人教版高中物理选择性必修第二册第五章传感器3利用传感器制作简单的自动控制装置课件（78页ppt）

(共78张PPT)
第五章　传感器
3. 利用传感器制作简单的自动控制装置
第*页
研习任务一 实验原理与操作
教材　认知
1. 实验目的
（1）会利用干簧管制作简单的自动控制装置，如门窗防盗报警装置.
（2）会利用光敏电阻制作简单的自动控制装置，如光控开关.
（3）通过制作自动控制装置，初步养成针对学习和生活中的问题，设计方案、动手 实践的意识和习惯.
2. 实验器材
干簧管SA、继电器、发光二极管LED、电阻R、蜂鸣器 H、电源、小磁体、开关；滑 动变阻器、定值电阻、光敏电阻、三极管、发光二极管.
3. 实验原理与设计
实验1.利用干簧管在磁场中的特性制作控制开关.如图所示，在门的上沿嵌入一小块 永磁体M，门框内与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.
实验2.利用光敏电阻将光线的明暗这个光学量变成电阻这个电学量，用三极管实现电 流放大，用发光二极管模拟路灯.
4. 实验步骤
实验1　门窗防盗报警装置
（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，按照如图所示连接电路.
（3）接通电源后，将磁体靠近干簧管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.继电器的动触点c与常开触点a接通，观察此时的实验现象.
（4）将磁体离开干簧管，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，观察此时的实验现象.
实验2　光控开关
（1）连接电路
光敏电阻完成光信号向电信号的转变.晶体三极管将电流进行放大，同时具有完成断 路和接通的开关作用.发光二极管LED模仿路灯.电路设计如图甲.
为了能够驱动更大功率的负载，需用继电器来启、闭另外的供电电路，如图乙所示.
（2）实验操作
①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.
②遮挡RG，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.
③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.
研习　经典
[典例1]　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其应用之 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为电流信号 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.
答案：见解析图
解析：当有光照射时，光敏电阻阻值较小，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，使两个触点断开；当无光照时，光敏电阻阻值增大，电流减小， 放大器输出电流减小，电磁继电器释放衔铁，使两个触点闭合，控制路灯电路接通， 路灯开始工作，电路如图所示.
名师点评
　　传感器类的题目往往会结合电路考查，传感器只是一个节点和解题入口，所以要 想搞清楚实验原理必须熟知传感器的特性，知道是由哪个非电学量转化成电学量，以 及非电学量和电学量之间的关系.
对应　训练
1. 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 　 　（填“R1”或“R2”）.
R2
解析：（2）①调节系统时用电阻箱阻值代替温度为120 ℃时热敏电阻的阻值，即 700.0 Ω；为保护电路，滑动变阻器接入电路的阻值应最大，所以滑片应在b端，不能 置于另一端原因为：接通电源后，流过报警器的电流超过20 mA，报警器会损坏；② 因为用电阻箱代替热敏电阻的阻值，故开关向c端闭合，缓慢移动滑片，直至报警器 开始报警.
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　
（3）滑动变阻器滑片的位置 　（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.
解析：（3）调节完成后电路中的电阻应保持不变，开关向d端闭合，将电阻箱换成热 敏电阻，电路即可正常工作.即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.
不变
（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.
解析：（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.
热敏电阻
650
第*页
研习任务二　实验数据处理与分析
教材　认知
1. 实验数据处理
（1）实验1：干簧管在电路中起传感器和控制开关的作用，继电器则相当于一个自动 的双向开关.
（2）实验2：光敏电阻可以将光学量转化为电学量，在电路中可以起到自动控 制的作用.
2. 注意事项
（1）在实验1中，注意发光二极管的单向导电性，最好选择绿色的发光二极管.
（2）检查电路连接正确后再接通电路.
（3）在实验2中，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.
研习　经典
[典例2]　某同学设计了一种“自动限重器”，如图甲所示.该装置由控制电路和工作 电路组成，其主要元件有电磁继电器、货物装载机（实质是电动机）、压敏电阻R1和 滑动变阻器R2等.压敏电阻R1的阻值随压力F变化的关系如图乙所示.当货架承受的压 力达到限定值，电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品.已知控制 电路的电源电动势E＝6 V，r＝2 Ω，电磁继电器线圈的阻值忽略不计.请你解答下列 问题：
（1）用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整.
答案：（1）见解析图
解析：（1）将货物装载机和上触点串联组成工作电 路，将R1、滑动变阻器R2、电磁铁串联接入控制电 路，连接电路如图所示.
（2）当电磁继电器线圈中的电流大小为15 mA时，衔铁被吸下.若货架能承受的最大 压力为800 N，则所选滑动变阻器R2的最大阻值至少为 Ω.
318　
（3）硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件，现将控制电路中的电源换成硅光 电池，用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U－I 曲线（如图丙所示）.不改变滑片的位置，当货架能承受的压力逐渐增加时，该硅光 电池的内阻将 ，内电路上消耗的功率将 .（均填“增大”“减 小”“先增大后减小”“先减小后增大”或“不变”）
解析：（3）由题图丙可知，随着外电路电阻减小，电路电流增大，硅光电池的U－I 图线斜率的绝对值逐渐变大，即硅光电池的内阻随外电路电阻变小而变大.当不改变 滑片的位置，货架能承受的压力逐渐增加时，R1的电阻变小，电路中电流增大，所以 该硅光电池的内阻将增大.内电阻和电流都增大，由P内＝I2r可知内电路上消耗的功率 将增大.
增大　
增大　
（4）若控制电路中的电源换成硅光电池，不改变滑片的位置，即如（2）中数值，现 测得硅光电池两端电压为5.4 V，则货架上承受的压力为 N.
90　
名师点评
　　图像法处理数据是高考重点考查的内容，是一个重点也是一个难点，我们要学会 从图像中挖掘信息，主要采用如下方法：一是找出横、纵坐标的物理关系，根据斜率 和截距求解未知量，这种方法比较准确；二是利用特殊点，这种方法比较直接.
对应　训练
2. 常见的一种力传感器由弹簧钢和应变片组成，其结构示意图如图甲所示.弹簧钢右 端固定，在其上、下表面各贴一个相同的应变片.若在弹簧钢的自由端施加向下的作 用力F，则弹簧钢发生弯曲，上应变片被拉伸，下应变片被压缩.应变片采用半导体材 料制成，其阻值与长度成正比.给上、下应变片提供相等且恒定不变的电流，上应变 片两端电压为U1，下应变片两端电压为U2，传感器把这两个电压的差值U（U＝U1－ U2）输出，用来反映力F的大小.半导体应变片的阻值随温度会发生变化，其变化情 况如图乙所示.为消除气温变化对测量精度的影响，需分别给上、下应变片串联一合 适的电阻，进行温度补偿.串联合适的电阻后，测量结果不再受温度影响.
（1）力F越大，弹簧钢的弯曲程度越 （填“大”或“小”），传感器输出的电 压U越 （填“大”或“小”）.
解析：（1）力F越大，弹簧钢的弯曲程度越大，上、下两应变片的长度差越大，则传 感器输出的电压U越大.
大　
大　
（2）外力为F1时，上、下应变片的电阻分别是R1、R2；外力为F2时，上、下应变片 的电阻分别是R1'、R2'.若F1＞F2，则R1、R2、R1'、R2'的从大到小的排列是 .
A. R1＞R2＞R1'＞R2'
B. R1＞R1'＞R2＞R2'
C. R1＞R2＞R2'＞R1'
D. R1＞R1'＞R2'＞R2
解析：（2）外力为F1时，上、下应变片的电阻分别是R1、R2，此时R1＞R2；外力为F2 时，上、下应变片的电阻分别是R1'、R2'，此时R1'＞R2'.若F1＞F2，则R1、R2、R1'、 R2'从大到小的排列是R1＞R1'＞R2'＞R2，故选D.
D　
（3）如果未进行温度补偿，自由端受到相同的力F作用，该传感器下应变片两端的电 压U2冬天比夏天 （填“大”或“小”）.
解析：（3）施加相同的力时，冬天下应变片的阻值比夏天的大，又因为电流是不变 的，所以该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天大.
D　
（4）进行温度补偿时，给下应变片串联的电阻最合适的是下列选项图中的 .
　 　
解析：（4）原半导体应变片的阻值随温度升高而减小，所以补偿电阻的阻值应随温 度升高而增大，并且电阻之和保持不变，再结合图乙知，故选B.
B　
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研习任务三　创新实验设计
研习　经典
[典例3]　电控调光玻璃能根据光照强度自动调节玻璃的透明度，将光敏电阻Rx和定值 电阻R0接在9 V的电源上，光敏电阻阻值随光强变化关系如表所示：
光强E/cd 1 2 3 4 5
电阻值Rx/Ω 18 9 6 3.6
[“光强”是表示光强弱程度的物理量，符号为E，单位坎德拉（cd）]
（1）当光照强度为4坎德拉（cd）时光敏电阻Rx的大小为 Ω.
4.5　
（2）其原理是光照增强，光敏电阻Rx阻值变小，施加于玻璃两端的电压降低，玻璃 透明度下降，反之则玻璃透明度上升.若电源电压不变，R0是定值电阻，则下列电路 图中符合要求的是 （填字母）.
C　
名师点评
　　创新型实验重在培养科学探究能力，我们要通过阅读和观察从题目中获取有价值 的信息，然后结合所学知识处理问题，并得出结论作出解释.
对应　训练
3. 一兴趣小组要组装一台酒精测试仪，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体 传感器，此传感器的电阻Rx随酒精气体浓度的变化规律如图甲所示.目前我国交警常 用酒精测试仪测量司机的酒精气体浓度，其中利用酒精测试仪测试认定的酒驾标准是 “0.2 mg/mL≤酒精气体浓度＜0.8 mg/mL”，醉驾标准是“酒精气体浓度≥0.8 mg/mL”.现能提供的器材有：
A. 二氧化锡半导体型酒精传感器Rx
B. 直流电源（电动势为5 V，内阻不计）
C. 电压表（量程为3 V，内阻非常大，作为浓度表使用）
D. 电阻箱（最大阻值为999.9 Ω）
E. 定值电阻R1（阻值为20 Ω）
F. 定值电阻R2（阻值为10 Ω）
G. 单刀双掷开关一个，导线若干
（1）图乙是酒精测试仪电路图，请在图丙中完成实物连线.
答案：（1）见解析图
解析：（1）根据题图乙电路图可将实物连接如图.
（2）电路中R应选用定值电阻 （填“R1”或“R2”）.
解析：（2）由题图甲可知，当司机达到醉驾标准时，Rx＝10 Ω，为保证电压表安全 （所测电压不超过3 V，电路中R不能超过15 Ω，故电路中R应选用定值电阻R2.
R2　
（3）为便于识别，按照下列步骤调节此测试仪：
①电路接通前，先将电阻箱调为30.0 Ω，然后开关向 （填“a”或“b”）端闭 合，将电压表此时指针对应的刻度线标记为0.2 mg/mL.
②逐步减小电阻箱的阻值，电压表的示数不断变大按照图甲数据将电压表上“电压” 刻度线标为“酒精气体浓度”.当电阻箱调为 Ω时，将电压表此时指针对应的 刻度线标记为0.8 mg/mL.
③将开关向另一端闭合，测试仪即可正常使用.
解析：（3）①电压表指针对应的刻度线为0.2 mg/mL，由题图甲可知传感器阻值为 30 Ω，故电路接通前，先将电阻箱调为30.0 Ω，然后开关向a端闭合.
②电压表指针对应的刻度线为0.8 mg/mL时，由题图甲可知传感器阻值为10 Ω，则电 阻箱调为10 Ω.
a　
10　
第*页
课后提素养 深刻剖析 提升能力
B
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地 先减小后增大，但不会是0，选B.
2. 如图所示为一加速度传感器.质量为m的滑块可在光滑的框架中平移，滑块两侧用 完全相同的轻弹簧连接，两轻弹簧的另一端固定在框架上，每个轻弹簧的劲度系数均 为k.A、B是均匀平直的电阻丝的两端，AB长度为L，P为固定在滑块上并与电阻丝接 触良好的滑动片.两个电池的电动势均为E，内阻不计.当滑块加速度为零时，两轻弹 簧均为原长，滑动片P位于AB正中间.电压表指针的零点调在其刻度盘的中央，当M 端电势高于N端时，指针向零点右侧偏转.将框架固定在水平运动的物体上，从电压 表V的读数变化可以测出加速度的大小.当物体具有图示方向的加速度a时：
（1）电压表的指针将 （填“向左”或“向右”）偏转.
解析：（1）当物体具有图示方向的加速度a时，滑块偏向左端，滑动片P偏向左端， M端电势低于N端，指针向零点左侧偏转.
向左　
（3）若将电压表的表盘改装成直接表示加速度大小的刻度盘，则其刻度 （填“均匀”或“不均匀”）.
解析：（3）由（2）说明a与U成正比，表盘刻度均匀.

均匀　
3. 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.
解析：（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.
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）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；
解析：（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.
C、D
（3）请在图（c）中用笔画线代替导线，完成电路的连接；
答案：（3）图见解析
解析：（3）光敏电阻、定值电阻、电源、开关与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）已知电源电动势为3 V，内阻很小，电磁铁线圈电阻R0＝20.0 Ω，电流超过50 mA时可吸合衔铁.如果要求光强达到2 cd时，照明电路恰好接通，则图（c）中定值电 阻R＝ Ω.
22
4. 某实验小组利用伏安法进行“探究热敏电阻的温度特性”实验，部分实验器 材如下：
A. 电源E（电动势3 V，内阻不计）；
B. 电流表A　1（量程0～500 mA，内阻约为5 Ω）；
C. 电流表A　2（量程0～0.6 mA，内阻为100 Ω）；
D. 开关、导线若干.
（1）因为需要一个量程为3 V的电压表，上述器材中可以用来改装成电压表的电流表 为 （填选项前的字母），还需要一个阻值为 Ω的定值电阻与所选电流 表串联进行改装.
C　
4 900　
（2）改装好电压表后，采用如图甲所示电路，根据不同温度下电压表和电流表的读 数比值，得到不同温度下热敏电阻R的阻值，描绘出如图乙中的R－t曲线，由于系统 误差，图乙中由实验得到的数据描绘出的实验曲线与理论曲线相比有一定的差异，图 乙中标记为Ⅰ的图线是 （填“实验曲线”或“理论曲线”）.
解析：（2）图甲所示测量电路采用电流表外接法，由于系统误差，同一温度下热敏 电阻阻值的测量值偏小，故图乙中标记为Ⅱ的图线是由实验得到的数据描绘出的实验 曲线，标记为Ⅰ的图线是理论曲线.
理论曲线　
（3）兴趣小组利用该热敏电阻制作了一个检测油箱警戒液位的低油位报警装置，如 图丙所示.给热敏电阻通以一定的电流，热敏电阻会发热，当液面高于热敏电阻的高 度，热敏电阻上产生的热量会被液体带走，温度基本不变，当液体减少、热敏电阻露 出液面时，热敏电阻的温度将 （填“升高”或“降低”），阻值会 （填“增加”或“减小”），指示灯会亮，就知道液面低于设定值.若根据图乙中Ⅱ的 图线数据来设定油箱警戒液位值，实际工作中指示灯亮的时间点将 （填“延 迟”“不变”或“提前”）.
升高　
减小　
延迟　
解析：（3）当液体减少、热敏电阻露出液面时，液体吸收热敏电阻的热减小，热敏 电阻温度升高.
根据图乙所知，热敏电阻的阻值随着温度的升高而降低.根据图乙中Ⅱ的图线数据来设 定油箱警戒液位值，热敏电阻阻值比真实值小，警戒液位值将被设定得比理论值大， 因此指示灯亮的时间点将延迟.
第*页
课时作业（十八）
[基础训练]
A. 向右偏到某一刻度后回到零刻度
B. 向左偏到某一刻度后回到零刻度
C. 向右偏到某一刻度后不动
D. 向左偏到某一刻度后不动
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A. 常温下，电熨斗的上下触点应该是分离的
B. 图中双金属片上层的膨胀系数大于下层金
属片的膨胀系数
C. 熨烫棉麻衣物时需要设定较高的温度，应
旋转调温旋钮，使升降螺钉上升
D. 熨烫丝绸衣物时需要设定较低的温度，应
旋转调温旋钮，使升螺钉上升
BD
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
解析：常温时，电熨斗的上下触点接触，这样电熨斗接通电源后能进行加热.当温度 过高时双金属片膨胀，因上层的热膨胀系数较大，故上层膨胀得厉害，双金属片向下 弯曲，弯曲到一定程度后，两触点分离，电路断开，电热丝停止加热；当温度降低 后，双金属片恢复原状，重新接通电路加热，故A错误，B正确.熨烫棉麻衣物需要设 定较高的温度，也就是要求双金属片弯曲程度较大时，两触点分离，所以应使升降螺 钉下降；熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度，应使升降螺钉上升，故C错误，D正确.
1
2
3
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5
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7
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10
A. 当有人通过而遮住光线时，A、B之间电压升高
B. 当有人通过而遮住光线时，A、B之间电压降低
C. 当仅增大R2的阻值时，可增大A、B之间的电压
D. 当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压
解析：R1是光敏电阻，有光照射时，电阻变小，当有人通过而遮住光线时，R1的阻值 变大，回路中的电流I减小，A、B间的电压U＝IR2减小，故A项错误，B项正确；由闭 合电路欧姆定律得：U＝E－I（R1＋r），当仅增大R2的阻值时，电路中的电流减小， A、B间的电压U增大，故C项正确；当减小R2的阻值时，电路中的电流增大，A、B间 的电压U减小，故D项错误.
BC
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A. 温度升高至74 ℃时，灯L1亮报警
B. 温度升高至74 ℃时，灯L2亮报警
C. 温度升高至78 ℃时，灯L1亮报警
D. 温度升高至78 ℃时，灯L2亮报警
解析：当温度低于78 ℃时，线圈中没有电流，此时仅灯L1亮，并不报警；当温度升 高到78 ℃时，线圈中有电流，磁体吸引衔铁，灯L2被接通，所以灯L2亮报警.
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A. I变大，U变小 B. I变小，U变大
C. I变大，U变大 D. I变小，U变小
解析：由“串反并同”知当传感器处出现磁体，RB减小时，干路电流变大，U变小， 电流表示数变大，即I变大，故A对，B、C、D错.
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
6. 磁力锁主要由电磁铁和衔铁组成.某小组用如图甲所示的装置研究电磁铁线圈的工 作电压与衔铁所受磁力大小的关系，弹性梁一端连接有衔铁，在外力作用下可以上下 运动，另一端固定于墙壁，电磁铁位于衔铁正下方，V1为理想电压表.
甲 乙
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
（1）为增大电磁铁产生的磁感应强度，变阻器的滑片P应向 　 　（填“c”或 “d”）端移动.
解析：（1）根据电流的磁效应，电流越大，产生的磁场强度越强，为了增加电磁铁 产生的磁感应强度，变阻器的滑片应该滑向c端.
c
甲 乙
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
（2）已知电磁铁线圈的直流电阻为30 Ω，滑动变阻器的最大阻值为170 Ω，电源E的 电动势为12.0 V，滑动变阻器能提供的最大分压为11.9 V，则电源E的内阻 为 　 　 Ω（结果保留2位有效数字）.
0.21
甲 乙
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
（3）同学们将阻值会因形状变化而发生改变的金属应变片R1粘贴在弹性梁的上表 面，然后将金属应变片R1、定值电阻R2和理想电压表V2连接成如图乙所示的电路.线 圈通电吸引衔铁下移时，应变片变长，R1的阻值将 　，电压表V2的读数 将 （填“增大”“减小”或“不变”）.
解析：（3）线圈通电吸引衔铁下移时，应变片变长，根据电阻定律，R1的阻值将增 大.根据串联电路分压规律可知，电阻增大，电压增大，所以电压表V2的读数将增大.
增大
增大
甲 乙
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
（4）在线圈通电吸合衔铁后，用外力F使电磁铁和衔铁刚好分开，测得外力F与线圈 两端电压U的关系如图丙所示，若要求该锁能抵抗1 200 N的外力，则线圈两端电压至 少为 　V.
6.0
解析：（4）由图丙可知，F＝1 200 N时对应的电压为6.0 V，即要求该锁能抵抗1 200 N的外力，则电压至少为6.0 V.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
7. 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.
解析：（1）房卡可以控制房间内的灯和插座，不插入插槽中，所有房间内的灯和插 座都不工作，所以房卡相当干路上的开关.
开关
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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（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.
答案：（2）图见解析
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解析：（2）将干簧管与电源E、线圈连成一个回路；将三个灯泡所在电路与交流电流 接成回路，即按8－7，4－5，6－9，1－3，2－10连接起来，构成正常的电门卡电 路，如图.
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[能力提升]
8. 如图所示是某研究学习小组模拟街道路灯自动控制电路的电路图，光控开关 可采用光敏电阻来控制，光敏电阻的阻值随着光照强度增强而减小，利用直流 电源为电磁铁供电，利用照明电源为路灯供电.为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效 果，路灯应接在 （填“AB”或“BC”）之间，请用笔画线代替导线， 正确连接部分电路元件.
AB　
答案：见解析图
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解析：该模拟电路原理是：由光敏电阻感知光照强度变化，调节电磁铁中电流的大 小，即可调节电磁铁的磁性强弱，吸引或者释放衔铁，从而断开或接通路灯，达到天 亮灯熄、天暗灯亮的效果.因为天亮时光照强度大，光敏电阻阻值较小，电路的电流 较大，电磁铁的磁性强，可将衔铁吸下，接通BC，断开AB；又因为天亮需要断开路 灯，所以路灯应接在AB之间.电路连线直接将DE两端口与光敏电阻、滑动变阻器、开 关以及电源串联即可.电路如图所示.
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9. 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 受到的物理量（如温度、光、声等）转换成便于测量的量（电学量），例如热敏传感 器.某热敏电阻RT阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由该热敏电阻RT作为传 感器制作的简单自动报警器线路图.问：
（1）为了使温度过高时报警器响铃，c应接在 （填“a”或“b”）处.
解析：（1）由题图甲可知，热敏电阻RT在温度升高时阻值变小，电路中电流变大， 电磁铁磁性增强，把右侧衔铁吸引过来，与a接触，故c应接在a处.
a　
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（2）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 （填“左”或 “右”）移动.
解析：（2）若要使启动报警的温度提高，则应使电路中电阻更大，滑动变阻器的滑 片P向左移动.
左　
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解析：（3）电源提供的电压太小以至于电磁铁磁性太弱或弹簧劲度系数太大，电磁 铁的吸引力不能使弹簧发生足够大的形变.
电源提供的电压太小以至于电磁铁磁性太弱或弹簧劲度
系数太大，电磁铁的吸引力不能使弹簧发生足够大的形变
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10. （2024·潍坊高二检测）为了比赛的公平公正，学校短跑比赛设计安装了一款防抢 跑装置，该装置安装在起跑线前，如图甲所示，丙图是其工作原理图：起跑发令枪发 令前，开关S1、S2、S3都闭合，K与A端相连，绿灯亮；发令枪扳机和开关S2相连动， 扣动扳机，枪响同时开关S2断开；当电流表示数小于或等于30 mA时，在弹簧弹力作 用下，K与A端相连，绿灯亮，无人抢跑；当电流表示数大于30 mA时，衔铁被吸下， K与B端相连，红灯亮同时铃声响，有人抢跑.已知两电路电源
电压均为6 V，保持不变，压力传感器R的阻值随所受压力变化
的图像如图乙所示，压板重力不计，电磁铁线圈电阻不计.
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（1）起跑发令枪发令前，开关S1、S2、S3都闭合，压力传感器R压板上无人（压力F ＝0）时，左端电路消耗的电功率为多少？
答案：（1）0.12 W
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（2）比赛时，起跑发令枪发令前，抢跑同学踩在压板上的压力F为900 N时，左端电 路电流表读数为多少？
答案：（2）0.06 A
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（3）比赛时，枪声响起后，若某同学踩在压板上的力为1 500 N时，要使得红灯不 亮，电阻R0至少为多大？
答案：（3）150 Ω
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