利用傳感器制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置(學(xué)生版)

實(shí)驗(yàn)十五利用傳感器制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置[選擇性必修第二冊(cè)]1.閱讀教材第五章第一節(jié)“神奇的傳感器”這一內(nèi)容，認(rèn)識(shí)傳感器的工作原理。2.閱讀教材第五章第一節(jié)“傳感器的組成與應(yīng)用模式”這一內(nèi)容，知道傳感器的應(yīng)用模式。3.閱讀教材第五章第2節(jié)的內(nèi)容，請(qǐng)你總結(jié)出光敏電阻、金屬熱電阻、熱敏電阻的特性。4.閱讀教材第五章第3節(jié)的內(nèi)容，理解門窗防盜報(bào)警裝置、光控開關(guān)的設(shè)計(jì)原理。5.請(qǐng)完成教材第五章第2節(jié)【練習(xí)與應(yīng)用】T3。6.請(qǐng)完成教材第五章第3節(jié)【練習(xí)與應(yīng)用】T3?？键c(diǎn)一熱敏電阻的特性及應(yīng)用一、熱敏電阻1.熱敏電阻熱敏電阻一般由半導(dǎo)體材料制成，其電阻隨溫度的變化明顯，溫度升高電阻，如圖甲所示為某一熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性曲線。2.金屬熱電阻有些金屬的電阻率隨溫度的升高而，這樣的電阻也可以制作溫度傳感器，稱為熱電阻，如圖乙所示為某金屬導(dǎo)線電阻的溫度特性曲線．3.作用熱敏電阻和金屬熱電阻都能夠把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量。注意：在工作溫度范圍內(nèi)，電阻值隨溫度上升而增加的是正溫度系數(shù)(PTC)熱敏電阻器；電阻值隨溫度上升而減小的是負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻器。二、研究熱敏電阻的熱敏特性1.實(shí)驗(yàn)步驟(1)按如圖所示連接好電路，將熱敏電阻絕緣處理。(2)(3)向燒杯中注入少量的冷水，使熱敏電阻浸沒在冷水中，記下溫度計(jì)的示數(shù)和多用電表測(cè)量的熱敏電阻的阻值。2.數(shù)據(jù)處理(1)根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，把測(cè)量到的溫度、電阻值填入表中，分析熱敏電阻的特性。(2)在坐標(biāo)系中，粗略畫出熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖線。(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和R-t圖線，得出結(jié)論。3.注意事項(xiàng)在做本實(shí)驗(yàn)時(shí)，加開水后要等一會(huì)兒再測(cè)其阻值，以使電阻溫度與水的溫度相同，并同時(shí)讀出水溫。某實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行“探究熱敏電阻的溫度特性”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室提供如下器材：熱敏電阻Rt(常溫下約8kΩ)、溫度計(jì)、電流表A(量程1mA，內(nèi)阻約200Ω)、電壓表V(量程3V，內(nèi)阻約10(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)所提供的器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，畫在圖甲所示的方框中。(2)(3)閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P應(yīng)置于________(填“a”或“b”)端。(4)實(shí)驗(yàn)小組利用正確連接的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量出不同溫度下的電阻值，畫出該熱敏電阻的Rt-t圖像如圖丙中的實(shí)測(cè)曲線，與圖中理論曲線相比二者有一定的差異。除了偶然誤差外，關(guān)于產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因或減小系統(tǒng)誤差的方法，下列說法中正確的是________。A.電流表的分壓造成電阻的測(cè)量值總比真實(shí)值大B.電壓表的分流造成電阻的測(cè)量值總比真實(shí)值小C.溫度升高到一定值后，電流表宜采用外接法D.溫度升高到一定值后，電流表宜采用內(nèi)接法(2022·湖北省黃岡市蘄春縣實(shí)驗(yàn)高中模擬訓(xùn)練)如圖所示，圖甲為熱敏電阻的Rt圖像，圖乙為用此熱敏電阻和繼電器組成的一簡(jiǎn)易溫控開關(guān)，繼電器的電阻為60Ω。當(dāng)繼電器電流超過10mA時(shí)，銜鐵吸合，加熱器停止加熱，實(shí)現(xiàn)溫控。為繼電器線圈供電的電池E的內(nèi)阻不計(jì)。圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源。(1)提供以下實(shí)驗(yàn)器材：電源E1(3V)，電源E2(6V)，滑動(dòng)變阻器R1(0～20Ω)，滑動(dòng)變阻器R2(0～220Ω)，為使該裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)20～60℃之間任意溫度的控制，電源應(yīng)選________(選填“E1”或“E2”)；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________(選填“R1”或“R2”)。(2)為了實(shí)現(xiàn)恒溫箱系統(tǒng)保持溫度為40℃，實(shí)驗(yàn)時(shí)進(jìn)行了以下操作：①斷開開關(guān)，滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)至________(選填“最大”或“最小”)，需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值________Ω；②將單刀雙擲開關(guān)向c端閉合；③緩慢調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值觀察到繼電器的銜鐵恰好被吸合；④保持滑動(dòng)變阻器的位置不變，將單刀雙擲開關(guān)向另一端閉合，恒溫箱系統(tǒng)正常工作；(3)若恒溫箱系統(tǒng)要保持溫度為40℃，則需把滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)到________Ω；若恒溫箱系統(tǒng)要保持溫度為35℃，則滑動(dòng)變阻器正常工作時(shí)須向________(選填“左”或“右”)移動(dòng)滑動(dòng)觸頭。處理熱敏電阻類的問題時(shí)，首先要根據(jù)題中信息確定電阻隨溫度的變化趨勢(shì)，其次需要結(jié)合電路的相關(guān)知識(shí)去綜合分析并得出結(jié)論，最后要注意電阻隨溫度的變化是否為線性關(guān)系。1.(2022·重慶高考)某興趣小組研究熱敏電阻在通以恒定電流時(shí)，其阻值隨溫度的變化關(guān)系。實(shí)驗(yàn)電路如圖所示，實(shí)驗(yàn)設(shè)定恒定電流為50.0μA，主要實(shí)驗(yàn)器材有：恒壓直流電源E、加熱器、測(cè)溫儀、熱敏電阻RT、可變電阻R1、電流表A、電壓表V。(1)用加熱器調(diào)節(jié)RT的溫度后，為使電流表的示數(shù)仍為50.0μA，須調(diào)節(jié)____________(選填一種給定的實(shí)驗(yàn)器材)。當(dāng)RT兩端未連接電壓表時(shí)，電流表示數(shù)為50.0μA；連接電壓表后，電流表示數(shù)顯著增大，須將原電壓表更換為內(nèi)阻________(選填“遠(yuǎn)大于”“接近”“遠(yuǎn)小于”)RT阻值的電壓表。(2)測(cè)得RT兩端的電壓隨溫度的變化如圖所示，由圖可得溫度從35.0℃變化到40.0℃的過程中，RT的阻值隨溫度的平均變化率是________kΩ·℃－1(保留2位有效數(shù)字)。2.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，流過的電流超過Ic時(shí)就會(huì)報(bào)警)，電阻箱(最大阻值為999.9Ω)，直，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)。已知U約為18V，Ic約為10mA；流過報(bào)警器的電流超過20mA時(shí)，報(bào)警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，當(dāng)溫度為60℃時(shí)阻值為650.0Ω。(1)完成待調(diào)節(jié)的報(bào)警系統(tǒng)原理電路圖的連線。(2)電路中應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器________(選填“R1”或“R2”)。(3)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________________。(4)保持滑動(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?？键c(diǎn)二光敏電阻的特性及應(yīng)用一、光敏電阻1.特點(diǎn)：光照越強(qiáng)，電阻．2.原因：光敏電阻的構(gòu)成物質(zhì)為半導(dǎo)體材料，無光照時(shí)，載流子極少，導(dǎo)電性能；隨著光照的，載流子增多，導(dǎo)電性．3.作用：把這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為這個(gè)電學(xué)量．二、研究光敏電阻的光敏特性1.實(shí)驗(yàn)步驟(1)(2)先測(cè)出在室內(nèi)自然光的照射下光敏電阻的阻值，并記錄數(shù)據(jù)。(3)打開電源，讓小燈泡發(fā)光，調(diào)節(jié)小燈泡的亮度使之逐漸變亮，觀察表盤指針顯示光敏電阻阻值的情況，并記錄。(4)用手掌(或黑紙)遮光時(shí)，觀察表盤指針顯示光敏電阻阻值的情況，并記錄。2.數(shù)據(jù)處理根據(jù)記錄數(shù)據(jù)分析光敏電阻的特性。3.注意事項(xiàng)本實(shí)驗(yàn)中，如果效果不明顯，可將電阻部分電路放入帶蓋的紙盒中，并通過蓋上小孔改變射到光敏電阻上的光的多少。某同學(xué)為定性探究光敏電阻阻值隨光照強(qiáng)度變化的關(guān)系，設(shè)計(jì)了如圖a所示的電路。所用器材有：置于暗箱(圖中虛線區(qū)域)中的光敏電阻RG、小燈泡和刻度尺；阻值為R的定值電阻；理想電壓表V；電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源；開關(guān)S；導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先按圖a連接好電路，然后改變暗箱中光源到光敏電阻的距離d，記錄電壓表的示數(shù)U，獲得多組數(shù)據(jù)如下表。d/cmU/mVd/cmU/mV回答下列問題：(1)光敏電阻阻值RG與電壓表示數(shù)U的關(guān)系式為RG＝________________(用E、r、R、U表示)。(2)在圖b的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊數(shù)據(jù)表中所給的第二組數(shù)據(jù)點(diǎn)，并作出U-d曲線。(3)依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推斷：光敏電阻的阻值隨著光照強(qiáng)度的減小而______(填“增大”或“減小”)。(4)該同學(xué)注意到智能有自動(dòng)調(diào)節(jié)屏幕亮度的功能，光照強(qiáng)度大時(shí)屏幕變亮，反之變暗。他設(shè)想利用光敏電阻的特性，實(shí)現(xiàn)“有光照射光敏電阻時(shí)，小燈泡變亮；反之變暗”的功能，設(shè)計(jì)了如圖c所示的電路，則電路中________(填“R1”或“R2”)為光敏電阻，另一個(gè)為定值電阻。為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場(chǎng)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的照度變化曲線，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(shì)為3V，內(nèi)阻不計(jì)，當(dāng)控制開關(guān)兩端電壓上升至2V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(cè)量光敏電阻在不同照度下的阻值，設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路進(jìn)行測(cè)量，電源(E＝3V，內(nèi)阻未知)，電阻箱(0～99999Ω)。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，圖丁為實(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)電阻箱的阻值如圖戊所示，此時(shí)電流表的示數(shù)恰好為I，則光敏電阻的阻值為________kΩ(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。(1)光敏電阻可能的工作原理：半導(dǎo)體受光照，電阻變化。(2)熱敏電阻可能的工作原理：半導(dǎo)體受熱，電阻變化。(3)金屬熱電阻可能的工作原理：金屬受熱，電阻變化。(4)電阻應(yīng)變片可能的工作原理：金屬導(dǎo)體在外力作用下發(fā)生機(jī)械形變，電阻變化。(5)電容式位移傳感器可能的工作原理：被測(cè)物體發(fā)生位移時(shí)，電介質(zhì)板隨之在電容器兩極板之間移動(dòng)，導(dǎo)致電容變化。1.(2023·浙江溫州市二模)圖中光敏電阻沒有受到光照射(或光較暗)時(shí)，阻值較大；有光照射(或光較強(qiáng))時(shí)，阻值較小。如圖所示，現(xiàn)利用該光敏電阻、低壓直流電源和電磁繼電器設(shè)計(jì)了自動(dòng)控制電路，用于公路照明。下列說法正確的是()A.白天光照越強(qiáng)，電磁鐵的磁性越強(qiáng)B.白天流過的電流大于晚上流過的電流C.該電路能實(shí)現(xiàn)燈泡白天亮，晚上不亮的功能D.低壓直流電源的總功率晚上比白天的大2.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________(填“A、B”或“C、D”)接照明電路。(3)請(qǐng)?jiān)趫Dc中用筆畫線代替導(dǎo)線，完成實(shí)物電路的連接。(4)已知電源電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻很小，電磁鐵線圈電阻R0＝20.0Ω，電流超過50mA時(shí)可吸合銜鐵。如果要求光強(qiáng)達(dá)到2cd時(shí)，照明電路恰好接通，則圖c中定值電阻R＝________Ω?？键c(diǎn)三其他傳感器的應(yīng)用其他常見敏感元件1.電阻應(yīng)變片(1)電阻應(yīng)變片的作用：電阻應(yīng)變片能夠把物體形變這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量．(2)電子秤的組成及敏感元件：由金屬梁和電阻應(yīng)變片組成，敏感元件是應(yīng)變片。(3)電子秤的工作原理eq\x(金屬梁自由端受力F)?eq\x(金屬梁發(fā)生彎曲)?eq\x(應(yīng)變片的電阻變化)?eq\x(兩應(yīng)變片上電壓的差值變化)2.霍爾元件的應(yīng)用霍爾元件是根據(jù)霍爾效應(yīng)原理制成的一種磁敏元件．一般用于電機(jī)中測(cè)定轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，如錄像機(jī)的磁鼓、電腦中的散熱風(fēng)扇等．(1)霍爾元件的工作原理：E、F間通入恒定的電流I，同時(shí)外加與薄片垂直的磁場(chǎng)B時(shí)，薄片中的載流子就在洛倫茲力作用下，向著與電流和磁場(chǎng)都垂直的方向漂移，使M、N間出現(xiàn)電壓(如圖所示)。(2)霍爾元件在電流、電壓穩(wěn)定時(shí)，載流子所受靜電力和洛倫茲力二力平衡。(3)霍爾電壓：UH＝k(d為薄片的厚度，k為霍爾系數(shù))。其中UH與B成正比，所以霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量。(2023·四川遂寧市模擬)高速路入口都安裝有稱量汽車重量的地磅．如圖甲所示是某工廠生產(chǎn)的小型地磅結(jié)構(gòu)圖和電路圖，其中R是壓敏電阻，質(zhì)量m0＝500kg的秤臺(tái)平放在壓敏電阻上，被稱汽車停放在秤臺(tái)上．已知電路中電源電動(dòng)勢(shì)為26V、內(nèi)電阻r＝10Ω，電流表量程為0.3A、內(nèi)阻RA＝10Ω，滑動(dòng)變阻器R′的最大阻值為500Ω.如圖乙是壓敏電阻的阻值R隨壓力F變化曲線．某設(shè)計(jì)人員對(duì)電流表上刻度重新賦值，使之能夠從表盤上直接讀出秤臺(tái)上汽車的質(zhì)量，他先后進(jìn)行了以下操作．重力加速度g＝10m/s2.(1)斷開開關(guān)S，撤去秤臺(tái)上的汽車，把多用電表的旋鈕旋到歐姆擋“×10擋”，通過正確調(diào)零后，用紅、黑表筆接在壓敏電阻兩端，多用電表的表針指到如圖丙所示位置，則壓敏電阻R此時(shí)的電阻值為________Ω。(2)閉合開關(guān)S，設(shè)計(jì)人員通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表讀數(shù)為0.10A，并在此處標(biāo)注為0kg，則此時(shí)滑動(dòng)變阻器R′接入電路的電阻值為________Ω；2500kg處應(yīng)標(biāo)注在________A處。(3)設(shè)計(jì)人員按上述操作逐個(gè)刻度賦值后，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間使用，發(fā)現(xiàn)電池的電動(dòng)勢(shì)略有減小、內(nèi)電阻有所增大．他重新調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使秤臺(tái)空載時(shí)電流表讀數(shù)仍為0.10A，然后再去測(cè)量汽車的重量。您認(rèn)為現(xiàn)在的測(cè)量值相比汽車真實(shí)重量________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。磁敏電阻是一種對(duì)磁敏感、具有磁阻效應(yīng)的電阻元件。磁敏電阻在磁場(chǎng)中電阻值發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為磁阻效應(yīng)。某同學(xué)利用伏安法測(cè)量一磁敏電阻的阻值(約幾千歐)隨磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化關(guān)系。所用器材：電源E，開關(guān)S，滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為20Ω)，電壓表(內(nèi)阻約為3000Ω)和毫安表(可視為理想電表)。(1)在圖1所給的器材符號(hào)之間畫出連線，組成測(cè)量電路圖；(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，將磁敏電阻置于待測(cè)磁場(chǎng)中，記錄不同磁感應(yīng)強(qiáng)度下電壓表和毫安表的示數(shù)，計(jì)算出相應(yīng)的磁敏電阻阻值。若某次測(cè)量中電壓表和毫安表的示數(shù)分別為6.2V和2.8mA，則此時(shí)磁敏電阻的阻值為(3)某次測(cè)量中，測(cè)得磁敏電阻的阻值為10.0kΩ，此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為________T(保留兩位有效數(shù)字)；(4)太陽風(fēng)是指從太陽上層大氣射出的超聲速帶電粒子流，當(dāng)太陽風(fēng)激烈爆發(fā)時(shí)，可能會(huì)給地球帶來無法預(yù)計(jì)的磁暴災(zāi)難。某同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)中的磁敏電阻制作了一種搭載在人造衛(wèi)星上的探測(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度的報(bào)警器，其電路的一部分如圖3所示。圖中E為直流電源(電動(dòng)勢(shì)為9.0V，內(nèi)阻可忽略)，當(dāng)圖中的輸出電壓達(dá)到或超過3.0V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)磁感應(yīng)強(qiáng)度為10－4T，則圖中________(填“R1”或“R2”)應(yīng)使用磁敏電阻，另一固定電阻的阻值應(yīng)為________kΩ(保留兩位有效數(shù)字)；如果要提高此裝置的靈敏度(即在磁感應(yīng)強(qiáng)度更小時(shí)就能觸發(fā)報(bào)警)，應(yīng)該________(填“增大”或“減小”)固定電阻的阻值。常用傳感器敏感元件的特點(diǎn)及作用敏感元件作用特點(diǎn)熱敏電阻將溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量一般情況下，熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，隨溫度的降低而增大金屬熱電阻將溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量一般情況下，金屬熱電阻的阻值隨溫度的升高而增大，隨溫度的降低而減小光敏電阻將光照強(qiáng)度這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量一般情況下，光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而減小，隨光照強(qiáng)度的減弱而增大霍爾元件將磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量對(duì)于某個(gè)確定的霍爾元件，它的厚度d、霍爾系數(shù)k為定值，如果保持電流I恒定，則霍爾電壓UH就與磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比(UH＝k)壓敏電阻將壓力這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量壓敏電阻的阻值隨力的變化而變化1.(2023·上海市模擬)力傳感器是高中物理實(shí)驗(yàn)中常見的一種傳感器，它通過敏感元件把待測(cè)力這一物理量轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)來進(jìn)行測(cè)量．(1)如圖(a)所示，R1、R2、R3、R4為四個(gè)完全相同的應(yīng)變片，彈性梁在外力的作用下產(chǎn)生形變時(shí)，應(yīng)變片隨之被拉伸或壓縮，拉伸時(shí)電阻值變大，壓縮時(shí)電阻值變小．現(xiàn)將R2、R3兩個(gè)應(yīng)變片粘貼在彈性梁的上表面，R1、R4兩個(gè)應(yīng)變片粘貼在彈性梁的下表面．當(dāng)彈性梁右端受力向下彎曲時(shí)，R2、R3的電阻值________，R1、R4的電阻值________(均選填“變大”“變小”或“不變”)。采用如圖(b)所示的電路圖測(cè)量電路，已知電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)．每片應(yīng)變片的初始電阻為R0.當(dāng)彈性梁右端受到外力作用，四個(gè)應(yīng)變片電阻變化量的絕對(duì)值均為Δx，則A、B兩端的電壓UAB＝______。(2)如圖(c)所示為半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器的電阻值R隨壓力F變化的圖線．讀圖可知，壓力為1N時(shí)該圖像的斜率為__________kΩ/N，壓力為5N時(shí)該圖像的斜率為________kΩ/N.要使傳感器對(duì)力的變化測(cè)量較為靈敏，應(yīng)選擇在區(qū)間__________(選填“1N”或“5N”)附近。2.在實(shí)際應(yīng)用中有多種自動(dòng)控溫裝置。(1)圖(a)為某自動(dòng)恒溫箱原理圖，箱內(nèi)的電阻R1＝2kΩ，R2＝1.5kΩ，R3＝4kΩ，Rt為熱敏電阻，其電阻隨溫度變化的圖像如圖(b)所示。當(dāng)a、b兩點(diǎn)電勢(shì)時(shí)，電壓鑒別器會(huì)令開關(guān)S接通，恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱，使箱內(nèi)溫度提高；當(dāng)時(shí)，電壓鑒別器會(huì)使S斷開，停止加熱。恒溫箱內(nèi)的穩(wěn)定溫度為℃，恒溫箱內(nèi)的電熱絲加熱時(shí)Rt的取值范圍為。

(2)有一種由PTC元件做成的加熱器，它的熱功率PR隨溫度t變化的圖像如圖(c)所示。該加熱器向周圍散熱的功率為PQ＝k(t－t0)，其中t為加熱器的溫度，t0為室溫(本題中取20℃)，k＝0.1W/℃。①當(dāng)PR＝PQ時(shí)加熱器的溫度即可保持穩(wěn)定，則該加熱器工作的穩(wěn)定溫度為℃；

②某次工作中，該加熱器從室溫升高至穩(wěn)定溫度的過程中，下列溫度變化過程用時(shí)最短的是。(填選項(xiàng)前的字母序號(hào))

A.20～24℃B.32～36℃C.48～52℃ D.60～64℃考點(diǎn)四利用傳感器制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置1.以傳感器(熱敏電阻、光敏電阻和壓力傳感器等)和基本電路的綜合應(yīng)用創(chuàng)新：以閉合電路的歐姆定律為主線，以熱敏電阻、光敏電阻和壓力傳感器等為主要元件，探究電路中的電學(xué)量隨溫度、光照和壓力等外部因素變化規(guī)律，或外部因素(溫度、光照和壓力等)確定時(shí)計(jì)算某些電學(xué)量。2.以基本傳感器為器材的自動(dòng)控制裝置制作創(chuàng)新：外部因素(溫度、光照和壓力等)發(fā)生變化后，會(huì)引起傳感器阻值發(fā)生變化，從而會(huì)引起電路中的電流發(fā)生變化，繼電器動(dòng)作，起到自動(dòng)控制的作用。實(shí)驗(yàn)裝置/原理圖創(chuàng)新解讀利用伏安法測(cè)量熱敏電阻阻值隨溫度的變化關(guān)系利用給定的電路探究某熱敏電阻的溫度特性熱敏電阻在電路中也是電阻，用伏安法測(cè)量出熱敏電阻兩端的電壓和通過熱敏電阻的電流，可求出瞬時(shí)阻值，再測(cè)出此時(shí)的環(huán)境溫度，重復(fù)以上過程五次，測(cè)量出五組數(shù)據(jù)，將五組數(shù)據(jù)描在坐標(biāo)系中，連接各點(diǎn)后可得阻值隨溫度的變化圖線。根據(jù)阻值隨溫度的變化圖線可粗略讀出不同溫度下熱敏電阻的阻值。通過實(shí)驗(yàn)制作一個(gè)簡(jiǎn)易的溫控裝置外部因素變化→傳感器阻值變化→回路電流變化→繼電器或其他元件工作→自動(dòng)控制完成。(2023·江西萍鄉(xiāng)市二模)半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器是一種常用的傳感器，其阻值會(huì)隨壓力變化而改變。現(xiàn)有一壓力傳感器：(1)利用圖甲所示的電路測(cè)量該傳感器在不同壓力下的阻值RN，其阻值為幾十千歐，實(shí)驗(yàn)室提供以下器材：電源電動(dòng)勢(shì)為6V；電流表A(量程0～250μA，內(nèi)阻約為50Ω)；電壓表V(量程0～3V，內(nèi)阻約為20kΩ)；滑動(dòng)變阻器R(阻值0～100Ω)。為了提高測(cè)量的準(zhǔn)確性，應(yīng)該選下面哪個(gè)電路圖進(jìn)行測(cè)量________。(2)通過多次實(shí)驗(yàn)測(cè)得其阻值RN隨壓力F變化的關(guān)系圖像如圖乙所示。(3)由圖乙可知，壓力越大，阻值____________(選填“越大”或“越小”)，且壓力小于2.0N時(shí)的靈敏度比壓力大于2.0N時(shí)的靈敏度(靈敏度指電阻值隨壓力的變化率)______________(選填“高”或“低”)。(4)利用該壓力傳感器設(shè)計(jì)了圖丙所示的自動(dòng)分揀裝置，可以將質(zhì)量不同的物體進(jìn)行分揀，圖中RN為壓力傳感器，R′為滑動(dòng)變阻器，電源電壓為6V(內(nèi)阻不計(jì))。分揀時(shí)將質(zhì)量大小不同的物體用傳送帶運(yùn)送到托盤上，OB為一個(gè)可繞O轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿，下端有彈簧，當(dāng)控制電路兩端電壓≤3V時(shí)，杠桿OB水平，物體水平通過進(jìn)入通道1，當(dāng)控制電路兩端電壓>3V時(shí)，杠桿的B端就會(huì)被吸下，物體下滑進(jìn)入通道2，從而實(shí)現(xiàn)分揀功能。重力加速度g取10m/s2，若要將質(zhì)量大于0.16kg的貨物實(shí)現(xiàn)分揀，應(yīng)該將R′調(diào)成________kΩ(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。(2022·河北卷)某物理興趣小組利用廢棄電飯煲的部分器材自制簡(jiǎn)易電飯煲，設(shè)計(jì)電路如圖1所示。選用的器材有：限溫開關(guān)S1(手動(dòng)將其按下，開始持續(xù)加熱煮飯，當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于103℃時(shí)自動(dòng)斷開，之后不能自動(dòng)閉合)；保溫開關(guān)S2(當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于80℃時(shí)自動(dòng)斷開，溫度低于70℃時(shí)自動(dòng)閉合)；電飯煲的框架(結(jié)構(gòu)如圖2所示)。自備元件有：加熱電阻絲R(阻值為60Ω，用于加熱煮飯)；限流電阻R1和R2(阻值均為1kΩ)；指示燈L1和L2(2.5V，0.6W，當(dāng)電流低于30mA時(shí)可視為熄滅)；保險(xiǎn)絲T。(1)按照興趣小組設(shè)計(jì)的電路，下列說法正確的是________(多選)。A.按下S1，L1和L2均發(fā)光B.當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于103℃時(shí)，S1自動(dòng)斷開，L1和L2均發(fā)光C.保溫過程中，S2自動(dòng)在閉合、斷開狀態(tài)之間交替切換D.當(dāng)鍋內(nèi)溫度低于70℃時(shí)，S2自動(dòng)閉合，L1發(fā)光，L2熄滅.(2)簡(jiǎn)易電飯煲制作完成后，試用時(shí)L1始終不亮，但加熱和保溫功能均正常。在不增加元件的前提下，斷開電源，使用多用電表判斷發(fā)生故障的元件。下列操作步驟的正確順序是___________(填寫各步驟前的字母)。A.將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×100”位置B.將兩支表筆直接接觸，調(diào)節(jié)“歐姆調(diào)零旋鈕”，使指針指向歐姆零點(diǎn)C.調(diào)整“指針定位螺絲”，使指針指到零刻度D.測(cè)量指示燈L1兩端的阻值E.將選擇開關(guān)置于OFF位置或交流電壓最高擋操作時(shí)，將多用電表兩表筆與L1兩端接觸，若指針如圖3所示，可判斷是________斷路損壞；若指針如圖4所示，可判斷是________斷路損壞。(用電路中的元件符號(hào)表示)利用傳感器制做簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置，關(guān)鍵是了解其應(yīng)用場(chǎng)景，進(jìn)行功能性分析，電路的控制分析，理解其工作過程。1.為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場(chǎng)所