高中物理教科版选修3-2练习：3-3、4生活中的传感器简单的光控和温控电路b

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2019年高中物理练习十二生活中的传感器简单的光控和温控电路选学教科版选修3_2

课时跟踪检测（十二）生活中的传感器简单的光控和温控电路（选学）1．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转换为电信号的过程，下列属于这类传感器的是( )A．红外报警装置B．走廊照明灯的声控开关C．自动洗衣机中的压力传感装置D．电饭煲中控制加热和保温的温控器解析：选A 电视遥控器和红外报警装置工作时都是将光信号转换为电信号，则A选项正确；而B选项是将声音信号转换为电信号，C选项是感知压力来传递信息，D选项是通过温度来控制电路。

2．(多选)如图1所示是自动调温式电熨斗，下列说法正确的是( )图1A．常温时上下触点是接触的B．双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲C．原来温度控制在80 ℃断开电源，现要求60 ℃断开电源，应使调温旋钮下调一些D．由熨烫丝绸衣物状态转变为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些解析：选ABD 常温工作时，上下触点是接通的，当温度升高时，上层金属片形变大，向下弯曲，切断电源。

切断温度要升高，则应使调温旋钮下移一些，A、B、D对，C错。

3．(多选)全自动洗衣机中的排水阀是由程序控制器控制其动作的，当进行排水的程序时，控制铁芯1的线圈通电，使铁芯2运动，从而牵引排水阀的阀门排除污水(如图2所示)。

以下说法中正确的是( )图2A．若输入的控制电流由a流入，由b流出，则铁芯2中A端为N极，B端为S极B．若输入的控制电流由a流入，由b流出，则铁芯2中A端为S极，B端为N极C ．若a 、b 处输入交变电流，则铁芯2不能被吸入线圈中D ．若a 、b 处输入交变电流，则铁芯2仍能被吸入线圈中解析：选AD 若输入的控制电流由a 流入，由b 流出，则螺线管左端为N 极，右端为S 极；铁芯被通电螺线管磁化，A 端为N 极，B 端为S 极。

4．如图3所示为一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是( )图3A ．温度升高至74 ℃时，L 1亮灯报警B ．温度升高至74 ℃时，L 2亮灯报警C ．温度升高至78 ℃时，L 1亮灯报警D ．温度升高至78 ℃时，L 2亮灯报警解析：选D 当温度低于78 ℃时，线圈中没有电流，此时仅灯L 1亮；当温度升高到78 ℃时，线圈中有电流，磁铁吸引衔铁，灯L 2被接通，所以灯L 2亮报警；温度升高至74 ℃时，线圈中没有电流，只是灯L 1亮。

高中物理 3.3+4 生活中的传感器简单的光控和温控电路

【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理 3.3+4 生活中的传感器简单的光控和温控电路（选学）课后知能检测教科版选修3-21．有些洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置采用的传感器是( )A．温度传感器B．压力传感器C．生物传感器D．红外线传感器【解析】水位不同，压力不同，压力传感器能将压力信号转换为电信号，B正确．【答案】 B2．为了节约能源，合理适时地使用路灯，要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的某种特性制成自动点亮熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的( ) A．压敏性B．光敏性C．热敏性D．三种特性都利用了【解析】由题意可知，这一装置要对光敏感，能区分白天(光线强)与夜晚(光线暗)，所以选B，虽然白天与夜晚温度也不相同，但温度除与昼夜有关外，还与季节有关，因此C 错；灯亮熄与压力更无关系，A错、D错．【答案】 B3．模糊洗衣机是“模糊家电”的一种．下列关于模糊家电的认识，正确的是( ) A．模糊是一种类似于浆糊的高科技产品B．模糊是一个数学概念，因模糊集合理论而得名C．模糊家电就是不清晰、不标准的家电D．模糊家电是揉入人们对家电使用的经验知识，并据此建立操作模式，可模仿人的思维作出操作判断的家用电器【解析】模糊家电是揉入人们对家电使用的经验认识，并据此建立操作模式，可模仿人的思维作出操作判断的家用电器．其中操作模式的建立，利用了数学家提出的模糊集合理论，故而得名．【答案】BD4．“嫦娥二号”卫星上携带7件探测仪器，其中可能有( )A．味觉传感器B．气体传感器C．听觉传感器D．视觉传感器【解析】“嫦娥二号”卫星是为探测月球而发射的在轨卫星，而月球上无气体，所以不需要气体传感器和听觉传感器，当然也用不到味觉传感器，但需要的是为月球“照相”的视觉传感器——CCD立体相机．【答案】 D5．许多办公楼及宿舍楼的楼梯上的电灯到了晚上能够自动做到“人来即亮，人走即灭”，其神奇功能在于控制灯的“开关”传感器，下面有关该传感器的说法中正确的是( )A．该传感器能够测量的物理量是位移和温度B．该传感器能够测量的物理量是位移和光强C．该传感器能够测量的物理量是光强和声音D．该传感器能够测量的物理量是压力和位移【解析】由题意可以猜想该传感器能够感受光强弱的变化及声音(或振动)的变化，A、B、D错，C对．【答案】 C6．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化成电信号的过程．下列属于这类传感器的是( )A．红外报警装置B．走廊照明灯的声控开关C．自动洗衣机中的压力传感装置D．电饭煲中控制加热和保温的温控器【解析】电视遥控器是利用红外线遥控的，与红外线报警装置的工作原理相同．A对．【答案】 A7．有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图3－3－9所示电路中的A、B两点后，用黑纸包住元件或者把元件放入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是( )A．放入热水中与不放入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻B．放入热水中与不放入热水中相比，欧姆表示数无变化，这只元件一定是定值电阻C．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻D．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻【解析】热敏电阻的阻值随温度变化而变化，定值电阻和光敏电阻不随温度变化；光敏电阻的阻值随光照强度的变化而变化，定值电阻和热敏电阻不随之变化．【答案】AC8．下说法正确的是( )A．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号B．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断C．电子秤所使用的测力装置是力传感器D．半导体热敏电阻常用作温度传感器，因为温度越高，它的电阻值越大【解析】话筒是将声音信号转化为电信号的装置，A错；电熨斗内的双金属片，是利用它的热胀冷缩程度的不同，使电路随温度的改变实现通、断的，B正确；电子秤所使用的测力装置是力传感器，C正确；半导体热敏电阻温度越高，它的电阻值越小，D错．【答案】BC9．小强在用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制．经检查，恒温箱的控制器没有故障．参照示意图3－3－10，下列对故障判断正确的是( )恒温箱温度自动控制系统示意图A ．只可能是热敏电阻出现故障B ．只可能是温度设定装置出现故障C ．热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障D ．可能是加热器出现故障【解析】恒温箱内温度持续升高，说明加热器没损坏，不能选D.无法自动控制，而经检查控制器又没故障，说明控制器没问题．热敏电阻或温度设定装置出现故障都能使温度持续升高，故选C.【答案】 C10．(2013·雅安中学高二检测)如图3－3－11甲所示，M 是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比n 1∶n 2＝10∶1，接线柱a 、b 接上一个正弦交变电源，电压随时间变化规律如图乙所示．变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R 2为用半导体热敏材料(电阻随温度升高而减小)制成的传感器，R 1为一定值电阻．下列说法中正确的是( )图3－3－11A ．电压表V 的示数为22 VB ．此交变电源的频率为0.5 HzC ．当传感器R 2所在处出现火警时，A 的示数减小D ．当传感器R 2所在处出现火警时，V 的示数减小【解析】交变电流的有效值为U ＝U m2＝220 V ．由U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2n 1U 1＝22 V ，电压表测量的是电阻R 2两端的电压，A 错误；交变电流的频率f ＝1T ＝50 Hz ，B 错误；R 2所在处出现火警时，R 2减小，I 2增大，R 1两端的电压增大，故电压表的示数减小，D 正确；因为输入功率等于输出功率即U 1I 1＝U 2I 2，故I 1增大，即A 的示数增大，C 错误．【答案】 D11．如图3－3－12所示为某种电子秤的原理示意图，AB 为一均匀的滑线电阻，阻值为R ，长度为L ，两边分别有P 1、P 2两个滑动头，P 1可在竖直绝缘光滑的固定杆MN 上保持水平状态而上下自由滑动．弹簧处于原长时，P 1刚好指着A 端，P 1与托盘固定相连．若P 1、P 2间出现电压时，该电压经过放大，通过信号转换后在显示屏上将显示物体重力的大小．已知弹簧的劲度系数为k ，托盘自身质量为m 0，电源电动势为E ，内阻不计，当地的重力加速度为g .求：图3－3－12(1)托盘上未放物体时，在托盘自身重力作用下，P 1与A 端的距离x 1；(2)托盘上放有质量为m 的物体时，P 1与A 端的距离x 2；(3)在托盘上未放物体时通常先校准零点，其方法是：调节P 2，使P 2离A 端的距离也为x 1，从而使P 1、P 2间的电压为零．校准零点后，将物体m 放在托盘上，试推导出物体质量m 与P 1、P 2间的电压U 之间的函数关系式．【解析】托盘的移动带动P 1移动，则P 1、P 2间出现电势差，电势差的大小反映了托盘向下移动距离的大小，由于R 为均匀滑线电阻，则其阻值与长度成正比．(1)由力的平衡知识有：m 0g ＝kx 1，解得x 1＝m 0g k . (2)放上物体m 重新平衡后：m 0g ＋mg ＝kx 2，解得x 2＝m ＋m 0g k. (3)由闭合电路欧姆定律知：E ＝IR ，由部分电路欧姆定律知：U ＝IR 串(R 串为P 1、P 2间电阻)由R 串R ＝x L ，其中x 为P 1、P 2间的距离，则x ＝x 2－x 1＝mg k ，联立解得：m ＝kLU gE.【答案】(1)m0g/k(2)(m＋m0)g/k(3)m＝kLU/gE12．全自动洗衣机有一个水位开关，它是一个压力开关．水位开关的工作原理是利用开关内的空气随着水位上升所增加的压力，使开关动作，关闭水阀．在排水时，随着水位的下降，空气室内的压力随之下降，开关回复到初始位置．从图3－3－13中可看到当水注进洗衣机桶后，空气很快被封闭在左侧小管中，随着水位的上升，封闭空气的压强增大．通常桶内外液面差H为15～35 cm，设大气压为1×105 Pa.求：图3－3－13(1)封闭空气的压强数值大约有多大？(2)若橡胶膜片的半径为2.5 cm，则压缩空气对橡胶膜片的压力有多大？(3)如图3－3－14是一全自动洗衣机中的脱水桶，脱水桶的直径为38 cm，脱水桶工作时的转速为820 r/min，则脱水桶工作时衣服所具有的向心加速度为多少？是重力加速度的几倍？为什么脱水桶能使衣服脱水？图3－3－14【解析】(1)封闭空气的压强数值可根据洗衣桶的水位差来确定．因p＝p0＋ρ水gH，故封闭空气的压强在1.015×105～1.035×105 Pa之间．(2)由F＝pS得压缩空气对橡胶膜片的压力在199～203 N之间．(3)脱水桶工作时衣服紧靠脱水桶一起做匀速圆周运动．则由a＝ω2r可得衣服所具有的向心加速度为1 400 m/s2，是重力加速度的143倍．由此可见，一个水滴所需要的向心力，大约是其自身重力的143倍，衣服不可能提供给水滴这样大的向心力，于是水与衣服就分离了，并从脱水桶的小孔中飞出去．【答案】(1)在1.015×105～1.035×105 Pa之间(2)在199～203 N之间(3)1 400 m/s2是重力加速度的143倍衣服不可能提供给水滴这样大的向心力，于是水与衣服就分离了，并从脱水桶的小孔中飞出去。

2015年高二物理题组训练3.3-3.4《生活中的传感器》《简单的光控和温控电路》(Word版含解析)(教科版选修3

题组一传感器应用实例1．关于电饭锅的说法正确的是()A．电饭锅中的温度传感器的主要元件是氧化铁B．感温铁氧体在常温下具有铁磁性，温度很高时失去铁磁性C．用电饭锅烧水，水开时能自动断电D．用电饭锅煮饭时，若温控开关自动断电后，它不能自动复位答案BD2．如图1所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图，罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．平时光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高电阻状态．发生火灾时，下列说法正确的是()图1A．进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报B．光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报C．进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报D．以上说法均不正确答案 C解析由火灾报警器的原理可知，发生火灾时烟雾进入罩内，使光发生散射，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，与传感器相连的电路检测出这种变化，发出警报，C对．3．某楼梯口的电灯开关装有传感器，天黑时，出现声音才能发光，而白天即使有声音，电灯也不能发光，该开关中有两种传感器，它们可能是()A．热敏电阻和光敏电阻B．金属热电阻和光敏电阻C．热敏电阻和霍尔元件D．光敏电阻和驻极体话筒答案 D解析两种传感器分别把声音信号转换为电信号，把光信号转换为电信号，所以选项D正确．4．如图2所示为用热敏电阻R和继电器L等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小．电源甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器(图中未画出)相连接．则()图2A．当温度降低到某一数值，衔铁P将会被吸下B．当温度升高到某一数值，衔铁P将会被吸下C．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在C、D端D．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A、C端答案 B解析根据温度变化，分析R的变化，确定电路中电流的变化，电流增大时，继电器L对衔铁P吸引力增大，P将会被吸下．当温度降低到某一数值，热敏电阻R的阻值增大，电路中电流减小，继电器L对衔铁P吸引力减小，P将不会被吸下，故A错误．当温度升高到某一数值，热敏电阻R的阻值减小，电路中电流增大，继电器L对衔铁P吸引力增大，P 将会被吸下．故B正确．恒温箱内温度高到一定数值后，应与电源断开停止加热，由以上分析可知，温度升高后，A、B端断开，所以工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A、B 端．故C、D错误．故选B.5．如果图3是电熨斗的结构图，下列说法正确的是()图3A．双金属片上层金属的膨胀系数小于下层金属B．常温下，上下触点接触；温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分离C．需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝上升D．双金属片温度传感器的作用是控制电路的通断答案BD解析电热丝通电加热，双金属片温度升高，双金属片的膨胀系数上大下小，温度升高到一定值时，双金属片向下弯曲使触点断开，停止供电．A错，B、D对；需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移，使双金属片稍向下弯曲，这样要使触点断开双金属片向下弯曲程度要大一些，温度也需要更高一些，C 错．题组二自动控制电路的分析与设计6．如图4所示为小型电磁继电器的构造示意图，其中L 为含铁芯的线圈．P 为可绕O 点转动的铁片，K 为弹簧，S 为一对触头，A 、B 、C 、D 为四个接线柱．电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求．其工作方式是 ( )图4A ．A 与B 接信号电压，C 与D 可跟被控电路串联B ．A 与B 接信号电压，C 与D 可跟被控电路并联C ．C 与D 接信号电压，A 与B 可跟被控电路串联D ．C 与D 接信号电压，A 与B 可跟被控电路并联答案 A7．如图5中甲为在温度为10 ℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R 1＝20 kΩ，R 2＝10 kΩ，R 3＝40 kΩ，R t 为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示．当a 、b 端电压U ab ＜0时，电压鉴别器会令开关S 接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当U ab ＞0时，电压鉴别器会令开关S 断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在__________ ℃.图5答案 35解析设电路路端电压为U ，当U ab ＝0时，有U R 1＋R 2R 1＝U R 3＋R tR 3，解得R t ＝20 kΩ.由题图乙可知，当R t ＝20 kΩ时，恒温箱内的温度稳定在35 ℃.8．如图6所示为一自动控制温度的电路，请说明其工作原理．图6答案见解析解析当开关P在弹簧拉力作用下拉到上面与a接触时，电热丝工作；随着温度升高电热丝电阻增大，通过热敏电阻的电流增大，热敏电阻温度升高、阻值减小，通过电磁铁的电流增大；磁性增强到一定程度时把P吸到b，电热丝停止工作，指示灯亮．9．如图7甲所示为一测量硫化镉光敏电阻特性的实验电路，电源电压恒定．电流表内阻不计，开关闭合后，调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡发光亮度逐渐增强，测得流过电阻的电流和光强的关系曲线如图乙所示，试根据这一特性用图丙中给定的器材设计一个自动光控电路．图7答案见解析解析由光敏电阻的特性曲线可以看出，当入射光增强时，光敏电阻的阻值减小，通过光敏电阻的电流增大．根据题意设计的自动光控电路如图所示．控制过程是：当有光照射时，电路中电流增大，经过放大器输出一个较大的电流，驱动电磁继电器吸引衔铁使两个触点断开，当无光照射时，电路中电流减小，放大器输出电流减小，电磁继电器释放衔铁，使两个触点闭合，控制电路接通，灯开始工作．10．为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统，光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度(1)根据表中数据，请在图8中甲所示的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点．图8(2)如图乙所示，当1、2两端所加电压上升至2 V时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0(lx)时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图．(不考虑控制开关对所设计电路的影响)提供的器材如下：光敏电阻R P(符号，阻值见上表)；直流电源E(电动势3 V，内阻不计)定值电阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ，R3＝40 kΩ(限选其中之一并在图中标出)开关S及导线若干．答案见解析解析(1)光敏电阻随光照度变化的曲线如图甲所示，其特点是：光敏电阻的阻值随光照度的增大非线性减小．(2)当光照度降至1.0(lx)时，光敏电阻的阻值为R P ＝20 kΩ，设计原理图如图乙所示．根据欧姆定律与串联电阻的分压U 12R P ＝E －U 12R即2 V 20 kΩ＝3 V －2 V R，R ＝10 kΩ 即与R P 串联的电阻应选R 1.。

高中物理教科版选修3-2练习：3-3、4生活中的传感器简单的光控和温控电路b 含解析

04课后巩固训练1．人类发射的绕地球运行的所有航天器，在轨道上工作时都需要电能，所需要的电能通常是通过太阳能电池获得的。

太阳能电池把太阳能转化为电能时，要求太阳能电池板总是正对太阳，为达到这一目的，应利用下列哪种传感器来感知太阳的方位( )A．力传感器B．光传感器C．温度传感器D．生物传感器解析：要感知太阳的方位，应利用光传感器，选项B正确。

答案：B2．关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是( )A．应变片是由导体材料制成的B．当应变片的表面被拉伸时，其电阻变大，反之变小C．传感器输出的是应变片上的电压D．外力越大，输出的电压差值也越大解析：应变片一般是用半导体材料制成，其表面被拉伸时电阻变大，被压缩时电阻变小，故选项A错误，B正确。

电子秤中应变式力传感器输出的是上、下两应变片上的电压差，并且随着外力的增大，输出的电压差值也越大，故选项C 错误，D正确。

答案：BD3．随着生活水平的提高，自动干手机已进入家庭。

洗手后，将湿手靠近自动干手机，机内的传感器便驱动电热器加热，有热空气从机内吹出，将湿手烘干。

手靠近干手机能使传感器工作，是因为( )A．改变了湿度B．改变了温度C．改变了磁场D．改变了电容解析：手靠近干手机时，改变了设置在干手机内的电容式传感器的电容，干手机开始工作。

能否用湿度或温度传感器来驱动电热器工作呢？理论上是可行的，但作为干手机，如果用湿度或温度传感器则有很大缺陷，因为干手机周围的环境(如湿度和温度)一年四季都在变化，与手的靠近无关。

选项D正确。

答案：D4．电容式话筒的保真度比动圈式话筒好，其工作原理如图所示。

Q是绝缘支架，薄金属膜M和固定电极N形成一个电容器。

当声波使簿金属膜振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流。

在薄金属膜向右运动的过程中，有( )A．电容变大B．电容变小C．导线AB中有向左的电流D．导线AB中有向右的电流解析：由平行板电容器的电容C＝εS4πkd可知，当薄金属膜向右运动时，相当于电容器两极板间的距离变小，故电容变大，选项A正确，B错误；此时电源对电容器充电，电流由电源的正极流向负极，故导线AB中有向左的电流，选项C 正确，D错误。

2017教科版高中物理选修(3-2)第3章第3、4节《生活中的传感器简单的光控和温控电路》word学案

过热及过电
当电动机不能正常工作时，能够自动切断电源，对电动机实行
流爱护传感器
爱护
三、简单的光控和温控电路
1．集成电路又称 IC，是在硅板上集合各种电子器件，实现某种特定功能的电路模块，它是电子设备中最重要的部分．
2．光控自动照明电路利用光敏电阻作操纵元件，从而通过光线来实现自动操纵，使电路在天亮时自动切断，天黑自动接通． 3．温控电熨斗利用热敏电阻作操纵元件，从而使电熨斗的温度在低于指定值时，电热器通电加热，温度高于指定值时要将电源关闭．
3． (自动操纵电路的分析与设计 )如图 7 所示是一种自动操纵水温的装置，加热电路的两个端点 P、Q 应接触头 a、b 依旧 c、d？热敏电阻两端 M 、 N 应接哪两个触头？
图7 答案见解析解析 P、Q 应该分别接触头 a、b，同时，M 、N 应该分别接触头 e、f ，其工作原理是：当水温升高时，热敏电阻阻值减小，电磁铁中电流增大，吸引力增大，使衔铁被吸下， a、b 断开，使加热装置停止加热；当水温降低到一定程度时，热敏电阻阻值增大，电磁铁中电流减小，吸引力减小，衔铁被弹簧拉上去，使 a、b 之间连接，加热装置开始加热，从而实现水温操纵． 4． (传感器的应用分析 )工人在锻压机、冲床、钻床等机器上劳动时，稍有不慎就会把手轧在里面，造成工伤事故．工厂中大差不多上利用光电操纵设备来幸免事故发生的．如图 8 所示为光控继电器的示意图，它由电源、光电管 (当有光照耀时，在阴极 K 端会放出电子 )、放大器、电磁继电器等几部分组成．如此，当有光照时，灯 L 不亮，当无光照耀光电管时，灯 L 亮，则光控继电器的原理是：
信号，因此选项 D 正确． 4．将如图 2 所示装置安装在沿直轨道运动的火车车厢中，使杆沿轨道

高中物理教科版选修3-2练习：3-3、4生活中的传感器简

03课堂效果自测1.关于电饭锅的说法正确的是()A．电饭锅中的温度传感器其主要元件是氧化铁B．铁氧体在常温下具有铁磁性，温度很高时失去铁磁性C．用电饭锅烧水，水开时能自动断电D．用电饭锅煮饭时，若温控开关自动断电后，它不能自动复位解析：电饭锅中的温度传感器其主要元件是铁氧体，故A错，B 选项正确。

因水开时温度约为100°C，达不到居里温度，故不能自动断电，则选项C错。

温控开关只能手动闭合，故D正确。

答案：BD2．传感器是一种采集信息的重要器件。

右图是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路，当待测压力作用于可动膜片电极上时，以下说法正确的是()①若F向上压膜片电极，电路中有从a到b的电流②若F向上压膜片电极，电路中有从b到a的电流③若F向上压膜片电极，电路中不会出现电流④若电流表有示数，则说明压力F发生变化⑤若电流表有示数，则说明压力F不会发生变化A．②④B．①④C．③⑤D．①⑤解析：当F向上压膜片时，电容C变大而C＝QU，U不变故Q变大电容器充电，①对，②③错，当压力F不变时，电容器断路，电流表示数为0，故④对，⑤错。

答案：B3．如图所示是A、B两类热敏电阻的R－t特性曲线，如果用热敏电阻作传感器，与继电器相接，设计了一个简单自动报警电路的控制开关，当温度过高时，由继电器接通报警电路，用________类热敏电阻效果较好。

解析：在临界温度附近，电阻随温度的变化越灵敏效果越好。

答案：A4．如图是热水器的恒温集成电路，R0是热敏电阻，温度较低时其阻值很大，温度较高时阻值很小。

如果热水器中没有水或水温较高时，继电器会放开簧片，发热器断路，反之会吸住簧片接通发热器。

如果热水器中没有水时，电路中BC部分就处于________(填“断路”或“短路”)，则在电路图的虚线框内的门电路应是________门，当温度较低时，门电路的输入端A是________电势(填“高”或“低”)。

解析：因没有水时继电器会放开簧片，所以BC部分断路；由题意知该逻辑关系为与逻辑关系，为与门电路；当温度较低时，R0的阻值很大，根据串联电路分压，A点的电势较高，即门电路的输入端A是高电势。

高中物理教科版选修3-2课时分层作业13生活中的传感器简单的光控和温控电路(选学)

课时分层作业(十三)[基础达标练](时间：15分钟分值：50分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1．传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用的传感器是()【导学号：24622105】A．生物传感器B．红外传感器C．温度传感器D．压力传感器C[空调机根据温度调节工作状态，所以内部使用了温度传感器，故C正确．]2．有这样一只音乐茶杯，茶杯平放桌上时，无声无息，提起茶杯，茶杯边播放悦耳的音乐，边闪烁着五彩的光芒．当用书挡住底部时(不与底部接触)，音乐停止，音乐茶杯中所用的元件属于哪类传感器()A．超声波传感器B．温度传感器C．压力传感器D．光电传感器D[茶杯平放在桌上时和提起后用书挡住底部(不与底部接触)时都没有光照，说明音乐茶杯中所用的传感器与光照有关，而与压力无关，所以音乐茶杯中所用的元件属于光电传感器，答案选D.]3．(多选)如图3-3-13所示，用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器，下列说法中正确的是()图3-3-13A．严重污染时，LDR是高电阻B．轻度污染时，LDR是高电阻C．无论污染程度如何，LDR的电阻不变，阻值大小由材料本身因素决定D．该仪器的使用会因为白天和晚上受到影响AD[严重污染时，透过污水照到LDR上的光线较少，LDR电阻较大，A对，B错；LDR由半导体材料制成，受光照影响，电阻会发生变化，C错；白天和晚上自然光的强弱不同，或多或少会影响LDR的电阻，D对．] 4．(多选)全自动洗衣机中的排水阀是由程序控制器控制其动作的，当进行排水和脱水工序时，控制铁芯1的线圈通电，使铁芯2运动，从而牵引排水阀的阀门排除污水(如图3-3-14所示)．以下说法中正确的是()图3-3-14A．若输入的控制电流由a流入，由b流出，则铁芯2中A端为N极，B端为S极B．若输入的控制电流由a流入，由b流出，则铁芯2中A端为S极，B端为N极C．若a、b处输入交变电流，铁芯2不能被吸入线圈中D．若a、b处输入交变电流，铁芯2仍能被吸入线圈中AD[铁芯1被通电螺线管磁化后吸引铁芯2从而牵引排水阀的阀门打开排除污水，无论a、b处输入直流电还是交流电都是如此，故A、D正确，B、C错误．]5．如图3-3-15所示是自动调温式电熨斗，下列说法不正确的是()【导学号：24622106】图3-3-15A．常温时上下触点是接触的B．双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲C．原来温度控制在80 ℃断开电源，现要求60 ℃断开电源，应使调温旋钮下移一些D．由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些C[常温工作时，上下触点是接通的，当温度升高时，上层金属片形变大，向下弯曲，切断电源，切断温度要升高则应使调温旋钮下移一些，A、B、D对，C错．]6．如图3-3-16所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图，罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．平时光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高电阻状态．发生火灾时，下列说法正确的是()【导学号：24622107】图3-3-16A．进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报B．光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报C．进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报D．以上说法均不正确C[由火灾报警器的原理可知，发生火灾时烟雾进入罩内，使光发生散射，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，与传感器相连的电路检测出这种变化，发出警报，C对．]二、非选择题(14分)7.用如图3-3-17所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度．该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器．用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg的滑块，滑块可无摩擦滑动．两弹簧的另一端分别接在传感器a、b上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出．现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b在前，传感器a 在后．汽车静止时，传感器a、b的示数均为10 N．(取g＝10 m/s2)图3-3-17(1)若传感器a 的示数为14 N ，b 的示数为6.0 N ，求此时汽车的加速度大小和方向．(2)当汽车以怎样的加速度运动时，传感器a 的示数为零？【解析】(1)如图所示，依题意，左侧弹簧对滑块向右的推力F 1＝14 N ，右侧弹簧对滑块向左的推力F 2＝6.0 N.滑块所受合力产生加速度a 1，根据牛顿第二定律有F 1－F 2＝ma 1，得a 1＝F 1－F 2m ＝14－6.02.0m/s 2＝4.0 m/s 2.a 1与F 1同方向，即向前(向右)． (2)a 传感器的读数恰为零，即左侧弹簧的弹力F 1′＝0，因两弹簧相同，左弹簧伸长多少，右弹簧就缩短多少，所以右弹簧的弹力变为F 2′＝20 N ，滑块所受合力产生加速度，由牛顿第二定律得F 合＝F 2′＝ma 2解得a 2＝F 2′m ＝－10 m/s 2负号表示方向向后(向左)．【答案】见解析[能力提升练](时间：25分钟分值：50分)一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1．(多选)如图3-3-18所示，电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜导体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导体层内形成一个低电压交流电场．在触摸屏幕时，由于人体是导体，手指与内部导体层间会形成一个特殊电容(耦合电容)，四边电极发出的电流会流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，位于触摸屏后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置．由以上信息可知()【导学号：24622108】图3-3-18A．电容式触摸屏的两极板分别是导体层和手指B．当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越大C．当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越小D．如果用戴了绝缘手套的手触摸屏幕，照样能引起触摸屏动作AB[电容触摸屏在原理上把人体当成电容器元件的一个极板，把导体层当成另一个极板，故A正确；手指与屏的接触面积越大，即两个极板的正对面积越大，故电容越大，B正确，C错误；如果戴了绝缘手套或手持不导电的物体触摸时没有反应，这是因为手与导体层距离较大，不能引起导体层电场的变化，D 错误．]2．(多选)如图3-3-19所示是家用电冰箱的压缩启动装置的电路．其中的运行绕组是电冰箱在工作时电动机定子，由于家用交流电是单相的，启动时必须依靠启动绕组的帮助才能产生旋转磁场．在启动绕组的支路中串联有一个PTC元件．这是一种以钛酸钡为主要材料的热敏电阻器，电流流过PTC元件，元件发热，它的电阻率随温度升高而发生显著变化，当电动机转起来正常以后，PTC 元件温度较高，电阻很大，启动绕组电流很小，以下判断正确的是()图3-3-19A．电冰箱的电动机启动时比正常工作时耗电少B．电冰箱的电动机正常工作时比启动时耗电少C．电冰箱启动后，启动绕组功率不变，运行绕组功率是变化的D．电冰箱启动后，启动绕组功率是变化的，运行绕组功率不变BD[启动时，由于PTC元件温度低，电阻小，故耗电多，故A错误，B 正确；启动后，随着PTC元件的温度升高，元件本身电阻增大，通过启动绕组的电流减小，故启动绕组的功率是变化的，而运行绕组电压不变，故功率不变，故C错误，D正确．]3．如图3-3-20为一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是()图3-3-20A．温度升高至74 ℃时，L1亮灯报警B．温度升高至74 ℃时，L2亮灯报警C．温度升高至78 ℃时，L1亮灯报警D．温度升高至78 ℃时，L2亮灯报警D[当温度低于78 ℃时，线圈中没有电流，此时仅灯L1亮；当温度升高到78 ℃时，线圈中有电流，磁铁吸引衔铁，灯L2被接通，所以灯L2亮报警；温度升高至74 ℃时，线圈中没有电流，只是灯L1亮．A、B、C均错误，D正确．] 4．某种位移传感器的工作原理如图3-3-21(a)所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的滑片P一起平移，通过理想电压表的示数来反映物体M的位移x.已知电源电动势为E，内阻不计，滑动变阻器的总长为L，物体M以O为平衡位置做简谐运动(取向右为正方向)，振幅为L2，物体经过O时P恰好位于滑动变阻器的中点．若电压表的示数U随时间t的变化关系如图3-3-21(b)所示，则在图示0～t1时间内，下列说法正确的是()(a)(b)图3-3-21A．物体M的速度为正方向且不断增大B．物体M的速度为负方向且不断减小C．物体M的加速度为正方向且不断增大D．物体M的加速度为负方向且不断减小A[由0～t1时间内，电压表的示数U随时间t的变化关系可知，物体M的速度为正方向且不断增大，加速度为正方向且不断减小，选项A正确．]二、非选择题(本题共2小题，共26分)5．(10分)如图3-3-22所示是热水器的恒温集成电路，R0是热敏电阻，温度较低时其阻值很大，温度较高时阻值很小．如果热水器中没有水或水温较高时，继电器会放开簧片，发热器断路，反之会吸住簧片接通发热器．如果热水器中没有水时，电路中BC部分就处于________(选填“断路”或“短路”)状态，则在电路图的虚线框内的门电路应是________门，当温度较低时，门电路的输入端A 是________(选填“高”或“低”)电势．图3-3-22【解析】热水器中没有水，BC部分相当于断路．热水器中没有水或水温较高时，继电器都能使发热器断路，故可判断虚线框内应是“与”门，当温度较低时，R0阻值较大，故门电路输入端A是高电势．【答案】断路与高6．(16分)为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统．光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)．某光敏电阻R P在不同照度下的阻值如下表：线，并说明阻值随照度变化的特点．图3-3-23图3-3-24(2)如图3-3-24所示，当1、2两端所加电压上升至2 V时，控制开关自动启动照明系统．请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0 lx时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图．(不考虑控制开关对所设计电路的影响)提供的器材如下：光敏电阻R P(符号，阻值见上表)；直流电源E(电动势3 V，内阻不计)；定值电阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ，R3＝40 kΩ(限选其中之一并在图中标出)；开关S及导线若干．【解析】(1)如图甲所示，光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小．甲乙(2)电路原理图如图乙所示，根据串联电阻的正比分压关系，E＝3 V，当照度降低至1.0 lx时，由图线知，此时光敏电阻R P＝20 kΩ，UR P＝2 V，串联电阻分压U R＝1 V，由UR PU R＝R PR＝2得R＝R P2＝10 kΩ，故选定值电阻R1.【答案】见解析精美句子1、善思则能“从无字句处读书”。

高中物理课时分层作业13 生活中的传感器简单的光控和温控电路(选学)教科版选修3-2

亲爱的同学：这份试卷将再次记录你的自信、沉着、智慧和收获，我们一直投给你信任的目光……学习资料专题课时分层作业(十三) 生活中的传感器简单的光控和温控电路（选学）[基础达标练](时间：15分钟分值：50分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1．传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用的传感器是( )【导学号：24622105】A．生物传感器B．红外传感器C．温度传感器D．压力传感器C[空调机根据温度调节工作状态，所以内部使用了温度传感器，故C正确．]2．有这样一只音乐茶杯，茶杯平放桌上时，无声无息，提起茶杯，茶杯边播放悦耳的音乐，边闪烁着五彩的光芒．当用书挡住底部时(不与底部接触)，音乐停止，音乐茶杯中所用的元件属于哪类传感器( )A．超声波传感器B．温度传感器C．压力传感器D．光电传感器D[茶杯平放在桌上时和提起后用书挡住底部(不与底部接触)时都没有光照，说明音乐茶杯中所用的传感器与光照有关，而与压力无关，所以音乐茶杯中所用的元件属于光电传感器，答案选D.]3．(多选)如图3313所示，用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器，下列说法中正确的是( )图3313A．严重污染时，LDR是高电阻B．轻度污染时，LDR是高电阻C．无论污染程度如何，LDR的电阻不变，阻值大小由材料本身因素决定D．该仪器的使用会因为白天和晚上受到影响AD[严重污染时，透过污水照到LDR上的光线较少，LDR电阻较大，A对，B错；LDR由半导体材料制成，受光照影响，电阻会发生变化，C错；白天和晚上自然光的强弱不同，或多或少会影响LDR的电阻，D对．]4．(多选)全自动洗衣机中的排水阀是由程序控制器控制其动作的，当进行排水和脱水工序时，控制铁芯1的线圈通电，使铁芯2运动，从而牵引排水阀的阀门排除污水(如图3314所示)．以下说法中正确的是( )图3314A．若输入的控制电流由a流入，由b流出，则铁芯2中A端为N极，B端为S极B．若输入的控制电流由a流入，由b流出，则铁芯2中A端为S极，B端为N极C．若a、b处输入交变电流，铁芯2不能被吸入线圈中D．若a、b处输入交变电流，铁芯2仍能被吸入线圈中AD[铁芯1被通电螺线管磁化后吸引铁芯2从而牵引排水阀的阀门打开排除污水，无论a、b处输入直流电还是交流电都是如此，故A、D正确，B、C错误．] 5．如图3315所示是自动调温式电熨斗，下列说法不正确的是 ( )【导学号：24622106】图3315A．常温时上下触点是接触的B．双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲C．原来温度控制在80 ℃断开电源，现要求60 ℃断开电源，应使调温旋钮下移一些D．由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些C[常温工作时，上下触点是接通的，当温度升高时，上层金属片形变大，向下弯曲，切断电源，切断温度要升高则应使调温旋钮下移一些，A、B、D对，C错．] 6．如图3316所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图，罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．平时光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高电阻状态．发生火灾时，下列说法正确的是 ( )【导学号：24622107】图3316A ．进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报B ．光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报C ．进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报D ．以上说法均不正确C [由火灾报警器的原理可知，发生火灾时烟雾进入罩内，使光发生散射，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，与传感器相连的电路检测出这种变化，发出警报，C 对．]二、非选择题(14分)7.用如图3317所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度．该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器．用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg 的滑块，滑块可无摩擦滑动．两弹簧的另一端分别接在传感器a 、b 上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出．现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b 在前，传感器a 在后．汽车静止时，传感器a 、b 的示数均为10 N ．(取g ＝10 m/s 2)图3317(1)若传感器a 的示数为14 N ，b 的示数为6.0 N ，求此时汽车的加速度大小和方向．(2)当汽车以怎样的加速度运动时，传感器a 的示数为零？【解析】(1)如图所示，依题意，左侧弹簧对滑块向右的推力F 1＝14 N ，右侧弹簧对滑块向左的推力F 2＝6.0 N.滑块所受合力产生加速度a 1，根据牛顿第二定律有F 1－F 2＝ma 1，得a 1＝F 1－F 2m ＝14－6.02.0 m/s 2＝4.0 m/s 2.a 1与F 1同方向，即向前(向右)．(2)a 传感器的读数恰为零，即左侧弹簧的弹力F 1′＝0，因两弹簧相同，左弹簧伸长多少，右弹簧就缩短多少，所以右弹簧的弹力变为F 2′＝20 N ，滑块所受合力产生加速度，由牛顿第二定律得F 合＝F 2′＝ma 2解得a 2＝F 2′m＝－10 m/s 2 负号表示方向向后(向左)．【答案】见解析[能力提升练](时间：25分钟分值：50分)一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1．(多选)如图3318所示，电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜导体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导体层内形成一个低电压交流电场．在触摸屏幕时，由于人体是导体，手指与内部导体层间会形成一个特殊电容(耦合电容)，四边电极发出的电流会流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，位于触摸屏后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置．由以上信息可知( )【导学号：24622108】图3318A ．电容式触摸屏的两极板分别是导体层和手指B ．当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越大C ．当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越小D ．如果用戴了绝缘手套的手触摸屏幕，照样能引起触摸屏动作AB [电容触摸屏在原理上把人体当成电容器元件的一个极板，把导体层当成另一个极板，故A 正确；手指与屏的接触面积越大，即两个极板的正对面积越大，故电容越大，B 正确，C 错误；如果戴了绝缘手套或手持不导电的物体触摸时没有反应，这是因为手与导体层距离较大，不能引起导体层电场的变化，D 错误．]2．(多选)如图3319所示是家用电冰箱的压缩启动装置的电路．其中的运行绕组是电冰箱在工作时电动机定子，由于家用交流电是单相的，启动时必须依靠启动绕组的帮助才能产生旋转磁场．在启动绕组的支路中串联有一个PTC 元件．这是一种以钛酸钡为主要材料的热敏电阻器，电流流过PTC 元件，元件发热，它的电阻率随温度升高而发生显著变化，当电动机转起来正常以后，PTC 元件温度较高，电阻很大，启动绕组电流很小，以下判断正确的是( )图3319A ．电冰箱的电动机启动时比正常工作时耗电少B ．电冰箱的电动机正常工作时比启动时耗电少C ．电冰箱启动后，启动绕组功率不变，运行绕组功率是变化的D ．电冰箱启动后，启动绕组功率是变化的，运行绕组功率不变BD [启动时，由于PTC 元件温度低，电阻小，故耗电多，故A 错误，B 正确；启动后，随着PTC 元件的温度升高，元件本身电阻增大，通过启动绕组的电流减小，故启动绕组的功率是变化的，而运行绕组电压不变，故功率不变，故C 错误，D 正确．]3．如图3320为一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是( )图3320A ．温度升高至74 ℃时，L 1亮灯报警B ．温度升高至74 ℃时，L 2亮灯报警C ．温度升高至78 ℃时，L 1亮灯报警D ．温度升高至78 ℃时，L 2亮灯报警D [当温度低于78 ℃时，线圈中没有电流，此时仅灯L 1亮；当温度升高到78 ℃时，线圈中有电流，磁铁吸引衔铁，灯L 2被接通，所以灯L 2亮报警；温度升高至74 ℃时，线圈中没有电流，只是灯L 1亮．A 、B 、C 均错误，D 正确．]4．某种位移传感器的工作原理如图3321(a)所示，物体M 在导轨上平移时，带动滑动变阻器的滑片P 一起平移，通过理想电压表的示数来反映物体M 的位移x .已知电源电动势为E ，内阻不计，滑动变阻器的总长为L ，物体M 以O 为平衡位置做简谐运动(取向右为正方向)，振幅为L 2，物体经过O 时P 恰好位于滑动变阻器的中点．若电压表的示数U 随时间t 的变化关系如图3321(b)所示，则在图示0～t 1时间内，下列说法正确的是 ( )(a) (b)图3321A．物体M的速度为正方向且不断增大B．物体M的速度为负方向且不断减小C．物体M的加速度为正方向且不断增大D．物体M的加速度为负方向且不断减小A[由0～t1时间内，电压表的示数U随时间t的变化关系可知，物体M的速度为正方向且不断增大，加速度为正方向且不断减小，选项A正确．]二、非选择题(本题共2小题，共26分)5．(10分)如图3322所示是热水器的恒温集成电路，R0是热敏电阻，温度较低时其阻值很大，温度较高时阻值很小．如果热水器中没有水或水温较高时，继电器会放开簧片，发热器断路，反之会吸住簧片接通发热器．如果热水器中没有水时，电路中BC部分就处于________(选填“断路”或“短路”)状态，则在电路图的虚线框内的门电路应是________门，当温度较低时，门电路的输入端A是________(选填“高”或“低”)电势．图3322【解析】热水器中没有水，BC部分相当于断路．热水器中没有水或水温较高时，继电器都能使发热器断路，故可判断虚线框内应是“与”门，当温度较低时，R0阻值较大，故门电路输入端A是高电势．【答案】断路与高6．(16分)为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统．光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)．某光敏电阻R P在不同照度下的阻值如下表：阻值随照度变化的特点．图3323 图3324(2)如图3324所示，当1、2两端所加电压上升至2 V 时，控制开关自动启动照明系统．请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0 lx 时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图．(不考虑控制开关对所设计电路的影响)提供的器材如下：光敏电阻R P (符号，阻值见上表)；直流电源E (电动势3 V ，内阻不计)；定值电阻：R 1＝10 k Ω，R 2＝20 k Ω，R 3＝40 k Ω(限选其中之一并在图中标出)；开关S 及导线若干．【解析】 (1)如图甲所示，光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小．甲乙(2)电路原理图如图乙所示，根据串联电阻的正比分压关系，E ＝3 V ，当照度降低至1.0 lx 时，由图线知，此时光敏电阻R P ＝20 k Ω，UR P ＝2 V ，串联电阻分压U R ＝1 V ，由UR P U R ＝R P R ＝2得R ＝R P 2＝10 k Ω，故选定值电阻R 1. 【答案】见解析。

高中物理 3.3+4 生活中的传感器简单的光控和温控电路(选学)同步备课课件教科版选修32

互动探究
• ②对有毒有害气体进行监控的______和______传感器，相
当于人的鼻和舌等嗅觉、味觉器官化．学生物
教学
• ③______和______传感器，以及______传感器可以认为相
当堂
方当于人的触觉器官，如手、足、皮肤等．
双
案设
• ④___力传学感器相振当动于人的耳朵．在有些温探度测活动中，传感
教
课
学
堂
教
互
法分析
•步骤5：让学生完成
动探究
【迁移应用】，检查
教
当
学方案
完成情况并点评
堂双基
设
达
计
标
课
课
前
后
自
知
主
能
导
检
学
测
菜单
JK ·物理选修3-2
教
课
学
堂
教
互
法
动
分
析 •步骤6：师生互动
探究
教学
完成“探究2”和
当堂
方
双
案
基
设计
“探究3”
达标
课
课
前
后
自
知
主
能
导
检
学
测
菜单
______________保护温等度．自动
除霜温度
堂互动探究
•过(3热)家及用过报电警流器
• ①居家生活中，煤气泄漏会危及人身安全，需要加以防
教学
范．我们可以利用______元件制作有害气体报警器和
当堂
方案
______气体报警器．

2020版高中物理第三章生活中的传感器简单的光控和温控电路(选学)学案教科版选修3-2

3 生活中的传感器4 简单的光控和温控电路(选学)[学习目标] 1.了解洗衣机、电冰箱中的传感器.2.了解家用报警器的原理.3.了解传感器与人的感官的类比，以及它们各自的优势.4.了解一些简单的自动控制电路.一、生活中的传感器1.洗衣机中的传感器：全自动洗衣机实现了利用传感器和电脑技术对洗涤全过程进行检测和控制.2.电冰箱中的传感器：电冰箱主要由制冷系统和控制系统两大部分组成.在控制系统中，传感器起着非常重要的作用.3.家用报警器(1)居家生活中，煤气泄漏，会危及人身安全，需要加以防范.我们可以利用气敏元件制作有害气体报警器和可燃气体报警器.(2)有一种敲击防盗报警器，它利用压电式传感器对门窗玻璃损毁产生反应，形成对报警装置的启动.还有一种冲击防盗报警器，由冲击传感器和执行电路两部分组成.4.传感器与人的感官(1)光传感器和由它制成的录像头、监控探头，可以类比人的眼睛.(2)对有毒有害气体进行监控的化学和生物传感器，相当于人的鼻和舌等嗅觉、味觉器官.(3)力学和振动传感器，以及温度传感器可以认为相当于人类的触觉器官，如手、足、皮肤等.(4)声传感器不妨认为是机器的耳朵.二、简单的光控和温控电路1.集成电路又称IC，是在硅板上集合各种电子器件，实现某种特定功能的电路模块，它是电子设备中最重要的部分.2.光控自动照明电路利用光敏电阻作控制元件，从而通过光线来实现自动控制，使电路在天亮时自动切断，天黑自动导通.3.温控电熨斗利用热敏电阻作控制元件，从而使电熨斗的温度在低于指定值时电加热器供电加热，温度高于指定值时将电源关闭.[即学即用] 判断下列说法的正误.(1)通常的传感器可以直接用来进行自动控制.( ×)(2)传感器可以用来采集信息.( √)(3)传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量.( √)(4)洗衣机的脱水传感器是根据温度变化控制脱水动作的.( ×)(5)电冰箱是利用温度传感器自动控温的.( √)一、传感器的简单应用分析传感器应注意的四个分析(1)检测量分析：要清楚传感器所检测的非电学量，如温度、光、声、力等.(2)敏感元件分析：分析敏感元件的输入与输出信号，及输入与输出信号间的联系.(3)电路分析：分析传感器所在的电路结构,分析输入信号变化对电路电流、电压等产生的影响.(4)执行机构分析：分析非电学量与电学量之间的转换过程，分析根据所获得的信息控制执行机构进行工作的过程.例1如图1所示为某种电冰箱内温度控制器的结构.铜制的测温泡1、细管2和弹性金属膜盒3连通成密封系统，里面充有氯甲烷和它的蒸气，构成了一个温度传感器.膜盒3为扁圆形(图中显示它的切面)，右表面固定，左表面通过小柱体与弹簧片4连接.盒中气体的压强增大时，盒体就会膨胀.测温泡1安装在冰箱的冷藏室中.5、6分别是电路的动触点和静触点，控制制冷压缩机的工作.拉簧7的两端分别连接到弹簧片4和连杆9上.连杆9的下端是装在机箱上的轴.凸轮8是由设定温度的旋钮(图中未画出)控制的，逆时针旋转时凸轮连杆上端右移，从而加大对弹簧7的拉力.图1(1)为什么当冰箱内温度较高时压缩机能够自动开始工作，而在达到设定的低温后又自动停止工作？(2)为什么用凸轮可以改变设定的温度？答案见解析解析(1)冰箱内温度较高时，密封系统中的压强增大，盒体膨胀，膜盒 3通过小柱体带动弹簧片4，使动触点5与静触点6接触，控制压缩机自动开始工作，而在达到设定的温度时弹簧带动弹簧片4将触点5、6断开，使压缩机停止工作.(2)凸轮逆时针转动会加大连杆9对弹簧7的拉力，该拉力与弹性金属膜盒3共同控制弹簧片4的运动，而弹簧7上弹力的变化会改变设定的温度.例2如图2所示为冲击防盗报警器的冲击传感器的结构示意图.在外壳的绝缘基板上固定一个螺栓，螺栓上有一个弹簧，弹簧的顶端焊有一个钢球，它们都是电的良导体，外壳也使用电的良导体制成.请简述这种装置防盗的原理.图2答案在静止状态下，不论传感器置于何种状态，钢球和外壳均呈断开状态不会导通，一旦传感器受到外力冲击，如砸、碰、撞、敲击、撬动时，则钢球受到扰动产生运动与外壳接通，便可触发执行电路，使报警装置开始工作. 二、简单的光控和温控电路例3 如图3所示是一种烟雾报警器的控制电路图，其原理简化如下：调节可变电阻R 1使U 23＝0.当有烟雾时，M741开始触发工作，其中R g 是光敏电阻.由此可知，要使M741开始工作，则应满足( )图3A.φ2>φ3B.φ2<φ3C.φ2＝φ3D.无法判断答案 A解析规定电源负极的电势为零，则φ3＝UR 4R 3＋R 4保持不变.而φ2＝UR g R 1＋R 2＋R g ＝UR 1＋R 2R g＋1，当有烟雾时，光敏电阻R g 增大，φ2增大.所以当φ2>φ3时，控制电路开始工作.三、自动控制电路的分析与设计例4 如图4所示为某小型电磁继电器的构造示意图，其中L 为含铁芯的线圈.P 为可绕O 点转动的铁片，K 为弹簧，S 为一对触头，A 、B 、C 、D 为四个接线柱.电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求，其工作方式是( )A.A与B接信号电压，C与D跟被控电路串联B.A与B接信号电压，C与D跟被控电路并联C.C与D接信号电压，A与B跟被控电路串联D.C与D接信号电压，A与B跟被控电路并联答案 A解析A、B接电磁继电器的线圈，所以A、B应接信号电压，线圈电流随信号电压变化使电磁继电器吸引或释放P，从而使C、D接通或断开，进而起到控制作用.故正确答案为A.1.(力传感器的应用)压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图5甲所示的电路中，电流表示数变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是( )图5A.0～t1时间内，升降机一定匀速运动B.0～t1时间内，升降机可能减速上升C.t1～t2时间内，升降机可能匀速上升D.t1～t2时间内，升降机可能匀加速上升答案 B解析在0～t1时间内，电流恒定，表明压敏电阻的阻值恒定，则重物对压敏电阻的压力恒定，则升降机可能处于静止、匀速运动或匀变速直线运动状态，故A选项错误，B选项正确；t1～t2时间内，电流在增加，表明压敏电阻的阻值在减小，则重物对压敏电阻的压力在增大，重物的加速度是变化的，故不可能做匀速运动或匀变速运动，C、D选项错误.2.(温度传感器的应用)(多选)电饭锅的结构图如图6所示，如果感温磁体的“居里温度”为103 ℃，下列说法中正确的是( )A.常温下感温磁体具有较强的磁性B.当温度超过103 ℃时，感温磁体的磁性较强C.饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会达到103 ℃，这时开关按钮会跳起D.常压下只要锅内有水，锅内的温度就不可能达到103 ℃，开关按钮就不会自动跳起答案ACD3.(温度传感器的应用)小强用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制.经检查，恒温箱的控制器没有故障.参照图7，下列对故障判断正确的是( )图7A.只可能是热敏电阻出现故障B.只可能是温度设定装置出现故障C.热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障D.可能是加热器出现故障答案 C解析由恒温箱原理图可知，若热敏电阻出现故障或温度设定装置出现故障都会向控制器传递错误信息，导致控制器发出错误指令，故C正确，A、B错误.若加热器出现故障，只有一种可能，即不能加热，而题中加热器一直加热才会使温度持续升高，故D错误.。

教科版高中物理选修(3-2)第3章第3讲第4讲《简单的光控和温控电路》ppt课件

课堂讲义
生活中的传感器简单的光控和温控电路
例3 下列关于光传感器应用的说法中正确的是 ( ) A．火灾报警器是利用烟雾对光的反射来工作的 B．火灾报警器中的光电三极管平时收不到LED 发出的光，呈现高电阻状态 C．机械式鼠标器的传感器是红外发射管 D．当鼠标器在桌面上移动时，红外接收管收到的是断续的红外线脉冲
C、D随信号电压变化而接通或断开，进而起到控制作用 C与D跟被控电路串联
对点练习
生活中的传感器简单的光控和温控电路
生活中力传感器的应用 1 为锻炼身体，小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计，如图所示是原理图．轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计， P与R1间的摩擦不计)，弹簧劲度系数为100 N/cm.定值电阻R0＝5 Ω，ab 是一根长为5 cm的均匀电阻丝，阻值R1＝25 Ω，电源输出电压恒为U＝3 V，理想电流表的量程为0～0.6 A．当拉环不受力时，滑片P处于a端．下列关于这个电路的说法正确的是(不计电源内阻)( ) A．小明在电路中连入R0的目的是保护电路 R0防止短路 B．当拉环不受力时，闭合开关后电流表的读数为0.1 A C．当拉力为400 N时，电流表指针指在0.3 A处 D．当拉力为400 N时，电流表指针指在0.5 A处
A．常温时上下触点是接触的 B．双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲 C．原来温度控制在80 ℃断开电源，现要求60 ℃断开电源，应使调温旋钮下移一些 D．由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些切断温度要升高则应使调温旋钮下移一些
对点练习
生活中的传感器简单的光控和温控电路
一、传感器水位负载量水温布质洗涤粉脏污程度脱水

高中物理教科版选修3-2课件：3-3、4生活中的传感器简单的光控和温控电路

光为止。此时发光二极管就相当于一个由环境明暗变化而自动控制的灯。
2．温控电熨斗 (1)电路原理图：如图所示。
(2)功能：
热敏电阻作控制元件，利用______ 从而使电熨斗的温度在低于指
定值时，电热器供电加热，否则将电源关闭。 (3)调试：室温下，如果发光二极管不亮，则调节电位器 R1，直到发
于人的鼻和舌等嗅觉、味觉器官。
(3)
力学和振动温度传感器可以认为相当 ___________传感器，以及______
于人类的触觉器官，如手、足、皮肤等。
声传感器不妨认为是机器的耳朵。 (4) ___
1．传感器技术不仅广泛地应用在各种高科技和工农业生产领域中，而且广泛应用于现代化家庭生活的方方面面，给人们带来越来越多的便利。一种家电一般有几种甚至十几种传感器，如全自动洗衣机就有七八种传感器，走廊里的灯至少有两种传感器：声传感器和光传感器。
制冷系统和控制系统两大部分组成。电冰箱主要由______ 控制系温度自动控制、除霜温度过热及过电流统主要包括：_________ _________控制、_____________
保护等。 3．家用报警器 (1)居家生活中，煤气泄漏会危及人身安全，需要加以防范。
气敏元件制作有害气体报警器和可燃气体报警我们可以利用 _____
器。
压电式传感器对门窗 (2)有一种敲击防盗报警器，它利用______
玻璃损毁产生反应，形成对报警装置的启动。还有一种冲击防
冲击传感器和执行电路两部分组成。盗报警器，由______
4．传感器与人的感官
光传感器和由它制成的录像头和监控探头，可以类比 (1) ____
人的眼睛。
化学和生物传感器，相当 (2)对有毒有害气体进行监控的____________

教科版物理选修3-2课件：第3章 3.生活中的传感器 4.简单的光控和温控电路(选学)

在一起，所以感知与分析判断是融为一体的，得到的是综合的信息，认识会更
全面．而且人还可以联想到环境状况及历史情况，再作出去伪存真的判断分
析．综合与联想是人的优势．另外，人脑的学习及记忆对感官能力也有影响．机
器人要真正达到人类的智能水平并不是容易的事．
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2．与人类的五大感官相类比的传感器光敏传感器——视觉；声敏传感器——听觉；气敏传感器——嗅觉；化学传感器——味觉；压敏、温敏、流体传感器——触觉．
【提示】应从感知外界信息角度理解，人的眼睛、耳朵不断为我们收集外界信息，并通过神经系统将信号传送到大脑，而传感器的敏感元件也在感受外界的相关变化，并将其转换为电信号，传送给下一级装置分析、执行．
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[合作探讨] 探讨 1：火灾探测器(如图 3-3-1 所示)的核心元件为气敏传感器，当烟雾在空气中的浓度超过设定值时，可以触发报警，并对外发出声光报警信号．此时传感器是将什么量进行转换的？
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[核心点击]
1．传感器与人感官的优缺点
好多传感器都能与人的感觉器官对号入座，但有些传感器的测量内容，是
人的整体感觉所作出的判断，甚至有些传感器能够承担人的感官所做不到的任
务，也有些传感器比人的感觉灵敏度高、测量结果更客观，或者能够代替人去
承担危及人的健康的任务．但人也有人的优势．由于人的感官与大脑紧密联系
知识脉络
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生活中的传感器
[先填空] 1．洗衣机中的传感器全自动洗衣机已经实现利用_传__感__器__和电脑技术对洗涤全过程进行检测和控制．近年来的模糊洗衣机中的传感器大致有以下几类： _水__位___ 传感器、 __负__载__量___传感器、__水__温___传感器、_布___质__传感器、_洗__涤__粉__传感器、_脏__污__程__度__ 传感器、_脱__水__ (压电)传感器，这些传感器收集到的信息，经微电脑综合推理判断后，执行__最__佳__的工作程序．

高二物理教科版选修3-2课课练：(15)生活中的传感器简单的光控和温控电路(选学)

生活中的传感器简单的光控电路和温控电路（选学）1、用电子秤称量物体重力的过程,实际上就是传感器把力学量转化为电信号的过程.下列属于这类传感器的是( )A.红外报警装置B.走廊照明灯的声控开关C.自动洗衣机中的压力传感装置D.电饭煲中控制加热和保温的温控器2、唱卡拉OK用的话筒内有传感器,其中有一种是动圈式的,它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈,线圈处于永磁体的磁场中,当声波使膜片前后振动时,就将声音信号转变为电信号,下列说法正确的是( )A.该传感器是根据电流的磁效应工作的B.该传感器是根据电磁感应原理工作的C.膜片振动时,穿过金属线圈的磁通量不变D.膜片振动时,金属线圈中不会产生感应电动势3、如图所示是测定液面高度h的电容式传感器示意图, E为电源, G为灵敏电流计, A为固定的导体芯, B为导体芯外面的一层绝缘物质, C为导电液体。

已知灵敏电流计指针偏转方向与电流方向的关系为:电流从左边接线柱流进电流计,指针向左偏。

如果在导电液体的深度h发生变化时观察到指针正向左偏转,则( )A.导体芯A所带电荷量在增加,液体的深度h在增大B.导体芯A所带电荷量在减小,液体的深度h在增大C.导体芯A所带电荷量在增加,液体的深度h在减小D.导体芯A所带电荷量在减小,液体的深度h在减小4、压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,有同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置,其工作原理如图甲所示,将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上,中间放置一个绝缘重球,重球直径略小于压敏电阻和挡板间距,小车向右做直线运动的过程中,电流表示数如图乙所示,下列判断正确的是( )A.从0到t 1时间内,小车一定做匀速直线运动B.从t 1到t 2时间内,小车做匀加速直线运动C.从t 2到t 3时间内,小车做匀加速直线运动D.从t 2到t 3时间内,小车做匀速直线运动5、如图所示为一种常见的身高体重测量仪。

测量仪顶部向下发射波速为v 的超声波,超声波经反射后返回,被测量仪接收,测量仪记录发射和接收的时间间隔。

【新步步高】2015-2016学年高二物理教科版选修3-2学案：3.3-4 生活中的传感器简单的光控和温控电路(选学

第3讲生活中的传感器第4讲简单的光控和温控电路(选学)[目标定位] 1.了解各种传感器在日常生活和生产中的应用.2.会分析简单的光控和温控电路．一、生活中的传感器1．洗衣机中的传感器全自动洗衣机已经实现利用传感器和电脑技术对洗涤全过程进行检测和控制．近年流行的模糊洗衣机中的传感器大致有：水位传感器、负载量传感器、水温传感器、布质传感器、洗涤粉传感器、脏污程度传感器、脱水(压电)传感器．2．电冰箱中的传感器电冰箱主要由制冷系统和控制系统两大部分组成．控制系统主要包括：温度自动控制、除霜温度控制、过热及过电流保护等．3．家用报警器(1)居家生活中，煤气泄漏，会危及人身安全，需要加以防范．我们可以利用气敏元件制作有害气体报警器和可燃气体报警器．(2)有一种敲击防盗报警器，它利用压电式传感器对门窗玻璃损毁产生反应，形成对报警装置的启动．还有一种冲击防盗报警器，由冲击传感器和执行电路两部分组成．4．传感器与人的感官(1)光传感器和由它制成的录像头和监控探头，可以类比人的眼睛．(2)对有毒有害气体进行监控的化学和生物传感器，相当于人的鼻和舌等嗅觉、味觉器官．(3)力学和振动传感器，以及温度传感器可以认为相当于人类的触觉器官，如手、足、皮肤等．(4)声传感器不妨认为是机器的耳朵．二、简单的光控和温控电路1．光控自动照明电路利用光敏电阻作控制元件从而通过光线来实现自动控制，使电路在天亮时自动切断，天黑时自动导通．2．温控电熨斗利用热敏电阻作控制元件，从而使电熨斗的温度在低于指定值时，电热器供电加热，否则将电源关闭.一、生活中常见的传感器1．与温度控制相关的家用电器：电饭煲、电冰箱、微波炉、空调、消毒碗柜等，都用到温度传感器．2．红外传感器：自动门、家电遥控器、生命探测器、非接触红外测温仪以及防盗、防火报警器等．3．照相机中的光传感器和家用便携式电子秤的压力传感器等．4．农业生产中的传感器(1)湿度传感器：判断农田的水分蒸发情况，自动供水或停水．(2)温度传感器和湿度传感器，可对上百个点进行温度和湿度监测．由于有了十分先进可靠的测试技术，有效地减少了霉变现象．5．工业生产中的传感器(1)生产的自动化和半自动化．用机器人、自动化小车、自动机床、各种自动生产线或者系统，代替人完成加工、装配、包装、运输、存储等工作．各种传感器使生产的自动运行保持在最佳状态，以确保产品质量，提高效率和产量，节约原材料等．(2)在数控机床中的位移测量装置，就是利用高精度位移传感器进行位移测量，从而实现对零部件的精密加工．例1如图1所示为某种电冰箱内温度控制器的结构．铜制的测温泡1、细管2和弹性金属膜盒3连通成密封的系统，里面充有氯甲烷和它的蒸气，构成了一个温度传感器．膜盒3为扁圆形(图中显示它的切面)，右表面固定，左表面通过小柱体与弹簧片4连接．盒中气体的压强增大时，盒体就会膨胀．测温泡1安装在冰箱的冷藏室中.5、6分别是电路的动触点和静触点，控制制冷压缩机的工作．弹簧7的两端分别连接到弹簧片4和连杆9上．连杆9的下端是装在机箱上的轴．凸轮8是由设定温度的旋钮(图中未画出)控制的，逆时针旋转时凸轮连杆上端右移，从而加大对弹簧7的拉力．图1(1)为什么当冰箱内温度较高时压缩机能够自动开始工作，而在达到设定的低温后又自动停止工作？(2)为什么用凸轮可以改变设定的温度？答案见解析解析(1)冰箱内温度较高时，密封系统中的压强增大，盒体膨胀，膜盒3通过小柱体带动弹簧片4，使动触点5与静触点6接触，控制压缩机自动开始工作，而在达到设定的温度时弹簧带动弹簧片4将触点5、6断开，使压缩机停止工作．(2)凸轮逆时针转动会加大连杆9对弹簧7的拉力，该拉力与弹性金属膜盒3共同控制弹簧片4的运动，而弹簧7上弹力的变化会改变设定的温度．例2如图2所示为冲击防盗报警器的冲击传感器的结构示意图．在外壳的绝缘基板上固定一个螺栓，螺栓上有一个弹簧，弹簧的顶端焊有一个钢球，它们都是电的良导体，外壳也使用电的良导体制成．请简述这种装置防盗的原理．图2答案在静止状态下，不论传感器置于何种状态，钢球和外壳呈断开状态不会导通，一旦传感器受到外力冲击，如砸、碰、撞、敲击、撬动时，则钢球受到扰动产生运动与外壳接通，便可触发执行电路，使报警装置开始工作．二、自动控制电路的分析与设计例3如图3所示为某小型电磁继电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈．P为可绕O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱．电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求，其工作方式是()图3A．A与B接信号电压，C与D跟被控电路串联B．A与B接信号电压，C与D跟被控电路并联C．C与D接信号电压，A与B跟被控电路串联D．C与D接信号电压，A与B跟被控电路并联答案 A解析 A 、B 接电磁继电器的线圈，所以A 、B 应接信号电压，线圈电流随信号电压变化使电磁继电器吸引或释放P ，从而使C 、D 接通或断开，进而起到控制作用．故正确答案为A.图4例4 如图4所示是一种烟雾报警器的控制电路图，其原理简化如下：调节可变电阻R 1使U 23＝0.当有烟雾时，M741开始触发工作，其中R g 是光敏电阻．由此可知，要使M741开始工作，则应满足( )A ．φ2>φ3B ．φ2<φ3C ．φ2＝φ3D ．无法判断答案 A解析规定电源负极的电势为零，则φ3＝ER 4R 3＋R 4保持不变．而φ2＝ER g R 1＋R 2＋R g ＝E R 1＋R 2R g＋1，当有烟雾时，光敏电阻R g 增大，φ2增大．所以当φ2>φ3时，控制电路开始工作.生活中的传感器的应用1．如图5所示是自动调温式电熨斗，下列说法正确的是( )图5A ．常温时上下触点是接触的B ．双金属片温度升高时，上层金属片形变较大，双金属片将向下弯曲C ．原来温度控制在80 ℃断开电源，现要求60 ℃断开电源，应使调温旋钮下移一些D．由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些答案ABD解析常温工作时，上下触点是接通的，当温度升高时，上层金属片形变大，向下弯曲，切断电源．断电温度要升高则应使调温旋钮下移一些，A、B、D对，C错．自动控制电路的分析与设计2.某仪器内部电路如图6所示，其中M是一个质量较大的金属块，左右两端分别与金属丝制作的弹簧相连，并套在光滑水平细杆上，a、b、c三块金属片间隙很小(b固定在金属块上)，当金属块处于平衡状态时，两根弹簧均处于原长状态，若将该仪器固定在一辆汽车上，下列说法中正确的是()图6A．当汽车加速前进时，甲灯亮B．当汽车加速前进时，乙灯亮C．当汽车刹车时，乙灯亮D．当汽车刹车时，甲、乙两灯均不亮答案 B解析当汽车向右加速时，M向左移动，与a接触，乙灯亮；当汽车刹车时，M向右移动，与c接触，甲灯亮．3．按如图7所示连接好电路，合上S，发现小灯泡不亮，原因是________________________________________________________________________；用电吹风对热敏电阻吹一会儿，会发现小灯泡________，原因是________________________________________________________________________；停止吹风，会发现________________________________________________________________________；把热敏电阻放入冷水中会发现________________________________________________________________________．图7答案由于热敏电阻阻值较大，左侧电路电流较小，电磁铁磁性较弱吸不住衔铁亮电吹风对热敏电阻加热使其阻值变小，电路中电流增大，电磁铁吸住衔铁小灯泡不会立即熄灭，因为热敏电阻温度仍然较高小灯泡熄灭(时间：60分钟)题组一生活中的传感器1．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图1甲所示的电路中，电流表示数变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是()图1A．0～t1时间内，升降机一定匀速运动B．0～t1时间内，升降机可能减速上升C．t1～t2时间内，升降机可能匀速上升D．t1～t2时间内，升降机可能匀加速上升答案 B解析在0～t1时间内，电流恒定，表明压敏电阻的阻值恒定，则重物对压敏电阻压力恒定，则升降机可能处于静止、匀速运动或匀变速直线运动，故A项错误，B项正确；t1～t2时间内，电流在增加，表明压敏电阻的阻值在减小，则重物对压敏电阻的压力在增大，故不可能做匀速运动或匀加速运动，C、D两项都错．2．电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧开前的加热状态，另一种是锅内水烧开后的保温状态，如图2所示是电饭锅电路原理示意图，S是感温材料制造的开关．已知电饭锅的额定电压为220 V，加热功率为550 W，保温功率为22 W．当开关S闭合时，电饭锅所处的工作状态和R2的阻值分别是(不考虑R1、R2的电阻受温度变化的影响)()图2A ．加热，2 200 ΩB ．加热，88 ΩC ．保温，88 ΩD ．保温，2 200 Ω答案 B解析因为开关闭合时回路电阻最小，由P ＝U 2R可知，此时功率最大，所以处于加热状态；把P 加热＝550 W 和U ＝220 V 代入P 加热＝U 2R 2可得，R 2＝88 Ω. 3．氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测，它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化．在图3所示电路中，不同的一氧化碳浓度对应传感器不同的电阻值，电压表的示数与一氧化碳的浓度一一对应，观察电压表示数就能判断一氧化碳浓度是否超标．已知氧化锡传感器的电阻的倒数与一氧化碳浓度成正比，那么，电压表示数U 与一氧化碳浓度ρ之间的对应关系正确的是( )图3A ．U 越大，表示ρ越大，ρ与U 成正比B ．U 越大，表示ρ越小，ρ与U 成反比C ．U 越大，表示ρ越大，但ρ与U 无关D ．U 越大，表示ρ越小，但ρ与U 无关答案 C解析设传感器的电阻为R 1，电源的电动势为E ，内阻为r ，由题意得1R＝kρ，k 是比例系数．又根据闭合电路欧姆定律得，电压表示数U ＝R 0R 0＋R ＋r ＋R 1E ＝R 0R 0＋R ＋r ＋1kρE .由数学知识分析可知，U 越大，ρ越大，但ρ与U 无关．故选C.题组二自动控制电路的分析与设计4.如图4所示，全自动洗衣机中的排水阀是由程序控制器控制其动作的，当进行排水和脱水工序时，控制铁芯1的线圈通电，使铁芯2运动，从而牵引排水阀的阀门排除污水．以下说法中正确的是( )图4A．若输入的控制电流由a流入，由b流出，则铁芯2中A端为N极，B端为S极B．若输入的控制电流由a流入，由b流出，则铁芯2中A端为S极，B端为N极C．若a、b处输入交变电流，铁芯2不能被吸入线圈中D．若a、b处输入交变电流，铁芯2仍能被吸入线圈中答案AD解析铁芯被通电螺线管磁化．5．如图5所示为用热敏电阻R和继电器L等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小．电源甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器(图中未画出)相连接．则()图5A．当温度降低到某一数值，衔铁P将会被吸下B．当温度升高到某一数值，衔铁P将会被吸下C．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在C、D端D．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A、C端答案 B解析当温度降低到某一数值时，热敏电阻R的阻值增大，电路中电流减小，继电器L对衔铁P的吸引力减小，P将不会被吸下，故A错误．当温度升高到某一数值时，热敏电阻R 的阻值减小，电路中电流增大，继电器L对衔铁P的吸引力增大，P将会被吸下．故B正确．恒温箱内温度高到一定数值后，应与电源断开停止加热，由以上分析可知，温度升高后，A、B端断开，所以工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A、B端．故C、D错误．故选B.6．某同学设计的家庭电路保护装置如图6所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成．当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路．仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有()图6A．家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零B．家庭电路中使用的用电器增多时，L2中的磁通量不变C．家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起D．地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起答案ABD解析由于零线、火线中电流方向相反，产生的磁场方向相反，所以家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零，选项A正确；家庭电路短路和用电器增多时均不会引起L2的磁通量的变化，选项B正确，C错误；地面上的人接触火线发生触电时，线圈L1中磁场变化引起L2中磁通量的变化，产生感应电流，吸起K，切断家庭电路，选项D正确．7．如图7所示为一自动控制温度的电梯，请说明其工作原理．图7答案见解析解析当开关P在弹簧拉力作用下拉到上面与a接触时，电热丝工作；随着温度升高，热敏电阻温度升高、阻值减小，通过电磁铁的电流增大，电磁铁磁性增强到一定程度时把P 吸到与b接触，电热丝停止工作，指示灯亮．8．如图8是一种防汛报警器的原理图，S是触点开关，B是一个漏斗形的竹片圆筒，里面有浮子A，请你说明这种报警器的工作原理．图8答案见解析解析由题图可以看出，水面上升时，浮子A在漏斗形的竹片圆筒内上浮，顶起金属板．当水面上升达到警戒水位时，使触点开关S闭合，电磁铁电路连通，电磁铁通电有磁性，吸下衔铁使报警电路的触点开关闭合，灯亮发出防汛警报.。

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