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1、2017粵教版高中物理選修第三章《傳感器的應(yīng)用 用傳感器制作自控裝置》word學(xué)案 學(xué)案2　傳感器的應(yīng)用　用傳感器制作自控裝置 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位] 1.了解傳感器在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用，嘗試運(yùn)用傳感器的知識(shí)解釋一些生活中的問(wèn)題.2.了解傳感器應(yīng)用的一般模式.3.能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的應(yīng)用傳感器的控制電路． 1．傳感器主要由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、轉(zhuǎn)換電路三局部組成． 2．溫度傳感器是一種將溫度變化轉(zhuǎn)換為電學(xué)量變化的裝置，光電傳感器是一種將光學(xué)量變化轉(zhuǎn)換為電學(xué)量變化的裝置． 一、生活中的傳感器 電飯煲、電冰箱、空調(diào)機(jī)等與溫度控制

2、相關(guān)的家用電器都要用到溫度傳感器；自動(dòng)門、家電遙控器、非接觸紅外測(cè)溫儀以及防盜、防火報(bào)警器，均使用了紅外線傳感器；另外還有照相機(jī)中的光敏傳感器、家用便攜式電子秤的壓力傳感器等． 二、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的傳感器 無(wú)人管理的自動(dòng)灌溉系統(tǒng)利用了濕度傳感器；自動(dòng)化溫室種植中，溫室的自動(dòng)控溫就是在溫度傳感器的幫助下實(shí)現(xiàn)的；現(xiàn)代糧庫(kù)采用了溫度傳感器和濕度傳感器． 三、工業(yè)生產(chǎn)中的傳感器 生產(chǎn)平安中，如將一種埋入式光纖傳感器安置在大橋或水壩中，隨時(shí)可以監(jiān)控大橋或水壩的裂痕等平安隱患；在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，如數(shù)控機(jī)床中的位移測(cè)量裝置就是利用高精度位移傳感器(如光柵傳感器)進(jìn)

3、行位移測(cè)量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)零部件的精密加工． 四、飛向太空的傳感器 在運(yùn)載火箭、載人飛船中，應(yīng)用傳感器供遙測(cè)和遙控系統(tǒng)使用；對(duì)宇航員的各種生理狀態(tài)的測(cè)量有生理傳感器，如測(cè)量血壓、心電圖、體溫等. 一、生活中的傳感器——電熨斗 [問(wèn)題設(shè)計(jì)] 如圖1所示為電熨斗的構(gòu)造，其中雙金屬片上層金屬的膨脹大于下層金屬． 觀察電熨斗的構(gòu)造，并答復(fù)以下問(wèn)題： 圖1 (1)常溫下，電熨斗的上下觸點(diǎn)應(yīng)當(dāng)是接觸的還是別離的？當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)雙金屬片將怎樣起作用？ (2)熨燙棉麻衣物需要設(shè)定較高的溫度，熨燙絲綢衣物需要設(shè)

4、定較低的溫度，這是如何利用調(diào)溫旋鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)的？ 答案　(1)常溫時(shí)，電熨斗的上下觸點(diǎn)應(yīng)是接觸的，這樣電熨斗接通電源后能進(jìn)行加熱．當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)雙金屬片膨脹，因上層的膨脹系數(shù)大，故上層膨脹的厲害，雙金屬片向下彎曲，彎曲到一定程度后，兩觸點(diǎn)別離，電路斷開(kāi)，電熱絲停止加熱，當(dāng)溫度降低后，雙金屬片恢復(fù)原狀，重新接通電路加熱． (2)熨燙棉麻衣物需要設(shè)定較高的溫度，也就是要求雙金屬片彎曲程度較大時(shí)，兩觸點(diǎn)別離，所以應(yīng)使調(diào)溫旋鈕下旋．反之，熨燙絲綢衣物需要設(shè)定較低的溫度，應(yīng)使調(diào)溫旋鈕上旋． [要點(diǎn)提煉] 雙金屬片溫度傳感器的工作原理：溫度變化時(shí)，因雙金屬片上層金

5、屬與下層金屬的熱膨脹系數(shù)不同，雙金屬片發(fā)生彎曲從而控制電路的通斷． 二、生活中的傳感器——電飯鍋 [問(wèn)題設(shè)計(jì)] 電飯鍋的結(jié)構(gòu)如圖2所示． 圖2 (1)開(kāi)始煮飯時(shí)為什么要壓下開(kāi)關(guān)按鈕？手松開(kāi)后這個(gè)按鈕是否會(huì)恢復(fù)到圖示的狀態(tài)？為什么？ (2)煮飯時(shí)水沸騰后鍋內(nèi)是否會(huì)大致保持一定的溫度？為什么？ (3)飯熟后，水分被大米吸收，鍋底的溫度會(huì)有什么變化？這時(shí)電飯鍋會(huì)自動(dòng)發(fā)生哪些動(dòng)作？ (4)如果用電飯鍋燒水，能否在水沸騰后自動(dòng)斷電？ 答案　(1)煮飯時(shí)壓下開(kāi)關(guān)按鈕，感溫磁體與永磁體相互吸引結(jié)合在一

6、起，觸點(diǎn)相接，電路接通，開(kāi)始加熱，手松開(kāi)后，由于鍋內(nèi)的溫度低，感溫磁體與永磁體相互吸引而不能使按鈕恢復(fù)到題圖所示的狀態(tài)． (2)煮飯時(shí)水沸騰后鍋內(nèi)的溫度根本保持在水的沸點(diǎn)不變．因?yàn)樗序v時(shí)，溫度不變． (3)飯熟后，水分被大米吸收，鍋底的溫度會(huì)升高，當(dāng)溫度上升到“居里溫度〞(約103 ℃)時(shí)，感溫磁體失去磁性，在彈簧作用下永磁鐵與之別離，開(kāi)關(guān)自動(dòng)斷開(kāi)，且不能自動(dòng)復(fù)位． (4)不能，因?yàn)槿绻秒婏堝仧?，水沸騰后，鍋內(nèi)的溫度保持在100 ℃不變，低于“居里溫度〞103 ℃，電飯鍋不能自動(dòng)斷電，只有水燒干后，溫度升高到103

7、 ℃才能自動(dòng)斷電，因此用電飯鍋來(lái)燒水、煲湯不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控溫． [要點(diǎn)提煉] 電飯鍋中溫度傳感器為感溫鐵氧體． 1．居里溫度：感溫鐵氧體常溫下具有鐵磁性，溫度上升到約103℃時(shí)，失去鐵磁性，這一溫度稱為該材料的“居里溫度〞或“居里點(diǎn)〞． 2．自動(dòng)斷電原理：用手按下開(kāi)關(guān)按鈕通電加熱，開(kāi)始煮飯，當(dāng)鍋內(nèi)溫度到達(dá)103℃時(shí)，感溫鐵氧體失去磁性，與永磁體失去吸引力，被彈簧彈開(kāi)，從而推動(dòng)杠桿使觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)． 三、用傳感器制作自控裝置 課題：應(yīng)用光敏電阻制作光控自動(dòng)照明燈電路 [實(shí)驗(yàn)器材] 二極管VD、晶

8、閘管VS、光敏電阻RG、電阻R(7.5 MΩ)、燈泡L. [實(shí)驗(yàn)原理] 由晶閘管VS與電燈L構(gòu)成主回路，控制回路由R與RG組成的分壓器及二極管VD構(gòu)成，如圖3所示． 1．當(dāng)白天自然光線較強(qiáng)時(shí)，光敏電阻呈低電阻，與R分壓 圖3 后使晶閘管VS門電極處于低電平，VS關(guān)斷． 2．當(dāng)夜幕降臨時(shí)，照在RG上的自然光線減弱，RC呈高阻，使VS的門電極處于高電平，VS獲正向觸發(fā)電壓而導(dǎo)通，燈L亮． 3．改變R的阻值，即改變其與RG的分壓比，可調(diào)整電路的起控點(diǎn)． 一、傳感器的應(yīng)用實(shí)例 例1　

9、電飯煲的工作原理如圖4所示，可分為兩局部，即控制局部：由S2、R1和黃燈組成．工作(加熱)局部：由發(fā)熱電阻R3、R2和紅燈組成，S1是一個(gè)磁鐵限溫開(kāi)關(guān)，手動(dòng)閉合，當(dāng)此開(kāi)關(guān)的溫度到達(dá)居里點(diǎn)(103℃)時(shí)，自動(dòng)斷開(kāi)，且不能自動(dòng)復(fù)位(閉合)，S2是一個(gè)雙金屬片自動(dòng)開(kāi)關(guān)，當(dāng)溫度到達(dá)70℃～80℃時(shí)，自動(dòng)斷開(kāi)，低于70℃時(shí)，自動(dòng)閉合，紅燈、黃燈是指示燈，通過(guò)的電流必須較小，所以R1、R2起________作用，R3是發(fā)熱電阻，由于煮飯前溫度低于70℃，所以S2是________(填“斷開(kāi)的〞或“閉合的〞)．接通電源并按下S1后，黃燈滅而紅燈亮，R3發(fā)熱，當(dāng)溫度到達(dá)70℃～80℃時(shí)，S2斷開(kāi)，當(dāng)溫度到達(dá)1

10、03℃時(shí)飯熟，S1斷開(kāi)，當(dāng)溫度降到70℃以下時(shí)，S2閉合，電飯煲處于保溫狀態(tài)，由以上描述可知R2________R3(填“＜〞“＝〞或“＞〞)，假設(shè)用電飯煲燒水時(shí)，直到水被燒干S1才會(huì)斷開(kāi)，試解釋此現(xiàn)象． 圖4 解析　R1、R2起的作用是限流，防止指示燈(氖泡)因電流過(guò)大而燒毀，S2是自動(dòng)控制溫度開(kāi)關(guān)，當(dāng)溫度低于70℃時(shí)自動(dòng)閉合，當(dāng)溫度到達(dá)70℃～80℃時(shí)又自動(dòng)斷開(kāi)，使電飯煲處于保溫狀態(tài)，由于R3的功率較大，因此R2＞R3.由于開(kāi)關(guān)S1必須當(dāng)溫度到達(dá)103℃時(shí)才自動(dòng)斷開(kāi)，而水的沸點(diǎn)只有100℃，因此用電飯煲燒水時(shí)，直到水被燒干后S1才會(huì)斷開(kāi)． 答案　見(jiàn)解析

11、 二、傳感器的應(yīng)用分析 例2　按圖5所示連接好電路，合上S，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，原因是___________________； 用電吹風(fēng)對(duì)負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻吹一會(huì)兒，會(huì)發(fā)現(xiàn)小燈泡________，原因是_______； 停止吹風(fēng)，會(huì)發(fā)現(xiàn)__________________________________________________________； 把熱敏電阻放入冷水中會(huì)發(fā)現(xiàn)_______________________________________________． 圖5 答案　由于熱敏電阻阻值較大，左側(cè)電

12、路電流較小，電磁鐵磁性較弱吸不住銜鐵　亮了　電吹風(fēng)對(duì)熱敏電阻加熱使其阻值變小，電路中電流增大，電磁鐵吸住銜鐵　小燈泡不會(huì)立即熄滅，因?yàn)闊崦綦娮铚囟热匀惠^高　小燈泡熄滅 例3　青島奧運(yùn)會(huì)帆船賽場(chǎng)采用風(fēng)力發(fā)電給蓄電池充電，為路燈提供電能．用光敏電阻作為傳感器控制路燈電路的開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制． 光敏電阻的阻值隨照射光的強(qiáng)弱而變化，作為簡(jiǎn)化模型，可以近似認(rèn)為，照射光較強(qiáng)(如白天)時(shí)電阻近似為0，照射光較弱(如黑天)時(shí)電阻接近于無(wú)窮大．利用光敏電阻作為傳感器，借助電磁開(kāi)關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)路燈自動(dòng)在白天關(guān)閉，黑天翻開(kāi)．電磁開(kāi)關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖6所示.1、2兩接線柱之間是勵(lì)磁線圈，3、4兩接

13、線柱分別與彈簧片和觸點(diǎn)連接．當(dāng)勵(lì)磁線圈中電流大于50 mA時(shí)，電磁鐵吸合鐵片，彈簧片和觸點(diǎn)別離，3、4斷開(kāi)；電流小于50 mA時(shí)，3、4接通．勵(lì)磁線圈中允許通過(guò)的最大電流為100 mA. 圖6 (1)利用以下器材設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)控制路燈的電路，畫出電路原理圖． 光敏電阻R1，符號(hào) 燈泡L，額定功率40 W，額定電壓36 V，符號(hào) 保護(hù)電阻R2，符號(hào) 電磁開(kāi)關(guān)，符號(hào) 蓄電池E，電壓36 V，內(nèi)阻很小符號(hào) 開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線假設(shè)干

14、 (2)答復(fù)以下問(wèn)題： ①如果勵(lì)磁線圈的電阻為200 Ω，勵(lì)磁線圈允許加的最大電壓為_(kāi)_____V，保護(hù)電阻R2的阻值范圍為_(kāi)_______Ω. ②在有些應(yīng)用電磁開(kāi)關(guān)的場(chǎng)合，為了平安，往往需要在電磁鐵吸合鐵片時(shí)，接線柱3、4之間從斷開(kāi)變?yōu)榻油ǎ疄榇?，電磁開(kāi)關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)如何改造？請(qǐng)結(jié)合此題中電磁開(kāi)關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖說(shuō)明． 答：______________________________________________________________________. 答案　見(jiàn)解析 解析　(1)電路原理如下圖 (2)①2

15、0　160～520 ②把觸點(diǎn)從彈簧片右側(cè)移到彈簧片左側(cè)，保證當(dāng)電磁鐵吸合鐵片時(shí)，3、4之間接通；不吸合時(shí)，3、4之間斷開(kāi) 1．(傳感器的應(yīng)用實(shí)例)(雙選)壓敏電阻的阻值會(huì)隨所受壓力的增大而減?。煌瑢W(xué)利用壓敏電阻設(shè)計(jì)了判斷升降機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置，如圖7甲所示，將壓敏電阻平放在升降機(jī)內(nèi)，受壓面朝上，在上面放一物體m，升降機(jī)靜止時(shí)電流表示數(shù)為I0.某過(guò)程中電流表的示數(shù)如圖乙所示，那么在此過(guò)程(　　) 圖7 A．物體處于失重狀態(tài) B．物體處于超重狀態(tài) C．升降機(jī)一定向上做勻加速運(yùn)動(dòng) D．升降機(jī)可能向下做勻減速運(yùn)動(dòng)

16、 答案　BD 解析　電流表的示數(shù)變?yōu)?I0且保持不變，說(shuō)明壓敏電阻的阻值比升降機(jī)靜止時(shí)小，壓敏電阻所受壓力變大，物體處于超重狀態(tài)，即物體具有向上的加速度，B、D正確，A、C錯(cuò)誤． 2．(傳感器的應(yīng)用實(shí)例)(單項(xiàng)選擇)在家用電熱滅蚊器中，電熱局部主要元件是PTC元件，PTC元件是由鈦酸鋇等半導(dǎo)體材料制成的電阻器，其電阻率ρ隨溫度t的變化關(guān)系如圖8所示，由于這種特性，PTC元件具有發(fā)熱、保溫雙重功能．對(duì)此，以下判斷正確的選項(xiàng)是 (　　) 圖8 ①通電后，其電功率先增大后減小　②通電后，其電功率先減小后增大　③當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱

17、量相等時(shí)，溫度保持在t1不變　④當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時(shí)，溫度保持在t1和t2之間的某一值不變 A．①② B．②③ C．②④ D．①④ 答案　D 解析　當(dāng)溫度由零升到t1的過(guò)程中，PTC的電阻率ρ隨溫度升高而減小，其電阻R隨之減小，由于加在滅蚊器上的電壓U保持不變，滅蚊器的熱功率P隨之增大，當(dāng)t＝t1時(shí)，P＝P1到達(dá)最大．當(dāng)溫度繼續(xù)升高，ρ增大，R增大，P減??；而溫度越高，其與外界環(huán)境的溫的差也就越大，電熱滅蚊器的散熱功率P′也就越大，因此在t1～t2之間的某一溫度t3會(huì)有P＝P3＝P′，即熱功率P減小到等于散熱功

18、率時(shí)，即到達(dá)保溫；當(dāng)t＜t3時(shí)，P＞P′，溫度自動(dòng)升高到t3；當(dāng)t＞t3時(shí)，P＜P′，溫度自動(dòng)降到t3，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保溫，正確選項(xiàng)為D. 3．(傳感器的應(yīng)用分析)如圖9所示是一種自動(dòng)控制水溫的裝置，加熱電路的兩個(gè)端點(diǎn)P、Q應(yīng)接在觸頭a、b之間還是c、d之間？熱敏電阻兩端M、N應(yīng)接在哪兩個(gè)觸頭之間？ 圖9 答案　見(jiàn)解析 解析　P、Q應(yīng)該分別接在觸頭a、b上，同時(shí)，M、N應(yīng)該分別接e、f，其工作原理是：當(dāng)水溫升高時(shí)，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(kāi)，使加熱裝置停止加熱；當(dāng)水溫降低到一定程度時(shí)，熱敏電阻溫度減小，電磁

19、鐵中電流減小，吸引力減小，銜鐵被彈簧彈上去，使a、b之間連接，加熱裝置開(kāi)始加熱，從而實(shí)現(xiàn)水溫控制． 4．(傳感器的應(yīng)用分析)工人在鍛壓機(jī)、沖床、鉆床等機(jī)器上勞動(dòng)時(shí)，稍有不慎就會(huì)把手壓在里面，造成工傷事故，工廠中大都是利用光電控制設(shè)備來(lái)防止事故發(fā)生的．如圖10所示為光控繼電器的示意圖，它由電源、光電管(當(dāng)有光照射時(shí)，在陰極K端會(huì)放出電子)、放大器、電磁繼電器等幾局部組成．這樣，當(dāng)工人不慎將手伸入危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)，由于遮住了光線，光控繼電器銜鐵立即變化，使機(jī)床停止工作，防止事故發(fā)生．光控繼電器的原理是：_____________________________________________

20、___________________________ ________________________________________________________________________ 圖10 答案　見(jiàn)解析 解析　光照射光電管時(shí)，陰極K發(fā)射電子，電路中產(chǎn)生電流，經(jīng)放大器放大后的電流使電磁鐵M磁化，將銜鐵N吸??；無(wú)光照射光電管時(shí)，電路中無(wú)電流，N自動(dòng)離開(kāi)M，右側(cè)電路接通，燈L亮． 題組一　傳感器應(yīng)用實(shí)例 1．(雙選)關(guān)于電飯鍋的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是(　　) A．電飯鍋中的溫度傳感器的主要元件是氧化鐵

21、 B．感溫鐵氧體在常溫下具有鐵磁性，溫度很高時(shí)失去鐵磁性 C．用電飯鍋燒水，水開(kāi)時(shí)能自動(dòng)斷電 D．用電飯鍋煮飯時(shí)，假設(shè)溫控開(kāi)關(guān)自動(dòng)斷電后，它不能自動(dòng)復(fù)位 答案　BD 2．(單項(xiàng)選擇)如圖1所示是會(huì)議室和賓館房間的天花板上裝有的火災(zāi)報(bào)警器的結(jié)構(gòu)原理圖，罩內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板．平時(shí)光電三極管接收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)．發(fā)生火災(zāi)時(shí)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是(　　) 圖1 A．進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧遮擋了光線，使光電三極管電阻更大，檢測(cè)電路檢測(cè)出變化發(fā)出警報(bào) B．光電三極管溫度升高

22、，電阻變小，檢測(cè)電路檢測(cè)出變化發(fā)出警報(bào) C．進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧對(duì)光有散射作用，局部光線照到光電三極管上，電阻變小，發(fā)出警報(bào) D．以上說(shuō)法均不正確 答案　C 解析　由火災(zāi)報(bào)警器的原理可知，發(fā)生火災(zāi)時(shí)煙霧進(jìn)入罩內(nèi)，使光發(fā)生散射，局部光線照到光電三極管上，電阻變小，與傳感器相連的電路檢測(cè)出這種變化，發(fā)出警報(bào)，C對(duì)． 3．(單項(xiàng)選擇)某樓梯口的電燈開(kāi)關(guān)裝有傳感器，天黑時(shí)，出現(xiàn)聲音才能發(fā)光，而白天即使有聲音，電燈也不能發(fā)光，該開(kāi)關(guān)中有兩種傳感器，它們可能是(　　) A．熱敏電阻和光敏電阻 B．金屬熱電阻和光敏電阻

23、 C．熱敏電阻和霍爾元件 D．光敏電阻和駐極體話筒 答案　D 解析　兩種傳感器分別把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，所以選項(xiàng)D正確． 4．(雙選)如圖3是電熨斗的結(jié)構(gòu)圖，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是(　　) 圖3 A．雙金屬片上層金屬的膨脹系數(shù)小于下層金屬 B．常溫下，上下觸點(diǎn)接觸：溫度過(guò)高時(shí)，雙金屬片發(fā)生彎曲使上下觸點(diǎn)別離 C．需要較高溫度熨燙時(shí)，要調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕，使升降螺絲上升 D．雙金屬片溫度傳感器的作用是控制電路的通斷 答案　BD 解析　電熱絲通電加熱，

24、雙金屬片溫度升高，雙金屬片的膨脹系數(shù)上大下小，溫度升高到一定時(shí)，雙金屬片向下彎曲使觸點(diǎn)斷開(kāi)，停止供電．A錯(cuò)，B、D對(duì)；需要較高溫度熨燙時(shí)，要調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕，使升降螺絲下移并推動(dòng)彈性銅片下移，使雙金屬片稍向下彎曲，這樣要使觸點(diǎn)斷開(kāi)雙金屬片向下彎曲程度要大一些，溫度也需要更高一些，C錯(cuò)． 題組二　傳感器的應(yīng)用分析 5．(單項(xiàng)選擇)如圖4所示為小型電磁繼電器的構(gòu)造示意圖，其中L為含鐵芯的線圈．P為可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的鐵片，K為彈簧，S為一對(duì)觸頭，A、B、C、D為四個(gè)接線柱．電磁繼電器與傳感器配合，可完成自動(dòng)控制的要求．其工作方式是 (　　) 圖4

25、A．A與B接信號(hào)電壓，C與D可跟被控電路串聯(lián) B．A與B接信號(hào)電壓，C與D可跟被控電路并聯(lián) C．C與D接信號(hào)電壓，A與B可跟被控電路串聯(lián) D．C與D接信號(hào)電壓，A與B可跟被控電路并聯(lián) 答案　A 6．(單項(xiàng)選擇)如圖5所示為用熱敏電阻R和繼電器L等組成的一個(gè)簡(jiǎn)單的恒溫控制電路，其中熱敏電阻的阻值會(huì)隨溫度的升高而減?。娫醇着c繼電器、熱敏電阻等組成控制電路，電源乙與恒溫箱加熱器(圖中未畫出)相連接．那么 (　　) 圖5 A．當(dāng)溫度降低到某一數(shù)值，銜鐵P將會(huì)被吸下 B．當(dāng)溫度升高到某一數(shù)值，銜

26、鐵P將會(huì)被吸下 C．工作時(shí)，應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在C、D端 D．工作時(shí)，應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在A、C端 答案　B 解析　根據(jù)溫度變化，分析R的變化，確定電路中電流的變化，電流增大時(shí)，繼電器L對(duì)銜鐵吸引力增大，P將會(huì)被吸下．當(dāng)溫度降低到某一數(shù)值，熱敏電阻R的阻值增大，電路中電流減小，繼電器L對(duì)銜鐵吸引力減小，P將不會(huì)被吸下，故A錯(cuò)誤．當(dāng)溫度升高到某一數(shù)值，熱敏電阻R的阻值減小，電路中電流增大，繼電器L對(duì)銜鐵吸引力增大，P將會(huì)被吸下．故B正確．恒溫箱內(nèi)溫度高到一定數(shù)值后，應(yīng)與電源斷開(kāi)停止加熱，由以上分析可知，溫度升高后，A、B端斷開(kāi)，所以工作

27、時(shí)，應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在A、B端，故C、D錯(cuò)誤．應(yīng)選B. 7．圖6甲為在溫度為10 ℃左右的環(huán)境中工作的某自動(dòng)恒溫箱原理簡(jiǎn)圖，箱內(nèi)的電阻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線如圖乙所示．當(dāng)a、b端電壓Uab0時(shí)，電壓鑒別器會(huì)令開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，停止加熱，恒溫箱內(nèi)的溫度恒定在________ ℃. 圖6 答案　34 解析　設(shè)電路路端電壓為U，當(dāng)Uab＝0時(shí)，有R1＝R3，解得Rt＝20 kΩ.由題圖乙可知，當(dāng)Rt＝20

28、 kΩ時(shí)，t＝34 ℃. 8．如圖7所示為一自動(dòng)控制溫度的電路，請(qǐng)說(shuō)明其工作原理． 圖7 答案　見(jiàn)解析 解析　當(dāng)開(kāi)關(guān)P在彈簧拉力作用下拉到上面與a接觸時(shí)，電熱絲工作；隨著溫度升高，熱敏電阻溫度升高、阻值減小，通過(guò)電磁鐵的電流增大，電磁鐵磁性增強(qiáng)到一定程度時(shí)把P吸到b，電熱絲停止工作，指示燈亮． 9．如圖8甲所示為一測(cè)量硫化鎘光敏電阻特性的實(shí)驗(yàn)電路，電源電壓恒定．電流表內(nèi)阻不計(jì)，開(kāi)關(guān)閉合后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使小燈泡發(fā)光亮度逐漸增強(qiáng)，測(cè)得流過(guò)電阻的電流和光強(qiáng)的關(guān)系曲線如圖乙所示，試根據(jù)這一特性用圖丙中給定的器材設(shè)

29、計(jì)一個(gè)自動(dòng)光控電路． 圖8 答案　見(jiàn)解析 解析　由光敏電阻的特性曲線可以看出，當(dāng)入射光增強(qiáng)時(shí)，光敏電阻的阻值減小，通過(guò)光敏電阻的電流增大．根據(jù)題意設(shè)計(jì)的自動(dòng)光控電路如下圖．控制過(guò)程是：當(dāng)有光照射時(shí)，電路中電流增大，經(jīng)過(guò)放大器輸出一個(gè)較大的電流，驅(qū)動(dòng)電磁繼電器吸引銜鐵使兩個(gè)觸點(diǎn)斷開(kāi)，當(dāng)無(wú)光照射時(shí)，電路中電流減小，放大器輸出電流減小，電磁繼電器釋放銜鐵，使兩個(gè)觸點(diǎn)閉合，控制電路接通，燈開(kāi)始工作． 10．為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場(chǎng)所使用光控開(kāi)關(guān)控制照明系統(tǒng)．光控開(kāi)關(guān)可采用光敏電阻來(lái)控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而變化的元件(照度可以反映光的強(qiáng)弱，光越

30、強(qiáng)照度越大，照度單位為lx)．某光敏電阻RP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)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)趫D9甲所示的坐標(biāo)系中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并說(shuō)明阻值隨照度變化的特點(diǎn)． 乙 圖9 (2)如圖9乙所示，當(dāng)1、2兩端電壓上升至2 V時(shí)，控制開(kāi)關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng)

31、，請(qǐng)利用以下器材設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單電路，給1、2兩端提供電壓，要求當(dāng)天色漸暗照度降低至1.0(lx)時(shí)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖．(不考慮控制開(kāi)關(guān)對(duì)所設(shè)計(jì)電路的影響)提供的器材如下： 光敏電阻RP(符號(hào)，阻值見(jiàn)上表)； 直流電源E(電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻不計(jì))； 定值電阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ，R3＝40 kΩ(限選其中之一并在圖中標(biāo)出) 開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線假設(shè)干． 答案　見(jiàn)解析 解析　(1)光敏電阻隨光照度變化的曲線如圖甲所示，其特點(diǎn)是：光敏電阻的阻值隨光照度的增大非線性減?。? (2)當(dāng)光照度降至1.0(lx)時(shí)，光敏電阻的阻值為RP＝20 kΩ，設(shè)計(jì)原理圖如圖乙所示．根據(jù)歐姆定律與串聯(lián)電阻的分壓知＝ 即＝，R＝10 kΩ 即與RP串聯(lián)的電阻應(yīng)選R1.