5.3利用傳感器制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置（解析版）-2025年高二物理同步培優(yōu)講練（人教版選擇性必修第二冊(cè)）

5.3利用傳感器制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)物理素養(yǎng)1.進(jìn)一步理解常用傳感器的工作原理及應(yīng)用.2.學(xué)會(huì)利用傳感器制作自動(dòng)控制裝置．物理觀念：會(huì)利用干簧管制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置，如門窗防盜報(bào)警裝置?？茖W(xué)思維：會(huì)利用光敏電阻制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置，如光控開關(guān)。?？茖W(xué)探究：通過(guò)制作自動(dòng)控制裝置，初步養(yǎng)成針對(duì)學(xué)習(xí)和生活中的問(wèn)題，設(shè)計(jì)方案、動(dòng)手實(shí)踐的意識(shí)和習(xí)慣。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：設(shè)置實(shí)際生活中的應(yīng)用場(chǎng)景，電路控制分析、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路并組裝完成，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、提升對(duì)物理學(xué)的興趣有極大的益。002思維導(dǎo)圖003知識(shí)梳理課前研讀課本，梳理基礎(chǔ)知識(shí)：設(shè)計(jì)自動(dòng)控制電路時(shí)，一般按照以下的思路進(jìn)行。（1）根據(jù)題目給出的儀器和要求畫出控制電路和工作電路?？刂齐娐酚呻娫?、開關(guān)、光敏電阻（或熱敏電阻等其他敏感元件）、電磁繼電器和導(dǎo)線等組成；工作電路由電源、用電器（燈泡、電熱絲或其他用電器）、導(dǎo)線等組成。這兩個(gè)電路相互獨(dú)立，又通過(guò)電磁繼電器相關(guān)聯(lián)，電磁繼電器實(shí)際上是工作電路的開關(guān)。（2）分析自控電路的合理性。電路設(shè)計(jì)完成后，要對(duì)它的合理性進(jìn)行分析，用光照射光敏電阻或?qū)崦綦娮柽M(jìn)行加熱，檢查工作電路的接通和斷開是否符合實(shí)際要求。例如，自控路燈電路的設(shè)計(jì)要求是白天切斷工作電路，使路燈熄滅，晚上接通工作電路，使路燈發(fā)光。004題型精講【題型一】門窗防盜報(bào)警裝置1.實(shí)驗(yàn)器材和裝置干簧管作為傳感器，用于感知磁體磁場(chǎng)是否存在．繼電器(虛線框部分)作為執(zhí)行裝置．發(fā)光二極管LED作為電路正常工作提示，R為發(fā)光二極管的限流電阻，起保護(hù)作用．蜂鳴器H作為報(bào)警提醒．電路設(shè)計(jì)如圖．2．電路工作原理當(dāng)門窗緊閉時(shí)，磁體M靠近干簧管SA，干簧管兩簧片被磁化相吸，繼電器接通而工作．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，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．3．實(shí)驗(yàn)操作(1)檢查干簧管．用磁體直接靠近干簧管，觀察干簧管簧片能否正常動(dòng)作．(2)連接電路．連接電路前，要檢查其他元件是否也能正常工作．(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．【典型例題1】如圖所示是某保密室的防盜報(bào)警電路，當(dāng)有人闖入保密室時(shí)會(huì)使開關(guān)S閉合．下列說(shuō)法正確的是()A．電磁繼電器與發(fā)電機(jī)工作原理相同B．電磁鐵的磁性強(qiáng)弱只與電流大小有關(guān)C．電磁鐵工作時(shí)，上端為S極D．當(dāng)有人闖入保密室時(shí)，b燈亮【答案】D【解析】電磁繼電器是利用電流的磁效應(yīng)工作的，發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)原理制成的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電磁鐵的磁性強(qiáng)弱和電流大小、線圈的匝數(shù)及有無(wú)鐵芯有關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由題圖可知電磁鐵工作時(shí)線圈中電流的方向，根據(jù)安培定則可知，電磁鐵工作時(shí)，上端為N極，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)有人闖入保密室時(shí)會(huì)使開關(guān)S閉合，電磁鐵有磁性，吸引銜鐵向下移動(dòng)，b燈所在電路接通，b燈亮，選項(xiàng)D正確．【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】門窗防盜報(bào)警裝置（1）實(shí)驗(yàn)器材和裝置干簧管作為傳感器，用于感知磁體磁場(chǎng)是否存在。繼電器（虛線框部分）作為執(zhí)行裝置。發(fā)光二極管LED作為電路正常工作提示，R為發(fā)光二極管的限流電阻，起保護(hù)作用。蜂鳴器H作為報(bào)警提醒。電路設(shè)計(jì)如圖。（2）電路工作原理當(dāng)門窗緊閉時(shí)，磁體M靠近干簧管SA，干簧管兩簧片被磁化相吸，繼電器接通而工作。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，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。（3）實(shí)驗(yàn)操作①檢查干簧管：用直接靠近干簧管，觀察干簧管簧片能否正常動(dòng)作。②連接電路：連接電路前，要檢查其他元件是否也能正常工作。③接通電源后，將，分別觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?！敬鸢浮看朋w磁體靠近和離開干簧管【解析】①[1]用磁體直接靠近干簧管，觀察干簧管簧片能否正常動(dòng)作。③[2]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?！绢}型二】光控開關(guān)1．實(shí)驗(yàn)器材和裝置光敏電阻完成光信號(hào)向電信號(hào)的轉(zhuǎn)變．晶體三極管將電流進(jìn)行放大，同時(shí)具有完成斷路和接通的開關(guān)作用．發(fā)光二極管LED模仿路燈．電路設(shè)計(jì)如圖甲．為了能夠驅(qū)動(dòng)更大功率的負(fù)載，需用繼電器來(lái)啟、閉另外的供電電路，如圖乙所示．2．電路工作原理(1)光較強(qiáng)時(shí)，光敏電阻阻值小，三極管不導(dǎo)通，繼電器斷路，處于常開狀態(tài)，小燈泡L不亮．(2)光較弱時(shí)，光敏電阻阻值變大，三極管導(dǎo)通，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，點(diǎn)亮小燈泡L.3．實(shí)驗(yàn)操作(1)連接電路，檢查無(wú)誤后，接通電源．(2)用白光照射光敏電阻，調(diào)節(jié)R1，使發(fā)光二極管LED或小燈泡L剛好不發(fā)光．(3)減弱光敏電阻的光照強(qiáng)度，當(dāng)光減弱到某種程度時(shí)，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)，發(fā)光二極管LED或小燈泡L熄滅．【典型例題2】某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)聲、光燈光控制系統(tǒng)。聲、光控制開關(guān)需要同時(shí)滿足光線較暗、有活動(dòng)聲音時(shí)才接通電路的工作要求。其示意圖如圖（甲）所示。（1）聲、光控制開關(guān)中的聲控繼電器與光控繼電器是（填“并聯(lián)”或“串聯(lián)”）關(guān)系。（2）其中光控繼電器的電路結(jié)構(gòu)如圖（乙）所示。已知環(huán)境亮度越大，光敏元件阻值越小，當(dāng)電路電流小于某閾值I0時(shí)，繼電器開始工作。在設(shè)定的光照度條件下調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使繼電器恰好開始工作，此時(shí)電流表示數(shù)如圖（丙）所示，此時(shí)I0=A。（3）為了節(jié)約用電，需要降低光照度閾值，應(yīng)該把滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)?！敬鸢浮看?lián)0.42小【解析】（1）[1]由于聲、光控制開關(guān)需要同時(shí)滿足光線較暗、有活動(dòng)聲音時(shí)才接通電路的工作要求，可知聲、光控制開關(guān)中的聲控繼電器與光控繼電器是串聯(lián)關(guān)系。（2）[2]圖丙中電流表的量程為0.6A，精度為0.02A，根據(jù)電流表的讀數(shù)規(guī)律，可知，該電流表的讀數(shù)為0.42A。（3）[3]由于環(huán)境亮度越大，光敏元件阻值越小，則當(dāng)降低光照度閾值時(shí)，對(duì)應(yīng)光敏電阻的阻值增大，由于電路電流小于某閾值I0時(shí)，繼電器開始工作，可知此時(shí)應(yīng)把滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)小。【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2】為了節(jié)能環(huán)保，一些公共場(chǎng)所使用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng)。光控開關(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發(fā)生變化的元件（照度可以反映光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)，照度越大，照度單位為lx）。（1）某光敏電阻R在不同照度下的阻值如下表，根據(jù)表中已知數(shù)據(jù)，在如圖甲的坐標(biāo)系中描繪出了阻值隨照度變化的曲線。由圖像可求出照度為0.6lx時(shí)的電阻約為kΩ。（2）如圖乙，是街道路燈自動(dòng)控制設(shè)計(jì)電路，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(dá)到天亮燈熄、天暗燈亮的效果，路燈應(yīng)接在（填“AB”或“BC”）之間?！敬鸢浮?.8kΩAB【解析】（1）[1]從圖像上可以看出當(dāng)照度為0.6lx時(shí)的電阻約為；（2）[2]當(dāng)天亮?xí)r，光敏電阻的阻值變小，所以回路中電流增大，則銜鐵被吸下來(lái)，此次觸片和下方接觸，此時(shí)燈泡應(yīng)該熄滅，所以燈泡應(yīng)接在AB之間?！绢}型三】熱敏電阻的應(yīng)用 【典型例題3】如圖甲所示為一個(gè)簡(jiǎn)單恒溫箱的電路圖，其溫控電路由一熱敏電阻R和繼電器組成，圖乙為該熱敏電阻的圖像。初始時(shí)繼電器的銜鐵吸附在M端，當(dāng)線圈中的電流大于或等于30mA時(shí)，銜鐵被吸合到N端，則加熱電路停止工作。已知繼電器線圈的電阻為，為繼電器線圈供電的電池電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻不計(jì)，圖甲中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源。

(1)應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在端（選填“A、B”或“C、D”）。(2)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持，熱敏電阻R的阻值為，可變電阻的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為?！敬鸢浮?1)A、B(2)90190【解析】（1）當(dāng)溫度較低的時(shí)候，熱敏電阻R的電阻較大，電路中的電流較小，此時(shí)繼電器的銜鐵與AB部分連接，此時(shí)是需要加熱的，恒溫箱內(nèi)的加熱器要工作，所以該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在A、B端。（2）[1]由圖可知如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持，熱敏電阻R的阻值為[2]當(dāng)溫度達(dá)到100℃時(shí)，加熱電路就要斷開，此時(shí)的繼電器的銜鐵要被吸合，即控制電路的電流要到達(dá)I=30mA=0.03A根據(jù)閉合電路歐姆定律可得解得可變電阻的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3】某項(xiàng)目式學(xué)習(xí)小組，在老師帶領(lǐng)下設(shè)計(jì)了一個(gè)汽車輪胎溫度報(bào)警器，其電路如圖甲所示，其中溫度傳感器RT（核心部件在常溫下阻值約為幾千歐姆的熱敏電阻）與一塊變阻箱并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器R1的最大阻值為10kΩ，電路中沒有使用電流表，而是將一塊滿偏電壓表與定值電阻R0=90Ω并聯(lián)，電源不計(jì)內(nèi)阻，且U=3V。(1)在連接電路時(shí)可供選擇的變阻箱有兩個(gè)不同規(guī)格：阻值范圍為0-999.99Ω的變阻箱R2；阻值范圍為0-9999.9Ω的變阻箱R3。應(yīng)該選用（選填“R2”或“R3”）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(2)連接好電路后，在老師的帶領(lǐng)下同學(xué)們測(cè)量溫度傳感器RT“溫度一電阻”變化規(guī)律。閉合開關(guān)前應(yīng)將變阻器R1的滑片往（選填“a”或“b”）端滑。(3)將圖乙所示的傳感器測(cè)溫探頭放在溫度不斷上升的水中，然后做如下操作：將S2閉合到“1”位置，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表的示數(shù)為U0（接近滿偏），再迅速將開關(guān)S2閉合到“2”位置，調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表示數(shù)再次為U0（忽略該操作過(guò)程液體溫度變化），此時(shí)變阻箱的阻值就是溫度傳感器熱敏電阻RT在此溫度下的阻值。待溫度上升下一個(gè)記錄溫度時(shí)，重復(fù)上述操作得到了下表數(shù)據(jù)。溫度/℃0102030405060708090100阻值/kΩ9.995.203.001.601.000.700.830.400.310.240.20請(qǐng)?jiān)趫D丙坐標(biāo)紙上將剩余的點(diǎn)描完，并繪出熱敏電阻，RT的阻值隨溫度變化規(guī)律。(4)有同學(xué)利用測(cè)出的熱敏電阻RT的阻值隨溫度變化規(guī)律，又設(shè)計(jì)了如圖丁所示電路圖，采用量程為300μA內(nèi)阻為90Ω的電流表，將其改裝成3mA和15mA的量程，可以實(shí)現(xiàn)變檔測(cè)溫，通過(guò)控制開關(guān)S1能夠?qū)崿F(xiàn)0~40℃和0~100℃的兩種測(cè)溫范圍，改裝后的電流表不同檔位對(duì)應(yīng)不同測(cè)溫范圍。由此可推測(cè)Rc=Ω。將開關(guān)S1接到（選填“c”或“d”）測(cè)溫量程為0~100℃?！敬鸢浮?1)(2)b(3)見解析(4)2c【解析】（1）由于溫度傳感器RT在常溫下阻值約為幾千歐姆，則變阻箱應(yīng)該選用。（2）閉合開關(guān)前，為了保證電表安全，將變阻器R1的滑片往b端滑。（3）根據(jù)表格數(shù)據(jù)描出剩余點(diǎn)，并作出RT的阻值隨溫度變化的圖線如圖所示（4）[1]采用量程為300μA內(nèi)阻為90Ω的電流表，將其改裝成3mA和15mA的量程，則有聯(lián)立解得，[2]當(dāng)開關(guān)S1接到c時(shí)，改裝的電流表量程為15mA，電流表的內(nèi)阻為當(dāng)開關(guān)S1接到d時(shí)，改裝的電流表量程為3mA，電流表的內(nèi)阻為當(dāng)溫度為100℃時(shí)，，若將開關(guān)S1接到c，則有若將開關(guān)S1接到d，則有可知將開關(guān)S1接到c測(cè)溫量程為0~100℃。00501強(qiáng)化訓(xùn)練【基礎(chǔ)強(qiáng)化】1．小欣同學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)校樓道的燈，白天不亮，晚上經(jīng)過(guò)樓道時(shí)，發(fā)出聲音才亮，她經(jīng)過(guò)調(diào)查了解到樓道的燈使用聲、光控照明系統(tǒng)，聲、光控開關(guān)需要同時(shí)滿足光線較暗、有活動(dòng)聲音時(shí)才打開的工作要求（電源及電流表內(nèi)阻不計(jì)），其示意圖如圖甲所示。

（1）聲控開關(guān)和光控開關(guān)的連接方式為（填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）。（2）其中光控開關(guān)的結(jié)構(gòu)如圖乙所示，現(xiàn)用多用電表測(cè)量電磁繼電器的等效電阻，將多用電表的選擇開關(guān)置于“”擋，再將紅，黑表筆短接，調(diào)零后，測(cè)量的示數(shù)如圖丁所示，則電磁繼電器的等效電阻為。光敏電阻的阻值隨照度（照度可以反映光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)，照度越大，單位為lx）的變化關(guān)系如圖丙所示，由圖丙可知隨光照強(qiáng)度的增加，光敏電阻的阻值（選填“增大”、“減小”或“不變”）。

（3）已知光控開關(guān)的電源電動(dòng)勢(shì)為，電阻箱的阻值為。若設(shè)計(jì)要求當(dāng)流過(guò)電磁繼電器的電流為時(shí)，光控開關(guān)閉合，則此時(shí)的照度約為lx。為了節(jié)約用電，需要降低光照度值，應(yīng)該把電阻箱的阻值調(diào)（選填“大”、或“小”）。

【答案】串聯(lián)20減小0.6小【解析】（1）[1]聲、光控開關(guān)需要同時(shí)滿足光線較暗、有活動(dòng)聲音時(shí)才打開的工作要求，所以聲控開關(guān)和光控開關(guān)的連接方式為串聯(lián)。（2）[2]由圖丁所示可知，電磁繼電器的等效電阻為20。[3]由圖丙可知，隨光照強(qiáng)度的增加，光敏電阻的阻值減小。（3）[4]由閉合電路歐姆定律可得解得此時(shí)光敏電阻的阻值

有圖丙可知此時(shí)的照度約為0.6lx。[5]為了節(jié)約用電，需要降低光照度值，由以上計(jì)算可知，應(yīng)該把電阻箱的阻值調(diào)小。2．為節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境，公共場(chǎng)所使用聲、光控照明系統(tǒng)，聲、光控開關(guān)需要同時(shí)滿足光線較暗、有活動(dòng)聲音時(shí)才打開的工作要求（電源及電流表內(nèi)阻不計(jì)），其示意圖如圖甲所示。（1）聲控開關(guān)和光控開關(guān)的連接方式為（填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）。（2）其中光控開關(guān)的結(jié)構(gòu)如圖乙所示，現(xiàn)用多用電表測(cè)量電磁繼電器的等效電阻，將多用電表的選擇開關(guān)置于“”擋，再將紅，黑表筆，調(diào)零后，測(cè)量的示數(shù)如圖丁所示，則電磁繼電器的等效電阻為。光敏電阻的阻值隨照度（照度可以反映光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)，照度越大，單位為lx）的變化關(guān)系如圖丙所示，由圖丙可知隨光照強(qiáng)度的增加，光敏電阻的阻值。（3）已知光控開關(guān)的電源電動(dòng)勢(shì)為，電阻箱的阻值為。若設(shè)計(jì)要求當(dāng)流過(guò)電磁繼電器的電流為時(shí)，光控開關(guān)閉合，則此時(shí)的照度約為lx。為了節(jié)約用電，需要降低光照度值，應(yīng)該把電阻箱的阻值調(diào)?！敬鸢浮看?lián)短接/減小0.6小【解析】（1）[1]因要同時(shí)滿足光線較暗、有活動(dòng)聲音時(shí)才打開的要求，所以光控和聲控開關(guān)必須是串聯(lián)關(guān)系。（2）[2]多用電表測(cè)電阻的步驟是機(jī)械調(diào)零，選擋位，再歐姆調(diào)零，最后測(cè)量讀數(shù)。所以選擋后應(yīng)進(jìn)行歐姆調(diào)零，即將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在表盤右側(cè)零刻線上。[3]歐姆表的讀數(shù)可估讀一位或不估讀。電磁繼電器的等效電阻為[4]觀察丙圖可知，隨光照強(qiáng)度的增加，光敏電阻的阻值減小。（3）[5]由閉合電路歐姆定律有解得由圖丙可知此時(shí)照度為；[6]要降低光照度值，即要在低照度條件下才打開，光敏電阻阻值變大，要在繼電器電流為時(shí)亮燈，由閉合電路歐姆定律可知，需調(diào)小電阻箱阻值。3．小明利用熱敏電阻設(shè)計(jì)了一個(gè)“過(guò)熱自動(dòng)報(bào)警電路”，如圖甲所示（虛線框內(nèi)的連接沒有畫出）。將熱敏電阻R安裝在需要探測(cè)溫度的地方，當(dāng)環(huán)境溫度正常時(shí)，繼電器的上觸點(diǎn)接觸，下觸點(diǎn)分離，指示燈亮；當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)某一值時(shí)，繼電器的下觸點(diǎn)接觸，上觸點(diǎn)分離，警鈴響。圖甲中繼電器的供電電源，內(nèi)阻不計(jì)，繼電器線圈用漆包線繞成，其電阻。當(dāng)線圈中的電流大于等于時(shí)，繼電器的銜鐵將被吸合，警鈴響。圖乙是熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖像。

（1）由圖乙可知，當(dāng)環(huán)境溫度為時(shí)，熱敏電阻阻值為；（2）由圖乙可知，當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，熱敏電阻阻值將（選填“增大”、“減小”或“不變”），繼電器的磁性將（選填“增強(qiáng)”、“減弱”或“不變”）；（3）圖甲中指示燈的接線柱D應(yīng)與接線柱相連（均選填“A”或“B”）；（4）當(dāng)環(huán)境溫度大于等于時(shí)，警鈴報(bào)警。【答案】30/29/31減小增強(qiáng)A40/39/41【解析】（1）[1]由圖乙可知，當(dāng)環(huán)境溫度為時(shí)，熱敏電阻阻值為。（2）[2]由圖乙可知，當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，熱敏電阻阻值將減小。[3]熱敏電阻阻值減小，則流過(guò)繼電器的電流增大，磁性增強(qiáng)。（3）[4]由于繼電器的上觸點(diǎn)接觸，下觸點(diǎn)分離，指示燈亮。所以圖甲中指示燈的接線柱D應(yīng)與接線柱A相連。（4）[5]當(dāng)線圈中的電流大于等于時(shí)，繼電器的銜鐵將被吸合，警鈴響。根據(jù)歐姆定律得此時(shí)溫度為，則環(huán)境溫度大于等于時(shí)，警鈴報(bào)警。4．某一熱敏電阻的阻值R隨溫度變化的圖線如圖甲所示，現(xiàn)要利用該熱敏電阻組裝一個(gè)報(bào)警系統(tǒng)，要求當(dāng)熱敏電阻的溫度達(dá)到或超過(guò)60℃時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警。提供的器材有：熱敏電阻報(bào)警器（內(nèi)阻很小，流過(guò)的電流超過(guò)Ic時(shí)就會(huì)報(bào)警，Ic約為10mA，流過(guò)的電流超過(guò)20mA時(shí)，報(bào)警器可能損壞），電阻箱（最大阻值為999.9Ω），直流電源（輸出電壓為18V，內(nèi)阻不計(jì)），滑動(dòng)變阻器（最大阻值為2000Ω），單刀雙擲開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干。

（1）由甲圖可知，熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而（選填“增大”或“減小”）；（2）按乙圖所示的電路圖組裝電路，并按照下列步驟調(diào)節(jié)此報(bào)警系統(tǒng)；①電路接通前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于（選填“a”或“b”）端附近；②若已知該熱敏電阻在60℃時(shí)阻值為650.0Ω。則根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，先將電阻箱調(diào)到一固定的阻值，這一阻值為Ω；③將開關(guān)向（填“c”或“d”）端閉合，緩慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，直至報(bào)警器開始報(bào)警。（3）保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，將開關(guān)向另-端閉合，報(bào)警系統(tǒng)即可正常使用?！敬鸢浮繙p小b650.0c【解析】（1）[1]由甲圖可知，熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小。（2）①[2]為防止接通電源后，流過(guò)報(bào)警器的電流會(huì)超過(guò)20mA，報(bào)警器可能損壞，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于b端。②[3]本題采用的是等效替換法，先用變阻箱來(lái)代替熱敏電阻，所以變阻箱的阻值要調(diào)節(jié)到系統(tǒng)報(bào)警時(shí)熱敏電阻的臨界電阻，也就是在60℃時(shí)的阻值為650.0Ω。③[4]先把變阻箱的電阻接入電路，即將開關(guān)向c端閉合，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的電阻，調(diào)至報(bào)警器開始報(bào)警時(shí)，保持滑動(dòng)變阻器的阻值不變，接到熱敏電阻上，即開關(guān)接d端，當(dāng)熱敏電阻的阻值是650.0Ω時(shí)，也就是溫度達(dá)到了60℃，報(bào)警器開始報(bào)警。報(bào)警系統(tǒng)即可正常使用?！舅仞B(yǎng)提升】5．門窗防盜報(bào)警裝置（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模寒?dāng)門窗緊閉時(shí)，蜂鳴器不響，指示燈；當(dāng)門窗被打開時(shí)，蜂鳴器發(fā)出聲音警報(bào)，指示燈。（2）實(shí)驗(yàn)思路：可利用在磁場(chǎng)中的特性實(shí)現(xiàn)上述功能。如圖所示，門的上沿嵌入一小塊永磁體M，門框內(nèi)與M相對(duì)的位置嵌入干簧管SA，并將干簧管接入報(bào)警電路。干簧管可將門與門框的相對(duì)位置這一非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電路的?！敬鸢浮苛翜绺苫晒芡〝唷窘馕觥浚?）[1][2]實(shí)驗(yàn)?zāi)康模寒?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)出聲音警報(bào)，指示燈滅。（2）[3][4]實(shí)驗(yàn)思路：可利用干簧管在磁場(chǎng)中的特性實(shí)現(xiàn)上述功能。如圖所示，門的上沿嵌入一小塊永磁體M，門框內(nèi)與M相對(duì)的位置嵌入干簧管SA，并將干簧管接入報(bào)警電路。干簧管可將門與門框的相對(duì)位置這一非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電路的通斷。6．如圖是某同學(xué)用分體式位移傳感器測(cè)量位移的大小的實(shí)驗(yàn)截屏，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中該同學(xué)將位移傳感器的發(fā)射端固定在小車上，接收端固定在傾斜軌道上。該同學(xué)從軌道底部位置反復(fù)將小車反復(fù)往上推（該動(dòng)作瞬間完成）請(qǐng)根據(jù)圖像完成下列分析：（1）由圖可知前8s內(nèi)小車的位移大約為m。（2）位移傳感器的接收端安裝在軌道的（填“頂端”或者“底端”）。（3）該同學(xué)第2次推小車發(fā)生在s?！敬鸢浮?.53頂端6.2（或6.3）【解析】（1）[1]由圖可知前8s內(nèi)小車的位移大約為（2）[2]位移時(shí)間圖像的斜率表示速度，根據(jù)圖像可知，0時(shí)刻開始時(shí)刻，圖線斜率的絕對(duì)值增大，即為加速過(guò)程，即小車開始時(shí)刻由上向下做加速運(yùn)動(dòng)，而小車的位移開始處于變大狀態(tài)可知位移傳感器的接收端安裝在軌道的頂端。（3）[3]g根據(jù)上述可知，在之間第一次將小車向上推，在4s時(shí)刻小車速度減小為0，隨后沿軌道下滑，之后在約為6.2s時(shí)刻第2次向上推小車。7．如圖甲所示，是某種材料制成的電阻隨攝氏溫度變化的圖象，若用該電阻與電池（電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻不計(jì)）、電流表（量程為，內(nèi)阻不計(jì)）、電阻箱串聯(lián)起來(lái)，連接成如圖乙所示的電路，用該電阻做測(cè)溫探頭，把電流表的電流刻度改為相應(yīng)的溫度刻度，就得到了一個(gè)簡(jiǎn)單的“金屬電阻溫度計(jì)”。（1）該熱敏電阻最有可能的是由制作而成的（選填字母）A、金屬合金材料

B、半導(dǎo)體硅材料

C、塑料材料（2）電流刻度逐漸變大，材料所處環(huán)境對(duì)應(yīng)的溫度在；（選填"變大”或“變小”）（3）若電阻箱阻值，當(dāng)電流為時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度數(shù)值為?！敬鸢浮緼變小100【解析】（1）[1]該熱敏電阻的特性為隨溫度升高，阻值增大，構(gòu)成正溫度系數(shù)的敏感電阻，則一定是金屬材料，故選A；（2）[2]根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知電流刻度逐漸變大，即電阻逐漸減小，對(duì)應(yīng)的材料所處環(huán)境對(duì)應(yīng)的溫度在變?。唬?）[3]若電阻箱阻值，當(dāng)電流為時(shí)，由閉合電路的歐姆定律有解得而熱敏電阻隨溫度的函數(shù)為代入阻值解得溫度為8．某物理興趣小組欲利用壓力傳感器制作成“蘋果自動(dòng)分揀裝置”。(1)已知某型號(hào)的壓力傳感器RN，在不同壓力下，其阻值約為十幾千歐~幾十千歐之間。為了精確測(cè)量傳感器在不同壓力下的阻值，實(shí)驗(yàn)室提供了以下器材：電源E（電動(dòng)勢(shì)為3V、內(nèi)阻未知）電流表A?（量程250μA、內(nèi)阻約為50Ω）電流表A?（量程10mA、內(nèi)阻約為5Ω）電壓表V?（量程3V、內(nèi)阻約為3kΩ）電壓表V?（量程15V、內(nèi)阻約為15kΩ）滑動(dòng)變阻器R?（阻值0~10Ω、額定電流為2A）滑動(dòng)變阻器R?（阻值0~1000Ω、額定電流為0.5A）①為了盡可能提高測(cè)量的準(zhǔn)確性，電流表應(yīng)選，電壓表應(yīng)選，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選。（填寫器材名稱代號(hào)）②選出最合理的實(shí)驗(yàn)電路。A．

B．C．

D．(2)某物理興趣小組通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)測(cè)得傳感器的阻值RN隨壓力F變化的關(guān)系圖像如圖甲所示，并利用該壓力傳感器設(shè)計(jì)了如圖乙所示的“蘋果自動(dòng)分揀裝置”。該裝置能把大小不同的蘋果，按一定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)分揀為大蘋果和小蘋果。裝置中托盤置于壓力傳感器，上，托盤重力不計(jì)，蘋果經(jīng)過(guò)托盤時(shí)對(duì)RN產(chǎn)生壓力。初始狀態(tài)銜鐵水平，當(dāng)R0兩端電壓（時(shí)可激勵(lì)放大電路使電磁鐵工作，吸動(dòng)銜鐵，并保持一段時(shí)間，確保蘋果在銜鐵上運(yùn)動(dòng)時(shí)電磁鐵保持吸合狀態(tài)。已知電源電動(dòng)勢(shì)E=6V，內(nèi)阻不計(jì)，重力加速度取若要將質(zhì)量大于等于200g和質(zhì)量小于200g的蘋果分揀開，應(yīng)將R0的阻值調(diào)為（保留3位有效數(shù)字），此時(shí)質(zhì)量小于200g的蘋果將通過(guò)（選填“上通道”、“下通道”）。【答案】(1)A?V?R?D(2)12.0（11.5~12.5均可）上通道【解析】（1）[1][2][3]電動(dòng)勢(shì)為3V，則電壓表選擇V1；電路中可能達(dá)到的最大電流數(shù)量級(jí)為則電流表選擇A1；滑動(dòng)變阻器要接成分壓電路，則應(yīng)該選擇阻值較小的R?；[4]因Rx遠(yuǎn)大于RA，可知采用電流表內(nèi)接；滑動(dòng)變阻器用分壓電路，則電路圖選擇D；（2）當(dāng)200g的蘋果通過(guò)壓敏電阻時(shí)壓力為F=0.2×10N=2N，此時(shí)RN=24kΩ，則此時(shí)R0兩端電壓解得R0=12.0kΩ質(zhì)量小于200g的蘋果通過(guò)壓敏電阻時(shí)壓力較小，壓敏電阻阻值較大，R0電壓小于2V，不能激勵(lì)放大電路使電磁鐵工作吸動(dòng)銜鐵，則小于20