資源簡介

第二節　傳感器的應用
第三節　用傳感器制作自動控制裝置
(分值:100分)
選擇題1~9題,每小題9分,共81分。
基礎對點練
題組一　溫度傳感器的應用
1.傳感器的種類多種多樣,其性能也各不相同?？照{機在室內溫度達到設定的溫度后,會自動停止工作。空調機內使用的傳感器是 (　　)
生物傳感器 紅外傳感器
溫度傳感器 壓力傳感器
2.(多選)如圖所示為溫度自動報警器的工作原理圖,圖中1是電磁鐵、2是銜鐵、5是水銀溫度計(水銀導電),常溫下3觸點處于斷開狀態,4觸點處于閉合狀態,則下列說法正確的是 (　　)
當溫度高于警戒溫度時電磁鐵磁性增強,3觸點閉合、4觸點斷開
此裝置為低溫報警裝置,溫度低于警戒溫度時,指示燈亮
此裝置為高溫報警裝置,溫度高于警戒溫度,電鈴報警
要提高報警時的警戒溫度,應使導線AB短些
3.在校園冬季安全大檢查中,某學習小組發現學校宿舍樓的火警報警裝置的電路如圖所示,R1為熱敏電阻,溫度升高時,R1的阻值急劇減小,當電鈴兩端的電壓達到一定值時,電鈴會響,則下列說法正確的是　　　　　　　　　　(　　)
若報警器的電池老化(內阻變大,電動勢不變),不會影響報警器的安全性能
若試驗時發現當有火時裝置不響,應把R2的滑片P向下移動
若試驗時發現當有火時裝置不響,應把R2的滑片P向上移動
增大電源的電動勢,會使報警的臨界溫度升高
題組二　力傳感器的應用
4.電子眼系統通過路面下埋設的感應線來感知汽車的壓力。感應線是一個壓電薄膜傳感器,壓電薄膜在受壓時兩端產生電壓,電壓隨壓力變化而變化,壓力越大電壓越大,壓力不變,電壓一定。壓電薄膜與電容器C、電阻R組成圖甲所示的回路。紅燈亮時,如果汽車的前、后輪先后經過感應線,回路中會產生兩個脈沖電流,如圖乙所示,即視為“闖紅燈”,電子眼自動拍照記錄。則紅燈亮時 (　　)
車輪停在感應線上時電阻R上有恒定電流
車輪經過感應線的過程中,電容器先放電后充電
車輪經過感應線的過程中,電阻R上的電流一直增大
汽車前輪剛越過感應線,又倒回到線內,會被電子眼拍照
5.如圖所示為一種常見的電子臺秤,質量為M0的秤盤置于壓力傳感器上,傳感器輸出電壓與作用在其上的壓力成正比,當秤盤沒有放入物體時,傳感器輸出電壓為U0,將某物體放置于秤盤,傳感器輸出電壓為U,則該物體的質量為 (　　)
U U0
(U-U0) (U-U0)
6.圖甲表示某壓敏電阻的阻值R隨所受壓力變化的情況。把這個壓敏電阻與秤臺、電池、理想電流表組合起來(圖乙),用壓敏電阻作為承重的載體,把電流表的刻度改為相應的質量刻度,就得到了一個簡易電子秤。下列說法正確的是 (　　)
FA對應的物體質量應標在電流較大的刻度上,且物體質量與電流是線性關系
FB對應的物體質量應標在電流較大的刻度上,且物體質量與電流是非線性關系
FA對應的物體質量應標在電流較大的刻度上,且物體質量與電流是非線性關系
FB 對應的物體質量應標在電流較大的刻度上,且物體質量與電流是線性關系
題組三　自動控制電路
7.(多選)如圖所示是一種自動控制水溫的裝置,P、Q是加熱電路的兩個觸頭,M、N是熱敏電阻的兩個觸頭,則下列說法正確的是 (　　)
P、Q應接在a、b之間
P、Q應接在c、d之間
M、N應接在e、f之間
M、N應接在c、d之間
8.如圖所示是一位同學設計的防盜門報警器的簡化電路示意圖。門打開時,紅外光敏電阻R3受到紅外線照射,電阻減小;門關閉時會遮蔽紅外線源(紅外線源沒有畫出)。經實際試驗,燈的亮、滅情況的確能反映門的開、關狀態。門打開時兩燈的發光情況及R2兩端電壓UR2與門關閉時相比 (　　)
紅燈亮,UR2增大 綠燈亮,UR2增大
綠燈亮,UR2減小 紅燈亮,UR2減小
綜合提升練
9.(2024·廣東潮州高二期中)在輸液時,藥液有時會從針口流出體外,為了及時發現,設計了一種報警裝置,電路如圖所示。M是貼在針口處的傳感器,接觸到藥液時其電阻RM發生變化,導致S兩端電壓U增大,裝置發出警報,此時 (　　)
RM變大,且R越大,U增大越明顯
RM變大,且R越小,U增大越明顯
RM變小,且R越大,U增大越明顯
RM變小,且R越小,U增大越明顯
10.(10分)如圖甲所示為某同學設計的電子秤原理圖,其中E是電動勢為3 V的電源(內阻不計),A是電流表(在設計中計劃被改成電子秤的示數表盤),R0是阻值為5 Ω的定值電阻,R是一根長為6 cm、阻值為15 Ω的均勻電阻絲。c是一根金屬彈簧(電阻不計),其壓縮量ΔL與所受壓力F之間的關系如圖乙所示,c頂端連接有一個塑料盤。制作時調整彈簧的位置,使之不稱重物時滑片P剛好在電阻絲的a端(計算中g取10 m/s2)。
(1)當電流表示數為0.3 A時,所稱重物的質量為　　　　。(2分)
(2)該設計中使用的電流表的量程最小為　　　　(2分),該電子秤的稱量范圍為　　　　。(2分)
(3)由電流表的表盤改制成的電子秤示數盤有哪些特點 (請至少寫出兩個)　　　　　　　
　　　　　　　　。(4分)
培優加強練
11.(9分)某科技小組設計了一種“車輛闖紅燈違規記錄儀”,在路面停止線前側埋上壓敏電阻,其阻值隨壓力的變化如圖甲所示,和壓敏電阻組合的儀器如圖乙所示,儀器主要由控制電路和工作電路組成,控制電路中的光控開關接收到紅光時會自動閉合,接收到綠光或黃光時會自動斷開;控制電路中電源的電動勢為9 V,內阻為2 Ω,繼電器線圈電阻為8 Ω,滑動變阻器連入電路的電阻為50 Ω;當控制電路中的電流大于0.06 A時,銜鐵會被吸引,從而啟動工作電路,電控照相機拍照記錄違規車輛。
(1)當紅燈亮時,若車輛越過停止線,電流表A的示數會變　　　　(3分)(選填“大”或“小”)。
(2)質量超過　　　　(3分)kg的車輛闖紅燈時才會被拍照記錄(重力加速度g取10 m/s2)。
(3)若要增大“車輛闖紅燈違規記錄儀”的靈敏度,即違規車輛的質量比第(2)問結果小,也會被拍照記錄,則滑動變阻器的滑片應向　　　　(3分)(選填“a”或“b”)端滑動。
第二節　傳感器的應用
第三節　用傳感器制作自動控制裝置
1.C
2.ACD　[當溫度高于警戒溫度時電磁鐵線圈通電，由于電流的磁效應銜鐵會脫離4接觸3，故A正確；當溫度升高時水銀膨脹，到達設定溫度后左側電路接通，右側3觸點接通，電鈴報警，未到達設定溫度前，指示燈長亮，不能起到警戒作用，故B錯誤，C正確；要提高報警時的警戒溫度，應讓水銀在更高溫度下接通電路，所以應使導線AB短些，故D正確。]
3.C　[設電鈴的工作電壓為U，當IR2＝U時報警，若電池內阻較大，同一溫度時，R2兩端的電壓較小，可能不會報警，選項A錯誤；R2接入電路的阻值減小時，R1兩端電壓增大，R2兩端電壓減小，裝置不報警；反之，R2兩端電壓增大，裝置報警，故應把R2的滑片P向上移動，選項B錯誤，C正確；電源的電動勢增大，R2接入電路的阻值不變時，兩端的電壓增大，會使報警的臨界溫度降低，選項D錯誤。]
4.D　[汽車停在感應線上時，汽車對壓電薄膜的壓力不變，電壓恒定，電路中沒有電流，A錯誤；車輪經過感應線時，電容器先充電后放電，電流不會一直增大，B、C錯誤；汽車前輪兩次經過感應線，產生兩個脈沖電流，所以會被電子眼拍照，D正確。]
5.C　[輸出電壓與作用在其上的壓力成正比，可知U0＝kM0g，又U＝k(M0＋M)g ，聯立兩式得M＝(U－U0)，故C正確。]
6.B　[根據R－F關系可知R＝R0－kF，而I＝＝，可知物體質量與電流是非線性關系，且F越大，I越大，即FB對應的物體質量應標在電流較大的刻度上，故選項B正確。]
7.AC　[P、Q應該分別接在觸頭a、b之間，同時M、N應該分別接e、f之間，其工作原理是當水溫升高時，熱敏電阻阻值減小，電磁鐵中電流增大，吸引力增大，使銜鐵被吸下，a、b斷開，使加熱裝置停止加熱；當水溫降低到一定程度時，熱敏電阻阻值增大，電磁鐵中電流減小，吸引力減小，銜鐵被彈簧拉上去，使a、b之間連接，加熱裝置開始加熱，從而實現自動控制水溫，故A、C正確。]
8.D　[當門打開時，R3受到紅外線照射，電阻減小，從而使并聯部分電阻減小，總電阻減小，電路中的總電流I增大，R2兩端電壓UR2＝U并＝E－I(R1＋r)減小，R2中電流IR2＝減小，所以R3中電流IR3＝I－IR2增大，線圈產生的磁場增強，把銜鐵吸下，紅燈亮，故D正確。]
9.C　[S兩端電壓U增大，故傳感器兩端電壓一定減?。划敗坝兴幰簭尼樋诹鞒鲶w外”使傳感器接觸藥液，RM變?。划擱＞RM時，R越大，M與R并聯的電阻R并越接近RM，U增大越明顯，故C正確。]
10.(1)2 kg　(2)0.6 A　0～6 kg　(3)①刻度不均勻，左大右??；②刻度盤最左側部分區域無刻度
解析　(1)當電流表示數為0.3 A時，根據閉合電路歐姆定律得R＝－R0＝5 Ω，R是一根長為6 cm、阻值為15 Ω的均勻電阻絲，則滑片P向下移動的距離為2 cm，即彈簧的壓縮量為2 cm，由題圖乙可以讀出此時電子秤的讀數為20 N，則所稱重物的質量為2 kg。
(2)當不稱重物時，滑片P剛好處于a端，電路中電流最大為Im＝＝ A＝0.6 A，故該設計中使用的電流表的量程最小為0.6 A。
當滑片P滑到b端時，電子秤的稱量示數最大，此時彈簧的壓縮量為6 cm，結合題圖乙可知此時所放重物的重力為60 N，所以重物的質量為6 kg，即電子秤的稱量范圍是0～6 kg。
(3)由R＝－R0知，R與I不是成線性關系，所以將電流表的表盤改制成的電子秤示數盤刻度不均勻，與電流是反刻度，左大右小；因為電路中電流不會為零，則刻度盤最左側部分區域無刻度。
11.(1)大　(2)500　(3)b
解析　(1)當紅燈亮時，若車輛越過停止線，壓敏電阻所受壓力增大，阻值減小，控制電路中總電阻減小，電流增大，電流表的示數會變大。
(2)設壓敏電阻阻值為R時，控制電路中的電流等于0.06 A，則 A＝0.06 A，解得R＝90 Ω。由題圖甲可知，此時壓敏電阻受到的壓力為5×103 N，則汽車的質量為500 kg，所以質量超過500 kg的車輛闖紅燈時才會被拍照記錄。
(3)當車輛質量小于500 kg時，壓敏電阻阻值大于90 Ω，此時若要拍照，電路中的總電阻不大于 Ω＝150 Ω，就要減小滑動變阻器接入電路的阻值，滑片應該向b端滑動。(共49張PPT)
第二節　傳感器的應用
第三節　用傳感器制作自動控制裝置
第五章 傳感器
1.了解傳感器在日常生活和生產中的應用。
2.能分析和設計簡單的自動控制電路。
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　用傳感器制作自動控制裝置
知識點一　傳感器的應用
知識點一　傳感器的應用
　　　在酒店、銀行、商場等公眾場所常常能見到自動門，當人走近時大門會自動打開，遠離大門后不久，門又會自動關閉，自動門利用的傳感器屬于哪種傳感器？
提示　紅外線傳感器
一、生活中的傳感器
1.電飯煲、電冰箱、微波爐、空調機、消毒碗柜等都要用到______傳感器。
2.自動門、家電遙控器、非接觸紅外測溫儀以及防盜、防火報警器等，均使用了________傳感器。
3.照相機中的光敏傳感器、家用便攜式電子秤的______傳感器。
溫度
紅外線
壓力
二、農業生產中的傳感器
1.無人管理的自動噴灌系統，利用______傳感器判斷農田的水分蒸發情況，自動執行供水或停水。
2.自動化溫室種植在______傳感器的幫助下實現自動控溫。
三、工業生產中的傳感器
在工業生產中，由于傳感器的大量使用，實現了生產的________或__________，大大減輕了人們的勞動強度，同時提高了產品質量，降低了產品成本。
濕度
溫度
自動化
半自動化
四、航天航空中的傳感器
1.在航天航空技術領域，大量的傳感器被應用于運載火箭、載人飛船、衛星的遙測和遙控中，對控制航天器的姿態、______和______信息、收集太空數據等起著關鍵性作用。
2.在載人飛船中還會使用一類測量航天員各種生理指標的______傳感器，用于測量航天員的血壓、心電圖、體溫等。
接收
發送
生理
AC
例1(多選)(粵教版P131T3改編)如圖甲所示是電飯鍋的電路圖，S1是一個限溫開關，其內部結構如圖乙所示，按下此開關按鈕，兩觸點閉合，當溫度達到居里點(103 ℃)時此開關會自動斷開。S2是一個自動溫控開關，當溫度低于70 ℃時會自動閉合，溫度高于80 ℃時會自動斷開，R1是限流電阻，R2是加熱電阻。下列說法正確的是(　　)
A.當感溫磁體的溫度達到居里點(103 ℃)時，
由于感溫磁體失去了磁性，不能被永磁體吸引，
在彈簧的作用下，兩觸點斷開
B.開始煮飯時不按下限溫開關S1，一樣可以把飯
煮熟
C.電飯鍋的飯煮熟后可以長時間保持米飯的溫度在70 ℃到80 ℃之間
D.用電飯鍋燒水，當水沸騰后限溫開關S1也會自動斷開
解析　當感溫磁體的溫度達到居里點(103 ℃)時，由于感溫磁體失去了磁性，不能被永磁體吸引，從而在彈簧的作用下，使得兩觸點斷開，選項A正確；如果開始煮飯時不按下限溫開關S1，由于S2的作用，當鍋內溫度低于70 ℃時S2會自動閉合，從而對鍋加熱，但當溫度高于80 ℃時S2會自動斷開，使電飯鍋處于保溫狀態，因此鍋內的溫度控制在70 ℃到80 ℃之間，而無法將飯煮熟，選項B錯誤，C正確；用電飯鍋燒水，水沸騰后水的溫度會保持100 ℃不變，鍋底溫度不能達到居里點(103 ℃)，因此限溫開關S1不會自動斷開，選項D錯誤。
解析　當感溫磁體的溫度達到居里點(103 ℃)時，由于感溫磁體失去了磁性，不能被永磁體吸引，從而在彈簧的作用下，使得兩觸點斷開，選項A正確；如果開始煮飯時不按下限溫開關S1，由于S2的作用，當鍋內溫度低于70 ℃時S2會自動閉合，從而對鍋加熱，但當溫度高于80 ℃時S2會自動斷開，使電飯鍋處于保溫狀態，因此鍋內的溫度控制在70 ℃到80 ℃之間，而無法將飯煮熟，選項B錯誤，C正確；用電飯鍋燒水，水沸騰后水的溫度會保持100 ℃不變，鍋底溫度不能達到居里點(103 ℃)，因此限溫開關S1不會自動斷開，選項D錯誤。
例2 (2024·廣東清遠高二統考期末)力敏電阻被廣泛應用于汽車電子、醫療設備以及工業機器人等領域。為了研究一可視為純電阻的力敏電阻(型號FSR408)的電阻值隨著表面所受壓力的變化而變化的情況，新華中學課外興趣小組的同學設計的實驗電路如圖所示，已知該力敏電阻的電阻值在100 Ω～3 000 Ω之間變化。除了型號為FSR408的力敏電阻外，興趣小組現有的器材還有：
直流電源E(電動勢約為6 V，內阻約為1 Ω)；
電壓表V1(量程為6 V，內阻約為3 kΩ)；
電壓表V2(量程為15 V，內阻約為5 kΩ)；
電流計G(量程為3 mA，內阻為11 Ω)；
滑動變阻器R1(最大阻值為10 Ω，額定電流為3 A)；
滑動變阻器R2(最大阻值為1 kΩ，額定電流為0.5 A)；
開關及導線若干。
(1)實驗中要求盡量減小誤差，應保證電表在測量時其最大
示數超過量程的一半，則滑動變阻器應選擇________(填
“R1”或“R2”)，電壓表應選擇________(填“V1”或“V2”)。
(2)為了在實驗中使電流計符合實驗要求，需要給電流計
________(填“串”或“并”)聯一個阻值為________Ω的
定值電阻，就可以將該電流計改裝為量程36 mA的電流表。
(3)使用該電路測量時，由于電壓表不是理想電表，因此力
敏電阻測量值________(填“大于”或“小于”)真實值。
(4)已知力敏電阻(型號FSR408)的電阻值隨著表面所受壓力的增大而減小。實驗中先將滑動變阻器的滑片P移至左端，再閉合開關S1，在給該力敏電阻施加較大的壓力時，開關S2需要處于________(填“斷開”或“閉合”)狀態。移動滑片P至合適位置，若此時電壓表示數為量程的三分之二，電流表示數為量程的四分之三，則此時力敏電阻對應的阻值為________Ω(結果保留3位有效數字)。
答案　(1)R1　V1　(2)并　1　(3)小于　(4)閉合　148
解析　(1)為了便于操作，則滑動變阻器應選擇R1，為了
保證電壓表在測量時其最大示數超過量程的一半，電壓
表應選擇V1。
(2)為了在實驗中使電流表符合實驗要求，需要給電流表
并聯一個小阻值的定值電阻，根據歐姆定律有3 mA×11 Ω
＝33 mA×R并，解得R并＝1 Ω。
(3)使用該電路測量時，由于電壓表的分流，使得電流測量值大于通過力敏電阻的真實電流，因此測量值小于真實值。
訓練 (多選)圖甲虛線框內所示是電子秤測量部分的原理圖，壓力傳感器的電阻R隨壓力F的變化如圖乙所示。開關閉合后，壓力傳感器兩端的電壓恒為6.0 V。電流表的量程為0～0.6 A，電流表的內阻、踏板和壓桿的質量可以忽略不計，則對于該電子秤，下列說法正確的是(　　)
A.最大稱量值為1 500 N
B.稱量過程中壓力傳感器的電阻最小可以為0
C.空載時，電流表的讀數為20 mA
D.稱重為900 N時，電阻R的阻值為120 Ω
CD
知識點二　用傳感器制作自動控制裝置
1.實驗目的
設計并制作一個光控自動照明電路。
2.電路圖
實驗電路圖如圖所示。
A：陽極　K：陰極　G：門極
3.實驗設計及原理
(1)采用分壓電路作為控制回路，由光敏電阻RG與電阻R組成分壓器。為了確保單向晶閘管VS能得到正向陽極電壓，在分壓電路上加上一個只能單向導通的二極管VD。
(2)當白天光線較強時，光敏電阻RG呈低電阻，此時，通過VD和R后的電流主要分流到RG支路，而流向門極G的電流變小，不足以觸發導通VS，VS處于關斷狀態，燈泡不亮，當夜幕降臨時，光線減弱，RG呈高電阻，流向門極G的電流增大，從而觸發導通VS，燈泡L發亮。
例3 把蜂鳴器、光敏電阻、干簧管繼電器開關、電源連成電路如圖所示，制成光電報警裝置。當報警器有光照射時，蜂鳴器發聲，當沒有光照或者光照很弱時，蜂鳴器不發聲。①光敏電阻：光敏電阻受光照后，阻值會變小。②干簧管繼電器開關：由簧管和繞在干簧管外的線圈組成。當線圈中有一定的電流時，線圈產生的磁場使密封在干簧管內的兩個鐵質簧片磁化，兩個簧片在磁力作用下由原來的分離狀態變成閉合狀態。當線圈中沒有電流或者電流很微弱時，磁場消失，簧片在彈力的作用下恢復到分離狀態。電路已經連接一部分，請將電路完整連接好。
答案　見解析圖
解析　電池、光敏電阻與開關及干簧管繼電器開關外面的接線構成一個回路；而另一組電池、蜂鳴器與干簧管繼電器開關里面的接線構成又一個回路。當有光照時，光敏電阻阻值變小，使得干簧管繼電器開關產生磁場，使開關接通，最終使得蜂鳴器發聲，電路如圖所示。
隨堂對點自測
2
ACD
1.(溫度傳感器的應用)(多選)如圖所示是電飯鍋的結構圖，如果感溫磁體“居里溫度”為103 ℃，下列說法正確的是(　 　)
A.常溫下感溫磁體具有較強的磁性
B.當溫度超過103 ℃時，感溫磁體的磁性較強
C.飯熟后，水分被大米完全吸收，鍋底的溫度
會超過103 ℃，這時開關按鈕會跳起
D.常壓下只要鍋內有水，鍋內的溫度就不可能達到103 ℃，開關按鈕就不會自動跳起
解析　當鍋內溫度達到103 ℃時，感溫磁體失去磁性，不再與永磁體相互吸引，被彈簧彈開，推動杠桿使觸點開關斷開；常壓下只要鍋內有水就不能自動斷電，是因為水燒開后溫度保持在100 ℃，不能達到“居里溫度”(103 ℃)，只有水分被大米完全吸收才會繼續升溫，從而斷電，由此可知A、C、D正確。
D
2.(力傳感器的應用)圖為握力器原理示意圖，握力器把手上的連桿與彈簧一起上下移動，握力的大小可通過一定的換算關系由電流表的示數獲得。當人緊握握力器時，如果握力越大，下列判斷正確的是(　　)
A.電路中電阻越大 B.電路中電阻不變
C.電路中電流越小 D.電路中電流越大
解析　由題圖看出，握力越大，觸片下滑越多，變阻器接入電路的電阻越小，外電路的總電阻越小，根據閉合電路歐姆定律可知，電路中電流越大，D正確。
BC
3.(自動控制電路)(多選)如圖所示是溫度報警器電路示意圖，下列對此電路的分析正確的是(　　)
A.當RT的溫度升高時，RT減小，A端電勢降低至
某一數值，Y端電勢升高，蜂鳴器會發出報警聲
B.當RT的溫度升高時，RT減小，A端電勢升高至
某一數值，Y端電勢降低，蜂鳴器會發出報警聲
C.當增大R1時，A端電勢升高至某一數值，Y端電勢降低，蜂鳴器會發出報警聲
D.當增大R1時，A端電勢降低至某一數值，Y端電勢升高，蜂鳴器會發出報警聲
解析　當RT溫度升高時，電阻減小，A端電勢升高到某一數值，Y端電勢突然降低，蜂鳴器導通發出警報，A錯誤，B正確；當增大R1時，A端電勢升高到某一數值，Y端電勢突然降低，電流通過蜂鳴器，發出報警聲，C正確，D錯誤。
課后鞏固訓練
3
C
題組一　溫度傳感器的應用
1.傳感器的種類多種多樣，其性能也各不相同?？照{機在室內溫度達到設定的溫度后，會自動停止工作?？照{機內使用的傳感器是(　　)
A.生物傳感器 B.紅外傳感器
C.溫度傳感器 D.壓力傳感器
基礎對點練
ACD
2.(多選)如圖所示為溫度自動報警器的工作原理圖，圖中1是電磁鐵、2是銜鐵、5是水銀溫度計(水銀導電)，常溫下3觸點處于斷開狀態，4觸點處于閉合狀態，則下列說法正確的是(　 　)
A.當溫度高于警戒溫度時電磁鐵磁性增強，3觸點
閉合、4觸點斷開
B.此裝置為低溫報警裝置，溫度低于警戒溫度時，
指示燈亮
C.此裝置為高溫報警裝置，溫度高于警戒溫度，電鈴報警
D.要提高報警時的警戒溫度，應使導線AB短些
解析　當溫度高于警戒溫度時電磁鐵線圈通電，由于電流的磁效應銜鐵會脫離4接觸3，故A正確；當溫度升高時水銀膨脹，到達設定溫度后左側電路接通，右側3觸點接通，電鈴報警，未到達設定溫度前，指示燈長亮，不能起到警戒作用，故B錯誤，C正確；要提高報警時的警戒溫度，應讓水銀在更高溫度下接通電路，所以應使導線AB短些，故D正確。
C
3.在校園冬季安全大檢查中，某學習小組發現學校宿舍樓的火警報警裝置的電路如圖所示，R1為熱敏電阻，溫度升高時，R1的阻值急劇減小，當電鈴兩端的電壓達到一定值時，電鈴會響，則下列說法正確的是(　　)
A.若報警器的電池老化(內阻變大，電動勢不變)，不會影響報
警器的安全性能
B.若試驗時發現當有火時裝置不響，應把R2的滑片P向下移動
C.若試驗時發現當有火時裝置不響，應把R2的滑片P向上移動
D.增大電源的電動勢，會使報警的臨界溫度升高
解析　設電鈴的工作電壓為U，當IR2＝U時報警，若電池內阻較大，同一溫度時，R2兩端的電壓較小，可能不會報警，選項A錯誤；R2接入電路的阻值減小時，R1兩端電壓增大，R2兩端電壓減小，裝置不報警；反之，R2兩端電壓增大，裝置報警，故應把R2的滑片P向上移動，選項B錯誤，C正確；電源的電動勢增大，R2接入電路的阻值不變時，兩端的電壓增大，會使報警的臨界溫度降低，選項D錯誤。
D
題組二　力傳感器的應用
4.電子眼系統通過路面下埋設的感應線來感知汽車的壓力。感應線是一個壓電薄膜傳感器，壓電薄膜在受壓時兩端產生電壓，電壓隨壓力變化而變化，壓力越大電壓越大，壓力不變，電壓一定。壓電薄膜與電容器C、電阻R組成圖甲所示的回路。紅燈亮時，如果汽車的前、后輪先后經過感應線，回路中會產生兩個脈沖電流，如圖乙所示，即視為“闖紅燈”，電子眼自動拍照記錄。則紅燈亮時(　　)
A.車輪停在感應線上時電阻R上有恒定電流
B.車輪經過感應線的過程中，電容器先放電后充電
C.車輪經過感應線的過程中，電阻R上的電流一直增大
D.汽車前輪剛越過感應線，又倒回到線內，會被電子眼拍照
解析　汽車停在感應線上時，汽車對壓電薄膜的壓力不變，電壓恒定，電路中沒有電流，A錯誤；車輪經過感應線時，電容器先充電后放電，電流不會一直增大，B、C錯誤；汽車前輪兩次經過感應線，產生兩個脈沖電流，所以會被電子眼拍照，D正確。
C
5.如圖所示為一種常見的電子臺秤，質量為M0的秤盤置于壓力傳感器上，傳感器輸出電壓與作用在其上的壓力成正比，當秤盤沒有放入物體時，傳感器輸出電壓為U0，將某物體放置于秤盤，傳感器輸出電壓為U，則該物體的質量為(　　)
B
6.圖甲表示某壓敏電阻的阻值R隨所受壓力變化的情況。把這個壓敏電阻與秤臺、電池、理想電流表組合起來(圖乙)，用壓敏電阻作為承重的載體，把電流表的刻度改為相應的質量刻度，就得到了一個簡易電子秤。下列說法正確的是(　　)
A.FA對應的物體質量應標在電流較大的刻度上，
且物體質量與電流是線性關系
B.FB對應的物體質量應標在電流較大的刻度上，
且物體質量與電流是非線性關系
C.FA對應的物體質量應標在電流較大的刻度上，
且物體質量與電流是非線性關系
D.FB 對應的物體質量應標在電流較大的刻度上，
且物體質量與電流是線性關系
AC
題組三　自動控制電路
7.(多選)如圖所示是一種自動控制水溫的裝置，P、Q是加熱電路的兩個觸頭，M、N是熱敏電阻的兩個觸頭，則下列說法正確的是(　　)
A.P、Q應接在a、b之間
B.P、Q應接在c、d之間
C.M、N應接在e、f之間
D.M、N應接在c、d之間
解析　P、Q應該分別接在觸頭a、b之間，同時M、N應該分別接e、f之間，其工作原理是當水溫升高時，熱敏電阻阻值減小，電磁鐵中電流增大，吸引力增大，使銜鐵被吸下，a、b斷開，使加熱裝置停止加熱；當水溫降低到一定程度時，熱敏電阻阻值增大，電磁鐵中電流減小，吸引力減小，銜鐵被彈簧拉上去，使a、b之間連接，加熱裝置開始加熱，從而實現自動控制水溫，故A、C正確。
D
8.如圖所示是一位同學設計的防盜門報警器的簡化電路示意圖。門打開時，紅外光敏電阻R3受到紅外線照射，電阻減??；門關閉時會遮蔽紅外線源(紅外線源沒有畫出)。經實際試驗，燈的亮、滅情況的確能反映門的開、關狀態。門打開時兩燈的發光情況及R2兩端電壓UR2與門關閉時相比(　　)
A.紅燈亮，UR2增大
B.綠燈亮，UR2增大
C.綠燈亮，UR2減小
D.紅燈亮，UR2減小
C
9.(2024·廣東潮州高二期中)在輸液時，藥液有時會從針口流出體外，為了及時發現，設計了一種報警裝置，電路如圖所示。M是貼在針口處的傳感器，接觸到藥液時其電阻RM發生變化，導致S兩端電壓U增大，裝置發出警報，此時(　　)
A.RM變大，且R越大，U增大越明顯
B.RM變大，且R越小，U增大越明顯
C.RM變小，且R越大，U增大越明顯
D.RM變小，且R越小，U增大越明顯
綜合提升練
解析　S兩端電壓U增大，故傳感器兩端電壓一定減??；當“有藥液從針口流出體外”使傳感器接觸藥液，RM變?。划擱＞RM時，R越大，M與R并聯的電阻R并越接近RM，U增大越明顯，故C正確。
10.如圖甲所示為某同學設計的電子秤原理圖，其中E是電動勢為3 V的電源(內阻不計)，A是電流表(在設計中計劃被改成電子秤的示數表盤)，R0是阻值為5 Ω的定值電阻，R是一根長為6 cm、阻值為15 Ω的均勻電阻絲。c是一根金屬彈簧(電阻不計)，其壓縮量ΔL與所受壓力F之間的關系如圖乙所示，c頂端連接有一個塑料盤。制作時調整彈簧的位置，使之不稱重物時滑片P剛好在電阻絲的a端(計算中g取10 m/s2)。
(1)當電流表示數為0.3 A時，所稱重物的質量為________。
(2)該設計中使用的電流表的量程最小為________，該電子秤的稱量范圍為________。
(3)由電流表的表盤改制成的電子秤示數盤有哪些特點？(請至少寫出兩個)___________________________________________________________________
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答案　(1)2 kg　(2)0.6 A　0～6 kg　(3)①刻度不均勻，左大右小；②刻度盤最左側部分區域無刻度
當滑片P滑到b端時，電子秤的稱量示數最大，此時彈簧的壓縮量為6 cm，結合題圖乙可知此時所放重物的重力為60 N，所以重物的質量為6 kg，即電子秤的稱量范圍是0～6 kg。
培優加強練
11.某科技小組設計了一種“車輛闖紅燈違規記錄儀”，在路面停止線前側埋上壓敏電阻，其阻值隨壓力的變化如圖甲所示，和壓敏電阻組合的儀器如圖乙所示，儀器主要由控制電路和工作電路組成，控制電路中的光控開關接收到紅光時會自動閉合，接收到綠光或黃光時會自動斷開；控制電路中電源的電動勢為9 V，內阻為2 Ω，繼電器線圈電阻為8 Ω，滑動變阻器連入電路的電阻為50 Ω；當控制電路中的電流大于0.06 A時，銜鐵會被吸引，從而啟動工作電路，電控照相機拍照記錄違規車輛。
(1)當紅燈亮時，若車輛越過停止線，電流表A的示數會變________(選填“大”或“小”)。
(2)質量超過________ kg的車輛闖紅燈時才會被拍照記錄(重力加速度g取10 m/s2)。
(3)若要增大“車輛闖紅燈違規記錄儀”的靈敏度，即違規車輛的質量比第(2)問結果小，也會被拍照記錄，則滑動變阻器的滑片應向________(選填“a”或“b”)端滑動。
答案　(1)大　(2)500　(3)b
解析　(1)當紅燈亮時，若車輛越過停止線，壓敏電阻所受壓力增大，阻值減小，控制電路中總電阻減小，電流增大，電流表的示數會變大。第二節　傳感器的應用
第三節　用傳感器制作自動控制裝置
學習目標　1.了解傳感器在日常生活和生產中的應用。2.能分析和設計簡單的自動控制電路。
知識點一　傳感器的應用
在酒店、銀行、商場等公眾場所常常能見到自動門，當人走近時大門會自動打開，遠離大門后不久，門又會自動關閉，自動門利用的傳感器屬于哪種傳感器？
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一、生活中的傳感器
1.電飯煲、電冰箱、微波爐、空調機、消毒碗柜等都要用到________傳感器。
2.自動門、家電遙控器、非接觸紅外測溫儀以及防盜、防火報警器等，均使用了____________傳感器。
3.照相機中的光敏傳感器、家用便攜式電子秤的________傳感器。
二、農業生產中的傳感器
1.無人管理的自動噴灌系統，利用________傳感器判斷農田的水分蒸發情況，自動執行供水或停水。
2.自動化溫室種植在________傳感器的幫助下實現自動控溫。
三、工業生產中的傳感器
在工業生產中，由于傳感器的大量使用，實現了生產的____________或____________，大大減輕了人們的勞動強度，同時提高了產品質量，降低了產品成本。
四、航天航空中的傳感器
1.在航天航空技術領域，大量的傳感器被應用于運載火箭、載人飛船、衛星的遙測和遙控中，對控制航天器的姿態、________和________信息、收集太空數據等起著關鍵性作用。
2.在載人飛船中還會使用一類測量航天員各種生理指標的________傳感器，用于測量航天員的血壓、心電圖、體溫等。
例1 (多選)(粵教版P131T3改編)如圖甲所示是電飯鍋的電路圖，S1是一個限溫開關，其內部結構如圖乙所示，按下此開關按鈕，兩觸點閉合，當溫度達到居里點(103 ℃)時此開關會自動斷開。S2是一個自動溫控開關，當溫度低于70 ℃時會自動閉合，溫度高于80 ℃時會自動斷開，R1是限流電阻，R2是加熱電阻。下列說法正確的是(　　)
A.當感溫磁體的溫度達到居里點(103 ℃)時，由于感溫磁體失去了磁性，不能被永磁體吸引，在彈簧的作用下，兩觸點斷開
B.開始煮飯時不按下限溫開關S1，一樣可以把飯煮熟
C.電飯鍋的飯煮熟后可以長時間保持米飯的溫度在70 ℃到80 ℃之間
D.用電飯鍋燒水，當水沸騰后限溫開關S1也會自動斷開
聽課筆記　___________________________________________________________
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例2 (2024·廣東清遠高二統考期末)力敏電阻被廣泛應用于汽車電子、醫療設備以及工業機器人等領域。為了研究一可視為純電阻的力敏電阻(型號FSR408)的電阻值隨著表面所受壓力的變化而變化的情況，新華中學課外興趣小組的同學設計的實驗電路如圖所示，已知該力敏電阻的電阻值在100 Ω～3 000 Ω之間變化。除了型號為FSR408的力敏電阻外，興趣小組現有的器材還有：
直流電源E(電動勢約為6 V，內阻約為1 Ω)；
電壓表V1(量程為6 V，內阻約為3 kΩ)；
電壓表V2(量程為15 V，內阻約為5 kΩ)；
電流計G(量程為3 mA，內阻為11 Ω)；
滑動變阻器R1(最大阻值為10 Ω，額定電流為3 A)；
滑動變阻器R2(最大阻值為1 kΩ，額定電流為0.5 A)；
開關及導線若干。
(1)實驗中要求盡量減小誤差，應保證電表在測量時其最大示數超過量程的一半，則滑動變阻器應選擇________(填“R1”或“R2”)，電壓表應選擇________(填“V1”或“V2”)。
(2)為了在實驗中使電流計符合實驗要求，需要給電流計________(填“串”或“并”)聯一個阻值為________Ω的定值電阻，就可以將該電流計改裝為量程36 mA的電流表。
(3)使用該電路測量時，由于電壓表不是理想電表，因此力敏電阻測量值________(填“大于”或“小于”)真實值。
(4)已知力敏電阻(型號FSR408)的電阻值隨著表面所受壓力的增大而減小。實驗中先將滑動變阻器的滑片P移至左端，再閉合開關S1，在給該力敏電阻施加較大的壓力時，開關S2需要處于________(填“斷開”或“閉合”)狀態。移動滑片P至合適位置，若此時電壓表示數為量程的三分之二，電流表示數為量程的四分之三，則此時力敏電阻對應的阻值為________Ω(結果保留3位有效數字)。
聽課筆記　___________________________________________________________
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訓練 (多選)圖甲虛線框內所示是電子秤測量部分的原理圖，壓力傳感器的電阻R隨壓力F的變化如圖乙所示。開關閉合后，壓力傳感器兩端的電壓恒為6.0 V。電流表的量程為0～0.6 A，電流表的內阻、踏板和壓桿的質量可以忽略不計，則對于該電子秤，下列說法正確的是(　　)
A.最大稱量值為1 500 N
B.稱量過程中壓力傳感器的電阻最小可以為0
C.空載時，電流表的讀數為20 mA
D.稱重為900 N時，電阻R的阻值為120 Ω
知識點二　用傳感器制作自動控制裝置
1.實驗目的
設計并制作一個光控自動照明電路。
2.電路圖
實驗電路圖如圖所示。
A：陽極　K：陰極　G：門極
3.實驗設計及原理
(1)采用分壓電路作為控制回路，由光敏電阻RG與電阻R組成分壓器。為了確保單向晶閘管VS能得到正向陽極電壓，在分壓電路上加上一個只能單向導通的二極管VD。
(2)當白天光線較強時，光敏電阻RG呈低電阻，此時，通過VD和R后的電流主要分流到RG支路，而流向門極G的電流變小，不足以觸發導通VS，VS處于關斷狀態，燈泡不亮，當夜幕降臨時，光線減弱，RG呈高電阻，流向門極G的電流增大，從而觸發導通VS，燈泡L發亮。
例3 把蜂鳴器、光敏電阻、干簧管繼電器開關、電源連成電路如圖所示，制成光電報警裝置。當報警器有光照射時，蜂鳴器發聲，當沒有光照或者光照很弱時，蜂鳴器不發聲。①光敏電阻：光敏電阻受光照后，阻值會變小。②干簧管繼電器開關：由簧管和繞在干簧管外的線圈組成。當線圈中有一定的電流時，線圈產生的磁場使密封在干簧管內的兩個鐵質簧片磁化，兩個簧片在磁力作用下由原來的分離狀態變成閉合狀態。當線圈中沒有電流或者電流很微弱時，磁場消失，簧片在彈力的作用下恢復到分離狀態。電路已經連接一部分，請將電路完整連接好。
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隨堂對點自測
1.(溫度傳感器的應用)(多選)如圖所示是電飯鍋的結構圖，如果感溫磁體“居里溫度”為103 ℃，下列說法正確的是(　　)
A.常溫下感溫磁體具有較強的磁性
B.當溫度超過103 ℃時，感溫磁體的磁性較強
C.飯熟后，水分被大米完全吸收，鍋底的溫度會超過103 ℃，這時開關按鈕會跳起
D.常壓下只要鍋內有水，鍋內的溫度就不可能達到103 ℃，開關按鈕就不會自動跳起
2.(力傳感器的應用)圖為握力器原理示意圖，握力器把手上的連桿與彈簧一起上下移動，握力的大小可通過一定的換算關系由電流表的示數獲得。當人緊握握力器時，如果握力越大，下列判斷正確的是(　　)
A.電路中電阻越大 B.電路中電阻不變
C.電路中電流越小 D.電路中電流越大
3.(自動控制電路)(多選)如圖所示是溫度報警器電路示意圖，下列對此電路的分析正確的是(　　)
A.當RT的溫度升高時，RT減小，A端電勢降低至某一數值，Y端電勢升高，蜂鳴器會發出報警聲
B.當RT的溫度升高時，RT減小，A端電勢升高至某一數值，Y端電勢降低，蜂鳴器會發出報警聲
C.當增大R1時，A端電勢升高至某一數值，Y端電勢降低，蜂鳴器會發出報警聲
D.當增大R1時，A端電勢降低至某一數值，Y端電勢升高，蜂鳴器會發出報警聲
第二節　傳感器的應用
第三節　用傳感器制作自動控制裝置
知識點一
導學　提示　紅外線傳感器
知識梳理
一、1.溫度　2.紅外線　3.壓力
二、1.濕度　2.溫度
三、自動化　半自動化
四、1.接收　發送　2.生理
例1 AC　[當感溫磁體的溫度達到居里點(103 ℃)時，由于感溫磁體失去了磁性，不能被永磁體吸引，從而在彈簧的作用下，使得兩觸點斷開，選項A正確；如果開始煮飯時不按下限溫開關S1，由于S2的作用，當鍋內溫度低于70 ℃時S2會自動閉合，從而對鍋加熱，但當溫度高于80 ℃時S2會自動斷開，使電飯鍋處于保溫狀態，因此鍋內的溫度控制在70 ℃到80 ℃之間，而無法將飯煮熟，選項B錯誤，C正確；用電飯鍋燒水，水沸騰后水的溫度會保持100 ℃不變，鍋底溫度不能達到居里點(103 ℃)，因此限溫開關S1不會自動斷開，選項D錯誤。]
例2 (1)R1　V1　(2)并　1　(3)小于　(4)閉合　148
解析　(1)為了便于操作，則滑動變阻器應選擇R1，為了保證電壓表在測量時其最大示數超過量程的一半，電壓表應選擇V1。
(2)為了在實驗中使電流表符合實驗要求，需要給電流表并聯一個小阻值的定值電阻，根據歐姆定律有3 mA×11 Ω＝33 mA×R并，解得R并＝1 Ω。
(3)使用該電路測量時，由于電壓表的分流，使得電流測量值大于通過力敏電阻的真實電流，因此測量值小于真實值。
(4)根據題意可知，給該力敏電阻施加較大的壓力時，力敏電阻的阻值較小，流過力敏電阻的電流較大，電流表應選擇大量程，對應的開關S2需要閉合；根據歐姆定律，力敏電阻對應的阻值R力＝ Ω≈148 Ω。
訓練 CD　[由題圖乙可得電阻R(單位為Ω)與壓力F(單位為N)在數值上滿足關系R＝300－0.2F，則當電阻R＝0時，壓力Fmax＝1 500 N，但壓力傳感器的電阻為零時，電源短路，則壓力傳感器的電阻最小不可能為零，即電子秤最大稱量值不能為1 500 N，故A、B錯誤；空載時F＝0，根據圖像知，此時R＝300 Ω，I＝＝ A＝20 mA，故C正確；當F＝900 N時，由R＝300－0.2F可得R＝120 Ω，故D正確。]
知識點二
例3 見解析圖
解析　電池、光敏電阻與開關及干簧管繼電器開關外面的接線構成一個回路；而另一組電池、蜂鳴器與干簧管繼電器開關里面的接線構成又一個回路。當有光照時，光敏電阻阻值變小，使得干簧管繼電器開關產生磁場，使開關接通，最終使得蜂鳴器發聲，電路如圖所示。
隨堂對點自測
1.ACD　[當鍋內溫度達到103 ℃時，感溫磁體失去磁性，不再與永磁體相互吸引，被彈簧彈開，推動杠桿使觸點開關斷開；常壓下只要鍋內有水就不能自動斷電，是因為水燒開后溫度保持在100 ℃，不能達到“居里溫度”(103 ℃)，只有水分被大米完全吸收才會繼續升溫，從而斷電，由此可知A、C、D正確。]
2.D　[由題圖看出，握力越大，觸片下滑越多，變阻器接入電路的電阻越小，外電路的總電阻越小，根據閉合電路歐姆定律可知，電路中電流越大，D正確。]
3.BC　[當RT溫度升高時，電阻減小，A端電勢升高到某一數值，Y端電勢突然降低，蜂鳴器導通發出警報，A錯誤，B正確；當增大R1時，A端電勢升高到某一數值，Y端電勢突然降低，電流通過蜂鳴器，發出報警聲，C正確，D錯誤。]

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