資源簡介

(共78張PPT)
第五章　傳感器
3. 利用傳感器制作簡單的自動控制裝置
第*頁
研習任務一 實驗原理與操作
教材　認知
1. 實驗目的
（1）會利用干簧管制作簡單的自動控制裝置，如門窗防盜報警裝置.
（2）會利用光敏電阻制作簡單的自動控制裝置，如光控開關.
（3）通過制作自動控制裝置，初步養成針對學習和生活中的問題，設計方案、動手 實踐的意識和習慣.
2. 實驗器材
干簧管SA、繼電器、發光二極管LED、電阻R、蜂鳴器 H、電源、小磁體、開關；滑 動變阻器、定值電阻、光敏電阻、三極管、發光二極管.
3. 實驗原理與設計
實驗1.利用干簧管在磁場中的特性制作控制開關.如圖所示，在門的上沿嵌入一小塊 永磁體M，門框內與相對的位置嵌入干簧管SA，并將干簧管接入報警電路.干簧管可 將門與門框的相對位置這一非電學量轉換為電路的通斷.
實驗2.利用光敏電阻將光線的明暗這個光學量變成電阻這個電學量，用三極管實現電 流放大，用發光二極管模擬路燈.
4. 實驗步驟
實驗1　門窗防盜報警裝置
（1）連接電路前，要先判斷一下干簧管是否可以正常工作.用磁體直接靠近干簧管， 觀察簧片能否正常動作.
（2）確定各元件可以正常工作后，按照如圖所示連接電路.
（3）接通電源后，將磁體靠近干簧管SA，干簧管兩個簧片被磁化相吸而接通繼電器 線圈K，使繼電器工作.繼電器的動觸點c與常開觸點a接通，觀察此時的實驗現象.
（4）將磁體離開干簧管，干簧管失磁斷開，繼電器被斷電.繼電器的動觸點 c 與常閉 觸點b 接通，觀察此時的實驗現象.
實驗2　光控開關
（1）連接電路
光敏電阻完成光信號向電信號的轉變.晶體三極管將電流進行放大，同時具有完成斷 路和接通的開關作用.發光二極管LED模仿路燈.電路設計如圖甲.
為了能夠驅動更大功率的負載，需用繼電器來啟、閉另外的供電電路，如圖乙所示.
（2）實驗操作
①讓光敏電阻RG受到白天較強的自然光照射，調節電阻R1使發光二極管LED或小燈泡 L剛好不發光.
②遮擋RG，當光照減弱到某種程度時，就會看到發光二極管LED或小燈泡L發光.
③讓光照加強，當光照強到某種程度時，則發光二極管LED或小燈泡L熄滅.
研習　經典
[典例1]　光敏電阻在各種自動化裝置中有很多應用.街道路燈自動控制就是其應用之 一，如圖所示電路為模擬電路，其中A為一光敏電阻，B為電磁繼電器，C為電流信號 放大器，D為路燈.請連成正確的電路，達到日出路燈熄、日落路燈亮的效果.
答案：見解析圖
解析：當有光照射時，光敏電阻阻值較小，電流經過放大器輸出一個較大的電流，驅 動電磁繼電器吸合，使兩個觸點斷開；當無光照時，光敏電阻阻值增大，電流減小， 放大器輸出電流減小，電磁繼電器釋放銜鐵，使兩個觸點閉合，控制路燈電路接通， 路燈開始工作，電路如圖所示.
名師點評
　　傳感器類的題目往往會結合電路考查，傳感器只是一個節點和解題入口，所以要 想搞清楚實驗原理必須熟知傳感器的特性，知道是由哪個非電學量轉化成電學量，以 及非電學量和電學量之間的關系.
對應　訓練
1. 現要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統，要求當熱敏電阻的溫度達到或超過120 ℃時，系統報警.提供的器材有：
熱敏電阻（該熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，在120 ℃時阻值為700.0 Ω）； 報警器（內阻很小，流過的電流超過Ic時就會報警，Ic約為10 mA；流過報警器的電流 超過20 mA時，報警器可能損壞）；
電阻箱（最大阻值為999.9 Ω）；
直流電源（輸出電壓U約為18 V，內阻不計）；
滑動變阻器R1（最大阻值為1 000 Ω）；
滑動變阻器R2（最大阻值為2 000 Ω）；
單刀雙擲開關一個，導線若干.
在室溫下對系統進行調節，調節的報警系統原理電路圖如圖所示.
（1）電路中應選用滑動變阻器 　 　（填“R1”或“R2”）.
R2
解析：（2）①調節系統時用電阻箱阻值代替溫度為120 ℃時熱敏電阻的阻值，即 700.0 Ω；為保護電路，滑動變阻器接入電路的阻值應最大，所以滑片應在b端，不能 置于另一端原因為：接通電源后，流過報警器的電流超過20 mA，報警器會損壞；② 因為用電阻箱代替熱敏電阻的阻值，故開關向c端閉合，緩慢移動滑片，直至報警器 開始報警.
700.0
b
接通電源后，流過報警器的電流會超過20 mA，報警器可
能損壞
c
報警器開始報警　
（3）滑動變阻器滑片的位置 　（填“不變”“向左滑動”或“向右滑 動”），將開關向另一端閉合，報警系統即可正常使用.
解析：（3）調節完成后電路中的電阻應保持不變，開關向d端閉合，將電阻箱換成熱 敏電阻，電路即可正常工作.即滑動變阻器滑片的位置不變，將開關向另一端閉合， 報警系統即可正常使用.
不變
（4）若要將此系統改為光敏電阻控制的報警系統，要求當光敏電阻的光照達到或超 過某一特定值時，系統報警，且光敏電阻在這一特定值時的電阻為650 Ω，則需將上 述電路中的 　換成光敏電阻，并將電阻箱的阻值調到 　 Ω，然 后重復上述操作即可.
解析：（4）需將上述電路中的熱敏電阻換成光敏電阻，并將電阻箱的阻值調到650 Ω，然后重復上述操作即可.
熱敏電阻
650
第*頁
研習任務二　實驗數據處理與分析
教材　認知
1. 實驗數據處理
（1）實驗1：干簧管在電路中起傳感器和控制開關的作用，繼電器則相當于一個自動 的雙向開關.
（2）實驗2：光敏電阻可以將光學量轉化為電學量，在電路中可以起到自動控 制的作用.
2. 注意事項
（1）在實驗1中，注意發光二極管的單向導電性，最好選擇綠色的發光二極管.
（2）檢查電路連接正確后再接通電路.
（3）在實驗2中，如果實驗現象不明顯，可用手電筒加強光照，或遮蓋光敏電阻，再 進行觀察.
研習　經典
[典例2]　某同學設計了一種“自動限重器”，如圖甲所示.該裝置由控制電路和工作 電路組成，其主要元件有電磁繼電器、貨物裝載機（實質是電動機）、壓敏電阻R1和 滑動變阻器R2等.壓敏電阻R1的阻值隨壓力F變化的關系如圖乙所示.當貨架承受的壓 力達到限定值，電磁繼電器會自動控制貨物裝載機停止向貨架上擺放物品.已知控制 電路的電源電動勢E＝6 V，r＝2 Ω，電磁繼電器線圈的阻值忽略不計.請你解答下列 問題：
（1）用筆畫線代替導線將圖甲的電路連接完整.
答案：（1）見解析圖
解析：（1）將貨物裝載機和上觸點串聯組成工作電 路，將R1、滑動變阻器R2、電磁鐵串聯接入控制電 路，連接電路如圖所示.
（2）當電磁繼電器線圈中的電流大小為15 mA時，銜鐵被吸下.若貨架能承受的最大 壓力為800 N，則所選滑動變阻器R2的最大阻值至少為 Ω.
318　
（3）硅光電池是一種可將光能轉換為電能的器件，現將控制電路中的電源換成硅光 電池，用一定強度的光照射硅光電池，調節滑動變阻器，通過測量得到該電池的U－I 曲線（如圖丙所示）.不改變滑片的位置，當貨架能承受的壓力逐漸增加時，該硅光 電池的內阻將 ，內電路上消耗的功率將 .（均填“增大”“減 小”“先增大后減小”“先減小后增大”或“不變”）
解析：（3）由題圖丙可知，隨著外電路電阻減小，電路電流增大，硅光電池的U－I 圖線斜率的絕對值逐漸變大，即硅光電池的內阻隨外電路電阻變小而變大.當不改變 滑片的位置，貨架能承受的壓力逐漸增加時，R1的電阻變小，電路中電流增大，所以 該硅光電池的內阻將增大.內電阻和電流都增大，由P內＝I2r可知內電路上消耗的功率 將增大.
增大　
增大　
（4）若控制電路中的電源換成硅光電池，不改變滑片的位置，即如（2）中數值，現 測得硅光電池兩端電壓為5.4 V，則貨架上承受的壓力為 N.
90　
名師點評
　　圖像法處理數據是高考重點考查的內容，是一個重點也是一個難點，我們要學會 從圖像中挖掘信息，主要采用如下方法：一是找出橫、縱坐標的物理關系，根據斜率 和截距求解未知量，這種方法比較準確；二是利用特殊點，這種方法比較直接.
對應　訓練
2. 常見的一種力傳感器由彈簧鋼和應變片組成，其結構示意圖如圖甲所示.彈簧鋼右 端固定，在其上、下表面各貼一個相同的應變片.若在彈簧鋼的自由端施加向下的作 用力F，則彈簧鋼發生彎曲，上應變片被拉伸，下應變片被壓縮.應變片采用半導體材 料制成，其阻值與長度成正比.給上、下應變片提供相等且恒定不變的電流，上應變 片兩端電壓為U1，下應變片兩端電壓為U2，傳感器把這兩個電壓的差值U（U＝U1－ U2）輸出，用來反映力F的大小.半導體應變片的阻值隨溫度會發生變化，其變化情 況如圖乙所示.為消除氣溫變化對測量精度的影響，需分別給上、下應變片串聯一合 適的電阻，進行溫度補償.串聯合適的電阻后，測量結果不再受溫度影響.
（1）力F越大，彈簧鋼的彎曲程度越 （填“大”或“小”），傳感器輸出的電 壓U越 （填“大”或“小”）.
解析：（1）力F越大，彈簧鋼的彎曲程度越大，上、下兩應變片的長度差越大，則傳 感器輸出的電壓U越大.
大　
大　
（2）外力為F1時，上、下應變片的電阻分別是R1、R2；外力為F2時，上、下應變片 的電阻分別是R1'、R2'.若F1＞F2，則R1、R2、R1'、R2'的從大到小的排列是 .
A. R1＞R2＞R1'＞R2'
B. R1＞R1'＞R2＞R2'
C. R1＞R2＞R2'＞R1'
D. R1＞R1'＞R2'＞R2
解析：（2）外力為F1時，上、下應變片的電阻分別是R1、R2，此時R1＞R2；外力為F2 時，上、下應變片的電阻分別是R1'、R2'，此時R1'＞R2'.若F1＞F2，則R1、R2、R1'、 R2'從大到小的排列是R1＞R1'＞R2'＞R2，故選D.
D　
（3）如果未進行溫度補償，自由端受到相同的力F作用，該傳感器下應變片兩端的電 壓U2冬天比夏天 （填“大”或“小”）.
解析：（3）施加相同的力時，冬天下應變片的阻值比夏天的大，又因為電流是不變 的，所以該傳感器下應變片兩端的電壓U2冬天比夏天大.
D　
（4）進行溫度補償時，給下應變片串聯的電阻最合適的是下列選項圖中的 .
　 　
解析：（4）原半導體應變片的阻值隨溫度升高而減小，所以補償電阻的阻值應隨溫 度升高而增大，并且電阻之和保持不變，再結合圖乙知，故選B.
B　
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研習任務三　創新實驗設計
研習　經典
[典例3]　電控調光玻璃能根據光照強度自動調節玻璃的透明度，將光敏電阻Rx和定值 電阻R0接在9 V的電源上，光敏電阻阻值隨光強變化關系如表所示：
光強E/cd 1 2 3 4 5
電阻值Rx/Ω 18 9 6 3.6
[“光強”是表示光強弱程度的物理量，符號為E，單位坎德拉（cd）]
（1）當光照強度為4坎德拉（cd）時光敏電阻Rx的大小為 Ω.
4.5　
（2）其原理是光照增強，光敏電阻Rx阻值變小，施加于玻璃兩端的電壓降低，玻璃 透明度下降，反之則玻璃透明度上升.若電源電壓不變，R0是定值電阻，則下列電路 圖中符合要求的是 （填字母）.
C　
名師點評
　　創新型實驗重在培養科學探究能力，我們要通過閱讀和觀察從題目中獲取有價值 的信息，然后結合所學知識處理問題，并得出結論作出解釋.
對應　訓練
3. 一興趣小組要組裝一臺酒精測試儀，它利用的是一種二氧化錫半導體型酒精氣體 傳感器，此傳感器的電阻Rx隨酒精氣體濃度的變化規律如圖甲所示.目前我國交警常 用酒精測試儀測量司機的酒精氣體濃度，其中利用酒精測試儀測試認定的酒駕標準是 “0.2 mg/mL≤酒精氣體濃度＜0.8 mg/mL”，醉駕標準是“酒精氣體濃度≥0.8 mg/mL”.現能提供的器材有：
A. 二氧化錫半導體型酒精傳感器Rx
B. 直流電源（電動勢為5 V，內阻不計）
C. 電壓表（量程為3 V，內阻非常大，作為濃度表使用）
D. 電阻箱（最大阻值為999.9 Ω）
E. 定值電阻R1（阻值為20 Ω）
F. 定值電阻R2（阻值為10 Ω）
G. 單刀雙擲開關一個，導線若干
（1）圖乙是酒精測試儀電路圖，請在圖丙中完成實物連線.
答案：（1）見解析圖
解析：（1）根據題圖乙電路圖可將實物連接如圖.
（2）電路中R應選用定值電阻 （填“R1”或“R2”）.
解析：（2）由題圖甲可知，當司機達到醉駕標準時，Rx＝10 Ω，為保證電壓表安全 （所測電壓不超過3 V，電路中R不能超過15 Ω，故電路中R應選用定值電阻R2.
R2　
（3）為便于識別，按照下列步驟調節此測試儀：
①電路接通前，先將電阻箱調為30.0 Ω，然后開關向 （填“a”或“b”）端閉 合，將電壓表此時指針對應的刻度線標記為0.2 mg/mL.
②逐步減小電阻箱的阻值，電壓表的示數不斷變大按照圖甲數據將電壓表上“電壓” 刻度線標為“酒精氣體濃度”.當電阻箱調為 Ω時，將電壓表此時指針對應的 刻度線標記為0.8 mg/mL.
③將開關向另一端閉合，測試儀即可正常使用.
解析：（3）①電壓表指針對應的刻度線為0.2 mg/mL，由題圖甲可知傳感器阻值為 30 Ω，故電路接通前，先將電阻箱調為30.0 Ω，然后開關向a端閉合.
②電壓表指針對應的刻度線為0.8 mg/mL時，由題圖甲可知傳感器阻值為10 Ω，則電 阻箱調為10 Ω.
a　
10　
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課后提素養 深刻剖析 提升能力
B
解析：光敏電阻阻值隨光照的增強而減小，根據題圖乙知R2兩端的電壓隨之同頻率地 先減小后增大，但不會是0，選B.
2. 如圖所示為一加速度傳感器.質量為m的滑塊可在光滑的框架中平移，滑塊兩側用 完全相同的輕彈簧連接，兩輕彈簧的另一端固定在框架上，每個輕彈簧的勁度系數均 為k.A、B是均勻平直的電阻絲的兩端，AB長度為L，P為固定在滑塊上并與電阻絲接 觸良好的滑動片.兩個電池的電動勢均為E，內阻不計.當滑塊加速度為零時，兩輕彈 簧均為原長，滑動片P位于AB正中間.電壓表指針的零點調在其刻度盤的中央，當M 端電勢高于N端時，指針向零點右側偏轉.將框架固定在水平運動的物體上，從電壓 表V的讀數變化可以測出加速度的大小.當物體具有圖示方向的加速度a時：
（1）電壓表的指針將 （填“向左”或“向右”）偏轉.
解析：（1）當物體具有圖示方向的加速度a時，滑塊偏向左端，滑動片P偏向左端， M端電勢低于N端，指針向零點左側偏轉.
向左　
（3）若將電壓表的表盤改裝成直接表示加速度大小的刻度盤，則其刻度 （填“均勻”或“不均勻”）.
解析：（3）由（2）說明a與U成正比，表盤刻度均勻.

均勻　
3. 某同學用光敏電阻和電磁繼電器等器材設計自動光控照明電路.
解析：（1）由圖像可得到的結論是：隨著光照強度的增加，光敏電阻的阻值迅速下 降，進一步增大光照強度，電阻值變化減小，然后逐漸趨向平緩.
隨著光照強度的增加，光敏
電阻的阻值迅速下降，進一步增大光照強度，電阻值變化減小，然后逐漸趨向平緩
（2）如圖（b）為電磁繼電器的構造示意圖，其中L為含有鐵芯的線圈，P為可繞O點 轉動的銜鐵，K為彈簧，S為一對觸頭，A、B、C、D為四個接線柱.工作時，應 將 　（填“A、B”或“C、D”）接照明電路；
解析：（2）由電磁繼電器的工作原理可知，電磁鐵連接的是控制電路，銜鐵連通的 是工作電路，故工作時，應將“C、D”接照明電路.
C、D
（3）請在圖（c）中用筆畫線代替導線，完成電路的連接；
答案：（3）圖見解析
解析：（3）光敏電阻、定值電阻、電源、開關與L組成控制電路，C、D與燈泡組成 工作電路，電路圖如圖所示.
（4）已知電源電動勢為3 V，內阻很小，電磁鐵線圈電阻R0＝20.0 Ω，電流超過50 mA時可吸合銜鐵.如果要求光強達到2 cd時，照明電路恰好接通，則圖（c）中定值電 阻R＝ Ω.
22
4. 某實驗小組利用伏安法進行“探究熱敏電阻的溫度特性”實驗，部分實驗器 材如下：
A. 電源E（電動勢3 V，內阻不計）；
B. 電流表A　1（量程0～500 mA，內阻約為5 Ω）；
C. 電流表A　2（量程0～0.6 mA，內阻為100 Ω）；
D. 開關、導線若干.
（1）因為需要一個量程為3 V的電壓表，上述器材中可以用來改裝成電壓表的電流表 為 （填選項前的字母），還需要一個阻值為 Ω的定值電阻與所選電流 表串聯進行改裝.
C　
4 900　
（2）改裝好電壓表后，采用如圖甲所示電路，根據不同溫度下電壓表和電流表的讀 數比值，得到不同溫度下熱敏電阻R的阻值，描繪出如圖乙中的R－t曲線，由于系統 誤差，圖乙中由實驗得到的數據描繪出的實驗曲線與理論曲線相比有一定的差異，圖 乙中標記為Ⅰ的圖線是 （填“實驗曲線”或“理論曲線”）.
解析：（2）圖甲所示測量電路采用電流表外接法，由于系統誤差，同一溫度下熱敏 電阻阻值的測量值偏小，故圖乙中標記為Ⅱ的圖線是由實驗得到的數據描繪出的實驗 曲線，標記為Ⅰ的圖線是理論曲線.
理論曲線　
（3）興趣小組利用該熱敏電阻制作了一個檢測油箱警戒液位的低油位報警裝置，如 圖丙所示.給熱敏電阻通以一定的電流，熱敏電阻會發熱，當液面高于熱敏電阻的高 度，熱敏電阻上產生的熱量會被液體帶走，溫度基本不變，當液體減少、熱敏電阻露 出液面時，熱敏電阻的溫度將 （填“升高”或“降低”），阻值會 （填“增加”或“減小”），指示燈會亮，就知道液面低于設定值.若根據圖乙中Ⅱ的 圖線數據來設定油箱警戒液位值，實際工作中指示燈亮的時間點將 （填“延 遲”“不變”或“提前”）.
升高　
減小　
延遲　
解析：（3）當液體減少、熱敏電阻露出液面時，液體吸收熱敏電阻的熱減小，熱敏 電阻溫度升高.
根據圖乙所知，熱敏電阻的阻值隨著溫度的升高而降低.根據圖乙中Ⅱ的圖線數據來設 定油箱警戒液位值，熱敏電阻阻值比真實值小，警戒液位值將被設定得比理論值大， 因此指示燈亮的時間點將延遲.
第*頁
課時作業（十八）
[基礎訓練]
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動
D. 向左偏到某一刻度后不動
A
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2
3
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5
6
7
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9
10
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10
A. 常溫下，電熨斗的上下觸點應該是分離的
B. 圖中雙金屬片上層的膨脹系數大于下層金
屬片的膨脹系數
C. 熨燙棉麻衣物時需要設定較高的溫度，應
旋轉調溫旋鈕，使升降螺釘上升
D. 熨燙絲綢衣物時需要設定較低的溫度，應
旋轉調溫旋鈕，使升螺釘上升
BD
1
2
3
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解析：常溫時，電熨斗的上下觸點接觸，這樣電熨斗接通電源后能進行加熱.當溫度 過高時雙金屬片膨脹，因上層的熱膨脹系數較大，故上層膨脹得厲害，雙金屬片向下 彎曲，彎曲到一定程度后，兩觸點分離，電路斷開，電熱絲停止加熱；當溫度降低 后，雙金屬片恢復原狀，重新接通電路加熱，故A錯誤，B正確.熨燙棉麻衣物需要設 定較高的溫度，也就是要求雙金屬片彎曲程度較大時，兩觸點分離，所以應使升降螺 釘下降；熨燙絲綢衣物需要設定較低的溫度，應使升降螺釘上升，故C錯誤，D正確.
1
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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
解析：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.
BC
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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
解析：當溫度低于78 ℃時，線圈中沒有電流，此時僅燈L1亮，并不報警；當溫度升 高到78 ℃時，線圈中有電流，磁體吸引銜鐵，燈L2被接通，所以燈L2亮報警.
D
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A. I變大，U變小 B. I變小，U變大
C. I變大，U變大 D. I變小，U變小
解析：由“串反并同”知當傳感器處出現磁體，RB減小時，干路電流變大，U變小， 電流表示數變大，即I變大，故A對，B、C、D錯.
A
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6. 磁力鎖主要由電磁鐵和銜鐵組成.某小組用如圖甲所示的裝置研究電磁鐵線圈的工 作電壓與銜鐵所受磁力大小的關系，彈性梁一端連接有銜鐵，在外力作用下可以上下 運動，另一端固定于墻壁，電磁鐵位于銜鐵正下方，V1為理想電壓表.
甲 乙
1
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（1）為增大電磁鐵產生的磁感應強度，變阻器的滑片P應向 　 　（填“c”或 “d”）端移動.
解析：（1）根據電流的磁效應，電流越大，產生的磁場強度越強，為了增加電磁鐵 產生的磁感應強度，變阻器的滑片應該滑向c端.
c
甲 乙
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（2）已知電磁鐵線圈的直流電阻為30 Ω，滑動變阻器的最大阻值為170 Ω，電源E的 電動勢為12.0 V，滑動變阻器能提供的最大分壓為11.9 V，則電源E的內阻 為 　 　 Ω（結果保留2位有效數字）.
0.21
甲 乙
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（3）同學們將阻值會因形狀變化而發生改變的金屬應變片R1粘貼在彈性梁的上表 面，然后將金屬應變片R1、定值電阻R2和理想電壓表V2連接成如圖乙所示的電路.線 圈通電吸引銜鐵下移時，應變片變長，R1的阻值將 　，電壓表V2的讀數 將 （填“增大”“減小”或“不變”）.
解析：（3）線圈通電吸引銜鐵下移時，應變片變長，根據電阻定律，R1的阻值將增 大.根據串聯電路分壓規律可知，電阻增大，電壓增大，所以電壓表V2的讀數將增大.
增大
增大
甲 乙
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（4）在線圈通電吸合銜鐵后，用外力F使電磁鐵和銜鐵剛好分開，測得外力F與線圈 兩端電壓U的關系如圖丙所示，若要求該鎖能抵抗1 200 N的外力，則線圈兩端電壓至 少為 　V.
6.0
解析：（4）由圖丙可知，F＝1 200 N時對應的電壓為6.0 V，即要求該鎖能抵抗1 200 N的外力，則電壓至少為6.0 V.
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7. 如圖甲所示為某賓館的房卡，只有把房卡插入槽中，房間內的燈和插座才會有電.
（1）房卡的作用相當于一個 　 　（填電路元件名稱）接在干路上.
解析：（1）房卡可以控制房間內的燈和插座，不插入插槽中，所有房間內的燈和插 座都不工作，所以房卡相當干路上的開關.
開關
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（2）如圖乙所示，當房客進門時，只要將帶有磁鐵的卡P插入盒子Q中，這時由于磁 鐵吸引簧片，開關B就接通，通過繼電器J使整個房間的電器的總開關接通，房客便能 使用室內各種用電器.當繼電器工作時，cd相吸，ab便接通.請你將各接線端1、2、 3、4、5、6、7、8、9、10適當地連接起來，構成正常的電門卡電路.
答案：（2）圖見解析
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解析：（2）將干簧管與電源E、線圈連成一個回路；將三個燈泡所在電路與交流電流 接成回路，即按8－7，4－5，6－9，1－3，2－10連接起來，構成正常的電門卡電 路，如圖.
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[能力提升]
8. 如圖所示是某研究學習小組模擬街道路燈自動控制電路的電路圖，光控開關 可采用光敏電阻來控制，光敏電阻的阻值隨著光照強度增強而減小，利用直流 電源為電磁鐵供電，利用照明電源為路燈供電.為達到天亮燈熄、天暗燈亮的效 果，路燈應接在 （填“AB”或“BC”）之間，請用筆畫線代替導線， 正確連接部分電路元件.
AB　
答案：見解析圖
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解析：該模擬電路原理是：由光敏電阻感知光照強度變化，調節電磁鐵中電流的大 小，即可調節電磁鐵的磁性強弱，吸引或者釋放銜鐵，從而斷開或接通路燈，達到天 亮燈熄、天暗燈亮的效果.因為天亮時光照強度大，光敏電阻阻值較小，電路的電流 較大，電磁鐵的磁性強，可將銜鐵吸下，接通BC，斷開AB；又因為天亮需要斷開路 燈，所以路燈應接在AB之間.電路連線直接將DE兩端口與光敏電阻、滑動變阻器、開 關以及電源串聯即可.電路如圖所示.
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9. 傳感器擔負著信息采集的任務，在自動控制中發揮著重要作用，傳感器能夠將感 受到的物理量（如溫度、光、聲等）轉換成便于測量的量（電學量），例如熱敏傳感 器.某熱敏電阻RT阻值隨溫度變化的圖線如圖甲所示，圖乙是由該熱敏電阻RT作為傳 感器制作的簡單自動報警器線路圖.問：
（1）為了使溫度過高時報警器響鈴，c應接在 （填“a”或“b”）處.
解析：（1）由題圖甲可知，熱敏電阻RT在溫度升高時阻值變小，電路中電流變大， 電磁鐵磁性增強，把右側銜鐵吸引過來，與a接觸，故c應接在a處.
a　
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（2）若要使啟動報警的溫度提高些，應將滑動變阻器的滑片P向 （填“左”或 “右”）移動.
解析：（2）若要使啟動報警的溫度提高，則應使電路中電阻更大，滑動變阻器的滑 片P向左移動.
左　
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解析：（3）電源提供的電壓太小以至于電磁鐵磁性太弱或彈簧勁度系數太大，電磁 鐵的吸引力不能使彈簧發生足夠大的形變.
電源提供的電壓太小以至于電磁鐵磁性太弱或彈簧勁度
系數太大，電磁鐵的吸引力不能使彈簧發生足夠大的形變
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10. （2024·濰坊高二檢測）為了比賽的公平公正，學校短跑比賽設計安裝了一款防搶 跑裝置，該裝置安裝在起跑線前，如圖甲所示，丙圖是其工作原理圖：起跑發令槍發 令前，開關S1、S2、S3都閉合，K與A端相連，綠燈亮；發令槍扳機和開關S2相連動， 扣動扳機，槍響同時開關S2斷開；當電流表示數小于或等于30 mA時，在彈簧彈力作 用下，K與A端相連，綠燈亮，無人搶跑；當電流表示數大于30 mA時，銜鐵被吸下， K與B端相連，紅燈亮同時鈴聲響，有人搶跑.已知兩電路電源
電壓均為6 V，保持不變，壓力傳感器R的阻值隨所受壓力變化
的圖像如圖乙所示，壓板重力不計，電磁鐵線圈電阻不計.
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（1）起跑發令槍發令前，開關S1、S2、S3都閉合，壓力傳感器R壓板上無人（壓力F ＝0）時，左端電路消耗的電功率為多少？
答案：（1）0.12 W
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（2）比賽時，起跑發令槍發令前，搶跑同學踩在壓板上的壓力F為900 N時，左端電 路電流表讀數為多少？
答案：（2）0.06 A
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（3）比賽時，槍聲響起后，若某同學踩在壓板上的力為1 500 N時，要使得紅燈不 亮，電阻R0至少為多大？
答案：（3）150 Ω
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