6.3实验：传感器的应用
一 夯实基础
1．(多选)应用光敏电阻设计的光控自动照明电路实验中，下列说法正确的是( )
A．实验中利用了光敏电阻光照增强，电阻变大的特性
B．实验中利用了光敏电阻光照增强，电阻变小的特性
C．实验中二极管的作用是负向截止，正向导通
D．实验中二极管的作用是正向截止，负向导通
解析：选BC 由光敏电阻的特性可知，选项A错误，选项B正确；二极管的作用是负向截止，正向导通，选项C正确，选项D错误．
2.(多选)如图所示的光控电路用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻．“”是具有特殊功能的非门，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平，而当输入端A的电压下降到另一个值时，输出端Y会从低电平跳到高电平．要求在天暗时路灯(发光二极管)会被点亮，下列说法中正确的是( )
A．天暗时，Y处于高电平
B．天暗时，Y处于低电平
C．当R1调大时，A端的电压降低，灯(发光二极管)点亮
D．当R1调大时，A端的电压降低，灯(发光二极管)熄灭
解析：选BD 天暗时，RG电阻值大，A端为高电平，所以输出端Y为低电平，发光二极管导通，选项B正确，A错误；将R1调大时，A端电势降低，当降到某一值时，输出端变为高电平，灯(发光二极管)熄灭，选项D正确，C错误．
3．设计一个白天自动关灯、黑夜自动开灯的装置，可供选择的仪器：光敏电阻、继电器、电池、交流电源、开关、导线和灯泡等．
(1)如图所示已画好部分电路，请补画完原理电路图．
(2)(多选)在以下原理电路工作时，说法正确的是( )
A．光敏电阻受到光照，电阻变小，继电器工作
B．光敏电阻受到光照，电阻变小，继电器不工作
C．继电器工作时，照明电路闭合，电灯亮
D．继电器不工作时，照明电路闭合，电灯亮
解析：(1)如图所示．
(2)有光照时，光敏电阻阻值变小，电路电流变大，线圈磁性增强，将G处动触片吸过来，G与H断开，电路停止工作；无光照射时，光敏电阻阻值增大，电路电流减小，线圈磁性减弱，G与H接触灯亮．
答案：(1)见解析 (2)AD
4.(多选)(2019·太原五中高二月考)如图所示是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
解析：选BC 当RT温度升高时，电阻减小，A点电势升高到某一数值，Y端电势突然降低，蜂鸣器导通发出警报，A错误，B正确；当增大R1时，A端电势升高到某一数值，Y端电势突然降低，电流通过蜂鸣器，发出报警声，C正确，D错误．
5.如图甲所示为斯密特触发器，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值(1.6 V)时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平(0.25 V )，而当输入端A的电压下降到另一个值的时候(0.8 V)，Y会从低电平跳到高电平(3.4 V)．如图乙所示为一光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻．关于斯密特触发器和光控电路的下列说法中错误的是( )
A．斯密特触发器的作用是将数字信号转换为模拟信号
B．斯密特触发器是具有特殊功能的非门
C．要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些
D．当输出端Y突然从高电平跳到低电平时，二极管发光
【解析】 斯密特触发器是一种特殊的非门，它把连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号，A项说法错误，B项说法正确．把R1的阻值调大些，只有RG的阻值达到更大，才能使斯密特触发器的A端电压达到某个值(1.6 V)，即天更暗时才能使路灯亮；当输出端Y突然跳到低电平时，发光二极管导通发光，C、D项说法正确．
【答案】 A
6.(多选)如图所示的光控电路用发光二极管LED模拟路灯，RG为光敏电阻，A为斯密特触发器输入端，在天黑时路灯(发光二极管)会点亮．下列说法正确的是( )
A．天黑时，Y处于高电平
B．天黑时，Y处于低电平
C．当R1调大时，天更暗时，灯(发光二极管)点亮
D．当R1调大时，天较亮时，灯(发光二极管)就能点亮
【解析】 天黑时，RG阻值增大到一定值，斯密特触发器输入端A的电压上升到某个值，输出端Y突然由高电平跳到低电平；R1调大时，A端电压降低，只有天更暗时，RG电阻更大时，路灯才点亮，故B、C正确．
【答案】 BC
7.如图所示为一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是( )
A．温度升高至74 ℃时，L1亮灯报警
B．温度升高至74 ℃时，L2亮灯报警
C．温度升高至78 ℃时，L1亮灯报警
D．温度升高至78 ℃时，L2亮灯报警
【解析】 当温度低于78 ℃时，线圈中没有电流，此时灯L1亮，但不报警，当温度升高到78 ℃时，线圈中有电流，磁铁吸引衔铁，灯L2被接通，所以灯L2亮且报警．
【答案】 D
8.如图所示是家用电冰箱的压缩启动装置的电路．其中的运行绕组是电冰箱在工作时电动机的定子，由于家用交流电是单向，启动时必须依靠启动绕组的帮助才能产生旋转磁场．在启动绕组的支路中串联有一个PTC元件．这是一种以钛酸钡为主要材料的热敏电阻器．电流流过PTC元件，元件发热，它的电阻率随温度升高而发生显著变化，当电动机转起来正常以后，PTC元件温度较高，电阻很大，启动绕组电流很小，以下判断正确的是( )
①电冰箱的电动机启动时比正常工作时耗电少
②电冰箱的电动机正常工作时比启动时耗电少
③电冰箱启动后，启动绕组功率不变，运行绕组功率是变化的
④电冰箱启动后，启动绕组功率是变化的，运行绕组功率不变
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
【解析】 启动时，由于PTC元件温度低电阻小，故耗电多，②正确；启动后，随PTC元件温度升高，PTC元件电阻增大，通过启动绕组的电流减小，故启动绕组功率是变化的，而运行绕组电压不变，故功率不变，则④正确．
【答案】 B
二 提升训练
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)，电阻箱(最大阻值为999.9 Ω)，直流电源(输出电压为U，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．已知U约为18 V，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；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60 ℃时阻值为650.0 Ω.
(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线．
(2)电路中应选用滑动变阻器________(填“R1”或“R2”)．
(3)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________________________________________________________________________．
(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．
解析 (1)电路图连接如图．
(2)报警器开始报警时，对整个回路有
U＝Ic(R滑＋R热)
代入数据可得R滑＝1 150.0 Ω，因此滑动变阻器应选择R2.
(3)①在调节过程中，电阻箱起到等效替代热敏电阻的作用，电阻箱的阻值应为报警器报警时热敏电阻的阻值，即为650.0 Ω.滑动变阻器在电路中为限流接法，滑片应置于b端附近，若置于另一端a时，闭合开关，则电路中的电流I＝ A≈27.7 mA，超过报警器最大电流20 mA，报警器可能损坏．②开关应先向c端闭合，移动滑动变阻器的滑片，直至报警器开始报警为止．
答案 (1)连线见解析图 (2)R2
(3)①650.0 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
2．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．图甲中继电器的供电电压U1＝3 V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0为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象．
(1)由图乙可知，当环境温度为40 ℃时，热敏电阻阻值为______Ω.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，指示灯的接线柱D应与接线柱________相连(均选填“A”或“B”)．
(3)图甲中线圈下端P的磁极是________(选填“N”或“S”)极．
(4)请计算说明，环境温度在什么范围内时，警铃报警．
解析：(1)分析乙图可知，热敏电阻40 ℃对应的阻值为70 Ω，温度升高时，热敏电阻阻值减小，根据欧姆定律可知，电路中电流增大，电磁铁的磁性增大．
(2)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)分析电流的流向，根据安培定则可得到线圈的下端P的极性是S极．
(4)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．控制电路的总电阻为R总＝＝ Ω＝60 Ω.热敏电阻为R＝R总－R0＝60 Ω－30 Ω＝30 Ω，由图乙可知，此时t＝90 ℃，即当温度t≥90 ℃时，警铃报警．
答案：(1)70 减小 增大 (2)B A (3)S (4)环境温度大于等于90 ℃时，警铃报警．
3．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，图乙是由热敏电阻Rt作为传感器制作的简单自动报警器的线路图，问：
(1)为了使温度过高时报警铃响，c应接在________(选填“a”或“b”)点；
(2)若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P向________移动(选填“左”或“右”)；
(3)如果在调试报警器达到到最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路实际不能工作的原因可能是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
【解析】 (1)由图甲可知当温度升高时Rt的阻值减小，通过线圈的电流变大，线圈的磁通量变大，对衔铁的引力变大，可与a点接触，欲使报警器报警，c应接在a点．
(2)若使启动报警的温度提高些，可使电路的相对电流减小一些，以使得热敏电阻Rt的阻值减小得更大一些，所以将滑动变阻器滑片P向左移动，增大滑动变阻器接入电路的阻值．
(3)在调试报警器达最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作，可能是通过线圈的电流太小或线圈匝数太少，线圈的磁通量小，对衔铁的引力较小，也可能是弹簧的弹力较大，线圈的磁力不能将衔铁吸引到和a接触的状态，还可能是乙图电源电压太低．
【答案】 (1)a (2)左
(3)可能是乙图中的电源电压太低或电流太小或继电器线圈匝数太少或弹簧劲度系数太大
4.如图所示，一热敏电阻RT放在控温容器M内；?为毫安表，量程6 mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3 V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值为999.9 Ω；S为开关．已知RT在95 ℃时的阻值为150 Ω，在20 ℃时的阻值约为550 Ω.现要求在降温过程中测量在95～20 ℃之间的多个温度下RT的值．
(1)在图中画出连线，完成实验原理电路图．
(2)完成下列实验步骤中的填空：
①依照实验原理电路图连线．
②调节控温容器M内的温度，使得RT的温度为95 ℃.
③将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全．
④闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录________．
⑤将RT的温度降为T1(20 ℃＜T1<95 ℃)；调节电阻箱，使得电流表的读数________，记录________．
⑥温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1＝________．
⑦逐步降低T1的数值，直至20 ℃为止；在每一温度下重复步骤⑤⑥.
【解析】 由于本实验只有一只可以测量和观察的直流电流表，所以应该用“替代法”，考虑到用电流表观察而保证电路中电阻不变，因此将热敏电阻、电阻箱和电流表串联形成测量电路，而且热敏电阻RT的阻值在95 ℃和20 ℃时是已知的，所以如果热敏电阻的初始温度为95 ℃，则电流表示数不变时，电阻箱和热敏电阻的阻值之和应保持150 Ω和电阻箱的初值之和不变；如果热敏电阻的初始温度为20 ℃，则电流表示数不变时，电阻箱和热敏电阻的阻值之和应保持550 Ω和电阻箱的初值之和不变．因此可以测量任意温度下的电阻．
【答案】 (1)实验原理电路图如图所示
(2)④电阻箱的读数R0
⑤仍为I0 电阻箱的读数R1
⑥R0－R1＋150 Ω
5.为了节能环保，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，请在图甲所示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)如图乙所示，当1、2两端加电压上升至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：
光敏电阻Rp(符号，阻值见上表)；
直流电源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．
【解析】 (1)描绘图线应注意：图线应用平滑曲线，连接图线为曲线且非线性变化．
(2)根据串联电阻的分压关系，E＝3 V，当照度降低至1.0 lx时，其电压升至2 V，由图线知，此时光敏电阻RP＝20 kΩ，URP＝2 V，串联电阻两端电压UR＝1 V，由＝＝2得R＝＝10 kΩ，故选定值电阻R1.
【答案】 (1)光敏电阻的阻值随照度变化的曲线如下图所示：
光敏电阻的阻值随照度变化的特点：光敏电阻的阻值随光的照度的增大非线性减小．
(2)电路原理图如下图所示．
6.某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图1所示，继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源E两端，当继电器的电流超过15 mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控．继电器的电阻约20 Ω，热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示.
t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
Rt/Ω 199.5 145.4 108.1 81.8 62.9 49.1
(1)提供的实验器材有：电源E1(3 V，内阻不计)、电源E2(6 V，内阻不计)、滑动变阻器R1(0～200 Ω)、滑动变阻器R2(0～500 Ω)、热敏电阻Rt、继电器、电阻箱(0～999.9 Ω)、开关S、导线若干．
为使该装置实现对30～80 ℃之间任一温度的控制，电源E应选用________(选填“E1”或“E2”)，滑动变阻器R应选用________(选填“R1”或“R2”)．
(2)实验发现电路不工作．某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图2所示的选择开关旋至________(选填“A”“B”“C”或“D”)．
(3)合上开关S，用调节好的多用电表进行排查．在图1中，若只有b、c间断路，则应发现表笔接入a、b时指针________(选填“偏转”或“不偏转”)，接入a、c时指针________(选填“偏转”或“不偏转”)．
(4)排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50 ℃时被吸合，下列操作步骤的正确顺序是________．(填写各步骤前的序号)
①将热敏电阻接入电路
②观察到继电器的衔铁被吸合
③断开开关，将电阻箱从电路中移除
④合上开关，调节滑动变阻器的阻值
⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1 Ω
解析：(1)如果电源用E1，则在t＝30 ℃时电路中的最大电流Im＝ A≈13.67 mA<15 mA，故不能实现对此温度的控制，因此电源应选用E2；为了在t＝80 ℃时实现对温度的控制，设滑动变阻器阻值的最大值至少为R′，则＝0.015 A，解得R＝330.9 Ω，因此滑动变阻器应选用R2.(2)要用多用电表的直流电压挡检测故障，应将选择开关旋至C.(3)如果只有b、c间断路，说明b点与电源的负极间没有形成通路，a、b间的电压为零，表笔接在a、b间时，指针不偏转；c点与电源的负极间形成通路，a与电源的正极相通，a、c间有电压，因此两表笔接入a、c间时指针发生偏转．(4)排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50 ℃时被吸合，应先断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，并将阻值调至108.1 Ω，合上开关，调节滑动变阻器的阻值，直至观察到继电器的衔铁被吸合，这时断开开关，将电阻箱从电路中移除，将热敏电阻接入电路，因此操作步骤的正确顺序是⑤④②③①.
答案：(1)E2 R2 (2)C (3)不偏转 偏转 (4)⑤④②③①
6.3实验：传感器的应用
一 夯实基础
1．(多选)应用光敏电阻设计的光控自动照明电路实验中，下列说法正确的是( )
A．实验中利用了光敏电阻光照增强，电阻变大的特性
B．实验中利用了光敏电阻光照增强，电阻变小的特性
C．实验中二极管的作用是负向截止，正向导通
D．实验中二极管的作用是正向截止，负向导通
2.(多选)如图所示的光控电路用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻．“”是具有特殊功能的非门，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平，而当输入端A的电压下降到另一个值时，输出端Y会从低电平跳到高电平．要求在天暗时路灯(发光二极管)会被点亮，下列说法中正确的是( )
A．天暗时，Y处于高电平
B．天暗时，Y处于低电平
C．当R1调大时，A端的电压降低，灯(发光二极管)点亮
D．当R1调大时，A端的电压降低，灯(发光二极管)熄灭
3．设计一个白天自动关灯、黑夜自动开灯的装置，可供选择的仪器：光敏电阻、继电器、电池、交流电源、开关、导线和灯泡等．
(1)如图所示已画好部分电路，请补画完原理电路图．
(2)(多选)在以下原理电路工作时，说法正确的是( )
A．光敏电阻受到光照，电阻变小，继电器工作
B．光敏电阻受到光照，电阻变小，继电器不工作
C．继电器工作时，照明电路闭合，电灯亮
D．继电器不工作时，照明电路闭合，电灯亮
4.(多选)(2019·太原五中高二月考)如图所示是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
5.如图甲所示为斯密特触发器，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值(1.6 V)时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平(0.25 V )，而当输入端A的电压下降到另一个值的时候(0.8 V)，Y会从低电平跳到高电平(3.4 V)．如图乙所示为一光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻．关于斯密特触发器和光控电路的下列说法中错误的是( )
A．斯密特触发器的作用是将数字信号转换为模拟信号
B．斯密特触发器是具有特殊功能的非门
C．要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些
D．当输出端Y突然从高电平跳到低电平时，二极管发光
6.(多选)如图所示的光控电路用发光二极管LED模拟路灯，RG为光敏电阻，A为斯密特触发器输入端，在天黑时路灯(发光二极管)会点亮．下列说法正确的是( )
A．天黑时，Y处于高电平
B．天黑时，Y处于低电平
C．当R1调大时，天更暗时，灯(发光二极管)点亮
D．当R1调大时，天较亮时，灯(发光二极管)就能点亮
7.如图所示为一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是( )
A．温度升高至74 ℃时，L1亮灯报警
B．温度升高至74 ℃时，L2亮灯报警
C．温度升高至78 ℃时，L1亮灯报警
D．温度升高至78 ℃时，L2亮灯报警
8.如图所示是家用电冰箱的压缩启动装置的电路．其中的运行绕组是电冰箱在工作时电动机的定子，由于家用交流电是单向，启动时必须依靠启动绕组的帮助才能产生旋转磁场．在启动绕组的支路中串联有一个PTC元件．这是一种以钛酸钡为主要材料的热敏电阻器．电流流过PTC元件，元件发热，它的电阻率随温度升高而发生显著变化，当电动机转起来正常以后，PTC元件温度较高，电阻很大，启动绕组电流很小，以下判断正确的是( )
①电冰箱的电动机启动时比正常工作时耗电少
②电冰箱的电动机正常工作时比启动时耗电少
③电冰箱启动后，启动绕组功率不变，运行绕组功率是变化的
④电冰箱启动后，启动绕组功率是变化的，运行绕组功率不变
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
二 提升训练
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)，电阻箱(最大阻值为999.9 Ω)，直流电源(输出电压为U，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．已知U约为18 V，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；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60 ℃时阻值为650.0 Ω.
(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线．
(2)电路中应选用滑动变阻器________(填“R1”或“R2”)．
(3)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________________________________________________________________________．
(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．
2．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．图甲中继电器的供电电压U1＝3 V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0为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象．
(1)由图乙可知，当环境温度为40 ℃时，热敏电阻阻值为______Ω.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，指示灯的接线柱D应与接线柱________相连(均选填“A”或“B”)．
(3)图甲中线圈下端P的磁极是________(选填“N”或“S”)极．
(4)请计算说明，环境温度在什么范围内时，警铃报警．
3．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，图乙是由热敏电阻Rt作为传感器制作的简单自动报警器的线路图，问：
(1)为了使温度过高时报警铃响，c应接在________(选填“a”或“b”)点；
(2)若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P向________移动(选填“左”或“右”)；
(3)如果在调试报警器达到到最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路实际不能工作的原因可能是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
4.如图所示，一热敏电阻RT放在控温容器M内；?为毫安表，量程6 mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3 V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值为999.9 Ω；S为开关．已知RT在95 ℃时的阻值为150 Ω，在20 ℃时的阻值约为550 Ω.现要求在降温过程中测量在95～20 ℃之间的多个温度下RT的值．
(1)在图中画出连线，完成实验原理电路图．
(2)完成下列实验步骤中的填空：
①依照实验原理电路图连线．
②调节控温容器M内的温度，使得RT的温度为95 ℃.
③将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全．
④闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录________．
⑤将RT的温度降为T1(20 ℃＜T1<95 ℃)；调节电阻箱，使得电流表的读数________，记录________．
⑥温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1＝________．
⑦逐步降低T1的数值，直至20 ℃为止；在每一温度下重复步骤⑤⑥.
5.为了节能环保，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，请在图甲所示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)如图乙所示，当1、2两端加电压上升至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：
光敏电阻Rp(符号，阻值见上表)；
直流电源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．
6.某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图1所示，继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源E两端，当继电器的电流超过15 mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控．继电器的电阻约20 Ω，热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示.
t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
Rt/Ω 199.5 145.4 108.1 81.8 62.9 49.1
(1)提供的实验器材有：电源E1(3 V，内阻不计)、电源E2(6 V，内阻不计)、滑动变阻器R1(0～200 Ω)、滑动变阻器R2(0～500 Ω)、热敏电阻Rt、继电器、电阻箱(0～999.9 Ω)、开关S、导线若干．
为使该装置实现对30～80 ℃之间任一温度的控制，电源E应选用________(选填“E1”或“E2”)，滑动变阻器R应选用________(选填“R1”或“R2”)．
(2)实验发现电路不工作．某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图2所示的选择开关旋至________(选填“A”“B”“C”或“D”)．
(3)合上开关S，用调节好的多用电表进行排查．在图1中，若只有b、c间断路，则应发现表笔接入a、b时指针________(选填“偏转”或“不偏转”)，接入a、c时指针________(选填“偏转”或“不偏转”)．
(4)排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50 ℃时被吸合，下列操作步骤的正确顺序是________．(填写各步骤前的序号)
①将热敏电阻接入电路
②观察到继电器的衔铁被吸合
③断开开关，将电阻箱从电路中移除
④合上开关，调节滑动变阻器的阻值
⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1 Ω
