1.认识传感器
2．常见传感器的工作原理
课标要求
1．了解传感器的定义，感受传感器的应用技术在信息时代的作用与意义．
2．知道常见传感器的作用，会分析其工作原理．
3．知道将非电学量转化为电学量的意义．
4．了解光敏电阻工作原理及作用．
5．了解热敏电阻和金属热电阻工作原理及作用．
思维导图
必备知识·自主学习——突出基础性 素养夯基
一、认识传感器
1．传感器：把被测的________信息，按一定规律转换成与之对应的________信号的器件或装置．
2．生活中常见的传感器
(1)自动门是因为门的上方装有________传感器．
(2)楼道的声控开关是因为楼道中安装有________传感器．
(3)自动水龙头是因为水龙头旁边装有________传感器．
3．传感器的结构
(1)组成：通常由________元件和________元件组成，有时也将信号调节转换电路、辅助电源作为传感器的组成部分．
(2)常见敏感元件：________元件、光敏元件、________元件、磁敏元件、气敏元件等．
(3)转换元件的作用：将敏感元件输出的物理量转换成________量．
(4)信号调节转换电路的作用：将转换元件输出的________转换成便于显示、记录、处理和控制的________．
4．传感器的分类：按感知外界信息及变换效应的不同，可将传感器分为物理传感器、化学传感器和生物传感器．
二、常见传感器的工作原理
1．温度传感器
(1)热敏电阻温度传感器
热敏电阻由________材料制成，其电阻随温度灵敏变化，可分为阻值随温度升高而减小的________系数热敏电阻(NTC)和阻值随温度升高而增大的________系数热敏电阻(PTC)．
(2)热电阻温度传感器
用________制作而成，阻值随温度的升高而________，可用于测温，还可用来测量流体的________等．
(3)热双金属片温度传感器
双金属片在温度变化时由于“________”不同而产生的________不同，可用来控制电路的________，常用在温度控制装置中．
2．光传感器
(1)材料：金属或半导体．
(2)信号转换：光信号转化为________信号(电流、电压)．
(3)常见应用
①自动门和自动水龙头利用了红外线传感器，在环境监测、火灾报警中利用了光传感器．
②测量机械转速时用到光传感器．
3．力传感器
(1)装置作用：把力学量转换为电学量．
(2)敏感元件：________．
(3)信号输出：________．
(4)工作原理：
(5)常见应用：电子秤．
[举例]
智能手机里的部分传感器．
[导学]
热敏电阻灵敏度高，但化学稳定性较差，测量范围较小；金属热电阻的化学稳定性较好，测量范围较大，但灵敏度较差．
关键能力·合作探究——突出综合性 素养形成
探究点一 对传感器的认识
归纳总结
1.传感器的核心元件
(1)敏感元件：相当于人的感觉器官，直接感受被测量，并将其变换成与被测量成一定关系的易于测量的物理量，如温度、位移等．
(2)转换元件：也称为传感元件，通常不直接感受被测量，而是将敏感元件输出的物理量转换成电学量输出．
(3)转换电路：是将转换元件输出的电学量转换成易于测量的电学量，如电压、电流等．
2．传感器的工作原理
传感器感受的通常是非电学量，如压力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等，而它输出的通常是电学量，如电压、电流、电荷量等，这些输出信号是非常微弱的，通常要经过放大后再输送给控制系统产生各种控制动作．传感器的工作原理如下所示：
3．分类
工作原理 举例
物理传感器 利用物质的物理性质和物理效应感知并检测出待测对象信息 压力传感器、温度传感器、光电传感器、电感传感器、电容传感器等
化学传感器 利用化学反应识别和检测信息 气敏传感器、湿敏传感器等
生物传感器 利用生物化学反应识别和检测信号 酶传感器、组织传感器、细胞传感器等
典例示范
例 1 关于传感器，下列说法正确的是( )
A．所有传感器都是由半导体材料制成的
B．金属材料也可以制成传感器
C．传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的
D．水银温度计是一种传感器
素养训练1 许多办公楼及宿舍楼的楼梯上的电灯白天不亮，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，下列有关该传感器的说法正确的是( )
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
素养训练2 一同学在使用多用电表测量阻值约为几十欧姆的电阻时，该同学选择了欧姆挡的“×1”挡位，将两表笔接在电阻的两端．则下列说法正确的是( )
A．在测量光敏电阻的阻值时，光照越强，多用电表指针偏角越小
B．在测量热敏电阻(温度越高，阻值越小)的阻值时，温度越低，多用电表指针偏角越大
C．在测量压敏电阻(压力越大，阻值越小)的阻值时，压力越大，多用电表指针偏角越大
D．在测量磁敏电阻(磁场越强，阻值越小)的阻值时，磁场越强，多用电表指针偏角越小
探究点二 对敏感元件的认识
归纳总结
1.热敏电阻、金属热电阻
(1)热敏电阻：热敏电阻由半导体材料制成，其电阻随温度的变化明显，温度升高电阻减小，如图甲所示为某一热敏电阻的电阻随温度变化的特性曲线．
(2)金属热电阻：有些金属的电阻率随温度的升高而增大，这样的电阻也可以制作温度传感器，称为热电阻，如图乙所示为某金属导线电阻的温度特性曲线．
(3)热敏电阻与金属热电阻的区别：
热敏电阻 金属热电阻
特点 电阻随温度的变化而变化且非常明显 电阻率随温度的升高而增大
制作材料 半导体，如氧化锰 金属导体，如铂
优点 灵敏度好 化学稳定性好，测温范围大
作用 能够将温度这个热学量转换为电阻这个电学量
2.光敏电阻
(1)特点：光照越强，电阻越小．
(2)原因：光敏电阻的构成物质为半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性变好．
(3)作用：把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量．
3．力传感器
(1)组成及敏感元件：由金属梁和应变片组成，敏感元件是应变片．
(2)工作原理：
(3)作用：应变片将物体形变这个力学量转换为电压这个电学量．
典例示范
例 2 如图所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻(负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻)，L为小灯泡，当温度降低时( )
A．R1两端的电压增大
B．电流表的示数增大
C．小灯泡的亮度变强
D．小灯泡的亮度变弱
素养训练3 (多选)如图所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当入射光强度增大时( )
A．电压表的示数增大
B．R2中电流减小
C．小灯泡的功率增大
D．电路的路端电压增大
素养训练4 有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图中的虚线所示．它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO、压力传感器R(一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表(其实质是电流表)．其中AO∶BO＝5∶1.已知压力传感器的电阻与其所受压力的关系如下表所示：
压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 …
电阻R/Ω 300 270 240 210 180 150 120 …
设踏板的杠杆组件的质量不计，接通电源后，压力传感器两端电压恒为4.68 V，则：
(1)利用表中数据归纳出电阻R随压力F变化的函数关系式；
(2)该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表刻度盘多少毫安处？
(3)如果某人站在踏板上，电流表刻度盘示数为20 mA，这个人的体重是多少？(取g＝10 N/kg)
随堂演练·自主检测——突出创新性 素养达标
1．通常当人走向银行门口时，门就会自动打开，是因为门上安装了( )
A．温度传感器 B．压力传感器
C．红外线传感器 D．声音传感器
2．(多选)在如图所示的电路中，当半导体材料做成的热敏电阻浸泡到热水中时，电流表示数增大，则说明( )
A．在温度越高时，热敏电阻阻值越小
B．在温度越高时，热敏电阻阻值越大
C．半导体材料温度升高时，导电性能变差
D．半导体材料温度升高时，导电性能变好
3．如图甲所示，在光敏电阻R2上加上如图乙所示的光照，那么R2两端的电压变化是下列图中的( )
4．(多选)电阻R随温度T变化的图线如图所示．下列说法正确的是( )
A．图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的
B．图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的
C．图线1对应的材料化学稳定性好，测温范围大，灵敏度高
D．图线2对应的材料化学稳定性差，测温范围小，灵敏度高
5．图甲为半导体材料做成的热敏电阻的阻值随温度变化的曲线，图乙为用此热敏电阻R和继电器做成的温控电路，设继电器的线圈电阻为Rx＝50 Ω，当继电器线圈中的电流大于或等于Ic(Ic＝20 mA)时，继电器的衔铁被吸合．左侧电源电动势为6 V，内阻可不计，试问温度满足什么条件时，电路右侧的小灯泡会发光？
1．认识传感器
2．常见传感器的工作原理
必备知识·自主学习
一、
1．非电 电
2．(1)红外线 (2)声 (3)红外线
3．(1)敏感 转换 (2)力敏 热敏 (3)电学 (4)电信号 电学量
二、
1．(1)半导体 负温度 正温度 (2)金属丝 变大 流量 (3)膨胀系数 形变 通断
2．(2)电
3．(2)应变片 (3)电压差
关键能力·合作探究
探究点一
【典例示范】
例1 解析：传感器材料分为半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料等，A错误，B正确；传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，C错误；水银温度计根据热胀冷缩来测量温度，不是传感器，D错误．
答案：B
素养训练1 解析：楼道中安装了自动灯光控制系统，白天灯不亮与光传感器有关；晚上有人经过时，灯自动亮起来，与声音有关，是声传感器，所以该传感器能够测量的物理量是光强和声音，C正确．
答案：C
素养训练2 解析：光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小，所以光照越强，阻值越小，多用电表指针偏角越大，A错误；热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，温度越低，电阻越大，多用电表指针偏角越小，B错误；压敏电阻的阻值随压力的增加而减小，所以压力越大，阻值越小，多用电表指针偏角越大，C正确；磁敏电阻的阻值随磁场强度的增强而减小，所以磁场越强，阻值越小，多用电表指针偏角越大，D错误．
答案：C
探究点二
【典例示范】
例2 解析：R2与灯泡L并联后再与R1串联，与电源构成闭合电路，当温度降低时，热敏电阻R2的电阻值增大，外电路电阻增大，电流表读数减小，灯泡L两端的电压增大，灯泡的亮度变强，R1两端的电压减小，故C正确．
答案：C
素养训练3 解析：当入射光强度增大时，R3阻值减小，外电路总电阻随R3的减小而减小，由闭合电路欧姆定律知，干路电流增大，R1两端电压增大，电压表的示数增大，同时内电压增大，故电路的路端电压减小，A正确，D错误；因路端电压减小，且R1两端电压增大，故R2两端电压必减小，则R2中电流减小，B正确；因干路电流增大，且R2中电流减小，知流过小灯泡的电流必增大，故小灯泡的功率增大，C正确．
答案：ABC
素养训练4 解析：(1)由表中数据可归纳得出：R＝300－0.6F.
(2)依题意可知，电子秤空载时压力传感器受到的压力为零，电阻R1＝300 Ω，电路中的电流为I1＝＝ A＝15.6 mA，所以该秤零刻度线应标在电流表刻度盘的15.6 mA处．
(3)当电流表刻度盘的读数为I2＝20 mA时，压力传感器的电阻R2＝＝ Ω＝234 Ω，
由R＝300－0.6F，解得F2＝110 N.
再由F2·AO＝G·BO，可得G＝550 N.
故人的体重为m＝＝55 kg.
答案：(1)R＝300－0.6F (2)15.6 mA (3)55 kg
随堂演练·自主检测
1．解析：人走向门口时，门会自动打开，是因为安装了红外线传感器，从而能感知红外线，使门自动打开，C正确．
答案：C
2．解析：由电流表的变化判断半导体的电阻的变化，温度升高时，电路中总电流增大，由闭合电路欧姆定律可知，总电阻减小，则热敏电阻阻值减小，导电性能变好，故A、D正确．
答案：AD
3．解析：光敏电阻阻值随光照的增强而减小，根据题图乙知R2两端的电压随之同频率先减小后增大，但不会是零，故选B.
答案：B
4．解析：金属热电阻的阻值随温度升高而增大，半导体材料的热敏电阻的阻值随温度升高而减小，A错误，B正确；图线1对应的材料化学稳定性好，测温范围大，但灵敏度低，图线2对应的材料化学稳定性差，测温范围小，但灵敏度高，C错误，D正确．
答案：BD
5．解析：由题意可知，小灯泡发光，需衔铁被吸合，即继电器线圈中的电流大于或等于Ic，左侧的温控电路通过继电器线圈的电流等于通过热敏电阻的电流，当电流为20 mA时，根据欧姆定律Ic＝可得R＝250 Ω，由甲图可知，此时对应的温度为50 ℃，即当温度大于或等于50 ℃时，小灯泡会发光．
答案：大于或等于50 ℃3.传感器的应用举例
4．自制简单的控制电路
课标要求
1．知道电熨斗、电饭锅、火灾报警器的工作原理．
2．了解汽车中的相关传感器．
3．能够利用所学知识制作简单的控制电路．
思维导图
必备知识·自主学习——突出基础性 素养夯基
一、传感器的应用举例
1．温度传感器的应用——电熨斗
(1)工作特点：金属底板温度达到设定温度后不再升温，当底板温度降低到一定温度时又会继续加热，即底板总能保持在一定温度范围内．
(2)传感器类型：____________温度传感器．
(3)温度调节：通过旋转调温旋钮的________．
2．温度传感器的应用——电饭锅
(1)工作特点：煮饭时按下________后自行完成烹煮过程．
(2)传感器类型：________________．
(3)温度控制：感温铁氧体在温度达到________ ℃(居里点)时失去磁性，加热开关断开．
3．光传感器的应用——火灾报警器
(1)工作特点：当密闭空间出现火灾时报警．
(2)传感器类型：遮光型和________型光传感器．
(3)工作原理：照射到____________上的光强发生变化时，破坏电路的正常状态而报警．
二、自制简单的控制电路
1．光控LED灯：有光照的情况下，光敏电阻的阻值________，基极与发射极间电压________，发光二极管不能导通；无光照时光敏电阻阻值________，基极与发射极间电压________，发光二极管导通．
2．温度报警器：接通电源后常温下蜂鸣器不发声，当温度到达某一值时________电阻阻值减小到某一值，可使蜂鸣器发出报警声．
[导学]
电熨斗和电饭锅中使用的温度传感器类型不同，前者是热双金属片，后者是感温铁氧体．
关键能力·合作探究——突出综合性 素养形成
探究点一 传感器的应用实例
归纳总结
1.温度传感器的应用——电熨斗
(1)温度传感器：由半导体材料制成的热敏电阻和金属热电阻均可制成温度传感器，它可以把温度信号转换为电信号进行自动控制．
(2)电熨斗的自动控温原理：其内部装有双金属片温度传感器，如图所示：
常温下，上下触点应是接触的，但温度过高时，由于双金属片受热膨胀系数不同，上部金属膨胀大，下部金属膨胀小，则双金属片向下弯曲，使触点分离，从而切断电源停止加热，温度降低后，双金属片恢复原状，重新接通电路加热，这样循环进行，起到自动控制温度的作用．
2．温度传感器的应用——电饭锅
(1)结构：如图所示，它的主要元件感温铁氧体是用氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成的．它的特点是：常温下具有磁性，能被磁体吸引，但是温度上升到约103 ℃时，就失去了磁性，不能被磁体吸引了．
(2)工作原理：电饭锅工作时，按下开关按钮，感温铁氧体与永磁体接触，两个接线螺钉通过触点相连，电路接通，开始工作，电饭锅内温度升高，当达到103 ℃时，感温铁氧体与永磁体分离，带动触点分离，电路断开，不再加热，电饭锅停止工作．
3．光传感器的应用——火灾报警器
(1)遮光型光电式烟雾报警器(图b)的发光元件和受光元件是正对的．正常情况下，发光元件发出的光通过透镜聚焦成平行光照射到受光元件上，将其转换成电信号，使整个电路维持在正常状态，不发出警报．发生火灾时烟雾通过罩孔进入检测室，光被烟雾粒子反射或散射，照射到受光元件上的光强明显减弱，破坏了电路的正常状态，由此发出报警信号．
(2)散射型光电式烟雾报警器(图c)中，发光元件和受光元件不是正对的．正常情况下，发光元件发出的光通过透镜聚焦成平行光，不能照射到受光元件上，电路维持正常状态．而发生火灾时，光经烟雾反射或散射照射到受光元件上，由此发出报警信号．
典例示范
例 1 (多选)如图所示为电熨斗构造的示意图，其中温度敏感元件是双金属片，其作用是控制电路的通断．下列说法中正确的是( )
A．当温度升高时，双金属片下层的膨胀大于上层
B．常温下，电熨斗的上下触点是分离的
C．当温度过高时，双金属片向下弯曲
D．熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度，这时调节调温旋钮使调温旋钮下降
素养训练1 (多选)电饭锅工作原理电路如下图所示．下列关于电饭锅工作原理的说法中，正确的有( )
A.必须手动按下开关按键后，电饭锅才能开始正常工作
B．插上电源插头后，电饭锅即正常工作，直至饭煮熟
C．感温铁氧体的作用是在锅内温度达到103 ℃时失去磁性，再在弹簧的作用下使电路断开
D．通过图示电路即可实现加热和自动保温功能
素养训练2
如图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( )
A．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
探究点二 简单的控制电路
归纳总结
设计自动控制电路时，一般按照以下的思路进行：
(1)根据题目给出的仪器和要求画出控制电路和工作电路：控制电路由电源、开关、光敏电阻(或热敏电阻等其他敏感元件)、电磁继电器和导线等组成；工作电路由电源、用电器(灯泡、电热丝或其他用电器)、导线等组成．这两个电路相互独立，又通过继电器相关联，继电器实际上是工作电路的开关．
(2)分析自控电路的合理性：电路设计完成后，要对它的合理性进行分析，用光照射光敏电阻或给热敏电阻加热，检查工作电路的接通和断开是否符合实际要求．比如，自控路灯电路的设计要求是白天切断工作电路，使路灯熄灭，晚上接通工作电路，使路灯点亮发光．
典例示范
例 2 光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用，其中有可用于路灯自动控制的开关．如图所示为实验所用器材，其中A为光敏电阻，B为电磁继电器，C为电流放大器，D为路灯，请连成电路，达到日出路灯熄、日落路灯亮的效果，并说明此电路的工作原理．
素养训练3 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Rp在不同照度下的阻值如下表：
照度(lx) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
电阻(kΩ) 75 40 28 23 20 18
(1)根据表中数据，请在给定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________．
(2)如图所示，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．
素养训练4 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1 000 Ω)；
滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 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________(选填“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________(选填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是________．
②将开关向________(选填“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________(选填“不变”“向左滑动”或“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650 Ω，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．
随堂演练·自主检测——突出创新性 素养达标
1．如图为火灾报警器，在会议室、宾馆房间的天花板上均有安装．当有烟雾进入这种有孔的罩内时即会发出警报，则该报警器中装有的传感器是( )
A．光传感器 B．压力传感器
C．声音传感器 D．温度传感器
2．(多选)某同学发现他居住的楼房中，楼梯上的过道灯在夜晚天黑时，用力拍掌灯就亮了；而白天怎样用力拍掌，灯都不能亮．后来老师告诉他：过道灯是由声传感器和光传感器同时来控制的，其原理图如图所示，下列关于声传感器和光传感器的说法正确的是( )
A．白天有光照时，光传感器自动闭合
B．夜晚无光照时，光传感器自动闭合
C．有人走动或发出声音时，声传感器自动闭合
D．无人走动或没有声音时，声传感器自动闭合
3．如图所示为用热敏电阻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( )
A.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
4．(多选)如图所示是电饭锅的结构图，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，锅底的温度会超过103 ℃，这时开关按钮会自动跳起
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
3．传感器的应用举例
4．自制简单的控制电路
必备知识·自主学习
一、
1．(2)热双金属片 (3)升降螺丝
2．(1)手动开关 (2)感温铁氧体 (3)103
3．(2)散射 (3)受光元件
二、
1．小 小 大 大
2．热敏
关键能力·合作探究
探究点一
【典例示范】
例1 解析：平常温度低，双金属片膨胀几乎相同，上下触点接触在一起；电热丝通电加热，双金属片温度升高，双金属片膨胀系数上层大下层小，温度升到一定时双金属片向下弯曲使触点断开，故A、B错误，C正确．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，这时使触点断开双金属片向下弯曲程度要大一些，温度要更高一些，故D正确．
答案：CD
素养训练1 解析：由于有弹性铜片的存在，必须手动按下，磁铁和感温铁氧体吸合后才能开始工作，A正确，B错误；当温度升高到103 ℃，软铁内分子热运动加剧，软铁无法被磁化，永久磁铁对其不再有吸力，电路断开，C正确；通过题图示电路只能实现加热和自动断开功能，没有保温功能，D错误．
答案：AC
素养训练2 解析：火灾报警器当有烟雾时，经过漫反射，将光信号转换成电信号，从而发出警报．所以该传感器是用光传感器实现报警的，故A、B、D错误，C正确．
答案：C
探究点二
【典例示范】
例2 解析：如图所示．
原理：白天，光照强，光敏电阻A阻值小，控制电路中电流大，电磁铁磁力强，将衔铁吸合，两触点分离，路灯电路不通，灯不亮；傍晚，日落后光照弱，光敏电阻A阻值大，控制电路中电流小，电磁铁磁力弱，衔铁向上移使两触点接触，路灯电路接通，灯亮．
答案：见解析
素养训练3 解析：(1)光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如图所示．
特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小．
(2)电路原理图如图所示．
控制开关自动启动照明系统，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，即此时光敏电阻阻值为20 kΩ，两端电压为2 V，电源电动势为3 V，所以应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10 kΩ，即选用R1.
答案：见解析
素养训练4 解析：(1)电压为18 V，而报警时的电流为10 mA；此时电阻约为： R＝ Ω＝1 800 Ω； 而热敏电阻的阻值为700 Ω，故滑动变阻器接入电阻约为1 100 Ω，故应选择R2.(2)①因要求热敏电阻达到120 ℃时报警，此时电阻为700 Ω，故应将电阻箱调节至700 Ω，然后由最大开始调节滑动变阻器，直至报警器报警，故开始时滑片应在b端，目的是避免接通电源后，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)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)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650 Ω，然后重复上述操作即可．
答案：(1)R2 (2)①700.0 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 ②c 报警器开始报警 (3)不变 (4)热敏电阻 650
随堂演练·自主检测
1．解析：火灾报警器当有烟雾时，经过漫反射，将光信号转换成电信号，从而发出警报．所以该传感器是用光传感器实现报警的，故B、C、D错误，A正确．
答案：A
2．解析：白天有光照时，光传感器自动断开，故A错误；夜晚无光照时，光传感器自动闭合，故B正确；有人走动或发出声音时，声传感器自动闭合，故C正确；无人走动或没有声音时，声传感器自动断开，故D错误．
答案：BC
3．解析：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．
答案：B
4．解析：常温下感温磁体的磁性较强，当按下开关按钮，永磁体与感温磁体相互吸引而接通电路，而感温磁体的居里温度是103 ℃，常压下只要锅内有水，锅内温度就不可能达到103 ℃，开关就不会自动断开，饭熟后，水分被吸收，锅底温度就会达到103 ℃，感温磁体磁性消失，在弹簧的作用下开关自动跳起，A、C、D正确，B错误．
答案：ACD
