第五章 3.利用传感器制作简单的自动控制装置（课件 学案 练习）高中物理人教版（2019）选择性必修 第二册

3.利用传感器制作简单的自动控制装置 1.目前有些居民区内楼道灯的控制使用的是一种延时开关。该延时开关的简化原理如图所示。图中D是红色发光二极管（只要有很小的电流通过就能使其发出红色亮光），R为限流电阻，K为按钮式开关，虚线框内S表示延时开关电路，当按下K接通电路瞬间，延时开关触发，相当于S闭合，这时释放K后，延时开关S约在1 min后断开，电灯熄灭。根据上述信息和原理图，我们可推断： 按钮开关K按下前，发光二极管是　　　　（填“发光的”或“熄灭的”），按钮开关K按下再释放后，电灯L发光持续时间约　　　　min。这一过程中发光二极管是　　　　。限流电阻R的阻值和灯丝电阻RL相比，应满足R　　　　RL的条件。 2.光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用。街道路灯自动控制就是应用之一，如图所示电路为模拟电路，其中A为一光敏电阻，B为电磁继电器，C为电流放大器，D为路灯。请连成正确的电路，达到日出路灯熄、日落路灯亮的效果。 3.利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条件等。图甲所示为某同学用传感器做实验得到的小灯泡的U-I关系图线。 （1）实验室提供的器材有：电流传感器、电压传感器、滑动变阻器A（阻值范围0～10 Ω）、滑动变阻器B（阻值范围0～100 Ω）、电动势为6 V的电源（不计内阻）、小灯泡、开关、导线若干。该同学做实验时，滑动变阻器选用的是　　　　（选填“A”或“B”）；请在图乙的方框中画出该实验的电路图。 （2）将该小灯泡接入如丙图所示的电路中，已知电流传感器的示数为0.3 A，电源电动势为3 V。则此时小灯泡的电功率为　　　　　W，电源的内阻为　　　　　Ω。 4.如图甲所示为某宾馆的房卡，只有把房卡插入槽中，房间内的灯和插座才会有电。 （1）房卡的作用相当于一个　　　　（填电路元件名称）接在干路上。 （2）如图乙所示，当房客进门时，只要将带有磁铁的卡P插入盒子Q中，这时由于磁铁吸引簧片，开关B就接通，通过继电器J使整个房间的电器的总开关接通，房客便能使用室内各种用电器。当继电器工作时，cd相吸，ab便接通。请你将各接线端1、2、3、4、5、6、7、8、9、10适当地连接起来，构成正常的电门卡电路。 5.传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量（如温度、光、声等）转换成便于测量的量（通常是电学量）。例如，热敏传感器主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，其阻值随温度变化的图线如图甲所示，现要利用该热敏电阻组装一个报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时，系统报警。提供的器材有：热敏电阻报警器（内阻很小，流过的电流超过Ic时就会报警，Ic约为10 mA，流过的电流超过20 mA时，报警器可能损坏），电阻箱（最大阻值为999.9 Ω），直流电源（输出电压为18 V，内阻不计），滑动变阻器（最大阻值为2 000 Ω），单刀双掷开关一个，导线若干。 （1）由图甲可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而　　　　（选填“增大”或“减小”）。 （2）按图乙所示的电路图组装电路，并按照下列步骤调节此报警系统； ①电路接通前，滑动变阻器的滑片应置于　　　（选填“a”或“b”）端附近； ②若已知该热敏电阻在60 ℃时阻值为650.0 Ω。则根据实验要求，先将电阻箱调到一固定的阻值，这一阻值为　　　　Ω； ③将开关向　　　　（填“c”或“d”）端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至报警器开始报警。 ④保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用。 6.半导体型呼气酒精测试仪采用氧化锡半导体作为传感器。如图甲所示是该测试仪的原理图。图中R1为定值电阻，乙醇传感器R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小。 （1）驾驶员呼出的酒精气体浓度越大，电压表的读数越　　 ... ...