簡(jiǎn)潔實(shí)用高效第十三章交變電流電磁波傳感器第4講傳感器實(shí)驗(yàn)十六：利用傳感器制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置物理內(nèi)容索引必備知識(shí)梳理關(guān)鍵能力提升第一部分第二部分考點(diǎn)一傳感器考點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)十六：利用傳感器制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置0102課時(shí)作業(yè)第三部分必備知識(shí)梳理第分部一自主學(xué)習(xí)·基礎(chǔ)回扣一、傳感器及其工作原理1．傳感器的工作原理：能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等被測(cè)量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為便于傳送和處理的可用信號(hào)輸出。通常轉(zhuǎn)換成的可用信號(hào)是電壓、電流等____量，或轉(zhuǎn)換為電路的____。把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，可以很方便地進(jìn)行測(cè)量、____、處理和____。電學(xué)通斷傳輸控制傳感器應(yīng)用的一般模式如圖所示：2．傳感器的核心元件(1)敏感元件：能直接感受或響應(yīng)外界被測(cè)________的部分。(2)轉(zhuǎn)換元件：能將敏感元件輸出的信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成______的部分。(3)信號(hào)調(diào)整與轉(zhuǎn)換電路：能把輸出的微弱的電信號(hào)放大的部分。非電學(xué)量電信號(hào)二、常見敏感元件1．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(wú)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)電性能變好。(3)作用：把________這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為____這個(gè)電學(xué)量。越小差增強(qiáng)光照強(qiáng)弱電阻2．熱敏電阻和金屬熱電阻(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。如圖甲所示為一種熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性曲線，溫度升高時(shí)，其電阻____。(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)線的阻值隨溫度變化的特性曲線。減小增大(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。

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。3．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____這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為____這個(gè)電學(xué)量。(2)應(yīng)變式電子秤的組成及敏感元件：由金屬梁和電阻______組成，敏感元件是______。(3)應(yīng)變式電子秤的工作原理形變電阻應(yīng)變片應(yīng)變片關(guān)鍵能力提升第分部二互動(dòng)探究·考點(diǎn)精講考點(diǎn)一傳感器1．傳感器的分類項(xiàng)目工作原理舉例物理傳感器利用物質(zhì)的物理特性或物理效應(yīng)制成力傳感器、磁傳感器、聲傳感器等化學(xué)傳感器利用電化學(xué)反應(yīng)原理，把無(wú)機(jī)或有機(jī)化學(xué)物質(zhì)的成分、濃度等轉(zhuǎn)換為電信號(hào)離子傳感器、氣體傳感器等生物傳感器利用生物活性物質(zhì)的選擇性來(lái)識(shí)別和測(cè)定生物化學(xué)物質(zhì)酶?jìng)鞲衅?、微生物傳感器、?xì)胞傳感器等2.五種敏感元件的作用和特點(diǎn)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【典例1】

（2022·重慶卷）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)電路如圖甲所示，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，需調(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”或“遠(yuǎn)小于”）RT阻值的電壓表?？勺冸娮鑂1遠(yuǎn)大于(2)測(cè)得RT兩端的電壓隨溫度的變化如圖乙所示，由圖乙可得溫度從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（保留兩位有效數(shù)字）。－1.21．（2022·北京卷）某同學(xué)利用壓力傳感器設(shè)計(jì)水庫(kù)水位預(yù)警系統(tǒng)。如圖所示，電路中的R1和R2，其中一個(gè)是定值電阻，另一個(gè)是壓力傳感器（可等效為可變電阻）。水位越高，對(duì)壓力傳感器的壓力越大，壓力傳感器的電阻值越小。當(dāng)a、b兩端的電壓大于U1時(shí)，控制開關(guān)自動(dòng)開啟低水位預(yù)警；當(dāng)a、b兩端的電壓小于U2（U1、U2為定值）時(shí)，控制開關(guān)自動(dòng)開啟高水位預(yù)警。下列說法正確的是(

)A．U1<U2B．R2為壓力傳感器C．若定值電阻的阻值越大，開啟高水位預(yù)警時(shí)的水位越低D．若定值電阻的阻值越大，開啟低水位預(yù)警時(shí)的水位越高對(duì)點(diǎn)演練C2．（2023·湖南卷）某探究小組利用半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器等元件設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量微小壓力的裝置，其電路如圖(a)所示，R1、R2、R3為電阻箱，RF為半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器，C、D間連接電壓傳感器（內(nèi)阻無(wú)窮大）。(1)先用電阻表“×100”擋粗測(cè)RF的阻值，示數(shù)如圖(b)所示，對(duì)應(yīng)的讀數(shù)是__________Ω。解析：電阻表讀數(shù)為10×100Ω＝1000Ω。1000(2)適當(dāng)調(diào)節(jié)R1、R2、R3，使電壓傳感器示數(shù)為0，此時(shí)，RF的阻值為_____（用R1、R2、R3表示）。(3)依次將0.5g的標(biāo)準(zhǔn)砝碼加載到壓力傳感器上（壓力傳感器上所受壓力大小等于砝碼重力大?。x出電壓傳感器示數(shù)U，所測(cè)數(shù)據(jù)如表中所示：根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖(c)上描點(diǎn)，繪制U－m關(guān)系圖線。序號(hào)123456砝碼質(zhì)量m/g0.00.51.01.52.02.5電壓U/mV057115168220280答案：見解析圖解析：繪出U－m圖像如圖所示。(4)完成前面三步的實(shí)驗(yàn)工作后，該測(cè)量微小壓力的裝置即可投入使用。在半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器上施加微小壓力F0，電壓傳感器示數(shù)為200mV，則F0大小是__________N（重力加速度大小取9.8m/s2，保留兩位有效數(shù)字）。解析：由圖像可知，當(dāng)電壓傳感器的讀數(shù)為200mV時(shí)，所放物體質(zhì)量為1.75g，則F0＝mg＝1.75×10-3×9.8N≈1.7×10-2N。1.7×10-2(5)若在步驟(4)中換用非理想毫伏表測(cè)量C、D間電壓，在半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器上施加微小壓力F1，此時(shí)非理想毫伏表讀數(shù)為200mV，則F1__（選填“>”“＝”或“<”）F0。解析：可將C、D以外的電路等效為新的電源，C、D兩點(diǎn)間電壓看作路端電壓，因?yàn)閾Q用非理想毫伏表，當(dāng)讀數(shù)為200mV時(shí)，實(shí)際C、D間（接理想電壓傳感器時(shí)）的電壓大于200mV，則此時(shí)壓力傳感器的讀數(shù)F1>F0。>考點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)十六：利用傳感器制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置1．門窗防盜報(bào)警裝置(1)實(shí)驗(yàn)電路（如圖所示）(2)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，干簧管失去磁性斷開，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)。(3)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，按照電路圖連接電路。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。2．光控開關(guān)(1)實(shí)驗(yàn)電路（如圖所示）(2)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。(3)實(shí)驗(yàn)步驟①按照電路圖連接電路，檢查無(wú)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)，發(fā)光二極管LED或小燈泡L熄滅?！镜淅?】

（2024·河北卷）某種花卉喜光，但陽(yáng)光太強(qiáng)時(shí)易受損傷。某興趣小組決定制作簡(jiǎn)易光強(qiáng)報(bào)警器，以便在光照過強(qiáng)時(shí)提醒花農(nóng)。該實(shí)驗(yàn)用到的主要器材如下：學(xué)生電源、多用電表、數(shù)字電壓表(0～20V)、數(shù)字電流表(0～20mA)、滑動(dòng)變阻器R（最大阻值50Ω，1.5A）、白熾燈、可調(diào)電阻R1(0～50kΩ)、發(fā)光二極管LED、光敏電阻RG、NPN型三極管VT、開關(guān)和若干導(dǎo)線等。(1)判斷發(fā)光二極管的極性使用多用電表的“×10k”電阻擋測(cè)量二極管的電阻。如圖1所示，當(dāng)黑表筆與接線端M接觸、紅表筆與接線端N接觸時(shí)，多用電表指針位于表盤中a位置（見圖2）；對(duì)調(diào)紅、黑表筆后指針位于表盤中b位置（見圖2），由此判斷M端為二極管的____（選填“正極”或“負(fù)極”）。負(fù)極【解析】

根據(jù)多用電表結(jié)構(gòu)，使用歐姆擋時(shí)黑表筆接內(nèi)部電源正極，故當(dāng)黑表筆接M端，電阻無(wú)窮大，說明二極管此時(shí)所接電壓為反向電壓，則M端為二極管的負(fù)極。(2)研究光敏電阻在不同光照條件下的伏安特性①采用圖3中的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)物連接已完成。要求閉合開關(guān)后電壓表和電流表的讀數(shù)從0開始。導(dǎo)線L1、L2和L3的另一端應(yīng)分別連接滑動(dòng)變阻器的__、__、__________接線柱。（以上三空均選填接線柱標(biāo)號(hào)“A”“B”“C”或“D”）AAC（或D）②圖4為不同光照強(qiáng)度下得到的光敏電阻的伏安特性曲線，圖中曲線Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ對(duì)應(yīng)光敏電阻受到的光照由弱到強(qiáng)。由圖像可知，光敏電阻的阻值隨其表面受到光照的增強(qiáng)而____（選填“增大”或“減小”）。減小【解析】

①題干要求電壓表、電流表讀數(shù)從零開始，所以滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法接入電路，故L1、L2接滑動(dòng)變阻器A接線柱，L3必須接在金屬桿兩端接線柱任意一個(gè)，即C或D。②由圖像可知，隨光照強(qiáng)度增加，I－U圖像斜率增大，所以電阻減小。(3)組裝光強(qiáng)報(bào)警器電路并測(cè)試其功能圖5為利用光敏電阻、發(fā)光二極管、三極管（當(dāng)b、e間電壓達(dá)到一定程度時(shí)，三極管被導(dǎo)通）等元件設(shè)計(jì)的電路。組裝好光強(qiáng)報(bào)警器后，在測(cè)試過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)照射到光敏電阻表面的光強(qiáng)達(dá)到報(bào)警值時(shí)，發(fā)光二極管并不發(fā)光，為使報(bào)警器正常工作，應(yīng)____（選填“增大”或“減小”）可調(diào)電阻R1的阻值，直至發(fā)光二極管發(fā)光。增大【解析】

三極管未導(dǎo)通時(shí)，RG與R1串聯(lián)。隨著光強(qiáng)增強(qiáng)，RG電阻減小，此時(shí)三極管仍未導(dǎo)通，說明R1分壓小，故需要增大R1。3．（2024·廣東卷）某科技小組模仿太陽(yáng)能發(fā)電中的太陽(yáng)光自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，制作光源跟蹤演示裝置，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池板方向的調(diào)整，使電池板正對(duì)光源。圖甲是光照方向檢測(cè)電路。所用器材有：電源E（電動(dòng)勢(shì)3V）、電壓表V1和V2（量程均有0～3V和0～15V，內(nèi)阻均可視為無(wú)窮大）、滑動(dòng)變阻器R、兩個(gè)相同的光敏電阻RG1和RG2；開關(guān)S、手電筒、導(dǎo)線若干。圖乙是實(shí)物圖，圖中電池板上垂直安裝有半透明隔板，隔板兩側(cè)裝有光敏電阻，電池板固定在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上。控制單元與檢測(cè)電路的連接未畫出。控制單元對(duì)光照方向檢測(cè)電路無(wú)影響。請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)操作和判斷。對(duì)點(diǎn)演練(1)電路連接。圖乙中已正確連接了部分電路，請(qǐng)完成虛線框中滑動(dòng)變阻器R、電源E、開關(guān)S和電壓表間的實(shí)物圖連線。答案：見解析圖解析：電路連線如圖所示。(2)光敏電阻阻值與光照強(qiáng)度關(guān)系測(cè)試。①將圖甲中R的滑片置于__端。用手電筒的光斜著照射到RG1和RG2，使RG1表面的光照強(qiáng)度比RG2表面的小。②閉合S，將R的滑片緩慢滑到某一位置。電壓表V1的示數(shù)如圖丙所示，讀數(shù)U1為________V，V2的示數(shù)U2為1.17V。由此可知，表面光照強(qiáng)度較小的光敏電阻的阻值____（選填“較大”或“較小”）。③斷開S。b1.60較大解析：①將圖甲中的R的滑片置于b端；②電壓表量程為0～3V，最小刻度為0.1V，則讀數(shù)為1.60V；由此可知表面光照強(qiáng)度較小的RG1兩端電壓較大，說明表面光照強(qiáng)度較小的阻值較大。(3)光源跟蹤測(cè)試。①將手電筒的光從電池板上方斜著照射到RG1和RG2。②閉合S。并啟動(dòng)控制單元?？刂茊卧獧z測(cè)并比較兩光敏電阻的電壓，控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)兩電壓表的示數(shù)U1<U2，圖乙中的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)電池板______（選填“逆時(shí)針”或“順時(shí)針”）轉(zhuǎn)動(dòng)，直至______時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，電池板正對(duì)手電筒發(fā)出的光。解析：②由于兩電壓表的示數(shù)U1<U2，可知RG1光照強(qiáng)度較大，則說明電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)電池板逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，直至U1＝U2時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，電池板正對(duì)手電筒發(fā)出的光。逆時(shí)針U1＝U24．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），直流電源（輸出電壓為U，內(nèi)阻不計(jì)），滑動(dòng)變阻器R1（最大阻值為1000Ω），滑動(dòng)變阻器R2（最大阻值為2000Ω），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。答案：見解析圖解析：電路圖連線如圖所示。(2)電路中應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器________（選填“R1”或“R2”）。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______________。650.0b

接通電源后，流過報(bào)警器的電流會(huì)超過20mA，報(bào)警器可能損壞c報(bào)警器開始報(bào)警解析：①電阻箱的電阻值應(yīng)調(diào)為熱敏電阻在60℃時(shí)的阻值，即650.0Ω?；瑒?dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于b端，使開關(guān)接通后回路中電流最小，以保護(hù)報(bào)警器，即防止因過載而損壞報(bào)警器。②應(yīng)將開關(guān)向c端閉合，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，直至報(bào)警器開始報(bào)警。(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。課時(shí)作業(yè)68第分部三1．（5分）圖甲是一種家用門窗防盜報(bào)警裝置，圖乙是干簧管元件。安裝時(shí)，在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（蜂鳴報(bào)警器），睡覺前連接好電路，啟動(dòng)防盜報(bào)警裝置，當(dāng)門緊閉時(shí)，蜂鳴報(bào)警器不響，當(dāng)門被打開時(shí)，蜂鳴報(bào)警器發(fā)出聲音警報(bào)，下列有關(guān)說法正確的是(

)AA．當(dāng)門關(guān)閉時(shí)，干簧管兩簧片接通B．干簧管可以由銅或銀等導(dǎo)電性能更好的材料制成C．如將門上鑲嵌磁體的N、S極對(duì)調(diào)后，該報(bào)警器不能正常工作D．本裝置是利用電磁感應(yīng)原理控制電路解析：干簧管為磁控開關(guān)，當(dāng)門關(guān)閉時(shí)干簧管靠近磁體，干簧管兩簧片接通，故D錯(cuò)誤，A正確；銅或銀不是磁性材料，則干簧管不可以由銅或銀等導(dǎo)電性能更好的材料制成，故B錯(cuò)誤；如將門上鑲嵌磁體的N、S極對(duì)調(diào)后，不影響磁體吸引干簧管兩簧片，該報(bào)警器能正常工作，故C錯(cuò)誤。2．（5分）如圖是利用太陽(yáng)能給LED路燈供電的自動(dòng)控制電路的示意圖。R是光敏電阻，R0是保護(hù)定值電阻，日光充足時(shí)，電磁繼電器把銜鐵吸下，GH接入電路，太陽(yáng)能電池板給蓄電池充電，光線不足時(shí)，銜鐵被彈簧拉起，EF接入電路，蓄電池給LED路燈供電，路燈亮起，下列關(guān)于該電路分析正確的是(

)CA．該光敏電阻阻值隨光照強(qiáng)度增大而增大B．增加電源電動(dòng)勢(shì)可以增加路燈照明時(shí)間C．增大保護(hù)電阻R0阻值可延長(zhǎng)每天路燈照明時(shí)間D．并聯(lián)更多的LED路燈可延長(zhǎng)每天路燈照明時(shí)間解析：日光充足時(shí)，電磁繼電器把銜鐵吸下，根據(jù)閉合電路歐姆定律，可知控制電路中電阻變小，電流變大，銜鐵被吸下，則當(dāng)日光充足時(shí)光敏電阻R阻值減小，故A錯(cuò)誤；電動(dòng)勢(shì)增大，電阻不變情況下，電流增大，電磁繼電器把銜鐵吸下，減少了路燈照明時(shí)間，故B錯(cuò)誤；增大保護(hù)電阻R0，電流減小，延長(zhǎng)了照明時(shí)間，故C正確；LED燈的盞數(shù)不影響控制電路，考慮到蓄電池容量一定，可能減少照明時(shí)間，故D錯(cuò)誤。3．（5分）光控路燈可以根據(jù)光照的變化自動(dòng)開啟或關(guān)閉，如圖所示是利用光敏電阻和晶體三極管制作的光控開關(guān)的原理電路圖。當(dāng)天色逐漸變暗時(shí)，LED燈自動(dòng)點(diǎn)亮，關(guān)于此時(shí)光控電路的判斷，下列說法正確的是(

)A．光敏電阻RG的阻值逐漸變小B．光敏電阻RG的電壓變小C．晶體三極管被斷開D．如果想要在更暗的時(shí)候LED燈被點(diǎn)亮，應(yīng)將R1調(diào)大一點(diǎn)D解析：由光敏電阻的特性可知，光照逐漸變暗時(shí)，RG的電阻逐漸變大，所以光敏電阻RG的分壓逐漸變大，當(dāng)光敏電阻兩端的電壓即晶體三極管b極的電壓增大到一定值時(shí)，晶體三極管被導(dǎo)通，A、B、C錯(cuò)誤；想要在更暗的時(shí)候接通LED燈，即三極管恰好導(dǎo)通時(shí)光敏電阻對(duì)應(yīng)阻值變大，即應(yīng)將R1電阻調(diào)大，D正確。4．（12分）在實(shí)際應(yīng)用中有多種自動(dòng)控溫裝置，如圖(a)是一種控溫裝置。(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)φa<φb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)φa≥φb時(shí)，電壓鑒別器會(huì)使S斷開，停止加熱，則恒溫箱內(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____________。25RT>3kΩ(2)有一種由PTC元件做成的加熱器，它產(chǎn)生的焦耳熱功率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/℃。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______________________

℃；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__（填字母）。A．20～24℃ B．32～36℃C．48～52℃ D．60～64℃71（70～72均可）B解析：由題知PQ＝0.1(t－t0)(W)，在PR－t圖像中作出PQ與溫度t之間的關(guān)系圖線如圖所示；由圖可知，當(dāng)溫度為71℃時(shí)，加熱器發(fā)熱功率和散熱功率相等，即此時(shí)加熱器的溫度不再變化；由圖可知，四個(gè)選項(xiàng)中，32～36℃時(shí)PR－PQ最大，即該過程用時(shí)最短，故選B。5．（12分）（2024·浙江1月選考）在探究熱敏電阻的特性及其應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得熱敏電阻Rt，在不同溫度時(shí)的阻值如下表：溫度/℃4.19.014.320.028.038.245.560.4電阻/(102Ω)2201601006045302515某同學(xué)利用上述熱敏電阻Rt、電動(dòng)勢(shì)E＝3V（內(nèi)阻不計(jì)）的電源、定值電阻R（阻值有3kΩ、5kΩ、12kΩ三種可供選擇）、控制開關(guān)和加熱系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了A、B、C三種電路。因環(huán)境溫度低于20℃，現(xiàn)要求將室內(nèi)溫度控制在20～28℃范圍，且1、2兩端電壓大于2V，控制開關(guān)開啟加熱系統(tǒng)加熱，則應(yīng)選擇的電路是__，定值電阻R的阻值應(yīng)選__kΩ，1、2兩端的電壓小于______V時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉加熱系統(tǒng)（不考慮控制開關(guān)對(duì)電路的影響）。C31.8

解析：電路A，定值電阻和熱敏電阻并聯(lián)，電壓不變，故不能實(shí)現(xiàn)電路的控制，故A錯(cuò)誤；電路B，定值電阻和熱敏電阻串聯(lián)，溫度越低，熱敏電阻的阻值越大，定值電阻分得的電壓越小，無(wú)法實(shí)現(xiàn)1、2兩端電壓大于2V，控制開關(guān)開啟加熱系統(tǒng)加熱，故B錯(cuò)誤；電路C，定值電阻和熱敏電阻串聯(lián)，溫度越低，熱敏電阻的阻值越大，熱敏電阻分得電壓越大，可以實(shí)現(xiàn)6．（14分）（2025·湖北武漢階段檢測(cè)）如圖甲所示為蘋果自動(dòng)分揀裝置的示意圖，該裝置把大小不同的蘋果，按一定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)分揀為大蘋果和小蘋果。該裝置的托盤秤壓在一個(gè)以O(shè)1為轉(zhuǎn)動(dòng)軸的杠桿上，杠桿末端壓在壓力傳感器R上，R的阻值隨壓力變化的曲線如圖乙所示。調(diào)節(jié)托盤秤壓在杠桿上的位置，使質(zhì)量等于分揀標(biāo)準(zhǔn)(0.15kg)的大蘋果經(jīng)過托盤秤時(shí)，杠桿對(duì)R的壓力為1N。調(diào)節(jié)可調(diào)電阻R0，可改變R、R0兩端的電壓比，使質(zhì)量等于分揀標(biāo)準(zhǔn)的大蘋果通過托盤秤時(shí)，R0兩端的電壓恰好能使放大電路中的電磁鐵吸動(dòng)分揀開關(guān)的銜鐵，此電壓叫作放大電路的激勵(lì)電壓。該放大電路中包含保持電路，能夠確保大蘋果在銜鐵上運(yùn)動(dòng)時(shí)電磁鐵始終保持吸動(dòng)狀態(tài)。(1)當(dāng)大蘋果通過托盤秤時(shí)，R所受的壓力較大，電阻____（選填“較大”或“較小”）。解析：由圖乙可知當(dāng)大蘋果通過托盤秤時(shí)，R所受的壓力較大，電阻較小。較小(2)自動(dòng)分揀裝置正常工作時(shí)，大蘋果通過______（選填“通道A”或“通道B”