(共32张PPT)
5.3 利用传感器制作简单的自动控制装置
人教版 选择性必修二
新知导入
传感器是构成自动控制系统的必要环节，如走廊里的声、光控开关，温度报警器，孵小鸡用的恒温箱，路灯的自动控制，银行门口的自动门等，都用到了传感器。如果没有传感器对原始信息进行准确、可靠地捕捉和转换，那么一切控制将无法实现。
这节课我们就来探究门窗防盗报警装置和光控开关的工作原理。
新知讲解
实验一：门窗防盗报警装置
1.门窗防盗报警装置的功能和构成
（1）功能
具有自动提示报警的功能。在睡觉前连接好电路，启动防盗报警装置。当门窗紧闭时，蜂鸣器不响，指示灯亮；当门窗被打开时，蜂鸣器发出声音警报，指示灯灭。
报警电路
M
SA
门窗防盗报警装置
新知讲解
（2）构成
门窗防盗报警装置
门的上沿嵌入一小块永磁体M，门框内与M相对的位置嵌入干簧管SA，并将干簧管接入报警电路。干簧管可将门与门框的相对位置这一非电学量转换为电路的通断。
SA
报警电路
M
新知讲解
2.实验器材和装置
（1）实验器材
名称 规格型号 名称 规格型号
干簧管 SA 常开型 蜂鸣器 H 有源型
继电器 JQX-14FC 5 V 电源 干电池 6 V
发光二极管 LED 绿色 小磁体
电阻 R 330 Ω 开关
新知讲解
实验原理图
c
a
b
S
LED
H
SA
M
R
（2）装置中各元件的作用
①干簧管：在电路中起传感器和控制开关的作用，作为传感器，用于感知磁体磁场是否存在。
②继电器（虚线方框部分）作为执行装置，继电器则相当于一个自动的双向开关。
新知讲解
③发光二极管LED作为电路正常工作提示。
特别提醒
发光二极管和普通二极管一 样具有单向导电性，而且在导电时还能发光，有红、绿、黄等多种颜色。
④R ：为发光二极管的限流电阻，起保护作用 。
⑤蜂鸣器 H： 作为报警提醒。
实验原理图
c
a
b
S
LED
H
SA
M
R
新知讲解
3.电路工作原理
（1）闭合电路开关S，系统处于防盗状态。当门窗紧闭时，磁体M靠近干簧管SA，干簧管两个簧片被磁化相吸而接通继电器线圈K，使继电器工作。电器的动触点c与常开触点a接通，发光二极管LED发光，显示电路处于正常工作状态。
c
a
b
S
LED
H
SA
M
R
实验原理图
新知讲解
（2）当门窗开启时，磁体离开干簧管，干簧管失磁断开，继电器被断电。继电器的动触点c与常闭触点b接通，蜂鸣器H发声报警。
c
a
b
S
LED
H
SA
M
R
实验原理图
新知讲解
4.实验步骤
（1）连接电路前，要先判断一下干簧管是否可以正常工作。用磁体直接靠近干簧管，观察簧片能否正常动作。
（2）确定各元件可以正常工作后，按照图中所示连接电路。
（3）接通电源后，将磁体靠近和离开干簧管，分别观察实验现象。
c
a
b
S
LED
H
SA
M
R
新知讲解
5.实验现象
接通电源后，磁体M靠近干簧管SA，电器的动触点c与常开触点a接通发光二极管LED发光；磁体离开干簧管，继电器的动触点c与常闭触点b接通，蜂鸣器H发声报警。
c
a
b
S
LED
H
SA
M
R
实验原理图
新知讲解
实验二：光控开关
光控路灯可以根据光照的变化自动开启或关闭。
怎样能够在天色暗到一定程度时让路灯自动开启，而在天明时自动熄灭
我们可以利用光敏电阻来完成这一任务，下面提供两种模拟的光控开关电路，用发光二极管或小灯泡代表路灯。
新知讲解
名称 规格型号 名称 规格型号
可调电阻 R1 最大电阻为 51 kΩ 继电器 HRS1H-S 5 V 或
JQX-14FC 5 V
限流电阻 R2 330 Ω 小灯泡 L 6 V 0.3 A
光敏电阻 RG 暗电阻 > 1 MΩ
亮电阻 < 3 kΩ 二极管 D IN4001
三极管 VT 8050 电源 干电池 6 V
发光二极管 LED 红色
1.实验器材和装置
新知讲解
（1）晶体三极管：晶体三极管是半导体基本元件之一，具有电流放大作用，在控制电路中常用作电子开关。三极管由三个电极组成，分别是发射极e，基极b和集电极c，有NPN型和PNP型两种。
NPN型
PNP型
b
c
e
b
c
e
三极管电路符号及实物图
新知讲解
（2）三极管的一个重要特性是，从基极输入一个较小的电流，就会在集电极获得较大的电流。三极管还具有完成断路和接通的开关作用。
2.实验电路
本实验采用三极管配合光敏电阻完成光控开关的任务。光控电路用发光二极管LED 模仿路灯，RG为光敏电阻，R2 为发光二极管的限流电阻。可调电阻 R1 与光敏电阻 RG 组成串联分压电路。
新知讲解
R1
R2
+Vs
LED
RG
VT
b
c
e
0V
R1
RG
D
K
S
L
VT
+Vs
0V
两种模拟的光控开关电路，用发光二极管或小灯泡代表路灯。
发光二极管代表路灯
小灯泡代表路灯
新知讲解
注意：为了能够驱动更大功率的负载，如采用小灯泡模仿路灯，就要使用继电器来启、闭另外的供电电路，如图乙中K为继电器的线圈，S 为它的常开触点。
R1
RG
D
K
S
L
VT
+Vs
0V
为了防止继电器释放衔铁时线圈中的自感电动势损坏三极管，必须给线圈并联一只二极管D，以提供自感电流释放的通路。
新知讲解
3.电路工作原理
当环境光比较强时，光敏电阻RG的阻值很小，三极管不导通，发光二极管或继电器所在的回路相当于断路，即发光二极管不工作；继电器处于常开状态，小灯泡L不亮。
当环境光比较弱时，光敏电阻RG的阻值变大，三极管导通，且获得足够的基极电流，产生较大的集电极电流，点亮发光二极管或驱动继电器吸合而点亮小灯泡L。
新知讲解
4.实验步骤及实验现象
（1）按照图中所示连接电路，检查无误后，接通电源。
R1
R2
+Vs
LED
RG
VT
b
c
e
0V
R1
RG
D
K
S
L
VT
+Vs
0V
光控开关电路
新知讲解
（2）让光敏电阻RG 受到白天较强的自然光照射，调节电阻R1 使发光二极管LED或小灯泡L刚好不发光。
（3）遮挡RG ，当光照减弱到某种程度时，观察发光二极管LED或小灯泡L的是否发光。
（4）让光照加强，当光照强到某种程度时，则发光二极管LED或小灯泡L是否发光。
新知讲解
5.视频：光控开关模拟电路
新知讲解
6.实验现象
（1）当光照减弱到某种程度时，就会看到发光二极管LED或小灯泡L发光。
（2）让光照加强，当光照强到某种程度时，则发光二极管LED或小灯泡L熄灭。
注意：如果实验现象不明显，可用手电筒加强光照，或遮盖光敏电阻，再进行观察。
课堂练习
1.关于发光二极管，下列说法正确的是（ ）
A．发光二极管能发光，不具有单向导电性
B．发光二极管能直接把光能转化为电能
C．发光二极管只要在两端加有正向电压，就可以发光
D．发光二极管只有加正向电压时，才有可能发光
D
课堂练习
2.已知光敏电阻在没有光照射时电阻很大，并且光照越强阻值越小，利用光敏电阻作为传感器设计了如图所示电路，电源电动势E和内阻r不变，当光照强度增强时，则（ ）
A．电灯L变亮
B．光敏电阻两端的电压减小
C．变阻器R的功率减小
D．电源的输出功率增大
B
课堂练习
3.如图所示为一种温度自动报警器的原理图，在水银温计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的（ ）
A．温度升高至74℃时， 灯亮报警
B．温度升高至74℃时， 灯亮报警
C．温度升高至78℃时， 灯亮报警
D．温度升高至78℃时， 灯亮报警
D
课堂练习
4.如图所示是某居民小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置， R1为光敏电阻(光照增强电阻变小)， R2为定值电阻，A、B接监控装置.则( )
①当有人通过通道而遮蔽光线时，
A、B之间电压升高
②当有人通过通道而遮蔽光线时， A、B之间电压降低
③当仅增大R2的阻值时，可增大A、B之间的电压
④当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
C
课堂总结
1．干簧管：在电路中起传感器和控制开关的作用
继电器作为执行装置，继电器则相当于一个自动的双向开关
2．安装实验装置时，要使磁铁正对干簧管。
3．晶体三极管:具有电流放大作用，在控制电路中常用作电子开关。
4.光控开关实验中要想天更暗时“路灯”才会亮，应把R1的阻值调大些。
板书设计
5.3利用传感器制作简单的自动控制装置
实验一：门窗防盗报警装置
1.实验器材和装置
①干簧管：在电路中起传感器和控制开关的作用。
②继电器作为执行装置，继电器则相当于一个自动的双向开关。
2.电路工作原理
3.实验操作
板书设计
实验二：光控开关
1.实验器材和装置
三极管的一个重要特性是，从基极输入一个较小的电流，就会在集电极获得较大的电流。三极管还具有完成断路和接通的开关作用。
2.电路工作原理
3.实验操作
作业布置
1.完成课后习题1.2.3题
2.做本节的同步练习册
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php中小学教育资源及组卷应用平台
5.3利用传感器制作简单的自动控制装置
教学设计
课题 利用传感器制作简单的自动控制装置 单元 5 学科 物理 年级 高二
学习目标 1.了解门窗防盗报警装置，会组装门窗防盗报警装置。2.了解光控开关电路及控制原理，会组装光控开关。
重点 设计方案及其工作原理
难点 动手实践能力
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 传感器是构成自动控制系统的必要环节，如走廊里的声、光控开关，温度报警器，孵小鸡用的恒温箱，路灯的自动控制，银行门口的自动门等，都用到了传感器。如果没有传感器对原始信息进行准确、可靠地捕捉和转换，那么一切控制将无法实现。这节课我们就来探究门窗防盗报警装置和光控开关的工作原理。 了解传感器的重要性 引起学生学习的兴趣，为下面的进一步学习做铺垫
讲授新课 实验一：门窗防盗报警装置1.门窗防盗报警装置的功能和构成（1）功能具有自动提示报警的功能。在睡觉前连接好电路，启动防盗报警装置。当门窗紧闭时，蜂鸣器不响，指示灯亮；当门窗被打开时，蜂鸣器发出声音警报，指示灯灭。 门窗防盗报警装置（2）构成门的上沿嵌入一小块永磁体M，门框内与M相对的位置嵌入干簧管SA，并将干簧管接入报警电路。干簧管可将门与门框的相对位置这一非电学量转换为电路的通断。2.实验器材和装置（1）实验器材名称规格型号干簧管 SA常开型继电器JQX-14FC 5 V发光二极管 LED绿色电阻 R330 Ω蜂鸣器 H 有源型电源干电池 6 V小磁体开关（2）装置中各元件的作用①干簧管：在电路中起传感器和控制开关的作用，作为传感器，用于感知磁体磁场是否存在。②继电器（虚线方框部分）作为执行装置，继电器则相当于一个自动的双向开关。 实验原理图③发光二极管LED作为电路正常工作提示。特别提醒发光二极管和普通二极管一 样具有单向导电性，而且在导电时还能发光，有红、绿、黄等多种颜色。④R ：为发光二极管的限流电阻，起保护作用 。⑤蜂鸣器 H： 作为报警提醒。3.电路工作原理（1）闭合电路开关S，系统处于防盗状态。当门窗紧闭时，磁体M靠近干簧管SA，干簧管两个簧片被磁化相吸而接通继电器线圈K，使继电器工作。电器的动触点c与常开触点a接通，发光二极管LED发光，显示电路处于正常工作状态。（2）当门窗开启时，磁体离开干簧管，干簧管失磁断开，继电器被断电。继电器的动触点c与常闭触点b接通，蜂鸣器H发声报警。4.实验步骤（1）连接电路前，要先判断一下干簧管是否可以正常工作。用磁体直接靠近干簧管，观察簧片能否正常动作。（2）确定各元件可以正常工作后，按照图中所示连接电路。（3）接通电源后，将磁体靠近和离开干簧管，分别观察实验现象。5.实验现象接通电源后，磁体M靠近干簧管SA，电器的动触点c与常开触点a接通发光二极管LED发光；磁体离开干簧管，继电器的动触点c与常闭触点b接通，蜂鸣器H发声报警。 实验二：光控开关光控路灯可以根据光照的变化自动开启或关闭。怎样能够在天色暗到一定程度时让路灯自动开启，而在天明时自动熄灭 我们可以利用光敏电阻来完成这一任务，下面提供两种模拟的光控开关电路，用发光二极管或小灯泡代表路灯。1.实验器材和装置名称规格型号名称规格型号可调电阻 R1最大电阻为 51 kΩ继电器HRS1H-S 5 V 或JQX-14FC 5 V限流电阻 R2 330 Ω小灯泡 L 6 V 0.3 A光敏电阻 RG暗电阻 > 1 MΩ亮电阻 < 3 kΩ二极管 D IN4001 三极管 VT 8050电源干电池 6 V发光二极管 LED红色（1）晶体三极管：晶体三极管是半导体基本元件之一，具有电流放大作用，在控制电路中常用作电子开关。三极管由三个电极组成，分别是发射极e，基极b和集电极c，有NPN型和PNP型两种。 NPN型 PNP型三极管电路符号及实物图（2）三极管的一个重要特性是，从基极输入一个较小的电流，就会在集电极获得较大的电流。三极管还具有完成断路和接通的开关作用。2.实验电路本实验采用三极管配合光敏电阻完成光控开关的任务。光控电路用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻，R2为发光二极管的限流电阻。可调电阻 R1与光敏电阻 RG组成串联分压电路。两种模拟的光控开关电路，用发光二极管或小灯泡代表路灯。光控开关电路:发光二极管代表路灯光控开关电路: 小灯泡代表路灯注意：为了能够驱动更大功率的负载，如采用小灯泡模仿路灯，就要使用继电器来启、闭另外的供电电路，如图乙中K为继电器的线圈，S 为它的常开触点。为了防止继电器释放衔铁时线圈中的自感电动势损坏三极管，必须给线圈并联一只二极管D，以提供自感电流释放的通路。3.电路工作原理当环境光比较强时，光敏电阻RG的阻值很小，三极管不导通，发光二极管或继电器所在的回路相当于断路，即发光二极管不工作；继电器处于常开状态，小灯泡L不亮。当环境光比较弱时，光敏电阻RG的阻值变大，三极管导通，且获得足够的基极电流，产生较大的集电极电流，点亮发光二极管或驱动继电器吸合而点亮小灯泡L。4.实验步骤及实验现象（1）按照图中所示连接电路，检查无误后，接通电源。出示图片:两种模拟的光控开关电路，用发光二极管或小灯泡代表路灯。（2）让光敏电阻RG 受到白天较强的自然光照射，调节电阻R1 使发光二极管LED或小灯泡L刚好不发光。（3）遮挡RG ，当光照减弱到某种程度时，观察发光二极管LED或小灯泡L的是否发光。（4）让光照加强，当光照强到某种程度时，则发光二极管LED或小灯泡L是否发光。5.视频：光控开关模拟电路6.实验现象（1）当光照减弱到某种程度时，就会看到发光二极管LED或小灯泡L发光。（2）让光照加强，当光照强到某种程度时，则发光二极管LED或小灯泡L熄灭。注意：如果实验现象不明显，可用手电筒加强光照，或遮盖光敏电阻，再进行观察。课堂练习1.关于发光二极管，下列说法正确的是（ ）A．发光二极管能发光，不具有单向导电性B．发光二极管能直接把光能转化为电能C．发光二极管只要在两端加有正向电压，就可以发光D．发光二极管只有加正向电压时，才有可能发光【答案】D2.已知光敏电阻在没有光照射时电阻很大，并且光照越强阻值越小，利用光敏电阻作为传感器设计了如图所示电路，电源电动势E和内阻r不变，当光照强度增强时，则( )A．电灯L变亮B．光敏电阻两端的电压减小C．变阻器R的功率减小D．电源的输出功率增大【答案】B3.如图所示为一种温度自动报警器的原理图，在水银温计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的（ ）A．温度升高至74℃时， 灯亮报警B．温度升高至74℃时， 灯亮报警C．温度升高至78℃时， 灯亮报警D．温度升高至78℃时， 灯亮报警【答案】D4.如图所示是某居民小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置， R1为光敏电阻(光照增强电阻变小)， R2为定值电阻，A、B接监控装置.则( )①当有人通过通道而遮蔽光线时， A、B之间电压升高②当有人通过通道而遮蔽光线时， A、B之间电压降低③当仅增大R2的阻值时，可增大A、B之间的电压④当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压A.①③ B.①④ C.②③ D.②④答案：C 阅读课文了解1.门窗防盗报警装置的功能和构成了解实验器材以及作用通过实验的原理图理解电路工作原理按照实验步骤进行实验操作并记录实验现象了解实验器材以及作用观察两种模拟的光控开关电路通过实验的原理图理解电路工作原理按照实验步骤进行实验操作并记录实验现象学生练习 为实验的理解打下基础为实验的顺利进行做准备锻炼学生的理解观察能力锻炼学生的动手操作能力和语言表达能力为实验的顺利进行做准备让学生对两种模拟的光控开关电路进一步理解锻炼学生的理解观察能力锻炼学生的动手操作能力、观察能力和语言表达能力巩固本节的知识
课堂小结 1．干簧管：在电路中起传感器和控制开关的作用继电器作为执行装置，继电器则相当于一个自动的双向开关2．安装实验装置时，要使磁铁正对干簧管。3．晶体三极管:具有电流放大作用，在控制电路中常用作电子开关4.光控开关实验中要想天更暗时“路灯”才会亮，应把R1的阻值调大些。 梳理自己本节所学知识进行交流 根据学生表述，查漏补缺，并有针对性地进行讲解补充。
板书 5.3利用传感器制作简单的自动控制装置实验一：门窗防盗报警装置1.实验器材和装置①干簧管：在电路中起传感器和控制开关的作用②继电器作为执行装置，继电器则相当于一个自动的双向开关2.电路工作原理3.实验操作实验二：光控开关1.实验器材和装置晶体三极管:具有电流放大作用，在控制电路中常用作电子开关2.电路工作原理3.实验操作
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5.3利用传感器制作简单的自动控制装置
1.有一种在光照或温度升高时排气扇都能启动的自动控制装置，其中有两个传感器，下列说法正确的是（）
A．两个传感器都是光电传感器
B．两个传感器分别是光电传感器和温度传感器
C．两个传感器可能分别是温度传感器、电容式传感器
D．只有光照和温度都适合时排气扇才能工作
2.如图所示，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,呈现高阻状态．发生火灾时，下列说法正确的是( )
A．进入罩内的烟雾遮挡住了光线，使光线三极管电阻更大,检测电路检测出变化发出警报
B．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
C．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
D．以上说法均不正确
3. 如图所示，R是光敏电阻，当它受到的光照强度增大时，电阻减小，则( )
A．灯泡L变暗
B．光敏电阻R上的电压增大
C．电压表V的读数增大
D．电容器C的带电荷量增大
4. 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
5. 在制作光控电路实验中，某同学按图所示电路将元件安装完毕后，发现将装置置入黑暗环境中接通电源时，灯泡不发光，原因不可能是（ ）
A．二极管两极接反 B．R1与RG位置颠倒 C．R1阻值太小 D．灯泡被断路
6.图甲为一种家用门磁防盗报警器，由磁条和主机组成，门窗均可使用。乙图为其简化示意图，安装时，将磁条固定在门框上，主机安装在与其等高的门板边缘，门关上时，两者刚好靠在一起。当主机开关闭合时，若门被打开，磁条与主机分离，主机内的触发器就会工作，带动报警器发出报警声。下列有关说法正确的是（ ）
A．触发器内是一个开关，当主机与磁条靠近时，开关是断开的
B．触发器可以由铜制成
C．磁条的两极对调后，该报警器不能正常工作
D．本装置是利用电流的磁效应工作的
7.火警报警器的电路示意图如图所示。其中，RT为用半导体热敏材料制成的传感器，这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而减小。电流表为值班室的显示器，电源两极之间接一报警器。当传感器RT所在处出现火情时，通过显示器的电流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
8. 压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小.有一位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理图如图甲所示.将压敏电阻和一块挡板固定在水平绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球。小车在水平面内向右做直线运动的过程中，电流表示数如图乙所示，压敏电阻受力为零时，，下列判断正确的是（ ）
A．从到时间内，小车做匀加速直线运动
B．从到时间内，小车做匀加速直线运动
C．从到时间内，小车做匀加速直线运动
D．从到时间内，小车可能做减速直线运动
9．图为温度报警器电路示意图，下列关于对此电路的分析正确的是（）
A．当Rt的温度升高时，Rt减小，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声
B．当Rt的温度升高时，Rt减小，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声
C．当增大R1时，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声
D．当增大R1时，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声
10.在制作光控电路的实验中，某同学按如图所示电路将组件安装完毕后，发现将装置置入黑暗环境中接通电源时，灯泡不发光，原因可能是（）
A．二极管两极接反
B．与位置颠倒
C．阻值太小
D．灯泡断路
11.门窗防盗报警装置
（1）实验器材和装置
干簧管作为传感器，用于感知磁体磁场是否存在。继电器（虚线框部分）作为执行装置。发光二极管LED作为电路正常工作提示，R为发光二极管的限流电阻，起保护作用。蜂鸣器H作为报警提醒。电路设计如图。
（2）电路工作原理
当门窗紧闭时，磁体M靠近干簧管SA，干簧管两簧片被磁化相吸，继电器接通而工作。当门窗开启时，磁体离开干簧管，干簧管失磁断开，继电器被断电，动触点c与常闭触点b接通，蜂鸣器H发声报警。
（3）实验操作
①检查干簧管：用_____直接靠近干簧管，观察干簧管簧片能否正常动作。
②连接电路：连接电路前，要检查其他元件是否也能正常工作。
③接通电源后，将_____，分别观察实验现象。
12.如图的光控电路用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻，当有较强的光照在RG上，LED二极管___________。如果要想在天更暗时路灯才会亮，应将的阻值调___________。
13. 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________。
14.小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响。图甲中控制电路电源输出的电压U1=3 V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻阻值为R0=30 Ω。当线圈中的电流大于等于50 mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响，图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。
（1）由图乙可知，当环境温度为40 ℃时，热敏电阻阻值为___________Ω。
（2）由图乙可知，当环境温度升高时，热敏电阻阻值将___________，继电器电磁铁的磁性将___________。（均选填“增大”“减小”或“不变”）
（3）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱___________相连，指示灯的接线柱D应与接线柱___________相连。（均选填“A”或“B”）
（4）图甲中线圈下端的磁极是___________极。（选填“N”或“S”）
（5）请计算说明，环境温度在___________范围内时，警铃报警。
15．小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示。将热敏电阻安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器与上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器与下触点接触，上触点分离，警铃响。图甲中继电器的供电电压，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻为。当线圈中的电流大于等于时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。
（1）由图乙可知，当环境温度升高时，热敏电阻阻值将___________，继电器的磁性将___________（均选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱___________相连。（均选填“”或“”）。
（3）请计算说明，环境温度在大于___________℃时，警铃报警。
参考答案
1【答案】B
【详解】
题中提到有光照或温度升高时排气扇都能自动控制，由此可见两个传感器一个是光电传感器，一个是温度传感器，而且排气扇自动工作只需光照和温度一个满足条件即可，A、C、D错，B对．
2.【答案】B
【详解】
挡板不透明，平时光电三极管接收不到LED发出的光，现高阻状态．发生火灾时，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，光电三极管电阻变小，检测电路检
测出变化发出警报．该传感器是用光传感器实现报警的，故B项正确，ACD三项错误．
3.【答案】D
【分析】
由题中“当它受到的光照强度增大时，电阻减小”可知，本题考查电路动态变化，根据闭合电路欧姆定律可分析本题．
【详解】
A．当R受到的光照强度增大时，电阻减小，电流增加，灯泡变亮，故A错误；
B．串联电路电阻分压，电阻越大，分压越多，电阻越小分压越低，故B错误；
C．电压表所测电压为电路的路端电压，当R变小，外电路分压变小，故电压表读数减小，故C错误；
D．灯泡两端电压，电容器电压增大，根据
可知，电容器带电量增大，故D正确．
4.【答案】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。
5.【答案】C
【详解】
A．由题可知若二极管接反，光线暗时，二极管上为负向电压，无法导通，灯泡不亮，选项A可能；
B．若R1与RG位置颠倒，则光线较暗时，Y端为高电平，二极管不导通，灯泡不发光，选项B可能；
C．若R1阻值太小，Y端一直为低电平，灯泡一直发光，选项C不可能；
D．灯泡断路时无法发光，选项D可能。
本题选不可能的，故选C。
6.【答案】A
【详解】
A．门关上时，磁条与主机刚好靠在一起，此时报警器不工作，说明电路是断开的；当主机开关闭合时，若门被打开，磁条与主机分离，主机内的触发器就会工作，带动报警器发出报警声，说明此
时触发器内开关是闭合的，选项A正确；
B．触发器与磁条之间存在磁力的作用，所以触发器不可能是铜制成的，因为铜没有磁性，选项B错误；
C．无论磁条哪个磁极靠近触发器，都存在磁力作用，所以两极对调后，该报警器仍能正常工作，选项C错误；
D．本装置是利用磁体能够吸引磁性物体的特点工作的，选项D错误；
故选A。
7.【答案】D
【详解】
当传感器RT所在的位置出现火情时RT的阻值减小，电路中总电阻减小，干路电流变大，路端电压变小，即报警器两端的电压U变小，R1两端电压变大，根据
所以R2两端的电压变小，电流表示数变小，I变小。
故选D。
8.【答案】ACD
【详解】
A．由电流表示数随时间变化图线可知，从到时间内，电流表示数不变且大于，说明压敏电阻的阻值不变，压敏电阻所受压力不变，小车做匀加速运动，选项A正确；
B．从到时间内，电流表示数逐渐增大，说明压敏电阻的阻值随时间减小，压敏电阻所受压力逐渐增大，小车做加速度逐渐增大的加速运动，选项B错误；
C．从到时间内，电流表示数不变且大于，说明压敏电阻的阻值不变，压敏电阻所受压力不变，小车做匀加速运动，选项C正确；
D．从到时间内，电流表示数不变，为，根据题述可知压敏电阻的阻值不变且所受压力为零，小车可能做匀速直线运动或减速直线运动，选项D正确。
故选ACD。
9.【答案】BC
【详解】
AB.根据电路图知，当R1的温度升高时，R2减小，A端电势升高，经非门后，Y端电势降低，
蜂鸣器会发出报警，故A错误，B正确；
CD.当增大R1时，A端电势升高，经非门后，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声，
故C正确，D错误
10.【答案】ABD
【详解】
由题可知，若二极管接反，当光线暗时，二极管上为负向电压，无法导通，灯泡不亮，A正确；若R1与RG位置颠倒，则光线较暗时，Y端为高电平，二极管不导通，灯泡不发光，B正确；若R1阻值太小，Y端一直为低电平，灯泡一直发光，C错误;灯泡断路时无法发光，D正确.
故选ABD
11.【答案】磁体 磁体靠近和离开干簧管
【详解】
①[1]用磁体直接靠近干簧管，观察干簧管簧片能否正常动作。
③[2] 接通电源后，将磁体靠近和离开干簧管，分别观察实验现象。
12.【答案】熄灭 大
【详解】
[1][2]该门电路有一输入端总是输入低电势，有较强的光照时，电阻比较小，光敏电阻两端的电势差比较小，则输入门电路为低电势，最后熄灭，如果要想在天更暗时路灯才会亮，应将R1的阻值调大。
13.【答案】
【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
14.【答案】70 减小 增大 B A S 大于等于80 ℃
【详解】
（1）[1]根据题图乙知，当环境温度为40 ℃时，热敏电阻的阻值为70 Ω。
（2）[2][3]由题图乙可知：当温度升高时，热敏电阻阻值将减小；热敏电阻阻值减小，根据串联电路特点，控制电路总阻值将减小，根据欧姆定律，电路中的电流将增大，则继电器电磁铁的磁性将增大。
（3）[4][5]由题中“当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响”，可知警铃的接线柱C应与接线柱B相连，指示灯的接线柱D应与接线柱A相连。
（4）[6]由安培定则可判断出线圈的下端是S极。
（5）[7]当线圈中的电流I≥50 mA=0.05 A时，继电器的衔铁将被吸合，警铃报警。
当线圈中的电流恰好等于0.05 A时，控制电路的总电阻
此时热敏电阻的阻值
R=R总-R0=60 Ω-30 Ω=30 Ω
由题图乙可知，此时环境温度t=80 ℃，所以当环境温度t≥80 ℃时，警铃报警。
15.【答案】减小 增大 B 80℃
【详解】
（1）[1][2]分析图乙图像发现：温度升高时，热敏电阻阻值减小。根据欧姆定律，热敏电阻阻值减小，电路中电流就会增大，电磁铁的磁性就会增大。
（2）[3]因当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响，所以警铃的接线柱C应与接线柱B连，指示灯的接线柱D应与接线柱A相连。
（3）[4]当线圈中的电流I=50mA=0.05A时，继电器的衔铁将被吸合，警铃报警控制电路的总电阻
热敏电阻
由图乙可知，此时
所以当温度时，警铃报警。
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