人教版高中物理选择性必修第二册第5章3利用传感器制作简单的自动控制装置课件（42页PPT）+练习含答案（教师用）

第五章　3 基础达标练 1．如图所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R2为用半导体负温度系数热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I，报警器两端的电压U的变化情况是( 　 ) A．I变大，U变大 B．I变大，U变小 C．I变小，U变大 D．I变小，U变小 答案：D 解析：当R2处出现火情时，R2的阻值减小，电路总电阻减小，根据I＝，可知干路电流增大，则电源内电压U内＝Ir，增大，而电源电动势不变，则路端电压U＝E－U内，减小；因为干路电流增大，则R1两端电压增大，所以与R2并联的R3两端电压减小，故电流表示数I变小，故D正确。 2．如图甲所示为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，调节滑动变阻器滑片，使小灯泡发光逐渐增强，测得流过光敏电阻的电流和光照强度的关系图线如图乙所示，试根据这一特性，由图丙中给定的器材设计一个路灯自动控制电路。 答案：见解析 解析：由光敏电阻的特性曲线可以看出，当照射光增强时，光敏电阻的阻值减小，流过光敏电阻的电流增大。根据题意设计的路灯自动控制电路如图所示。 控制过程：当有光照时，电流经过放大器输出一个较大的电流，驱动电磁继电器吸合使两个常闭触点与火线断开；当无光照时，电流减小，放大器输出电流减小，电磁继电器释放衔铁，使两个常闭触点与火线连通，工作电路接通，灯泡开始工作。 3．为了节能环保，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(勒克斯)。 (1)某光敏电阻R在不同照度下的阻值如下表，根据表中已知数据，在图所示的坐标系中描绘出了阻值随照度变化的曲线。 照度/lx 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 电阻/kΩ 5.8 3.7 2.8 2.3 2.0 1.8 (2)如图甲所示是街道路灯自动控制模拟电路，利用直流电源为电磁铁供电，利用照明电源为路灯供电。请设计电路能达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，并用笔画线代替导线完成电路连接。 (3)用多用电表“×10 Ω”挡，按正确步骤测量图中电磁铁线圈电阻时，指针示数如图乙所示，则线圈的电阻为_____ Ω。已知当线圈中的电流大于或等于2 mA时，继电器的衔铁将被吸下。图中直流电源的电动势E＝6 V，内阻忽略不计，滑动变阻器有三种规格可供选择：R1( 0～10 Ω，2 A)、R2(0～200 Ω，1 A)、R3( 0～1 750 Ω，0.1 A)。要求天色渐暗照度降低至1.0 lx时点亮路灯，滑动变阻器应选择_____ (填“R1”“R2”或“R3”)。为使天色更暗时才点亮路灯，应适当地_____(填“增大”或“减小”)滑动变阻器的电阻。 答案：(2)如图所示　(3)140　R3　减小 解析：(2)光敏电阻的电阻值随照度的增大而减小，所以白天时光敏电阻的电阻值小，电路中的电流值大，衔铁将被吸住，动触点与C接通；晚上时的光线暗，光敏电阻的电阻值大，电路中的电流值小，所以动触点与A接通。所以要达到晚上灯亮，白天灯灭，则路灯应接在A、B之间。 (3)欧姆表的读数是先读出表盘的刻度，然后乘以倍率，表盘的刻度是14，倍率是“×10 Ω”，所以电阻值是14×10 Ω＝140 Ω；天色渐暗照度降低至1.0 lx时点亮路灯，此时光敏电阻的电阻值是2.0 kΩ，电路中的电流是2 mA，R＝－R光＝ Ω－2 000 Ω＝1 000 Ω，所以要选择滑动变阻器R3。由于光变暗时，光敏电阻阻值变大，分得的电压变大，所以为使天色更暗时才点亮路灯，应适当地减小滑动变阻器的电阻。 能力提升练 4．(2024·山东枣庄高二期中)电子眼又称电子警察，它采用感应线来感应路面上汽车传来的压力。感应线实质是一个压电薄膜传感器，压电薄膜在受压时两端产生电压，压力越大电压越大， ... ...