資源簡介

第三節　用傳感器制作自動控制裝置
第四節　利用智能手機中的磁傳感器研究磁現象
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（分值：50分）
1~4題每題3分，5題6分，共18分
1.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，乙圖為其簡化示意圖，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
2.（多選）如圖所示是某小區門口利用光敏電阻設計的行人監控裝置，R1為光敏電阻，R2為定值電阻，A、B接監控裝置。則（　　　　）
A.當有人通過而遮住光線時，A、B之間電壓升高
B.當有人通過而遮住光線時，A、B之間電壓降低
C.當僅增大R2的阻值時，可增大A、B之間的電壓
D.當僅減小R2的阻值時，可增大A、B之間的電壓
3.如圖所示為一溫度自動報警器的原理圖，在水銀溫度計的頂端封入一段金屬絲，下列說法正確的是（　　　　）
A.溫度升高至74 ℃時，燈L1亮報警
B.溫度升高至74 ℃時，燈L2亮報警
C.溫度升高至78 ℃時，燈L1亮報警
D.溫度升高至78 ℃時，燈L2亮報警
4.（2023·廣東實驗中學高二期中）如圖是利用太陽能給LED路燈供電的自動控制電路的示意圖。R是光敏電阻，R0是保護定值電阻，日光充足時，電磁繼電器把銜鐵吸下，GH接入電路，太陽能電池板給蓄電池充滿電，光線不足時，銜鐵被彈簧拉起，與EF接入電路，蓄電池給LED路燈供電，路燈亮起，下列關于該電路說法中正確的是（　　　　）
A.該光敏電阻阻值隨光照強度增大而增大
B.增加光敏電阻所在電路的電源電動勢可以增加路燈照明時間
C.并聯更多的LED路燈可延長每天路燈照明時間
D.增大保護電阻R0阻值可延長每天路燈照明時間
5.（6分）如圖所示，一熱敏電阻RT放在控溫容器M內；為毫安表，量程為6 mA，內阻為數十歐姆；E為直流電源，電動勢約為3 V，內阻很小；R為電阻箱，最大阻值約為999.9 Ω；S為開關。已知RT在95 ℃時的阻值為150 Ω，在20 ℃時的阻值約為550 Ω。現要求在降溫過程中測量在20~95 ℃之間的多個溫度下RT的值。
（1）（2分）在圖中畫出連線，完成實驗原理電路圖。
（2）（4分）完成下列實驗步驟中的填空。
①依照實驗原理電路圖連接電路。
②調節控溫容器M內的溫度，使得RT的溫度為95 ℃。
③將電阻箱調到適當的初值，以保證儀器安全。
④閉合開關，調節電阻箱，記錄電流表的示數I0，并記錄　　　　　　　　。
⑤將RT的溫度降為T1（20 ℃⑥溫度為T1時熱敏電阻的電阻值RT1=　　　。
⑦逐步降低T1的數值，直至20 ℃為止；在每一溫度下重復步驟⑤⑥。
6題4分，7、8題每題9分，10題10分，共32分
6.（多選）用磁敏電阻作為傳感器可以探測空間是否存在磁場，設計電路如圖所示。磁敏電阻在沒有磁場時電阻很小（幾乎為零），在有磁場時電阻很大。閉合S1，斷開S2，燈泡正常發光，下列說法正確的是（　　　　）
A.探測頭處在無磁場區域時，閉合S2，燈泡會變亮
B.探測頭處在無磁場區域時，閉合S2，電流表示數會變大
C.閉合S2，探測頭從無磁場區域進入磁場區域時，燈泡會變亮
D.閉合S2，探測頭從無磁場區域進入磁場區域時，電流表的示數會變大
7.（9分）（2024·深圳市高二期末）某實驗小組設計了一個燈光控制系統。聲、光控制開關需要同時滿足光線較暗、有活動聲音時才接通電路的工作要求。其示意圖如圖甲所示。
（1）（3分）聲、光控制開關中的聲控繼電器與光控繼電器是　　　　（填“并聯”或“串聯”）關系。
（2）（3分）其中光控繼電器的電路結構如圖乙所示。已知環境光亮度越大，光敏電阻阻值越小，當電路電流小于某閾值I0時，繼電器開始工作。在設定的光亮度條件下調節滑動變阻器，使繼電器恰好開始工作，此時電流表示數如圖丙所示，此時I0=　　　　 A。
（3）（3分）為了節約用電，需要降低光亮度閾值，應該把滑動變阻器阻值調　　　　。
8.（9分）電飯煲的工作原理如圖所示，可分為兩部分，即控制部分：由S1、S2、定值電阻R1和黃燈組成；工作（加熱）部分：由發熱電阻R3、定值電阻R2和紅燈組成。S1是一個磁鋼限溫開關，手動閉合，當此開關的溫度達到居里點（103 ℃）時，自動斷開，且不能自動復位，S2是一個金屬片自動開關，當溫度達到70~80 ℃時，自動斷開，低于70 ℃時，自動閉合，紅燈、黃燈是指示燈，通過其電流必須較小，所以R1、R2起　　　（填“限流”或“分壓”）作用。R3是發熱電阻，接通電源并閉合S1后，黃燈熄而紅燈亮，R3發熱，當溫度達到70~80 ℃時，S2斷開，當溫度達到103 ℃時飯熟，S1斷開，當溫度降到70 ℃以下時，S2閉合，電飯煲處于保溫狀態，由以上描述可知R2　　　　R3（選填“<”“=”或“>”），當用電飯煲燒水時，S1　　　　（選填“會”或“不會”）自動斷開。
9.（10分）（2023·汕頭市西鳳中學與潮陽四中聯考）為了節能和環保，一些公共場所用光控開關控制照明系統，光控開關可用光敏電阻控制，圖甲是某光敏電阻阻值隨光的照度的變化曲線，照度可以反映光的強弱，光越強照度越大，照度單位為勒克斯（lx）。
（1）（4分）如圖乙所示，電源電動勢為3 V，內阻不計，當控制開關兩端電壓上升至2 V時控制開關自動啟動照明系統。要求當天色漸暗照度降至1.0 lx時控制開關接通照明系統，則R1=　　　　kΩ。
（2）（6分）某同學為了測量光敏電阻在不同照度下的阻值，設計了如圖戊所示的電路進行測量，電源電動勢E=3 V，內阻未知，電阻箱R2的調節范圍為0~99 999 Ω。實驗時將電阻箱阻值調到最大，閉合S1，將S2與1相連，減小電阻箱阻值，使靈敏電流計的示數為I，圖丙為實驗時電阻箱的阻值，其讀數為　　　　kΩ；然后將S2與2相連，調節電阻箱的阻值如圖丁所示，此時電流表的示數恰好為I，則光敏電阻的阻值R0=　　　　kΩ。
答案精析
1.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。］
2.BC　［R1是光敏電阻，有光照射時，電阻變小，當有人通過而遮住光線時，R1的阻值變大，回路中的電流I減小，A、B間的電壓U=IR2減小，故A項錯誤，B項正確；由閉合電路歐姆定律得：U=E-I（R1+r），當僅增大R2的阻值時，電路中的電流減小，A、B間的電壓U增大，故C項正確；當僅減小R2的阻值時，電路中的電流增大，A、B間的電壓U減小，故D項錯誤。］
3.D　［當溫度低于78 ℃時，線圈中沒有電流，此時僅燈L1亮，不報警；當溫度升高到78 ℃時，線圈中有電流，電磁鐵吸引銜鐵，燈L2被接通，所以燈L2亮報警，故選D。］
4.D　［日光充足時，電磁繼電器把銜鐵吸下，GH接入電路，可知電流增大了，而蓄電池電動勢不變，根據閉合電路歐姆定律，控制電路的電阻變小了，因此當日光充足時，光敏電阻R減小了，故A錯誤；在電阻不變的情況下增加電源電動勢，控制電路電流增大，電磁繼電器會把銜鐵吸下，路燈不亮，因此減少了路燈照明時間，故B錯誤；LED路燈的盞數不影響控制電路，若考慮蓄電池的容量，則并聯更多的LED路燈亮起時會更快地消耗電能，反而會減少路燈的照明時間，故C錯誤；保護電阻R0增大，減小了電流，增大了路燈照明時間，故D正確。］
5.（1）見解析圖
（2）④電阻箱的讀數R0　⑤仍為I0　電阻箱的讀數R1
⑥R0-R1+150 Ω
解析　（1）由于本實驗只有一只可以測量和觀察的毫安表，所以應該用“替代法”，考慮到用毫安表觀察需保證電路中電阻不變，因此將熱敏電阻、電阻箱和毫安表串聯形成測量電路，如圖所示。
（2）④閉合開關，調節電阻箱，記錄電流表的示數I0，并記錄電阻箱的讀數R0。
⑤將RT的溫度降為T1（20 ℃⑥由閉合電路歐姆定律可得，溫度為95 ℃時，E=I0（r+RA+RT+R0）
即E=I0（r+RA+150 Ω+R0）
當RT的溫度降為T1時，
有E=I0（r+RA+RT1+R1）
聯立解得RT1=R0-R1+150 Ω。
6.BC　［探測頭處在無磁場區域時，閉合S2，磁敏電阻的阻值幾乎為零，此時燈泡相當于被短路，幾乎不亮，選項A錯誤；探測頭處在無磁場區域時，閉合S2，燈泡和磁敏電阻并聯，電路中總電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知總電流增大，選項B正確；閉合S2，探測頭從無磁場區域進入磁場區域時，磁敏電阻的阻值增大，電路中總電阻變大，總電流減小，路端電壓增大，而由于總電流減小，則R0兩端電壓減小，故燈泡兩端電壓增大，燈泡變亮，選項C正確，D錯誤。］
7.（1）串聯　（2）0.42　（3）小
解析　（1）由于聲、光控制開關需要同時滿足光線較暗、有活動聲音時才接通電路的工作要求，可知聲、光控制開關中的聲控繼電器與光控繼電器是串聯關系。
（2）題圖丙中電流表的量程為0.6 A，精確度為0.02 A，根據電流表的讀數規則可知，該電流表讀數為0.42 A，即I0=0.42 A。
（3）由于環境光亮度越大，光敏電阻阻值越小，則當降低光亮度閾值時，對應光敏電阻的阻值增大，由于電路電流小于某閾值I0時，繼電器開始工作，可知此時應把滑動變阻器阻值調小。
8.限流　>　不會
解析　通過紅燈、黃燈的電流必須較小，根據歐姆定律可知R1、R2起限流作用；R3是發熱電阻，要產生很大的熱量，所以電流要大一點，而通過R2的電流要小一點，且并聯電路電壓相等，根據歐姆定律可知R2>R3；當用電飯煲燒水時，溫度達不到居里點（103 ℃），S1不會自動斷開。
9.（1）10　（2）62.5　40
解析　（1）電阻R1和R0串聯
==
由題圖甲得當照度為1.0 lx時，電阻R0=20 kΩ
則可求得R1=10 kΩ
（2）由題圖丙可知，讀數為
R2=62.5 kΩ
題圖丁的讀數R2'=22.5 kΩ
本題采用等效法測電阻，前后兩次電路中的電流相等，則電路中的電阻相等，則有R2=R0+R2'
所以R0=40 kΩ。第三節　用傳感器制作自動控制裝置　
第四節　利用智能手機中的磁傳感器研究磁現象
［學習目標］　1.進一步理解常用傳感器的工作原理及應用（重點）。2.學會利用傳感器制作自動控制裝置。
一、光控電路的原理和設計
1.光控電路的設計原理
（1）將燈泡L、光敏電阻RG、電源、開關連成如圖所示的電路。
（2）燈泡亮度與光照強度的關系
①白天光線變強時，光敏電阻RG阻值變小，路端電壓變　　　　，燈泡L亮度較暗。
②夜晚光線變弱時，光敏電阻RG阻值變　　　　，路端電壓變　　　　，燈泡L亮度增加。
2.光控自動照明裝置制作
（1）電路設計如圖
（2）光控原理分析
①白天光線較強時，RG呈　　　　，通過VD和R后的電流主要分流到RG支路，流向門極G的電流變小，不足以觸發導通VS，VS處于　　　　狀態，燈泡不亮。
②夜晚光線減弱，RG呈　　　　，流向門極G的電流增大，觸發導通VS，燈泡L發亮。
例1　（2023·汕頭市高二期中）圖中光敏電阻RG沒有受到光照射（或光較暗）時，阻值較大；有光照射（或光較強）時，阻值較小。如圖所示，現利用該光敏電阻、低壓直流電源和電磁繼電器設計了自動控制電路，用于公路照明。下列說法正確的是（　　）
A.白天光照越強，電磁鐵的磁性越強
B.白天流過R2的電流大于晚上流過R2的電流
C.該電路能實現燈泡白天亮，晚上不亮的功能
D.低壓直流電源的總功率晚上比白天的大
二、溫控電路的設計
例2　在溫度為10 ℃左右的環境中工作的自動恒溫箱原理如圖甲所示，箱內電阻R1=20 kΩ，R2=10 kΩ，R3=40 kΩ，Rt為熱敏電阻，它的電阻隨溫度變化的圖像如圖乙所示。當a、b端電壓Uab<0時，電壓鑒別器會令開關S接通，恒溫箱內的電熱絲發熱，使箱內溫度提高；當Uab≥0時，電壓鑒別器會令開關S斷開，停止加熱，恒溫箱內的溫度恒定在　　　　 ℃。
例3　（2023·廣東高二期末）2022年北京冬奧會室內賽場利用溫度傳感器實時監控賽場溫度，而溫度傳感器的主要部件是熱敏電阻。某探究小組網購了一個熱敏電阻，設計了一個簡易的“過熱自動報警電路”。
（1）為了測量熱敏電阻Rt的阻值隨溫度變化的關系，該小組設計了如圖甲所示的電路，他們的實驗步驟如下：
①先將單刀雙擲開關S擲向1，調節熱敏電阻附近的溫度t1，記下電流表的相應示數I1；
②然后將單刀雙擲開關S擲向2，調節電阻箱R使電流表的讀數為　　　　，記下電阻箱相應的示數R2；
③逐步升高熱敏電阻附近溫度的數值，每一溫度下重復步驟①②；
④根據實驗測得的數據，作出了熱敏電阻Rt的阻值隨溫度t變化的圖像如圖乙所示。
（2）該小組設計的“過熱自動報警電路”如圖丙所示，電源的電動勢為E=3 V，電源內阻可忽略，繼電器線圈用漆包線繞成，阻值為R0=15 Ω。將熱敏電阻Rt安裝在需要探測溫度的地方，當線圈中的電流大于等于60 mA時，繼電器的銜鐵將被吸合，警鈴響起，同時指示燈熄滅。
（3）圖丙中警鈴的接線柱C應與接線柱　　　（填“A”或“B”）相連，指示燈的接線柱D應與接線柱　　　　（填“A”或“B”）相連；請計算說明，環境溫度超過　　　　　　 ℃時，警鈴響起報警；若電源有一定的內阻，則警鈴報警時對應的溫度將　　　　　（選填“升高”“降低”或“不變”）。
三、用磁傳感器研究磁現象
1.實驗器材：智能手機、條形磁鐵、物理磁力工具箱應用軟件。
2.實驗方案與實驗操作
（1）探究磁體的磁場分布是否隨時間變化
①將手機放置在條形磁鐵一端的前方，如圖。
②打開物理磁力工具箱應用軟件，運行軟件，觀察條形磁鐵在磁場空間中三個不同方向的分量隨時間變化的圖像。
（2）探究條形磁鐵垂直和水平方向磁場強弱的分布規律
①將手機沿垂直于磁鐵方向做直線運動，如圖，觀察磁場強弱的變化曲線。
②將手機沿平行于磁鐵方向做直線運動，如圖，觀察磁場強弱的變化曲線。
（3）探究兩平行排列的異名條形磁鐵中間磁場強弱的分布規律，如圖，將手機沿平行于磁鐵方向做直線運動，觀察磁場強弱的變化曲線。
答案精析
一、
1.（2）①小　②大　大
2.（2）①低電阻　關斷　②高電阻
例1　B
例2　35
解析　設電路路端電壓為U，當Uab=0時，有=，代入數據解得Rt=20 kΩ，由題圖乙可知，當Rt=20 kΩ時，t=35 ℃。
例3　（1） I1　（3）B　A　40　升高
解析　（1）②實驗采用替代法，將單刀雙擲開關S擲向2，調節電阻箱R使電流表的讀數為I1。
（3）溫度升高時，熱敏電阻的阻值減小，根據閉合電路歐姆定律，電路中電流就會增大，電磁鐵的磁性就會增大。當環境溫度超過某一值時，繼電器的銜鐵被吸合，與下觸點接觸，與上觸點分離，警鈴響，所以警鈴的接線柱C應與接線柱B相連，指示燈的接線柱D應與接線柱A相連。
當線圈中的電流I=60 mA=0.06 A時，繼電器的銜鐵將被吸合，控制電路的總電阻
R總== Ω=50 Ω
熱敏電阻Rt=R總-R0=50 Ω-15 Ω=35 Ω
由題圖乙可知，此時t=40 ℃；所以當溫度t≥40 ℃時，警鈴報警。
當考慮電源內阻時，R總不變，但熱敏電阻Rt=R總-R0-r，熱敏電阻的阻值變小，對應的溫度升高。(共49張PPT)
DIWUZHANG
第五章
第三節　用傳感器制作自動控制裝置
第四節　利用智能手機中的磁傳感器研究磁現象
1.進一步理解常用傳感器的工作原理及應用(重點)。
2.學會利用傳感器制作自動控制裝置。
學習目標
一、光控電路的原理和設計
二、溫控電路的設計
課時對點練
內容索引
三、用磁傳感器研究磁現象
光控電路的原理和設計
一
1.光控電路的設計原理
(1)將燈泡L、光敏電阻RG、電源、開關連成如圖所示的電路。
(2)燈泡亮度與光照強度的關系
①白天光線變強時，光敏電阻RG阻值變小，路端電壓變 ，燈泡L亮度較暗。
②夜晚光線變弱時，光敏電阻RG阻值變 ，路端電壓變 ，燈泡L亮度增加。
小
大
大
2.光控自動照明裝置制作
(1)電路設計如圖
(2)光控原理分析
①白天光線較強時，RG呈 ，通過VD和R后的電流主要分流到RG支路，流向門極G的電流變小，不足以觸發導通VS，VS處于 狀態，燈泡不亮。
②夜晚光線減弱，RG呈 ，流向門極G的電流增大，觸發導通VS，燈泡L發亮。
低電阻
高電阻
關斷
　(2023·汕頭市高二期中)圖中光敏電阻RG沒有受到光照射(或光較暗)時，阻值較大；有光照射(或光較強)時，阻值較小。如圖所示，現利用該光敏電阻、低壓直流電源和電磁繼電器設計了自動控制電路，用于公路照明。下列說法正確的是
A.白天光照越強，電磁鐵的磁性越強
B.白天流過R2的電流大于晚上流過R2的電流
C.該電路能實現燈泡白天亮，晚上不亮的功能
D.低壓直流電源的總功率晚上比白天的大
例1
√
光照增強，則光敏電阻阻值減小，總阻值減
小，回路中總電流增大，由U=E-I(r+R1)知電
磁鐵和R3兩端電壓減小，電流減小，磁性減
弱，故A錯誤；
光照增強，總電流增大，流過R3的電流減小，因此流過R2的電流增大，故白天流過R2的電流大于晚上流過R2的電流，故B正確；
光照增強，磁性減弱，因此燈泡所在的電路斷開，白天不亮，故C錯誤；
光照增強，回路中總電流增大，根據P=EI可知功率增大，因此白天總功率較大，故D錯誤。
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溫控電路的設計
二
　在溫度為10 ℃左右的環境中工作的自動恒溫箱原理如圖甲所示，箱內電阻R1=20 kΩ，R2=10 kΩ，R3=40 kΩ，Rt為熱敏電阻，它的電阻隨溫度變化的圖像如圖乙所示。當a、b端電壓Uab<0時，電壓鑒別器會令開關S接通，恒溫箱內的電熱絲發熱，使箱內溫度提高；當Uab≥0時，電壓鑒別器會令開關S斷開，停止加熱，恒溫箱內的溫度恒定在　　 ℃。
例2
35
設電路路端電壓為U，當Uab=0時,有=，
代入數據解得Rt= 20 kΩ，由題圖乙可知，當Rt=
20 kΩ時，t=35 ℃。
　(2023·廣東高二期末)2022年北京冬奧會室內賽場利用溫度傳感器實時監控賽場溫度，而溫度傳感器的主要部件是熱敏電阻。某探究小組網購了一個熱敏電阻，設計了一個簡易的“過熱自動報警電路”。
(1)為了測量熱敏電阻Rt的阻值隨溫度變化的關系，該小
組設計了如圖甲所示的電路，他們的實驗步驟如下：
①先將單刀雙擲開關S擲向1，調節熱敏電阻附近的溫度
t1，記下電流表的相應示數I1；
②然后將單刀雙擲開關S擲向2，調節電阻箱R使電流表的讀數為　　，記下電阻箱相應的示數R2；
例3
I1
實驗采用替代法，將單刀雙擲開關S擲向2，調節電阻箱R使電流表的讀數為I1。
③逐步升高熱敏電阻附近溫度的數值，每一溫度下重復步驟①②；
④根據實驗測得的數據，作出了熱敏電阻Rt的阻值隨溫度t變化的圖像如圖乙所示。
(2)該小組設計的“過熱自動報警電路”如圖丙所示，電源的電動勢為E=3 V，電源內阻可忽略，繼電器線圈用漆包線繞成，阻值為R0=15 Ω。將熱敏電阻Rt安裝在需要探測溫度的地方，當線圈中的電流大于等于
60 mA時，繼電器的銜鐵將被吸合，警鈴響起，同時指示燈熄滅。
(3)圖丙中警鈴的接線柱C應與接線柱　　　(填“A”或“B”)相連，指示燈的接線柱D應與接線柱　　　(填“A”或“B”)相連；請計算說明，環境溫度超過　　　 ℃時，警鈴響起報警；若電源有一定的內阻，則警鈴報警時對應的溫度將　　　(選填“升高”“降低”或“不變”)。
B
A
40
升高
溫度升高時，熱敏電阻的阻值減小，根據閉
合電路歐姆定律，電路中電流就會增大，電
磁鐵的磁性就會增大。當環境溫度超過某一
值時，繼電器的銜鐵被吸合，與下觸點接觸，
與上觸點分離，警鈴響，所以警鈴的接線柱C應與接線柱B相連，指示燈的接線柱D應與接線柱A相連。
當線圈中的電流I=60 mA=0.06 A時，繼電器的銜鐵將被吸合，控制電
路的總電阻R總== Ω=50 Ω
熱敏電阻Rt=R總-R0=50 Ω-15 Ω=35 Ω
由題圖乙可知，此時t=40 ℃；所以當溫度t≥ 40 ℃時，警鈴報警。
當考慮電源內阻時，R總不變，但熱敏電阻Rt =R總-R0-r，熱敏電阻的阻值變小，對應的溫度升高。
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用磁傳感器研究磁現象
三
1.實驗器材：智能手機、條形磁鐵、物理磁力工具箱應用軟件。
2.實驗方案與實驗操作
(1)探究磁體的磁場分布是否隨時間變化
①將手機放置在條形磁鐵一端的前方，如圖。
②打開物理磁力工具箱應用軟件，運行軟件，觀察條形磁鐵在磁場空間中三個不同方向的分量隨時間變化的圖像。
(2)探究條形磁鐵垂直和水平方向磁場強弱的分布規律
①將手機沿垂直于磁鐵方向做直線運動，如圖，觀察磁場強弱的變化曲線。
②將手機沿平行于磁鐵方向做直線運動，如圖，觀察磁場強弱的變化曲線。
(3)探究兩平行排列的異名條形磁鐵中間磁場強弱的分布規律，如圖，將手機沿平行于磁鐵方向做直線運動，觀察磁場強弱的變化曲線。
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課時對點練
四
1.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，乙圖為其簡化示意圖，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
基礎對點練
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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。
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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。
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2.(多選)如圖所示是某小區門口利用光敏電阻設計的行人監控裝置，R1為光敏電阻，R2為定值電阻，A、B接監控裝置。則
A.當有人通過而遮住光線時，A、B之間電壓升高
B.當有人通過而遮住光線時，A、B之間電壓降低
C.當僅增大R2的阻值時，可增大A、B之間的電壓
D.當僅減小R2的阻值時，可增大A、B之間的電壓
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R1是光敏電阻，有光照射時，電阻變小，當有人
通過而遮住光線時，R1的阻值變大，回路中的電
流I減小，A、B間的電壓U=IR2減小，故A項錯誤，
B項正確；
由閉合電路歐姆定律得：U=E-I(R1+r)，當僅增大R2的阻值時，電路中的電流減小，A、B間的電壓U增大，故C項正確；
當僅減小R2的阻值時，電路中的電流增大，A、B間的電壓U減小，故D項錯誤。
3.如圖所示為一溫度自動報警器的原理圖，在水銀溫度計的頂端封入一段金屬絲，下列說法正確的是
A.溫度升高至74 ℃時，燈L1亮報警
B.溫度升高至74 ℃時，燈L2亮報警
C.溫度升高至78 ℃時，燈L1亮報警
D.溫度升高至78 ℃時，燈L2亮報警
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當溫度低于78 ℃時，線圈中沒有電流，此時僅燈L1亮，不報警；當溫度升高到78 ℃時，線圈中有電流，電磁鐵吸引銜鐵，燈L2被接通，所以燈L2亮報警，故選D。
4.(2023·廣東實驗中學高二期中)如圖是利用太陽能給LED路燈供電的自動控制電路的示意圖。R是光敏電阻，R0是保護定值電阻，日光充足時，電磁繼電器把銜鐵吸下，GH接入電路，太陽能電池板給蓄電池充滿電，光線不足時，銜鐵被彈簧拉起，與EF接入電路，蓄電池給LED路燈供電，路燈亮起，下列關于該電路說法中正確的是
A.該光敏電阻阻值隨光照強度增大而增大
B.增加光敏電阻所在電路的電源電動勢可以增加
路燈照明時間
C.并聯更多的LED路燈可延長每天路燈照明時間
D.增大保護電阻R0阻值可延長每天路燈照明時間
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日光充足時，電磁繼電器把銜鐵吸下，
GH接入電路，可知電流增大了，而蓄
電池電動勢不變，根據閉合電路歐姆定
律，控制電路的電阻變小了，因此當日
光充足時，光敏電阻R減小了，故A錯誤；
在電阻不變的情況下增加電源電動勢，控制電路電流增大，電磁繼電器會把銜鐵吸下，路燈不亮，因此減少了路燈照明時間，故B錯誤；
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LED路燈的盞數不影響控制電路，若考慮
蓄電池的容量，則并聯更多的LED路燈亮
起時會更快地消耗電能，反而會減少路燈
的照明時間，故C錯誤；
保護電阻R0增大，減小了電流，增大了路燈照明時間，故D正確。
5.如圖所示，一熱敏電阻RT放在控溫容器M內； 為毫安表，量程為6 mA，內阻為數十歐姆；E為直流電源，電動勢約為3 V，內阻很小；R為電阻箱，最大阻值約為999.9 Ω；S為開關。已知RT在95 ℃時的阻值為150 Ω，在
20 ℃時的阻值約為550 Ω。現要求在降溫過程中測量在20~95 ℃之間的多個溫度下RT的值。
(1)在圖中畫出連線，完成實驗原理電路圖。
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答案　見解析圖
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由于本實驗只有一只可以測量和觀察的毫安表，所以應該用“替代法”，考慮到用毫安表觀察需保證電路中電阻不變，因此將熱敏電阻、電阻箱和毫安表串聯形成測量電路，如圖所示。
(2)完成下列實驗步驟中的填空。
①依照實驗原理電路圖連接電路。
②調節控溫容器M內的溫度，使得RT的溫度為95 ℃。
③將電阻箱調到適當的初值，以保證儀器安全。
④閉合開關，調節電阻箱，記錄電流表的示數I0，并記錄　　　　 。
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電阻箱的讀數R0
閉合開關，調節電阻箱，記錄電流表的示數I0，并記錄電阻箱的讀數R0。
⑤將RT的溫度降為T1(20 ℃1
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將RT的溫度降為T1(20 ℃仍為I0
電阻箱的讀數R1
⑥溫度為T1時熱敏電阻的電阻值RT1=　　 　 。
⑦逐步降低T1的數值，直至20 ℃為止；在每一溫度下重復步驟⑤⑥。
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由閉合電路歐姆定律可得，溫度為95 ℃時，E=I0(r+RA+RT+R0)
即E=I0(r+RA+150 Ω+R0)
當RT的溫度降為T1時，有E=I0(r+RA+RT1+R1)
聯立解得RT1=R0-R1+150 Ω。
R0-R1+150 Ω
6.(多選)用磁敏電阻作為傳感器可以探測空間是否存在磁場，設計電路如圖所示。磁敏電阻在沒有磁場時電阻很小(幾乎為零)，在有磁場時電阻很大。閉合S1，斷開S2，燈泡正常發光，下列說法正確的是
A.探測頭處在無磁場區域時，閉合S2，燈泡會變亮
B.探測頭處在無磁場區域時，閉合S2，電流表示數
會變大
C.閉合S2，探測頭從無磁場區域進入磁場區域時，燈泡會變亮
D.閉合S2，探測頭從無磁場區域進入磁場區域時，電流表的示數會變大
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能力綜合練
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探測頭處在無磁場區域時，閉合S2，磁敏電阻的阻值幾乎為零，此時燈泡相當于被短路，幾乎不亮，選項A錯誤；
探測頭處在無磁場區域時，閉合S2，燈泡和磁敏電阻并聯，電路中總電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知總電流增大，選項B正確；
閉合S2，探測頭從無磁場區域進入磁場區域時，磁敏電阻的阻值增大，電路中總電阻變大，總電流減小，路端電壓增大，而由于總電流減小，則R0兩端電壓減小，故燈泡兩端電壓增大，燈泡變亮，選項C正確，D錯誤。
7.(2024·深圳市高二期末)某實驗小組設計了一個燈光控制系統。聲、光控制開關需要同時滿足光線較暗、有活動聲音時才接通電路的工作要求。其示意圖如圖甲所示。
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(1)聲、光控制開關中的聲控繼電器與光控繼電器是
　　　(填“并聯”或“串聯”)關系。
串聯
由于聲、光控制開關需要同時滿足光線較暗、有活動聲音時才接通電路的工作要求，可知聲、光控制開關中的聲控繼電器與光控繼電器是串聯關系。
(2)其中光控繼電器的電路結構如圖乙所示。已知環境光亮度越大，光敏電阻阻值越小，當電路電流小于某閾值I0時，繼電器開始工作。在設定的光亮度條件下調節滑動變阻器，使繼電器恰好開始工作，此時電流表示數如圖丙所示，此時I0=　　　 A。
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題圖丙中電流表的量程為0.6 A，精確度為0.02 A，根據電流表的讀數規則可知，該電流表讀數為0.42 A，即I0=0.42 A。
0.42
(3)為了節約用電，需要降低光亮度閾值，應該把滑動變阻器阻值調　　。
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由于環境光亮度越大，光敏電阻阻值越小，則當降低光亮度閾值時，對應光敏電阻的阻值增大，由于電路電流小于某閾值I0時，繼電器開始工作，可知此時應把滑動變阻器阻值調小。
小
8.電飯煲的工作原理如圖所示，可分為兩部分，即控制部分：
由S1、S2、定值電阻R1和黃燈組成；工作(加熱)部分：由發熱
電阻R3、定值電阻R2和紅燈組成。S1是一個磁鋼限溫開關，手
動閉合，當此開關的溫度達到居里點(103 ℃)時，自動斷開，且不能自動復位，S2是一個金屬片自動開關，當溫度達到70~80 ℃時，自動斷開，低于70 ℃時，自動閉合，紅燈、黃燈是指示燈，通過其電流必須較小，所以R1、R2起______
(填“限流”或“分壓”)作用。R3是發熱電阻，接通電源并閉合S1后，黃燈熄而紅燈亮，R3發熱，當溫度達到70~80 ℃時，S2斷開，當溫度達到103 ℃時飯熟，S1斷開，當溫度降到70 ℃以下時，S2閉合，電飯煲處于保溫狀態，由以上描述可知R2　　R3(選填“<”“=”或“>”)，當用電飯煲燒水時，S1______
(選填“會”或“不會”)自動斷開。
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限流
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不會
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通過紅燈、黃燈的電流必須較小，根據歐姆定律可
知R1、R2起限流作用；R3是發熱電阻，要產生很大
的熱量，所以電流要大一點，而通過R2的電流要小
一點，且并聯電路電壓相等，根據歐姆定律可知R2>R3；當用電飯煲燒水時，溫度達不到居里點(103 ℃)，S1不會自動斷開。
9.(2023·汕頭市西鳳中學與潮陽四中聯考)為了節能和環保，一些公共場所用光控開關控制照明系統，光控開關可用光敏電阻控制，圖甲是某光敏電阻阻值隨光的照度的變化曲線，照度可以反映光的強弱，光越強照度越大，照度單位為勒克斯(lx)。
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(1)如圖乙所示，電源電動勢為3 V，內阻不計，當控制開關兩端電壓上升至2 V時控制開關自動啟動照明系統。要求當天色漸暗照度降至1.0 lx時控制開關接通照明系統，則R1=　 　kΩ。
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電阻R1和R0串聯
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由題圖甲得當照度為1.0 lx時，
電阻R0=20 kΩ
則可求得R1=10 kΩ
(2)某同學為了測量光敏電阻在不同照度下的阻值，設計了如圖戊所示的電路進行測量，電源電動勢E=3 V，內阻未知，電阻箱R2的調節范圍為0~99 999 Ω。實驗時將電阻箱阻值調到最大，閉合S1，將S2與1相連，減小電阻箱阻值，使靈敏電流計的示數為I，圖丙為實驗時電阻箱的阻值，其讀數為　　　kΩ；然后將S2與2相連，調節電阻箱的阻值如圖丁所示，此時電流表的示數恰好為I，則光敏電阻的阻值R0=　 　kΩ。
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由題圖丙可知，讀數為R2=62.5 kΩ
題圖丁的讀數R2'=22.5 kΩ
本題采用等效法測電阻，前后兩次電路中的電流相等，則電路中的電阻相等，則有R2=R0+R2'
所以R0=40 kΩ。
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