤。]
9.(1)30(29～31均可)　(2)減小　增強　(3)A　(4)40(39～41均可)　[(1)由題圖乙可知，當環境溫度為80 ℃時，熱敏電阻阻值為30 Ω。
(2)由題圖乙可知，當環境溫度升高時，熱敏電阻阻值將減小； 熱敏電阻阻值減小，則流過繼電器的電流增大，磁性增強。
(3)由于繼電器的上觸點接觸，下觸點分離，指示燈亮。所以圖甲中指示燈的接線柱D應與接線柱A相連。
(4)當線圈中的電流大于等于50 mA時，繼電器的銜鐵將被吸合，警鈴響，根據E1＝I(R0＋R)得R＝70 Ω，由題圖乙知，此時溫度為40 ℃，則環境溫度大于等于40 ℃時，警鈴報警。]
10.×10　歐姆調零　左　60　[當使用歐姆表指針偏角很大時，表盤讀數很小，故應將倍率調小，使得讀數變大并盡量位于歐姆表表盤的中間刻度處，即換到“×10”擋，歐姆表每一次換擋后都需要進行歐姆調零；由題圖丙可知，溫度越高熱敏電阻阻值越大，故溫度較大的刻度應對應表盤的左側；由題圖可知，熱敏電阻與溫度關系為RT＝100＋t，電流表示數為I＝，則可解得RT＝160 Ω，代入熱敏電阻與溫度關系即可得到t＝60 ℃。](共66張PPT)
第1節　常見傳感器的工作原理
第5章 傳感器及其應用
第2節　科學制作：簡單的自動控制裝置
1.了解常見傳感器的工作原理。2.了解光敏電阻、熱敏電阻、霍爾元件的特性，熟練掌握常見敏感元件的應用。3.知道傳感器在自動控制裝置中的作用。4.能利用傳感器設計簡單的自動控制裝置，將傳感器技術應用到實際生活中。
學習目標
目 錄
CONTENTS
知識點
01
隨堂對點自測
02
課后鞏固訓練
03
知識點
1
知識點二　敏感元件
知識點一　初識傳感器
知識點三　科學制作：簡單的自動控制裝置
知識點一　初識傳感器
干簧管結構：如圖甲所示，玻璃管內封入的兩個軟磁性材料制成的簧片，將它接入圖乙所示的電路，當條形磁鐵靠近干簧管時：
(1)會發生什么現象，為什么？
(2)干簧管的作用是什么？
提示　(1)燈泡會亮，因為當條形磁
鐵靠近干簧管時，兩個簧片被磁化
而接通。
(2)干簧管起到開關的作用，是一種能夠感知磁場的傳感器。
1.傳感器
能感受外界信息，并將其按照一定的規律轉換成可用輸出信號(主要是________)的器件或裝置，我們稱之為傳感器。
2.傳感器的作用
傳感器通常應用在自動測量和自動控制系統中，擔負著信息______和______任務。與壓力、位移、流量、溫度、濕度等非電學量相比，電壓、電流、電阻等電學量更加便于儀表顯示和用于自動控制，因此傳感器通常需要把________量轉化為______量。
電信號
采集
轉化
非電學
電學
3.傳感器的工作原理
傳感器主要由敏感元件和轉換元件組成。
(1)敏感元件：直接感受被測的量，并輸出與被測的量有確定關系的信號。
(2)轉換元件：將敏感元件輸出的物理信號轉換為便于顯示、記錄、處理和控制的電信號。
傳感器的工作原理如圖所示。
【思考】
火災探測器的核心元件為光敏傳感器，當煙霧在空氣中的濃度超過設定值時，可以觸發報警，并對外發出聲光報警信號，此時傳感器是將什么量進行轉化的？
提示　傳感器是將光學量轉化為電路的電學量，使電路接通，從而對外發出聲光報警信號。
例1 (多選)關于傳感器，下列說法正確的是(　　 )
A.麥克風工作時，將感受到的聲音信號轉化成電信號
B.電子秤工作時，將感受到的壓力信號轉化為電信號
C.煙霧傳感器工作時，將感受到的煙霧濃度信號轉化為電信號，實現自動報警
D.聲控燈工作時，將感受到的聲音信號轉化為電能給燈泡供電
ABC
解析　傳感器是一種信號轉換器，通常將感受到的外界信息按照一定的規律轉換成可用輸出信號。麥克風工作時將聲音信號轉化為電信號，電子秤工作時將受到的物體的壓力大小的信號轉化為電信號，煙霧傳感器工作時將感受到的環境中的煙霧濃度信號轉化為電信號，實現自動報警，選項A、B、C正確；聲控燈工作時利用聲控開關控制電路的通斷，將聲音信號轉化為電信號，并不是給燈泡供電，選項D錯誤。
處理傳感器問題的兩點注意
(1)傳感器是以一定的精度和規律把被測量轉換為與之有確定關系的、便于測量的量的一種裝置，在處理實際問題時注意被測量與測量量之間的關系。
(2)傳感器一般是把被測量轉換成電學量，因此往往與電子元件一起構成回路，應注意電路分析。　　　　
知識點二　敏感元件
如圖所示，將多用電表的選擇開關置于歐姆擋，再將電表的兩支表筆與負溫度系數的熱敏電阻RT(溫度升高，電阻減小)的兩端相連，這時表針恰好指在刻度盤的正中央。若在RT上擦一些酒精，表針將如何偏轉？若用吹風機將熱風吹向熱敏電阻，表針將如何偏轉？
提示　由于酒精蒸發吸熱，使熱敏電阻RT的溫度降低，電阻值增大，表針將向左偏；用吹風機將熱風吹向熱敏電阻，熱敏電阻RT的溫度升高，電阻值減小，表針將向右偏。
__________是傳感器的核心部分，是利用材料的某種敏感效應(如熱敏、光敏、壓敏等)制成的。
1.光敏元件
(1)種類：________是一種典型的光敏元件。此外還有光敏晶體管、光電池等。
(2)光敏電阻的原理：光敏電阻是用金屬硫化物等半導體材料制成的。當光照射到這些半導體物質上時，會激發半導體內部受束縛的電子，其電阻值就會發生改變。光照越強，被激發的電子數就越多，電阻值就越小。
(3)作用：把__________這個光學量轉換為______這個電學量。
敏感元件
光敏電阻
光照強弱
電阻
2.熱敏元件
(1)種類：熱敏電阻是一種常用的熱敏元件。
(2)熱敏電阻的特點：NTC熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而______ (圖甲)，又稱為____溫度系數熱敏電阻。PTC熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而______ (圖乙)，稱為____溫度系數熱敏電阻。
減小
增大
正
(3)作用：把______這個物理量轉換為______這個物理量。
溫度
電阻
負
3.磁敏元件
(1)霍爾元件：霍爾元件是根據半導體材料的__________制成的一種磁敏元件。
(2)產生霍爾電壓的示意圖：
霍爾效應
霍爾
電壓
隨著生活質量的提高，自動干手機已進入許多家庭。洗手后，將手靠近自動干手機，機內的傳感器便使電熱器加熱，熱空氣從機內噴出，將手烘干。請查閱資料，自動干手機中使用了紅外線傳感器，簡要分析其工作原理。
提示　一切物體都會向外輻射紅外線，溫度越高，輻射的紅外線越多。手靠近干手機時，紅外線傳感器通過接收手表面輻射出來的紅外線來啟動加熱裝置。
角度1　光敏元件
【思考】
AD
例2 (多選)(魯科版教材P116“科學書屋”改編)如圖所示，用光敏電阻LDR和燈泡制成的一種簡易水污染指示器，下列說法中正確的是(　　)
A.嚴重污染時，LDR是高電阻
B.輕度污染時，LDR是高電阻
C.無論污染程度如何，LDR的電阻不變，
阻值大小由材料本身因素決定
D.該儀器會受到白天光照的影響
解析　嚴重污染時，透過污水照到LDR上的光線較少，LDR電阻較大，A正確，B錯誤；LDR由半導體材料制成，受光照影響電阻會發生變化，C錯誤；白天自然光強度較強，會對LDR造成影響，D正確。
角度2　熱敏元件
例3 (魯科版教材P117“實驗與探究”改編)圖甲為某實驗小組探究熱敏電阻的熱敏特性實驗裝置。通過酒精燈加熱改變水溫，在熱敏電阻的溫度參數允許范圍內選取9個不同的溫度點進行實驗，采集的數據如表所示。
溫度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 90
電阻/kΩ 10.0 8.6 7.0 5.5 4.3 3.6 3.0 2.5 2.0
請完成以下內容：
(1)在圖乙的坐標紙上補齊表中所給數據點并作出R－t曲線。
(2)由R－t曲線可知，當溫度t＝45 ℃時，該電阻的阻值為________ kΩ(保留1位小數)。
(3)由R－t曲線可知，該電阻的阻值隨溫度的升高而________(選填“增大”或“減小”)，可見該電阻的________隨溫度的升高而減小。
解析　(1)在坐標紙上補齊表中所給數據點，然后用光滑的曲線連接如圖。
(2)由圖可以讀出45 ℃時，該電阻的阻值約為5.0 kΩ。
(3)由R－t圖像可知，該電阻的阻值隨溫度的升高而減小，所以該電阻的電阻率隨溫度的升高而減小。
答案　(1)見解析圖　(2)5.0　(3)減小　電阻率
角度3　磁敏元件
例4 霍爾元件是一種磁傳感器，是實際生活中的重要元件之一。如圖所示為長度一定的霍爾元件，在該元件中通有方向從E到F的恒定電流I，在空間加一豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小為B，霍爾元件中的載流子為負電荷。則下列說法正確的是(　　)
D
A.該元件能把電學量轉化為磁學量
B.左表面的電勢高于右表面
C.如果用該元件測赤道處的磁場，應保持元件上表面呈水平狀態
D.如果霍爾元件中的電流大小不變，則左、右表面的電勢差與磁場的磁感應強度成正比
霍爾電勢高低的判斷
由左手定則判斷帶電粒子的受力方向，從而得出帶電粒子的偏轉方向，正電荷聚集的面為高電勢面，負電荷聚集的面為低電勢面。　　　　
知識點三　科學制作：簡單的自動控制裝置
1.實驗目的
(1)設計并制作光報警裝置。
(2)設計并制作溫度報警裝置。
(3)了解制作的報警裝置的工作原理。
2.實驗器材
光敏電阻、熱敏電阻、溫度計、干電池、手電筒、蜂鳴器、開關、導線、變阻器。
3.實驗原理與設計
(1)光報警裝置：如圖所示，利用__________作控制元件，從而通過光線來實現自動控制。當光照強度發生變化時，電阻RL發生變化，電路中的______變化，當光敏電阻RL的阻值變化到一定值時，蜂鳴器發生報警。
光敏電阻
電流
(2)溫度報警裝置：如圖所示，利用__________作控制元件，從而通過溫度來實現自動控制。當溫度發生變化時，電阻RT發生變化，電路中的______變化，當RT的阻值變化到一定值時，蜂鳴器發生報警。
熱敏電阻
電流
4.自動控制電路的設計思路
(1)要明確設計意圖，弄清控制條件和相應的自動控制原理。
(2)明確選用哪種傳感器，該傳感器怎樣感知控制條件及怎樣轉化為電學量輸出。
(3)選用什么樣的執行機構，該執行機構怎樣執行自動控制。
(4)采用什么樣的電路來實現自動控制。
5.自動控制電路的設計流程：傳感器→轉換、放大、傳輸→執行機構。
例5 炎熱的夏季，養殖戶用自動控溫通風系統對養殖場進行控溫。要求當養殖場內的溫度升高到27 ℃時，通風系統立即啟動。某同學設計的通風系統工作原理如圖甲所示：虛線框內的兩接線柱間接測溫電阻RT。當R1兩端的電壓升高到3 V時，控制電路恰能啟動通風系統，低于3 V時，通風系統立即停止工作。
提供的器材有：
直流電源(電動勢E＝5 V，內阻忽略不計)；
電阻箱R1、R2(阻值范圍均為0～99 999.9 Ω)；
控制電路模塊(電阻可視為無窮大)；
兩測溫電阻RT1、RT2(工作特性分別如圖乙、丙所示)。
根據原理，選擇器材，并完成調試：
(1)圖甲中測溫電阻應選用________(選填“RT1”或“RT2”)；
(2)接好測溫電阻后，為實現27 ℃時開啟通風系統，對電路進行調試，先將開關S2撥到觸點b，并將電阻箱R2的阻值調至________kΩ、電阻箱R1的阻值調至________kΩ，再閉合開關S1，測試通風系統能否正常工作。若能正常工作，再將開關S2撥回觸點a即可(本問結果均保留2位有效數字)。
(3)若長時間使用，電阻箱R1老化后的電阻率會變大，若不對其阻值進行調整，當通風系統再次啟動時，養殖場內的實際溫度要________(選填“高”或“低”)于設定的啟動溫度27 ℃。
隨堂對點自測
2
B
1.(傳感器的認識)關于傳感器的作用，下列說法中正確的是(　　)
A.通常的傳感器可以直接用來進行自動控制
B.傳感器可以用來采集信息
C.傳感器可以將感受到的一些信號轉換為力學量
D.傳感器可以將所有感受到的信號轉換為電學量
解析　通常的傳感器輸出的電信號非常微弱，要經過放大，再傳送給控制系統產生各種控制動作，選項A錯誤；傳感器通過采集力、溫度、光、聲、磁場、化學成分等信息，按一定規律轉換為電壓、電流、電阻等電學量或電路的通斷，傳感器并不能將所有非電學量都轉換為電學量，選項B正確，C、D錯誤。
A
2.(傳感器的應用)機器人裝有作為眼睛的“傳感器”，猶如大腦的“控制器”，以及可以行走的“執行器”，在它碰到障礙物前會自動避讓并及時轉彎。下列有關該機器人“眼睛”的說法中正確的是(　　)
A.該機器人“眼睛”利用了光傳感器
B.該機器人“眼睛”利用了力傳感器
C.該機器人“眼睛”利用了溫度傳感器
D.該機器人“眼睛”利用了聲音傳感器
解析　遇到障礙物會繞開，說明該機器人“眼睛”利用了光傳感器，故選項A正確，B、C、D錯誤。
3.(自動控制電路設計)為了節能和環保，一些公共場所使用光控開關控制照明系統。光控開關的通斷可通過光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度變化而變化的元件(照度可以反映光的強弱，光越強，照度越大，照度的單位為lx)。某光敏電阻RG在不同照度下的阻值如下表。
照度(lx) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
電阻(kΩ) 75 40 28 23 20 18
(1)請根據表中數據在圖甲所示的坐標系中描繪出光敏電阻的阻值隨照度變化的曲線，并說明阻值隨照度變化的特點_________________________________。
甲
乙
(2)如圖乙所示，當1、2兩端所加電壓上升至2 V時，控制開關自動啟動照明系統。請利用下列器材按要求設計一個簡單電路：給1、2兩端提供電壓，要求天色漸暗照度降低至1.0 lx時啟動照明系統。在虛線框內完成電路原理圖(不考慮控制開關對所設計電路的影響)。
甲
乙
提供的器材如下：
直流電源E(電動勢3 V，內阻不計)；
定值電阻R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ，R3＝40 kΩ(限選其中一個并在圖中標出)；
開關S及導線若干。
解析　(1)根據表中的數據，在坐標系上描點連線，得到如圖(a)所示的變化曲線。
阻值隨照度變化的特點：光敏電阻的阻值隨照度的增大非線性減小。
(a)
答案　(1)見解析圖(a)　光敏電阻的阻值隨照度的增大非線性減小　(2)見解析圖(b)
(2)天色漸暗，照度降低，光敏電阻的阻值增大，兩端電壓升高，因此，光敏電阻應接在1、2兩端之間。要求照度降低至1.0 lx時啟動照明系統，此時光敏電阻的阻值為20 kΩ，兩端電壓為2 V，電源電動勢為3 V，故應串聯一個阻值為10 kΩ的分壓電阻，即選用R1。電路原理圖如圖(b)所示。
(b)
課后鞏固訓練
3
A
題組一　初識傳感器
1.現代生活離不開智能手機，手機中有很多特殊功能需要傳感器來實現。例如當人將手機靠近耳朵附近接聽電話時，手機會自動關閉屏幕從而達到省電的目的，實現這一功能可能用到的傳感器為(　　)
A.光傳感器和位移傳感器
B.磁傳感器和溫度傳感器
C.磁傳感器和聲傳感器
D.壓力傳感器和加速度傳感器
對點題組練
解析　當人將手機靠近耳朵附近接聽電話時，改變了位移，并且耳朵可能擋住了光線，所以可能用到的傳感器為光傳感器和位移傳感器，故A正確；當人將手機靠近耳朵附近接聽電話時，沒有磁場的變化，也沒有產生特別的壓力，故B、C、D錯誤。
A
2.(2024·貴州銅仁市高二統考期末)如圖所示，光電門是高中物理實驗中經常用到的一種實驗儀器。根據所學知識判斷，光電門中用到的傳感器是(　　)
A.光傳感器 B.位移傳感器
C.速度傳感器 D.加速度傳感器
解析　光電門中用到的傳感器是光傳感器，故A正確。
B
3.唱卡拉OK用的話筒，內有傳感器。其中有一種是動圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場中，當聲波使膜片前后振動時，就將聲音信號轉變為電信號。下列說法正確的是(　　)
A.該傳感器是根據電流的磁效應工作的
B.該傳感器是根據電磁感應原理工作的
C.膜片振動時，穿過金屬線圈的磁通量不變
D.膜片振動時，金屬線圈中不會產生感應電動勢
解析　當聲波使膜片前后振動時，線圈切割磁感線會產生感應電動勢從而在線圈中產生感應電流，將聲音信號轉變成電信號，是根據電磁感應原理工作的，故選項A、D錯誤，B正確；膜片隨著聲波而周期性振動，穿過金屬線圈的磁通量也是周期性變化的，故選項C錯誤。
D
題組二　敏感元件
4.如圖所示是一火警報警器的部分電路示意圖，其中R2為用半導體熱敏材料制成的傳感器(溫度越高，其阻值越小)，a、b之間接報警器。當傳感器R2所在處出現火情時，流過顯示器的電流I2、報警器兩端的電壓U的變化情況是(　　)
A.I2變大，U變大
B.I2變小，U變小
C.I2變小，U變大
D.I2變大，U變小
解析　當傳感器R2所在處出現火情時，R2的阻值減小，則外電路總電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知，電路中總電流將增大，由U＝E－Ir可知，路端電壓減小，即報警器兩端的電壓U變小；因總電流I增大，則R1兩端的電壓增大，并聯部分的電壓減小，可知流過R3的電流I3減小，流過R2的電流I2＝I－I3變大，選項A、B、C錯誤，D正確。
AD
A.大棚內溫度升高
B.大棚內溫度降低
C.大棚內光照強度增強
D.大棚內光照強度減弱
解析　大棚內溫度升高，RT阻值減小，根據串反并同可知與它串聯的電壓表示數增大，故A正確；大棚內溫度降低，RT阻值增大，根據串反并同可知與它串聯的電壓表示數減小，故B錯誤；大棚內光照強度增強，R1阻值減小，根據串反并同可知與它并聯的電壓表示數減小，故C錯誤；大棚內光照強度減弱，R1阻值增大，根據串反并同可知與它并聯的電壓表示數增大，故D正確。
D
題組三　科學制作：簡單的自動控制裝置
6.如圖甲所示為恒壓電源給光敏電阻R供電時，流過此電阻的電流和其所受光照強度的關系圖像。某同學利用此光敏電阻設計了一個臺燈的自動控制電路，如圖乙所示，T為一自耦式變壓器，下列說法正確的是(　　)
A.僅光照變強，R的阻值變大
B.僅光照變強，R中的電流變小
C.僅滑片P下滑，L中的電流頻率變小
D.僅滑片P下滑，T的輸入功率變小
A
7.圖甲為一種家用門磁防盜報警器，由磁條和主機組成，門窗均可使用，圖乙為其簡化示意圖，安裝時，將磁條固定在門框上，主機安裝在與其等高的門板邊緣，門關上時，兩者剛好靠在一起。當主機開關閉合時，若門被打開，磁條與主機分離，主機內的觸發器就會工作，帶動報警器發出報警聲。下列有關說法正確的是(　　)
A.觸發器內是一個開關，當主機與磁條
靠近時，開關是斷開的
B.觸發器可以由銅制成
C.磁條的兩極對調后，該報警器不能正常工作
D.本裝置是利用電流的磁效應工作的
解析　門關上時，磁條與觸發器剛好靠在一起，此時報警器不工作，說明電路是斷開的，當主機開關閉合時，若門被打開，磁條與主機分離，主機內的觸發器就會工作，帶動報警器發出報警聲，說明此時觸發器內開關是閉合的，選項A正確；觸發器與磁條之間存在磁力的作用，所以觸發器不可能是銅制成的，因為銅沒有磁性，選項B錯誤；無論磁條哪個磁極靠近觸發器，都存在磁力作用，所以兩極對調后，該報警器仍能正常工作，選項C錯誤；本裝置是利用磁體能夠吸引磁性物體的特點工作的，選項D錯誤。
C
8.如圖甲所示為某同學設計的磁報警裝置的示意圖。RB是磁敏電阻，其阻值隨磁感應強度變化的圖線如圖乙所示。R1和R2為兩個電阻箱，a、b兩端接報警器，當電壓增大到某一值時，會觸發報警器報警。下列說法正確的是(　　)
A.當RB處的磁場增強時，電流表示數增大
B.當RB處的磁場增強時，a、b兩端的電壓減小
C.增大R2的阻值，更容易觸發報警器報警
D.增大R1的阻值，更容易觸發報警器報警
9.小明利用熱敏電阻設計了一個“過熱自動報警電路”，如圖甲所示(虛線框內的連接沒有畫出)。將熱敏電阻R安裝在需要探測溫度的地方，當環境溫度正常時，繼電器的上觸點接觸，下觸點分離，指示燈亮；當環境溫度超過某一值時，
綜合提升練
繼電器的下觸點接觸，上觸點分離，警鈴響。圖甲中繼電器的供電電源E1＝5 V，內阻不計，繼電器線圈用漆包線繞成，其電阻R0＝30 Ω。當線圈中的電流大于等于50 mA時，繼電器的銜鐵將被吸合，警鈴響。圖乙是熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖像。
(1)由圖乙可知，當環境溫度為80 ℃時，熱敏電阻阻值為________Ω。
(2)由圖乙可知，當環境溫度升高時，熱敏電阻阻值將________(選填“增大”“減小”或“不變”)，繼電器的磁性將________(選填“增強”“減弱”或“不變”)。
(3)圖甲中指示燈的接線柱D應與接線柱________相連(選填“A”或“B”)；
(4)當環境溫度大于等于________℃時，警鈴報警。
答案　(1)30(29～31均可)　(2)減小　增強 (3)A　(4)40(39～41均可)
解析　(1)由題圖乙可知，當環境溫度為80 ℃時，熱敏電阻阻值為30 Ω。
(2)由題圖乙可知，當環境溫度升高時，熱敏電阻阻值將減小； 熱敏電阻阻值減小，則流過繼電器的電流增大，磁性增強。
(3)由于繼電器的上觸點接觸，下觸點分離，指示燈亮。所以圖甲中指示燈的接線柱D應與接線柱A相連。
(4)當線圈中的電流大于等于50 mA時，繼電器的銜鐵將被吸合，警鈴響，根據E1＝I(R0＋R)得R＝70 Ω，由題圖乙知，此時溫度為40 ℃，則環境溫度大于等于40 ℃時，警鈴報警。
10.某科技小組想利用熱敏電阻RT的阻值與溫度關系，將直流電源(電動勢E＝1.5 V、內阻不計)、電流表(量程為5 mA、內阻Rg＝100 Ω)、電阻箱R0串聯起來，得到電路中的電流隨熱敏電阻的阻值變化的關系，再根據熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規律，把電流表的刻度換算為溫度的刻度，即完成簡易溫度計的制作。
實驗方案：
步驟一　如圖乙所示在保溫容器中注入適量開水，逐步注入冰水降溫，待讀數穩定后記錄溫度計的溫度及多用電表中歐姆擋顯示的阻值。但實驗過程中該小組利用歐姆表“×100”擋測量熱敏電阻在開水中的阻值時指針偏轉角度很大。為了準確地進行測量，應換到________擋(選填“×10”或“×1k”)，且換擋后重新測量阻值前應該進行的操作是________。
步驟二　通過記錄多組實驗數據，描繪出電阻阻值與溫度的關系圖，如圖丙所示。
步驟三　按該小組的設計連好電路并按照換算關系標注好溫度值即完成簡易溫度計的制作。在電流表的表盤中，溫度較大的刻度應該對應表盤的________(選填“左”或“右”)側。若電阻箱的阻值取R0＝240 Ω，則電流表表盤刻度3 mA處應該標注溫度為________℃。
答案　×10　歐姆調零　左　60

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