利用傳感器制作簡單的自動(dòng)控制裝置實(shí)驗(yàn)必備·自主學(xué)習(xí) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.了解與傳感器技術(shù)相關(guān)的物理知識(shí)。2.練習(xí)用傳感器制作自動(dòng)控制裝置。 實(shí)驗(yàn)器材 1.門窗防盜報(bào)警裝置實(shí)驗(yàn)：干簧管、繼電器、發(fā)光二極管LED、蜂鳴器H、電源、導(dǎo)線若干、開關(guān)、電阻、小磁體。2.光控開關(guān)實(shí)驗(yàn)：發(fā)光二極管、三極管、可變電阻R1、電阻R2、光敏電阻、集成電路實(shí)驗(yàn)板、直流電源、繼電器、小燈泡、導(dǎo)線若干、黑紙 實(shí)驗(yàn)原理與設(shè)計(jì) 一、門窗防盜報(bào)警裝置實(shí)驗(yàn)：1.實(shí)驗(yàn)的基本思想：利用干簧管作為控制器實(shí)現(xiàn)：當(dāng)門窗緊閉時(shí)，蜂鳴器不響，指示燈亮；當(dāng)門窗被打開時(shí)，蜂鳴器發(fā)出聲音報(bào)警，指示燈滅。2.實(shí)驗(yàn)電路圖：3.工作原理：閉合電路開關(guān)S，系統(tǒng)處于防盜狀態(tài)。當(dāng)門窗緊閉時(shí)，磁體M靠近干簧管SA，干簧管兩個(gè)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(dòng)觸點(diǎn)c與常開觸點(diǎn)a接通，發(fā)光二極管LED發(fā)光，顯示電路處于正常工作狀態(tài)。當(dāng)門窗開啟時(shí)，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(dòng)觸點(diǎn)c與常閉觸點(diǎn)b接通，蜂鳴器H發(fā)聲報(bào)警。干簧管在電路中起傳感器和控制開關(guān)的作用，繼電器則相當(dāng)于一個(gè)自動(dòng)的雙向開關(guān)。二、光控開關(guān)實(shí)驗(yàn)：1.實(shí)驗(yàn)的基本思想：利用光敏電阻作為光控開關(guān)實(shí)現(xiàn)在天黑到一定程度時(shí)讓路燈自動(dòng)開啟，而在天明時(shí)自動(dòng)熄滅。2.實(shí)驗(yàn)電路圖：3.工作原理：當(dāng)環(huán)境光比較強(qiáng)時(shí)，光敏電阻RG的阻值很小，三極管不導(dǎo)通，發(fā)光二極管或繼電器所在的回路相當(dāng)于斷路，即發(fā)光二極管不工作；繼電器處于常開狀態(tài)，小燈泡L不亮。 當(dāng)環(huán)境光比較弱時(shí)，光敏電阻RG的阻值變大，三極管導(dǎo)通，且獲得足夠的基極電流，產(chǎn)生較大的集電極電流， 點(diǎn)亮發(fā)光二極管或驅(qū)動(dòng)繼電器吸合而點(diǎn)亮小燈泡L。實(shí)驗(yàn)過程·探究學(xué)習(xí) 實(shí)驗(yàn)步驟 一、門窗防盜報(bào)警裝置實(shí)驗(yàn)步驟：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，觀察簧片能否正常工作。 2.確定各元件可以正常工作后，按照?qǐng)D所示連接電路。 3.接通電源后，將磁體靠近和離開干簧管，分別觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。二、光控開關(guān)實(shí)驗(yàn)步驟：1.按照?qǐng)D所示連接電路，檢查無誤后，接通電源。2.讓光敏電阻RG受到白天較強(qiáng)的自然光照射，調(diào)節(jié)電阻R1使發(fā)光二極管LED或小燈泡L剛好不發(fā)光。 3.遮擋RG，當(dāng)光照減弱到某種程度時(shí)，就會(huì)看到發(fā)光二極管LED或小燈泡L發(fā)光。 4.讓光照加強(qiáng)，當(dāng)光照強(qiáng)到某種程度時(shí)，則發(fā)光二極管LED或小燈泡L熄滅。如現(xiàn)象不明顯，可用手電筒加強(qiáng)光照或遮蓋光敏電阻再進(jìn)行觀察。（1）日光燈的啟動(dòng)器（結(jié)構(gòu)如圖甲所示）也可看成是一個(gè)熱敏傳感裝置，它的熱敏功能器是雙金屬片，你知道啟動(dòng)器的工作原理嗎？（2）如圖乙所示，水箱水位自動(dòng)報(bào)警器是如何工作的？提示：（1）日光燈啟動(dòng)器內(nèi)有一雙金屬片，熱膨脹系數(shù)不同。開關(guān)閉合后，啟動(dòng)器兩極之間有電壓使氖氣放電而發(fā)出輝光，輝光發(fā)出的熱量使U形動(dòng)觸片受熱膨脹向外延伸，碰到靜觸片觸點(diǎn)，電路接通；溫度降低時(shí)，U形動(dòng)觸片向里收縮，離開觸點(diǎn)，電路斷開。（2）正常生產(chǎn)時(shí)，水位較高。繼電器中的線圈有電流通過，銜鐵1被向下吸引，與觸頭2接觸，B燈亮。水位下降到一定高度后，繼電器中線圈沒有電流通過了，則銜鐵1與觸頭3接觸，A燈亮。 數(shù)據(jù)收集與分析 一、門窗防盜報(bào)警裝置實(shí)驗(yàn)二、光控開關(guān)實(shí)驗(yàn) 注意事項(xiàng) 1.安裝前，對(duì)實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行測試，確保各元件性能良好后，再進(jìn)行安裝。2.光控開關(guān)實(shí)驗(yàn)中，二極管連入電路的極性不能反接。3.如果實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，可用手電筒加強(qiáng)光照，或遮蓋光敏電阻，再進(jìn)行觀察。4.安裝完畢，先檢查無誤后，再閉合開關(guān)進(jìn)行測試。實(shí)驗(yàn)研析·創(chuàng)新學(xué)習(xí)類型一　教材原型實(shí)驗(yàn)角度1實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)操作【典例1】現(xiàn)要組裝一個(gè)由熱敏電阻控制的報(bào)警系統(tǒng)，要求當(dāng)熱敏電阻的溫度達(dá)到或超過120 ℃時(shí)，系統(tǒng)報(bào)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(shí)阻值為700.0 Ω）；報(bào)警器（內(nèi)阻很小，流過的電流超過Ic時(shí)就會(huì)報(bào)警，Ic約為10 mA；流過報(bào)警器的電流超過20 mA時(shí)，報(bào)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(nèi)阻不計(jì)）；滑動(dòng)變阻器R1（最大阻值為1 000 Ω）；滑動(dòng)變阻器R2（最大阻值為2 000 Ω）；單刀雙擲開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干。在室溫下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)的報(bào)警系統(tǒng)原理電路圖如圖所示。（1）電路中應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器____________（選填“R1”或“R2”）。（2）按照下列步驟調(diào)節(jié)此報(bào)警系統(tǒng)：①電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，這一阻值為________Ω；滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于______（選填“a”或“b”）端附近，不能置于另一端的原因是____________________________________。②將開關(guān)向________（選填“c”或“d”）端閉合，緩慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，直至____________________________。（3）滑動(dòng)變阻器滑片的位置________（選填“不變”“向左滑動(dòng)”或“向右滑動(dòng)”），將開關(guān)向另一端閉合，報(bào)警系統(tǒng)即可正常使用。（4）若要將此系統(tǒng)改為光敏電阻控制的報(bào)警系統(tǒng)，要求當(dāng)光敏電阻的光照達(dá)到或超過某一特定值時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警，且光敏電阻在這一特定值時(shí)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(diào)到________ Ω，然后重復(fù)上述操作即可。【解析】（1）電壓為18 V，而報(bào)警時(shí)的電流為10 mA；此時(shí)電阻約為： R＝ Ω＝1 800 Ω； 而熱敏電阻的阻值約為700 Ω，故滑動(dòng)變阻器接入電阻約為1 100 Ω，故應(yīng)選擇R2。（2）①因要求熱敏電阻達(dá)到120 ℃時(shí)報(bào)警，此時(shí)電阻為700 Ω，故應(yīng)將電阻箱調(diào)節(jié)至700 Ω，然后由最大阻值處調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，直至報(bào)警器報(bào)警，故開始時(shí)滑片應(yīng)在b端，目的是避免接通電源后，流過報(bào)警器的電流會(huì)超過20 mA，報(bào)警器可能損壞；②將開關(guān)接到c端與電阻箱連接，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器直至報(bào)警器開始報(bào)警即可，然后再接入熱敏電阻，電路即可正常工作。（3）滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，將開關(guān)向另一端閉合，報(bào)警系統(tǒng)即可正常使用。（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(diào)到650 Ω，然后重復(fù)上述操作即可。答案：（1）R2?。?）①700.0　b　接通電源后，流過報(bào)警器的電流會(huì)超過20 mA，報(bào)警器可能損壞　②c　報(bào)警器開始報(bào)警　（3）不變?。?）熱敏電阻　650角度2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理【典例2】（2021·淄博高二檢測）為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場所用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng)，光控開關(guān)可用光敏電阻控制，如圖甲所示是某光敏電阻阻值隨光照強(qiáng)度變化曲線，照度可以反映光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)照度越大，照度單位為：勒克斯（lx）。（1）如圖乙所示，電源電動(dòng)勢為3 V，內(nèi)阻不計(jì)，當(dāng)控制開關(guān)兩端電壓上升至2 V時(shí)控制開關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng)。要求當(dāng)天色漸暗照度降至1.0 lx時(shí)控制開關(guān)接通照明系統(tǒng)，則R1＝________kΩ。 （2）某同學(xué)為了測量光敏電阻在不同照度下的阻值，設(shè)計(jì)了如圖戊所示的電路進(jìn)行測量，電源（E＝3 V，內(nèi)阻未知），電阻箱（0～99 999 Ω）。實(shí)驗(yàn)時(shí)將電阻箱阻值置于最大，閉合S1，將S2與1相連，減小電阻箱阻值，使靈敏電流計(jì)的示數(shù)為I，圖丙為實(shí)驗(yàn)時(shí)電阻箱的阻值，其讀數(shù)為__________kΩ；然后將S2與2相連，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值如圖丁所示，此時(shí)靈敏電流計(jì)的示數(shù)恰好為I，則光敏電阻的阻值R0＝__________kΩ（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。【解析】（1）電阻R1和R0串聯(lián)，＝＝，當(dāng)照度為1.0 lx時(shí)，電阻R0＝20 kΩ，則R1＝10 kΩ；（2）由圖可知，圖丙的電阻為R2＝62.5 kΩ，圖丁的電阻R′2＝22.5 kΩ，本題采用等效替代法測電阻，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＋R′2，所以R0＝40.0 kΩ。答案：（1）10?。?）62.5　40.0對(duì)于有關(guān)傳感器應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)電路問題，解答時(shí)應(yīng)先弄清楚電路中所用傳感器的類型及其工作原理，然后根據(jù)電路特點(diǎn)進(jìn)行分析。類型二　創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)【典例3】如圖甲所示是大型機(jī)械廠里用來稱重的電子吊秤，其中實(shí)現(xiàn)稱重的關(guān)鍵元件是拉力傳感器。其工作原理是：掛鉤上掛上重物，傳感器中拉力敏感電阻絲在拉力作用下發(fā)生形變，拉力敏感電阻絲的電阻也隨著發(fā)生變化，再經(jīng)相應(yīng)的測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)（電壓或電流），從而完成將所稱物體重量變換為電信號(hào)的過程。（1）簡述拉力敏感電阻絲的阻值隨拉力變化的原因_______________。（2）小明找到一根拉力敏感電阻絲RL，其阻值隨拉力變化的圖像如圖乙所示，再按圖丙所示電路制作了一個(gè)簡易“吊秤”。電路中電源電動(dòng)勢E約15 V，內(nèi)阻約2 Ω；靈敏毫安表量程為10 mA，內(nèi)阻約5 Ω；R是電阻箱，最大阻值是9 999 Ω；RL接在A、B兩接線柱上，通過光滑絕緣滑環(huán)可將重物吊起，接通電路完成下列操作。a．滑環(huán)下不吊重物時(shí)，調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電流表為某一合適示數(shù)I時(shí)，讀出電阻箱的讀數(shù)R1；b．滑環(huán)下吊上待測重物，測出電阻絲與豎直方向的夾角為θ；c．調(diào)節(jié)電阻箱，使__________，讀出此時(shí)電阻箱的讀數(shù)R2；d．算得圖乙直線的斜率k和截距b；則待測重物的重力G的表達(dá)式為G＝__________（用以上測得的物理量表示），測得θ＝53°（sin53°＝0.8，cos53°＝0.6），R1、R2分別為1 052 Ω和1 030 Ω，結(jié)合乙圖信息，可得待測重物的重力G＝________N（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。（3）針對(duì)小明的設(shè)計(jì)方案，為了提高測量重量的精度，你認(rèn)為下列措施可行的是__________。A．將毫安表換成量程不同，內(nèi)阻更小的毫安表B．將毫安表換成量程為10 μA的微安表C．將電阻箱換成精度更高的電阻箱D．適當(dāng)增大A、B接線柱之間的距離【解析】（1）電阻絲受拉力時(shí)，長度增加而橫截面積減小，根據(jù)電阻定律知其阻值增大；（2）根據(jù)等效替代法測電阻，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)仍為I；由其阻值隨拉力變化的圖像可得：k＝＝ Ω/N＝0.2 Ω/N由平衡條件得：2ΔF cos θ＝G由等效替代法測電阻得：ΔR＝R1－R2聯(lián)立解得：G＝可得待測重物的重力G＝ N＝132 N（3）為了提高測量重量的精度，將電阻箱換成精度更高的電阻箱，適當(dāng)增大A、B接線柱之間的距離，使得拉力敏感電阻絲的受力大一些。根據(jù)閉合電路歐姆定律得電流I＝只有幾毫安，所以不能將毫安表換成量程為10 μA的微安表，或不能將毫安表換成其他量程，故選C、D。答案：（1）電阻絲受拉力時(shí)，長度增加而橫截面積減小，根據(jù)電阻定律知其阻值增大?。?）c.電流表的示數(shù)仍為Id．　132　（3）C、D  課堂檢測·素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1.如圖，某學(xué)校創(chuàng)建綠色校園，甲為新裝的一批節(jié)能路燈，該路燈通過光控開關(guān)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制：電燈的亮度可自動(dòng)隨周圍環(huán)境的亮度改變而改變。如圖乙為其內(nèi)部電路簡化原理圖，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r，R1為光敏電阻（光照強(qiáng)度增大時(shí)，其電阻值減小）?，F(xiàn)增大光照強(qiáng)度，則下列判斷正確的是（　?。?/span>A．路端電壓不變   B．R0兩端電壓變大C．B燈變暗，A燈變亮     D．電源總功率不變【解析】選B。增大光照強(qiáng)度，光敏電阻的阻值減小，電路總電阻減小，總電流增大，電源內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，A錯(cuò)誤；通過A燈上的電流減小，則通過R0的電流增大，R0兩端的電壓變大，B燈上的電壓減小，A、B兩燈均變暗，B正確，C錯(cuò)誤；電源的總功率P＝EI會(huì)隨著總電流的增大而增大，D錯(cuò)誤。2.（2021·北京高二檢測）如圖所示是溫度自動(dòng)報(bào)警器的工作原理圖，圖中1是電磁鐵、2是銜鐵、3是觸點(diǎn)、4是水銀溫度計(jì)（水銀導(dǎo)電）。則下列說法正確的是（　?。?/span>A．溫度高于警戒溫度時(shí)，電鈴不報(bào)警、指示燈亮B．溫度低于警戒溫度時(shí)，電鈴報(bào)警、指示燈熄滅C．溫度高于警戒溫度時(shí)，指示燈亮、電鈴報(bào)警D．溫度低于警戒溫度時(shí)，指示燈亮、電鈴不響【解析】選D。溫度低于警戒溫度時(shí)，水銀柱下降，控制電路處于斷路狀態(tài)，電磁鐵沒有電流通過，電磁鐵沒有磁性，此時(shí)指示燈通過常閉觸點(diǎn)與工作電路接通，通路狀態(tài)指示燈亮，電鈴不報(bào)警，故B錯(cuò)誤，D正確；溫度高于警戒溫度時(shí)，水銀柱上升，控制電路處于接通狀態(tài)，電磁鐵中有電流通過，電磁鐵有磁性，此時(shí)電鈴?fù)ㄟ^觸點(diǎn)3與工作電路接通，電鈴報(bào)警，此通路狀態(tài)，指示燈的電路中沒有電流，燈不亮，故A、C錯(cuò)誤。【加固訓(xùn)練】（多選）某一熱敏電阻的阻值隨溫度的變化關(guān)系如圖（a）所示，利用此熱敏電阻制作溫控報(bào)警器，其電路的一部分如圖（b）所示，E為直流電源（電動(dòng)勢為9 V，內(nèi)阻可忽略），當(dāng)輸出電壓達(dá)到或超過6.0 V時(shí)，便觸發(fā)報(bào)警器（圖中未畫出）報(bào)警。若要求開始報(bào)警時(shí)環(huán)境溫度為50 ℃，則下列說法中正確的是（　?。?/span>A.R1應(yīng)使用熱敏電阻B．R2應(yīng)使用熱敏電阻C．R1為固定電阻，阻值為0.4 kΩD．R2為固定電阻，阻值為1.6 kΩ【解析】選A、D。溫度升高時(shí)，該熱敏電阻阻值減小，分得電壓減少。而溫度高時(shí)要求輸出電壓升高，以觸發(fā)報(bào)警，所以R1為熱敏電阻，R2為固定電阻；由圖線可知，溫度為50 ℃時(shí)，R1＝0.8 kΩ，由歐姆定律可得E＝I（R1＋R2），U＝IR2，代入數(shù)據(jù)解得R2＝1.6 kΩ，故A、D正確，B、C錯(cuò)誤。3.（2021·海口高二檢測）如圖是電熨斗的結(jié)構(gòu)圖，下列說法不正確的是（　　）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；溫度過高時(shí)，雙金屬片發(fā)生彎曲使上下觸點(diǎn)分離C．需要較高溫度熨燙時(shí)，要調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕，使升降螺絲下移并推動(dòng)彈性銅片下移D．雙金屬片溫度傳感器的作用是控制電路的通斷【解析】選A。由電路可知：溫度過高時(shí)，雙金屬片發(fā)生彎曲使上下觸點(diǎn)分離，因此雙金屬片上層金屬的膨脹系數(shù)應(yīng)大于下層金屬，A錯(cuò)誤，B正確；需要較高溫度熨燙時(shí)，要調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕，雙金屬片雖發(fā)生彎曲但不使觸點(diǎn)分離，應(yīng)使升降螺絲下移并推動(dòng)彈性銅片下移，C正確；利用雙金屬片熱脹冷縮控制電路的通斷，D正確。4.（2021·菏澤高二檢測）如圖所示為某居住小區(qū)門口利用光敏電阻設(shè)計(jì)的行人監(jiān)控裝置，R1為光敏電阻、R2為定值電阻，A、B接監(jiān)控裝置，則下列說法正確的是（　?。?/span>①當(dāng)有人通過而遮蔽光線時(shí)，A、B間的電壓增大②當(dāng)有人通過而遮蔽光線時(shí)，A、B間的電壓減小③當(dāng)僅增大R2的阻值時(shí)，A、B間的電壓增大④當(dāng)僅減小R2的阻值時(shí)，A、B間的電壓增大A．①③  B．①④  C．②③   D．②④【解析】選C。由電路圖可知，兩電阻串聯(lián)，監(jiān)控裝置與R2并聯(lián)。當(dāng)有人通過通道而遮蔽光線時(shí)，R1阻值變大，電路中的總電阻變大，電路中的電流變小，根據(jù)U＝IR可知，R2阻值不變時(shí)，其兩端的電壓變小，即A、B間電壓降低，故①錯(cuò)誤，②正確；當(dāng)僅增大R2的阻值時(shí)，電路中的總電阻變大，電路中的電流變小，電源的內(nèi)阻和R1阻值不變時(shí)，內(nèi)阻和R1兩端的電壓變小，則R2上的電壓變大，即A、B間電壓變大，故③正確；當(dāng)僅減小R2的阻值時(shí)，電路中的總電阻變小，電路中的電流變大，電源的內(nèi)阻和R1阻值不變時(shí)，內(nèi)阻和R1兩端的電壓變大，即A、B間電壓減小，故④錯(cuò)誤。5.某同學(xué)用光敏電阻和電磁繼電器等器材設(shè)計(jì)自動(dòng)光控照明電路。（1）光強(qiáng)（E）是表示光強(qiáng)弱程度的物理量，單位為坎德拉（cd）。如圖（a）所示是光敏電阻阻值隨光強(qiáng)變化的圖線，由此可得到的結(jié)論是____________________；（2）如圖（b）為電磁繼電器的構(gòu)造示意圖，其中L為含有鐵芯的線圈，P為可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的銜鐵，K為彈簧，S為一對(duì)觸頭，A、B、C、D為四個(gè)接線柱。工作時(shí)，應(yīng)將__________（選填“A、B”或“C、D”）接照明電路；（3）請(qǐng)?jiān)趫D（c）中用筆畫線代替導(dǎo)線，完成電路的連接；（4）已知電源電動(dòng)勢為3 V，內(nèi)阻很小，電磁鐵線圈電阻R0＝20.0 Ω，電流超過50 mA時(shí)可吸合銜鐵。如果要求光強(qiáng)達(dá)到2 cd時(shí)，照明電路恰好接通，則圖（c）中定值電阻R＝______Ω。【解析】（1）由圖像可得到的結(jié)論是：隨著光照強(qiáng)度的增加，光敏電阻的阻值迅速下降，進(jìn)一步增大光照強(qiáng)度，電阻值變化減小，然后逐漸趨向平緩；（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(shí)，應(yīng)將“C、D”接照明電路；（3）光敏電阻、定值電阻、電源與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）由圖（a）所示圖線可知，2 cd對(duì)應(yīng)的光敏電阻阻值R光敏＝18 Ω，由閉合電路歐姆定律可知I＝，代入數(shù)據(jù)解得R＝22 Ω。答案：（1）隨著光照強(qiáng)度的增加，光敏電阻的阻值迅速下降，進(jìn)一步增大光照強(qiáng)度，電阻值變化減小，然后逐漸趨向平緩（2） C、D?。?）圖見解析　?。?）22【加固訓(xùn)練】用壓敏電阻可制成壓力傳感器，它受到的壓力越大，輸出的電壓就越大，用它可以對(duì)汽車稱重。經(jīng)實(shí)測，某壓力傳感器輸出電壓與力的關(guān)系式為U＝×10－5F，將該壓力傳感器水平放置，并和電阻箱R′（最大電阻999.9 Ω）及部分其他器材組成了如圖所示的電路，閉合開關(guān)S，當(dāng)線圈中的電流I≥20 mA 時(shí)，電磁繼電器的銜鐵被吸合。已知繼電器線圈的電阻為30 Ω，繼電器控制電路的電壓由傳感器的輸出電壓U提供。（假設(shè)U不受繼電器電路影響）（1）當(dāng)壓力增加到一定程度時(shí)，電鈴報(bào)警，說明汽車超載，則圖中電鈴應(yīng)接在________（選填“A、B”或“C、D”）兩端。（2）為使車重G≥3.6×105 N時(shí)啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，則電阻箱R′的電阻應(yīng)調(diào)節(jié)到________Ω。（3）通過調(diào)整電阻箱R′的阻值，可以調(diào)整報(bào)警車重，能使該裝置報(bào)警的最小車重為__________N。【解析】（1）當(dāng)壓力增大到一定程度時(shí)，壓力傳感器輸出電壓達(dá)到一定數(shù)值，線圈中電流大于或等于20 mA時(shí)，電磁繼電器的銜鐵被吸合，C、D間的電路就會(huì)被接通，因此電鈴應(yīng)接在C、D之間。（2）當(dāng)F＝3.6×105 N時(shí)，由U＝×10－5F，可得U＝3 V，而使得電磁繼電器的銜鐵被吸合的最小電流為20 mA，故電路總電阻R總＝ Ω＝150 Ω，所以電阻箱接入電路的阻值R′＝R總－R線＝150 Ω－30 Ω＝120 Ω。（3）因?yàn)槭闺姶爬^電器銜鐵被吸合的最小電流I＝20 mA＝0.02 A，繼電器線圈的電阻R線＝30 Ω，所以要使該裝置報(bào)警，壓力傳感器輸出的電壓最小值為U最小＝IR線＝0.02 A×30 Ω＝0.6 V，由公式可知，輸出電壓為0.6 V時(shí)，對(duì)應(yīng)的壓力為7.2×104 N。答案：（1）C、D?。?）120?。?）7.2×104

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高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊(cè)電子課本

3 利用傳感器制作簡單的自動(dòng)控制裝置

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