2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册 5.2科学制作：简单的自动控制装置 跟踪训练（word解析版）
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| 名称 | 2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册 5.2科学制作：简单的自动控制装置 跟踪训练（word解析版） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-08-15 23:28:09 | ||
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文档简介
本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。
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2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册
5.2科学制作：简单的自动控制装置 跟踪训练（解析版）
1．如图所示为温度自动报警器的工作原理图，图中1是电磁铁、2是衔铁，5是水银温度计（水银导电）。常温下3触点处于断开状态4触点处于闭合状态，则下列说法正确的是（ ）
A．当温度低于警戒温度时电磁铁磁性增强，3触点闭合4触点断开
B．此装置为低温报警装置，温度低于警戒温度时，电铃报警
C．此装置为高温报警装置，温度高于警戒温度时，指示灯亮
D．要提高报警时的警戒温度应使导线AB短些
2．夜间，居民楼的楼道里只是偶尔有人经过，“长明灯”会造成浪费.科研人员利用“光敏” 材料制成“光控开关”——天黑时自动闭合，天亮时自动断开；利用“声敏”材料制成“声控 开关”——当有人走动发出声音时自动闭合，无人走动时自动断开.若将这两种开关配合 使用，就可以使楼道里的灯变的“聪明”.这种“聪明”的电路是图中的（）
A． B．
C． D．
3．如图所示，用小灯泡模仿光控电路，A、Y之间为斯密特触发器，为光敏电阻，为可变电阻；J为继电器的线圈，为它的常开触点，下列说法正确的是（ ）
A．天色变暗时，A端输入高电平，继电器吸引，路灯点亮
B．要想在天色更暗时，路灯才会点亮，应把的阻值调大些
C．要想在天色更暗时路灯才会点亮，应把的阻值调小些
D．二极管的作用是继电器释放时提供自感电流的通路，防止损坏集成电路
4．(1)热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中．图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图．由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能________(选填“增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更______(选填“敏感”或“不敏感”)．
(2)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．
图甲 图乙
图丙
(a)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、电键、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__．
(b)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.
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，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），传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。回答下面传感器的应用实验中的两个问题：
(1)光传感器是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，图甲所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中S为发光仪器，小圆柱是传送带上的物品，为光敏电阻，其阻值在有光照时比没有光照时要小得多，为定值电阻。当有光照射时，信号处理系统获得________（选填“高”或“低”）电压，信号处理系统每获得一次________（选填“高”或“低”）电压就记数一次。
(2)热敏传感器利用由半导体材料制成的热敏电阻将热学量转换为电学量。热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图乙所示，图丙是由热敏电阻作为传感器的简单自动报警器的线路图。为了使温度过高时报警器报警，c应接在________（选填“a”或“b”）处。若要使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器的滑片P向移动________（选填“左”或“右”）。
6．(1)传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感知到的非电信息（如温度、光、声等）转换成对应的电信息。下列元件可用作感温的敏感元件有_____。
A．干簧管 B．热电阻 C．热敏电阻 D．光敏电阻
(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很小的金属线圈，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，金属线圈会产生感应电动势
7．把蜂鸣器、光敏电阻、干簧管继电器、开关、电源按如图所示电路连接，制成光电报警装置。已知：①光敏电阻：受光照射后，阻值会变小；②干簧管继电器：由干簧管和绕在干簧管外的线圈组成，当线圈中有一定的电流时，线圈产生的磁场使密封在干簧管内的两个铁质簧片磁化，两个簧片在磁力作用下由原来的分离状态变成闭合状态。当线圈中没有电流或者电流很微弱时，磁场消失，簧片在弹力的作用下恢复到分离状态。要求：当有光照射报警装置且光照不是很弱时，蜂鸣器发声；当没有光照或者光照很弱时，蜂鸣器不发声。请将下面的电路完整连接好________。
8．图甲为某实验小组探究热敏电阻的阻值与温度关系的实验装置．通过酒精灯加热改变水温，在热敏电阻的温度参数允许范围内选取9个不同的温度点进行实验，采集的数据如表所示．
温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 90
电阻/kΩ 10.0 8.6 7.0 5.5 4.3 3.6 3.0 2.5 2.0
请完成以下内容：
（l）在图乙的坐标纸上补齐表中所给数据点并作出R-t曲线；
（2）由R-t曲线可知，当温度t=45℃时，该电阻的阻值为______kΩ（保留一位小数）；
（3）由R-t曲线可知，该电阻的阻值随温度的升高而_______选填“增大”或“减小”），可见该电阻的______随温度的升高而减小．
9．某同学用光敏电阻和电磁继电器等器材设计自动光控照明电路。
(1)光强（E）是表示光强弱程度的物理量，单位为坎德拉（cd）。如图（a）所示是光敏电阻阻值随光强变化的图线，由此可得到的结论是：________；
(2)如图（b）为电磁继电器的构造示意图，其中L为含有铁芯的线圈，P为可绕O点转动的衔铁，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱。工作时，应将____（填“A、B”或“C、D”）接照明电路；
(3)请在图（c）中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接_______；
(4)已知电源电动势为3V，内阻很小，电磁铁线圈电阻R0=20.0Ω，电流超过50mA时可吸合衔铁。如果要求光强达到2cd时，照明电路恰好接通，则图（c）中定值电阻R=____Ω。
10．某学生为了测量一个物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k)，如图所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U.
请完成对该物体质量的测量：
(1)设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使调节范围尽可能大，在虚线框中画出完整的测量电路图．
(2)简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量m.
11．在实际应用中有多种自动控温装置，以下是其中两种控温装置：
(1)图（a）为某自动恒温箱原理图，箱内的电阻R1= 2 kΩ，R2 = 1.5 kΩ，R3 = 4 kΩ，Rt为热敏电阻，其电阻随温度变化的图像如图（b）所示。当a、b两点电势φa<φb时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；当φaφb时，电压鉴别器会使S断开，停止加热，则恒温箱内的稳定温度为____℃，恒温箱内的电热丝加热时Rt的取值范围为_____。
(2)有一种由PTC元件做成的加热器，它产生的焦耳热功率PR随温度t变化的图像如图（c）所示。该加热器向周围散热的功率为PQ = k（t-t0），其中t为加热器的温度，t0为室温（本题中取20℃），k=0.1W/℃。
①当PR=PQ时加热器的温度即可保持稳定，则该加热器工作的稳定温度为________℃；
②某次工作中，该加热器从室温升高至稳定温度的过程中，下列温度变化过程用时最短的是（填选项前的字母序号）
A．20~24℃
B．32~36℃
C．48~52℃
D．60~64℃
12．现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过120 ℃时，系统报警。提供的器材有：
热敏电阻（该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，在120 ℃时阻值为700.0 Ω）；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；流过报警器的电流超过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U约为18 V，内阻不计）；
滑动变阻器R1（最大阻值为1000 Ω）；
滑动变阻器R2（最大阻值为2000 Ω）；
单刀双掷开关一个，导线若干。
在室温下对系统进行调节，调节的报警系统原理电路图如图所示。
（1）电路中应选用滑动变阻器________（填“R1”或“R2”）。
（2）按照下列步骤调节此报警系统：
①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为______ Ω；滑动变阻器的滑片应置于________（填“a”或“b”）端附近，不能置于另一端的原因是________。
②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________。
（3）滑动变阻器滑片的位置________（不变、向左滑动、向右滑动），将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用。
（4）若要将此系统改为光敏电阻控制的报警系统，要求当光敏电阻的光照达到或超过某一特定值时，系统报警，且光敏电阻在这一特定值时的电阻为650Ω，则需将上述电路中的_______换成光敏电阻，并将电阻箱的阻值调到______ Ω，然后重复上述操作即可。
13．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随着温度变化的特性来工作的。如图（a）所示，电源的电动势E=9.0V，内阻不计；G为灵敏电流计，内阻Rg保持不变；RT为热敏电阻，其电阻阻值与温度的变化关系如图（b）所示。闭合开关S，当R的温度等20℃时，电流表示数I1=2mA；当电流表的示I2=3.6mA时，热敏电阻的温度是多少？
14．电饭锅的电路图如图所示。S1是一个温控开关，手动闭合后，当此开关温度达到103℃时，会自动断开。S2是一个自动温控开关，当温度低于70℃时，会自动闭合；温度高于80℃时，自动断开。红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯，定电阻R1=R2=500Ω，加热电阻丝R3=50Ω，两灯电阻不计。
（1）分析电饭锅的工作原理；
（2）计算加热和保温两种状态下，电饭锅消耗的电功率之比。
15．用负温度系数的热敏电阻作为传感器，设计一个简单的自动控制装置，可供选择的器材如下：热敏电阻、小灯泡（或门铃）、电池组、继电器、滑动变阻器、开关，导线等。要求：温度高时，灯泡亮或门铃报警。请选出需要的器材，画出原理图，并作简要说明。
16．双金属温度传感器是将两种具有不同热膨胀系数的金属贴合在一起制成的。当它温度升高时，两种金属伸长不一样而发生弯曲变形，使触点接通或断开。日光灯启动器里就有一个双金属温度传感器（如图）。取一个报废的日光灯启动器，去掉外壳，在充有氖气的玻璃泡内，有一个U形的双金属片，其旁边有一根直立的金属丝，两者构成一对触点。常温下两触点是分离的，温度升高时，双金属片因形变而与金属丝接触。敲碎氖泡的玻璃，调节两触点之间的距离，使温度升高到60℃时两触点恰好接通。请你利用这个双金属温度传感器，设计一个电热水器自动加热的控制方案。当水温低于60℃时自动通电加热，高于60℃时自动断电。
参考答案
1．D
【详解】
A．当温度低于警戒温度时电磁铁磁性不通电，无磁性，3触点断开，4触点闭合，故A错误；
BC．此装置为高温报警装置，温度高于警戒温度时，电磁铁有磁性，3触点闭合，4触点断开，电铃报警，指示灯熄灭，温度低于警戒温度时，电磁铁无磁性，3触点断开，4触点闭合，指示灯亮，电铃不响，故BC错误；
D．要提高报警时的警戒温度应使导线AB短些，这样当温度升得更高时，控制电路才能接通，电磁铁才有磁性，电铃报警，故D正确。
故选D。
2．D
【详解】
在白天时，一般不需要灯照明的；天黑以后，特别是夜深人静时，一般也不需要灯照明的，也就是说天黑且人在楼道里走动时需要．
A．“声控开关”闭合时，发生短路；所以A错误．
B．不管是“光控开关”，还是“声控开关”各自都能让灯发光，节能目的达不到；所以B错误．
C．“光控开关”闭合时，发生短路；所以C错误．
D．“光控开关”与“声控开关”同时闭合时，灯才亮，所以达到节能的目的，所以D正确．
3．ABD
【详解】
A．天色变暗时，光敏电阻阻值较大，则两端的电势差较大，所以A端的电势较高，继电器工作吸引常开触点，路灯点亮，故A正确；
BC．当A端电势较高时，路灯会亮，天色更暗时光敏电阻的阻值更大，则两端的电势差更大，A端的电势更高；要想在天色更暗时路灯才会点亮，必须使光敏电阻分担的电压降低，根据串联分压可知应把的阻值调大些，故B正确，C错误；
D．天色变亮时，A端输入低电平，继电器不工作释放常开触点，继电器的线圈会产生自感电动势，二极管与继电器的线圈串联构成闭合回路，防止损坏集成电路，故D正确。
故选ABD。
4．增强 敏感 A 0.75 1.67
【详解】
(1)[1][2]图中横轴表示温度，纵轴表示电阻，随着温度的增加，金属热电阻的阻值略微增大，而热敏电阻的阻值显著减小．所以这种热敏电阻在温度上升时导电能力增强；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的影响更敏感．
(2)(a)[3][4]为方便实验操作，滑动变阻器可以选A；小灯泡电阻较小，电流传感器应采用外接法，描绘小灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，电路图如图所示；
(b)[5][6]由图甲可知，通过灯泡的电流是0.3A时，灯泡两端电压是2.5V，则灯泡功率
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
电源电动势是3V，过点（0.3A，2.5V）和纵轴上3V的点作一直线，该直线是电源的U-I图象，如图所示，根据闭合电路欧姆定律应有，解得
5．高 低 a 左
【详解】
(1)[1][2]当有光照射时，的电阻减小，整个电路总电阻减小，电动势不变，则电流增大，两端的电压增大，即信号处理系统获得高电压；当照射的光被传送带上的物品挡住时，的电阻增大，整个电路总电阻增大，电动势不变，则电流减小，两端的电压减小，即信号处理系统获得低电压。则信号处理系统每获得一次低电压就记数一次。
(2)[3][4]温度升高时热敏电阻的阻值变小，左边电路中电流变大，电磁铁磁性变强、开关接触a点，要使温度过高时报警器报警，c应接在a处。滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，在温度更高时左边电路才能有足够大电流，使磁铁有足够大的引力吸引开关，因此滑片向左移动可以提高报警器报警的温度。
6．BC BD
【详解】
（1）[1] A．干簧管是将磁信号转化为电信号的仪器，不能用作感温的敏感元件，A错误；
B．热电阻的电阻值随温度发生变化，可以用作感温的敏感元件，B正确；
C．热敏电阻的电阻值随温度发生变化，可以用作感温的敏感元件，C正确；
D．光敏电阻的电阻值随光学的变化发生变化，不能用作感温的敏感元件，D错误。
故选BC。
（2）[2] AB．当声波使膜片前后振动时，线圈切割磁感线产生感应电流，将声音信号变化电信号，是根据电磁感应原理工作的，A错误B正确；
C．膜片随着声波而周期性振动，穿过金属线圈的磁通量是周期性变化的，C错误；
D．膜片振动时，金属线圈切割磁感线，会产生感应电动势，D正确。
故选BD。
7．
【详解】
[1]电池、光敏电阻与开关及干簧管继电器开关里面两个接线构成一个回路，而另一组电池、蜂鸣器与干簧管继电器开关外面线圈的两个接线构成又一个回路。当有光照时，光敏电阻变小，使得干簧管继电器开关存在磁场，导致开关接通，最终使得蜂鸣器发生。故电路的连接方法如下图所示
8．5.0 减小 电阻率
【详解】
解：（1）在坐标纸上补齐表中所给数据点，然后用光滑的曲线连接如图．
（2）由图可以读出45℃时，该电阻的阻值约为5.0kΩ；
（3）由R-t曲线的斜率的意义可知，该电阻的阻值随温度的变化而减小，所以该电阻的电阻率随温度的升高而减小．
9．随着光照强度的增加，光敏电阻的阻值迅速下降，进一步增大光照强度，电阻值变化减小，然后逐渐趋向平缓 C、D 22Ω
【详解】
(1)[1]由图像可得到的结论是：随着光照强度的增加，光敏电阻的阻值迅速下降，进一步增大光照强度，电阻值变化减小，然后逐渐趋向平缓；
(2)[2]由电磁继电器的工作原理可知，电磁铁连接的是控制电路，衔铁连通的是工作电路，故工作时，应将“C、D”接照明电路；
(3)光敏电阻、定值电阻、电源与L组成控制电路，C、D与灯泡组成工作电路，电路图如图所示
(4)[4]由图（a）所示图线可知，2cd对应的光敏电阻阻值
由闭合电路欧姆定律可知
代入数据解得
10．(1) (2) ；
【详解】
力电转换器虽然是一个全新的仪器，但它与其他所有的测量仪器一样，要有一个“调零”的过程．仔细审题，题目中有很多重要的暗示，挖掘这些信息即是我们解决问题的关键．“测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U”“该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k)”，所以输出电压U＝kmg，题目要求“力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大”，这就暗示我们滑动变阻器必须使用分压式，有了设计电路才可以进行测量步骤；
(1)设计电路如图所示．
(2)测量步骤如下：
①调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零；
②将质量为m0的砝码放在转换器的受压面上，记下输出电压U0；
③将待测物体放在转换器的受压面上，记下输出电压U1；
④因为U0＝km0g、U1＝kmg，所以可求
11．25 Rt>3kΩ 68~72均可
【详解】
(1)[1]由电路图可知，当满足时，即Rt=3kΩ时φa=φb ，此时由图可知温度为25℃，即恒温箱内的稳定温度为25℃；
[2]恒温箱内的电热丝加热时Rt的取值范围为Rt>3kΩ；
(2)①[3]PQ=0.1（t-t0），PQ与温度t之间关系的图像如图；
由图可知，当温度为70℃左右时，发热功率和散热功率相等，即此时物体的温度不再变化；
②[4]当温度稍高于稳定温度时：加热器电阻增大，产生的焦耳热的功率小于散热的功率，温度将下降；当温度稍低于稳定温度时：加热器电阻减小，产生的焦耳热的功率大于散热的功率，温度将上升。故选B。
【点睛】
(1)本题主要考查了同学们识图能力以及分析问题和解决问题的能力，要能根据题目的意思得出当Uab=0时，恒温箱保持稳定。
(2)本题考查学生对图像的理解及应用，图像法为物理中常用方法，应学会熟练应用。在应用中重点掌握：(1)图像中坐标的含义；(2)图像的变化；(3)截矩的意义；(4)斜率的意义。
12．R2 700.0 b 接通电源后，流过报警器的电流会超过20 mA，报警器可能损坏 c 报警器开始报警 不变 热敏电阻 650
【详解】
（1）[1]电压为18V，而报警时的电流为10mA；此时电阻约为
而热敏电阻的阻值约为650Ω；故滑动变阻器接入电阻约为1150Ω；故应选择R2；
（2）①[2][3][4]因要求热敏电阻达到120°时报警；此时电阻为700Ω；故应将电阻箱调节至700Ω；然后由最大调节滑动变阻器，直至报警器报警；故开始时滑片应在b端；目的是接通电源后，流过报警器的电流会超过20 mA，报警器可能损坏；
②[5][6]将开关接到c端与电阻箱连接，调节滑动变阻器直至报警器开始报警即可；然后再接入热敏电阻，电路即可正常工作；
（3）[7]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。
（4）[8][9]需将上述电路中的热敏电阻换成光敏电阻，并将电阻箱的阻值调到650Ω，然后重复上述操作即可。
13．120℃
【详解】
由题图乙知，当t1=20°C，热敏电阻的阻值R1=4?kΩ；根据闭合电路欧姆定律得
可解得
Rg=0.5kΩ
由闭合电路的欧姆定律得
可解得
R2=2kΩ
合题图乙得，热敏电阻的温度是
t2=120°C
14．（1）见解析；（2）12：1
【详解】
（1）电饭煲盛上食物后，接上电源，S2自动闭合，同时手动闭合S1，这时黄灯被短路，红灯亮，电饭煲处于加热状态，加热到80℃时，S2自动断开，S1仍闭合；当温度升高到103℃时，开关S1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态，由于散热，待温度降至70℃时，S2自动闭合，电饭煲重新加热，温度达到80℃时，S2又自动断开，再次处于保温状态。
（2）加热时电饭煲消耗的电功率
保温时电饭煲消耗的电功率
联立方程，可得
15．原理图如图所示，其工作过程是：闭合开关S，把继电器、热敏电阻和电池组接通，由于热敏电阻的温度较低，它的阻值较大，使通过继电器的电流较小，不足以把铁片吸下来，所以小灯泡中没有电流通过，是熄灭的；当热敏电阻的温度升高到某一特定值后，它的阻值迅速减小，使通过继电器的电流迅速增大，电磁铁产生较强的磁场将铁片吸下来与触点P连接，将小灯泡与电池组接通，小灯泡发光。当热敏电阻的温度降到某特定温度以下时，它的电阻值迅速增大，使通过继电器的电流减小，铁片被弹簧拉动而离开触点P，小灯泡熄灭。这样，由热敏电阻的温度变化可引起继电器回路的电流变化，从而达到控制小灯泡亮、灭的目的。
【详解】
假设用热敏电阻来控制一个小灯泡的点亮和熄灭。电池组的输出电压要等于继电器的工作电压，但是高于小灯泡的额定电压，可以用一个滑动变阻器和小灯泡串联来调节，其工作原理如下图所示，这样可以共用一个电池组。所选取的器材有继电器、热敏电阻、开关，电池组、滑动变阻器、小灯泡和连接导线等。根据题目要求，设计原理图如图所示
其工作过程是：闭合开关S，把继电器、热敏电阻和电池组接通，由于热敏电阻的温度较低，它的阻值较大，使通过继电器的电流较小，不足以把铁片吸下来，所以小灯泡中没有电流通过，是熄灭的；当热敏电阻的温度升高到某一特定值后，它的阻值迅速减小，使通过继电器的电流迅速增大，电磁铁产生较强的磁场将铁片吸下来与触点P连接，将小灯泡与电池组接通，小灯泡发光。当热敏电阻的温度降到某特定温度以下时，它的电阻值迅速增大，使通过继电器的电流减小，铁片被弹簧拉动而离开触点P，小灯泡熄灭。这样，由热敏电阻的温度变化可引起继电器回路的电流变化，从而达到控制小灯泡亮、灭的目的。
16．见解析
【详解】
控制电路如图所示
A为调节后的U形的双金属片，一端固定在金属杆上，另一端固定与金属丝b构成一对触点。将它密封在玻璃罩B内，成为温度传感器，浸入电热水器C的水中。J为电磁继电器的线圈，a为该继电器的常闭触点，R为大功率电热元件。闭合开关S，若水的温度低于60℃，双金属片A与触点b分离，继电器触点a闭合，电热元件通电发热。当水温升高到60℃时双金属片A因温度升高而与触点b接触，则触点a断开，加热电路断开，就停止对水的加热了。水温下降到60℃以下时，A与b又断开，触点a闭合，加热电路闭合再度给水加热。
试卷第10 1010页，总10 1010页
试卷第1 11页，总10 1010页
答案第10 1010页，总10 1010页
答案第9 99页，总9 99页
本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册
5.2科学制作：简单的自动控制装置 跟踪训练（解析版）
1．如图所示为温度自动报警器的工作原理图，图中1是电磁铁、2是衔铁，5是水银温度计（水银导电）。常温下3触点处于断开状态4触点处于闭合状态，则下列说法正确的是（ ）
A．当温度低于警戒温度时电磁铁磁性增强，3触点闭合4触点断开
B．此装置为低温报警装置，温度低于警戒温度时，电铃报警
C．此装置为高温报警装置，温度高于警戒温度时，指示灯亮
D．要提高报警时的警戒温度应使导线AB短些
2．夜间，居民楼的楼道里只是偶尔有人经过，“长明灯”会造成浪费.科研人员利用“光敏” 材料制成“光控开关”——天黑时自动闭合，天亮时自动断开；利用“声敏”材料制成“声控 开关”——当有人走动发出声音时自动闭合，无人走动时自动断开.若将这两种开关配合 使用，就可以使楼道里的灯变的“聪明”.这种“聪明”的电路是图中的（）
A． B．
C． D．
3．如图所示，用小灯泡模仿光控电路，A、Y之间为斯密特触发器，为光敏电阻，为可变电阻；J为继电器的线圈，为它的常开触点，下列说法正确的是（ ）
A．天色变暗时，A端输入高电平，继电器吸引，路灯点亮
B．要想在天色更暗时，路灯才会点亮，应把的阻值调大些
C．要想在天色更暗时路灯才会点亮，应把的阻值调小些
D．二极管的作用是继电器释放时提供自感电流的通路，防止损坏集成电路
4．(1)热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中．图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图．由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能________(选填“增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更______(选填“敏感”或“不敏感”)．
(2)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．
图甲 图乙
图丙
(a)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、电键、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__．
(b)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.
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，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），传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。回答下面传感器的应用实验中的两个问题：
(1)光传感器是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，图甲所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中S为发光仪器，小圆柱是传送带上的物品，为光敏电阻，其阻值在有光照时比没有光照时要小得多，为定值电阻。当有光照射时，信号处理系统获得________（选填“高”或“低”）电压，信号处理系统每获得一次________（选填“高”或“低”）电压就记数一次。
(2)热敏传感器利用由半导体材料制成的热敏电阻将热学量转换为电学量。热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图乙所示，图丙是由热敏电阻作为传感器的简单自动报警器的线路图。为了使温度过高时报警器报警，c应接在________（选填“a”或“b”）处。若要使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器的滑片P向移动________（选填“左”或“右”）。
6．(1)传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感知到的非电信息（如温度、光、声等）转换成对应的电信息。下列元件可用作感温的敏感元件有_____。
A．干簧管 B．热电阻 C．热敏电阻 D．光敏电阻
(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很小的金属线圈，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，金属线圈会产生感应电动势
7．把蜂鸣器、光敏电阻、干簧管继电器、开关、电源按如图所示电路连接，制成光电报警装置。已知：①光敏电阻：受光照射后，阻值会变小；②干簧管继电器：由干簧管和绕在干簧管外的线圈组成，当线圈中有一定的电流时，线圈产生的磁场使密封在干簧管内的两个铁质簧片磁化，两个簧片在磁力作用下由原来的分离状态变成闭合状态。当线圈中没有电流或者电流很微弱时，磁场消失，簧片在弹力的作用下恢复到分离状态。要求：当有光照射报警装置且光照不是很弱时，蜂鸣器发声；当没有光照或者光照很弱时，蜂鸣器不发声。请将下面的电路完整连接好________。
8．图甲为某实验小组探究热敏电阻的阻值与温度关系的实验装置．通过酒精灯加热改变水温，在热敏电阻的温度参数允许范围内选取9个不同的温度点进行实验，采集的数据如表所示．
温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 90
电阻/kΩ 10.0 8.6 7.0 5.5 4.3 3.6 3.0 2.5 2.0
请完成以下内容：
（l）在图乙的坐标纸上补齐表中所给数据点并作出R-t曲线；
（2）由R-t曲线可知，当温度t=45℃时，该电阻的阻值为______kΩ（保留一位小数）；
（3）由R-t曲线可知，该电阻的阻值随温度的升高而_______选填“增大”或“减小”），可见该电阻的______随温度的升高而减小．
9．某同学用光敏电阻和电磁继电器等器材设计自动光控照明电路。
(1)光强（E）是表示光强弱程度的物理量，单位为坎德拉（cd）。如图（a）所示是光敏电阻阻值随光强变化的图线，由此可得到的结论是：________；
(2)如图（b）为电磁继电器的构造示意图，其中L为含有铁芯的线圈，P为可绕O点转动的衔铁，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱。工作时，应将____（填“A、B”或“C、D”）接照明电路；
(3)请在图（c）中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接_______；
(4)已知电源电动势为3V，内阻很小，电磁铁线圈电阻R0=20.0Ω，电流超过50mA时可吸合衔铁。如果要求光强达到2cd时，照明电路恰好接通，则图（c）中定值电阻R=____Ω。
10．某学生为了测量一个物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k)，如图所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U.
请完成对该物体质量的测量：
(1)设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使调节范围尽可能大，在虚线框中画出完整的测量电路图．
(2)简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量m.
11．在实际应用中有多种自动控温装置，以下是其中两种控温装置：
(1)图（a）为某自动恒温箱原理图，箱内的电阻R1= 2 kΩ，R2 = 1.5 kΩ，R3 = 4 kΩ，Rt为热敏电阻，其电阻随温度变化的图像如图（b）所示。当a、b两点电势φa<φb时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；当φaφb时，电压鉴别器会使S断开，停止加热，则恒温箱内的稳定温度为____℃，恒温箱内的电热丝加热时Rt的取值范围为_____。
(2)有一种由PTC元件做成的加热器，它产生的焦耳热功率PR随温度t变化的图像如图（c）所示。该加热器向周围散热的功率为PQ = k（t-t0），其中t为加热器的温度，t0为室温（本题中取20℃），k=0.1W/℃。
①当PR=PQ时加热器的温度即可保持稳定，则该加热器工作的稳定温度为________℃；
②某次工作中，该加热器从室温升高至稳定温度的过程中，下列温度变化过程用时最短的是（填选项前的字母序号）
A．20~24℃
B．32~36℃
C．48~52℃
D．60~64℃
12．现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过120 ℃时，系统报警。提供的器材有：
热敏电阻（该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，在120 ℃时阻值为700.0 Ω）；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；流过报警器的电流超过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U约为18 V，内阻不计）；
滑动变阻器R1（最大阻值为1000 Ω）；
滑动变阻器R2（最大阻值为2000 Ω）；
单刀双掷开关一个，导线若干。
在室温下对系统进行调节，调节的报警系统原理电路图如图所示。
（1）电路中应选用滑动变阻器________（填“R1”或“R2”）。
（2）按照下列步骤调节此报警系统：
①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为______ Ω；滑动变阻器的滑片应置于________（填“a”或“b”）端附近，不能置于另一端的原因是________。
②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________。
（3）滑动变阻器滑片的位置________（不变、向左滑动、向右滑动），将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用。
（4）若要将此系统改为光敏电阻控制的报警系统，要求当光敏电阻的光照达到或超过某一特定值时，系统报警，且光敏电阻在这一特定值时的电阻为650Ω，则需将上述电路中的_______换成光敏电阻，并将电阻箱的阻值调到______ Ω，然后重复上述操作即可。
13．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随着温度变化的特性来工作的。如图（a）所示，电源的电动势E=9.0V，内阻不计；G为灵敏电流计，内阻Rg保持不变；RT为热敏电阻，其电阻阻值与温度的变化关系如图（b）所示。闭合开关S，当R的温度等20℃时，电流表示数I1=2mA；当电流表的示I2=3.6mA时，热敏电阻的温度是多少？
14．电饭锅的电路图如图所示。S1是一个温控开关，手动闭合后，当此开关温度达到103℃时，会自动断开。S2是一个自动温控开关，当温度低于70℃时，会自动闭合；温度高于80℃时，自动断开。红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯，定电阻R1=R2=500Ω，加热电阻丝R3=50Ω，两灯电阻不计。
（1）分析电饭锅的工作原理；
（2）计算加热和保温两种状态下，电饭锅消耗的电功率之比。
15．用负温度系数的热敏电阻作为传感器，设计一个简单的自动控制装置，可供选择的器材如下：热敏电阻、小灯泡（或门铃）、电池组、继电器、滑动变阻器、开关，导线等。要求：温度高时，灯泡亮或门铃报警。请选出需要的器材，画出原理图，并作简要说明。
16．双金属温度传感器是将两种具有不同热膨胀系数的金属贴合在一起制成的。当它温度升高时，两种金属伸长不一样而发生弯曲变形，使触点接通或断开。日光灯启动器里就有一个双金属温度传感器（如图）。取一个报废的日光灯启动器，去掉外壳，在充有氖气的玻璃泡内，有一个U形的双金属片，其旁边有一根直立的金属丝，两者构成一对触点。常温下两触点是分离的，温度升高时，双金属片因形变而与金属丝接触。敲碎氖泡的玻璃，调节两触点之间的距离，使温度升高到60℃时两触点恰好接通。请你利用这个双金属温度传感器，设计一个电热水器自动加热的控制方案。当水温低于60℃时自动通电加热，高于60℃时自动断电。
参考答案
1．D
【详解】
A．当温度低于警戒温度时电磁铁磁性不通电，无磁性，3触点断开，4触点闭合，故A错误；
BC．此装置为高温报警装置，温度高于警戒温度时，电磁铁有磁性，3触点闭合，4触点断开，电铃报警，指示灯熄灭，温度低于警戒温度时，电磁铁无磁性，3触点断开，4触点闭合，指示灯亮，电铃不响，故BC错误；
D．要提高报警时的警戒温度应使导线AB短些，这样当温度升得更高时，控制电路才能接通，电磁铁才有磁性，电铃报警，故D正确。
故选D。
2．D
【详解】
在白天时，一般不需要灯照明的；天黑以后，特别是夜深人静时，一般也不需要灯照明的，也就是说天黑且人在楼道里走动时需要．
A．“声控开关”闭合时，发生短路；所以A错误．
B．不管是“光控开关”，还是“声控开关”各自都能让灯发光，节能目的达不到；所以B错误．
C．“光控开关”闭合时，发生短路；所以C错误．
D．“光控开关”与“声控开关”同时闭合时，灯才亮，所以达到节能的目的，所以D正确．
3．ABD
【详解】
A．天色变暗时，光敏电阻阻值较大，则两端的电势差较大，所以A端的电势较高，继电器工作吸引常开触点，路灯点亮，故A正确；
BC．当A端电势较高时，路灯会亮，天色更暗时光敏电阻的阻值更大，则两端的电势差更大，A端的电势更高；要想在天色更暗时路灯才会点亮，必须使光敏电阻分担的电压降低，根据串联分压可知应把的阻值调大些，故B正确，C错误；
D．天色变亮时，A端输入低电平，继电器不工作释放常开触点，继电器的线圈会产生自感电动势，二极管与继电器的线圈串联构成闭合回路，防止损坏集成电路，故D正确。
故选ABD。
4．增强 敏感 A 0.75 1.67
【详解】
(1)[1][2]图中横轴表示温度，纵轴表示电阻，随着温度的增加，金属热电阻的阻值略微增大，而热敏电阻的阻值显著减小．所以这种热敏电阻在温度上升时导电能力增强；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的影响更敏感．
(2)(a)[3][4]为方便实验操作，滑动变阻器可以选A；小灯泡电阻较小，电流传感器应采用外接法，描绘小灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，电路图如图所示；
(b)[5][6]由图甲可知，通过灯泡的电流是0.3A时，灯泡两端电压是2.5V，则灯泡功率
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
电源电动势是3V，过点（0.3A，2.5V）和纵轴上3V的点作一直线，该直线是电源的U-I图象，如图所示，根据闭合电路欧姆定律应有，解得
5．高 低 a 左
【详解】
(1)[1][2]当有光照射时，的电阻减小，整个电路总电阻减小，电动势不变，则电流增大，两端的电压增大，即信号处理系统获得高电压；当照射的光被传送带上的物品挡住时，的电阻增大，整个电路总电阻增大，电动势不变，则电流减小，两端的电压减小，即信号处理系统获得低电压。则信号处理系统每获得一次低电压就记数一次。
(2)[3][4]温度升高时热敏电阻的阻值变小，左边电路中电流变大，电磁铁磁性变强、开关接触a点，要使温度过高时报警器报警，c应接在a处。滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，在温度更高时左边电路才能有足够大电流，使磁铁有足够大的引力吸引开关，因此滑片向左移动可以提高报警器报警的温度。
6．BC BD
【详解】
（1）[1] A．干簧管是将磁信号转化为电信号的仪器，不能用作感温的敏感元件，A错误；
B．热电阻的电阻值随温度发生变化，可以用作感温的敏感元件，B正确；
C．热敏电阻的电阻值随温度发生变化，可以用作感温的敏感元件，C正确；
D．光敏电阻的电阻值随光学的变化发生变化，不能用作感温的敏感元件，D错误。
故选BC。
（2）[2] AB．当声波使膜片前后振动时，线圈切割磁感线产生感应电流，将声音信号变化电信号，是根据电磁感应原理工作的，A错误B正确；
C．膜片随着声波而周期性振动，穿过金属线圈的磁通量是周期性变化的，C错误；
D．膜片振动时，金属线圈切割磁感线，会产生感应电动势，D正确。
故选BD。
7．
【详解】
[1]电池、光敏电阻与开关及干簧管继电器开关里面两个接线构成一个回路，而另一组电池、蜂鸣器与干簧管继电器开关外面线圈的两个接线构成又一个回路。当有光照时，光敏电阻变小，使得干簧管继电器开关存在磁场，导致开关接通，最终使得蜂鸣器发生。故电路的连接方法如下图所示
8．5.0 减小 电阻率
【详解】
解：（1）在坐标纸上补齐表中所给数据点，然后用光滑的曲线连接如图．
（2）由图可以读出45℃时，该电阻的阻值约为5.0kΩ；
（3）由R-t曲线的斜率的意义可知，该电阻的阻值随温度的变化而减小，所以该电阻的电阻率随温度的升高而减小．
9．随着光照强度的增加，光敏电阻的阻值迅速下降，进一步增大光照强度，电阻值变化减小，然后逐渐趋向平缓 C、D 22Ω
【详解】
(1)[1]由图像可得到的结论是：随着光照强度的增加，光敏电阻的阻值迅速下降，进一步增大光照强度，电阻值变化减小，然后逐渐趋向平缓；
(2)[2]由电磁继电器的工作原理可知，电磁铁连接的是控制电路，衔铁连通的是工作电路，故工作时，应将“C、D”接照明电路；
(3)光敏电阻、定值电阻、电源与L组成控制电路，C、D与灯泡组成工作电路，电路图如图所示
(4)[4]由图（a）所示图线可知，2cd对应的光敏电阻阻值
由闭合电路欧姆定律可知
代入数据解得
10．(1) (2) ；
【详解】
力电转换器虽然是一个全新的仪器，但它与其他所有的测量仪器一样，要有一个“调零”的过程．仔细审题，题目中有很多重要的暗示，挖掘这些信息即是我们解决问题的关键．“测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U”“该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k)”，所以输出电压U＝kmg，题目要求“力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大”，这就暗示我们滑动变阻器必须使用分压式，有了设计电路才可以进行测量步骤；
(1)设计电路如图所示．
(2)测量步骤如下：
①调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零；
②将质量为m0的砝码放在转换器的受压面上，记下输出电压U0；
③将待测物体放在转换器的受压面上，记下输出电压U1；
④因为U0＝km0g、U1＝kmg，所以可求
11．25 Rt>3kΩ 68~72均可
【详解】
(1)[1]由电路图可知，当满足时，即Rt=3kΩ时φa=φb ，此时由图可知温度为25℃，即恒温箱内的稳定温度为25℃；
[2]恒温箱内的电热丝加热时Rt的取值范围为Rt>3kΩ；
(2)①[3]PQ=0.1（t-t0），PQ与温度t之间关系的图像如图；
由图可知，当温度为70℃左右时，发热功率和散热功率相等，即此时物体的温度不再变化；
②[4]当温度稍高于稳定温度时：加热器电阻增大，产生的焦耳热的功率小于散热的功率，温度将下降；当温度稍低于稳定温度时：加热器电阻减小，产生的焦耳热的功率大于散热的功率，温度将上升。故选B。
【点睛】
(1)本题主要考查了同学们识图能力以及分析问题和解决问题的能力，要能根据题目的意思得出当Uab=0时，恒温箱保持稳定。
(2)本题考查学生对图像的理解及应用，图像法为物理中常用方法，应学会熟练应用。在应用中重点掌握：(1)图像中坐标的含义；(2)图像的变化；(3)截矩的意义；(4)斜率的意义。
12．R2 700.0 b 接通电源后，流过报警器的电流会超过20 mA，报警器可能损坏 c 报警器开始报警 不变 热敏电阻 650
【详解】
（1）[1]电压为18V，而报警时的电流为10mA；此时电阻约为
而热敏电阻的阻值约为650Ω；故滑动变阻器接入电阻约为1150Ω；故应选择R2；
（2）①[2][3][4]因要求热敏电阻达到120°时报警；此时电阻为700Ω；故应将电阻箱调节至700Ω；然后由最大调节滑动变阻器，直至报警器报警；故开始时滑片应在b端；目的是接通电源后，流过报警器的电流会超过20 mA，报警器可能损坏；
②[5][6]将开关接到c端与电阻箱连接，调节滑动变阻器直至报警器开始报警即可；然后再接入热敏电阻，电路即可正常工作；
（3）[7]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。
（4）[8][9]需将上述电路中的热敏电阻换成光敏电阻，并将电阻箱的阻值调到650Ω，然后重复上述操作即可。
13．120℃
【详解】
由题图乙知，当t1=20°C，热敏电阻的阻值R1=4?kΩ；根据闭合电路欧姆定律得
可解得
Rg=0.5kΩ
由闭合电路的欧姆定律得
可解得
R2=2kΩ
合题图乙得，热敏电阻的温度是
t2=120°C
14．（1）见解析；（2）12：1
【详解】
（1）电饭煲盛上食物后，接上电源，S2自动闭合，同时手动闭合S1，这时黄灯被短路，红灯亮，电饭煲处于加热状态，加热到80℃时，S2自动断开，S1仍闭合；当温度升高到103℃时，开关S1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态，由于散热，待温度降至70℃时，S2自动闭合，电饭煲重新加热，温度达到80℃时，S2又自动断开，再次处于保温状态。
（2）加热时电饭煲消耗的电功率
保温时电饭煲消耗的电功率
联立方程，可得
15．原理图如图所示，其工作过程是：闭合开关S，把继电器、热敏电阻和电池组接通，由于热敏电阻的温度较低，它的阻值较大，使通过继电器的电流较小，不足以把铁片吸下来，所以小灯泡中没有电流通过，是熄灭的；当热敏电阻的温度升高到某一特定值后，它的阻值迅速减小，使通过继电器的电流迅速增大，电磁铁产生较强的磁场将铁片吸下来与触点P连接，将小灯泡与电池组接通，小灯泡发光。当热敏电阻的温度降到某特定温度以下时，它的电阻值迅速增大，使通过继电器的电流减小，铁片被弹簧拉动而离开触点P，小灯泡熄灭。这样，由热敏电阻的温度变化可引起继电器回路的电流变化，从而达到控制小灯泡亮、灭的目的。
【详解】
假设用热敏电阻来控制一个小灯泡的点亮和熄灭。电池组的输出电压要等于继电器的工作电压，但是高于小灯泡的额定电压，可以用一个滑动变阻器和小灯泡串联来调节，其工作原理如下图所示，这样可以共用一个电池组。所选取的器材有继电器、热敏电阻、开关，电池组、滑动变阻器、小灯泡和连接导线等。根据题目要求，设计原理图如图所示
其工作过程是：闭合开关S，把继电器、热敏电阻和电池组接通，由于热敏电阻的温度较低，它的阻值较大，使通过继电器的电流较小，不足以把铁片吸下来，所以小灯泡中没有电流通过，是熄灭的；当热敏电阻的温度升高到某一特定值后，它的阻值迅速减小，使通过继电器的电流迅速增大，电磁铁产生较强的磁场将铁片吸下来与触点P连接，将小灯泡与电池组接通，小灯泡发光。当热敏电阻的温度降到某特定温度以下时，它的电阻值迅速增大，使通过继电器的电流减小，铁片被弹簧拉动而离开触点P，小灯泡熄灭。这样，由热敏电阻的温度变化可引起继电器回路的电流变化，从而达到控制小灯泡亮、灭的目的。
16．见解析
【详解】
控制电路如图所示
A为调节后的U形的双金属片，一端固定在金属杆上，另一端固定与金属丝b构成一对触点。将它密封在玻璃罩B内，成为温度传感器，浸入电热水器C的水中。J为电磁继电器的线圈，a为该继电器的常闭触点，R为大功率电热元件。闭合开关S，若水的温度低于60℃，双金属片A与触点b分离，继电器触点a闭合，电热元件通电发热。当水温升高到60℃时双金属片A因温度升高而与触点b接触，则触点a断开，加热电路断开，就停止对水的加热了。水温下降到60℃以下时，A与b又断开，触点a闭合，加热电路闭合再度给水加热。
试卷第10 1010页，总10 1010页
试卷第1 11页，总10 1010页
答案第10 1010页，总10 1010页
答案第9 99页，总9 99页