新教材高中物理第五章傳感器3利用傳感器制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置導(dǎo)學(xué)案新人教版選擇性必修第二冊(cè)

.利用傳感器制作簡(jiǎn)潔的自動(dòng)限制裝置1．理解門(mén)窗防盜報(bào)警裝置、光控路燈的工作原理。2.了解發(fā)光二極管、晶體三極管等電子元件的特性和用途。3.會(huì)用傳感器設(shè)計(jì)電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)潔的自動(dòng)限制。一、試驗(yàn)原理試驗(yàn)1門(mén)窗防盜報(bào)警裝置(1)試驗(yàn)?zāi)康模寒?dāng)門(mén)窗緊閉時(shí)，蜂鳴器不響，指示燈亮；當(dāng)門(mén)窗被打開(kāi)時(shí)，蜂鳴器發(fā)出聲音報(bào)警，指示燈滅。(2)試驗(yàn)思路：可利用eq\o(□,\s\up2(01))干簧管在磁場(chǎng)中的特性實(shí)現(xiàn)上述功能。如圖所示，門(mén)的上沿嵌入一小塊永磁體M，門(mén)框內(nèi)與M相對(duì)的位置嵌入干簧管SA，并將干簧管接入報(bào)警電路。干簧管可將門(mén)與門(mén)框的相對(duì)位置這一非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電路的通斷。試驗(yàn)2光控開(kāi)關(guān)(1)試驗(yàn)?zāi)康模涸O(shè)計(jì)光控開(kāi)關(guān)電路，在天色暗到肯定程度時(shí)讓路燈自動(dòng)開(kāi)啟，而在天明時(shí)自動(dòng)熄滅。(2)試驗(yàn)思路：可利用eq\o(□,\s\up2(02))光敏電阻實(shí)現(xiàn)上述功能，用發(fā)光二極管或小燈泡代表路燈。二、試驗(yàn)器材試驗(yàn)1門(mén)窗防盜報(bào)警裝置干簧管SA、繼電器、eq\o(□,\s\up2(01))發(fā)光二極管LED、電阻R、eq\o(□,\s\up2(02))蜂鳴器H、電源、eq\o(□,\s\up2(03))小磁體、開(kāi)關(guān)。試驗(yàn)2光控開(kāi)關(guān)可調(diào)電阻R1、限流電阻R2、eq\o(□,\s\up2(04))光敏電阻RG、eq\o(□,\s\up2(05))三極管VT、發(fā)光二極管LED、繼電器、小燈泡L、二極管D、電源。說(shuō)明：(1)發(fā)光二極管發(fā)光二極管和一般二極管一樣具有eq\o(□,\s\up2(06))單向?qū)щ娦裕以趯?dǎo)電時(shí)還能發(fā)光，有紅、綠、黃等多種顏色。它小巧、省電，因此很多家用電器上都用它作eq\o(□,\s\up2(07))指示燈。(2)晶體三極管晶體三極管具有eq\o(□,\s\up2(08))電流放大作用，在限制電路中常用作eq\o(□,\s\up2(09))電子開(kāi)關(guān)。本試驗(yàn)采納三極管協(xié)作光敏電阻完成光控開(kāi)關(guān)的任務(wù)。三極管由三個(gè)電極組成，分別是放射極e，基極b和集電極c，有NPN型和PNP型兩種(如圖)。三極管的一個(gè)重要特性是，從eq\o(□,\s\up2(10))基極輸入一個(gè)較小的電流，就會(huì)在eq\o(□,\s\up2(11))集電極獲得較大的電流。此外，三極管還具有完成斷路和接通的eq\o(□,\s\up2(12))開(kāi)關(guān)作用。課堂任務(wù)探究過(guò)程·獲得數(shù)據(jù)細(xì)致視察下列圖片，細(xì)致參加“師生互動(dòng)”?；顒?dòng)1：如圖甲是一個(gè)簡(jiǎn)潔的門(mén)窗磁控防盜報(bào)警裝置的示意圖，虛線方框部分表示繼電器。該防盜報(bào)警裝置的工作原理是什么？提示：閉合電路開(kāi)關(guān)S，系統(tǒng)處于防盜狀態(tài)。當(dāng)門(mén)窗緊閉時(shí)，磁體M靠近干簧管SA，干簧管兩個(gè)簧片被磁化相吸而接通繼電器線圈K，使繼電器工作。繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)c與常開(kāi)觸點(diǎn)a接通，發(fā)光二極管LED發(fā)光，顯示電路處于正常工作狀態(tài)。當(dāng)門(mén)窗開(kāi)啟時(shí)，磁體離開(kāi)干簧管，干簧管失磁斷開(kāi)，繼電器被斷電。繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)c與常閉觸點(diǎn)b接通，蜂鳴器H發(fā)聲報(bào)警?；顒?dòng)2：圖甲中的干簧管、繼電器、電阻R分別起什么作用？提示：干簧管在電路中起傳感器和限制開(kāi)關(guān)的作用；繼電器則相當(dāng)于一個(gè)自動(dòng)的雙向開(kāi)關(guān)；R為發(fā)光二極管的限流電阻，起愛(ài)護(hù)電路的作用?；顒?dòng)3：門(mén)窗磁控防盜報(bào)警裝置試驗(yàn)的操作步驟是什么？提示：(1)連接電路前，要先推斷一下干簧管是否可以正常工作。用磁體干脆靠近干簧管，視察簧片能否正常動(dòng)作。(2)確定各元件可以正常工作后，依據(jù)圖甲所示連接電路。(3)接通電源后，將磁體靠近和離開(kāi)干簧管，分別視察試驗(yàn)現(xiàn)象?；顒?dòng)4：圖乙、丙供應(yīng)了兩種模擬的光控開(kāi)關(guān)電路。試驗(yàn)電路為什么運(yùn)用三極管？提示：在限制電路中，由于光敏電阻的工作電流很微弱，不能干脆驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作，因此一般都須要配置肯定的放大電路實(shí)現(xiàn)限制功能，晶體三極管具有電流放大的作用(從基極輸入一個(gè)較小的電流，就會(huì)在集電極獲得較大的電流)，可協(xié)作光敏電阻完成光控開(kāi)關(guān)的任務(wù)?；顒?dòng)5：圖乙用發(fā)光二極管LED仿照路燈，該電路將光照這個(gè)非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為哪個(gè)電學(xué)量？這個(gè)電學(xué)量如何通過(guò)三極管限制發(fā)光二極管LED導(dǎo)通？提示：可調(diào)電阻R1與光敏電阻RG組成串聯(lián)分壓電路，把光敏電阻因光照而發(fā)生的電阻變更，轉(zhuǎn)換為電壓的變更，加載到三極管VT的基極b上。當(dāng)基極電壓達(dá)到肯定程度后，三極管被導(dǎo)通，從而使得由電源正極經(jīng)電阻R2、發(fā)光二極管、三極管集電極和放射極到達(dá)電源負(fù)極的回路被導(dǎo)通?；顒?dòng)6：圖丙電路為什么在圖乙電路的基礎(chǔ)上增加繼電器(K為繼電器的線圈，S為它的常開(kāi)觸點(diǎn))?二極管D有什么作用？提示：圖丙用小燈泡仿照路燈，小燈泡的功率比圖乙中的發(fā)光二極管LED功率大得多，為了能夠驅(qū)動(dòng)更大功率的負(fù)載，就要運(yùn)用繼電器來(lái)啟、閉另外的供電電路。為了防止繼電器釋放銜鐵時(shí)線圈中的自感電動(dòng)勢(shì)損壞三極管，必需給線圈并聯(lián)一只二極管D，以供應(yīng)自感電流釋放的通路?；顒?dòng)7：圖乙、丙模擬光控路燈的工作原理是什么？提示：當(dāng)環(huán)境光比較強(qiáng)時(shí)，光敏電阻RG的阻值很小，三極管不導(dǎo)通，發(fā)光二極管或繼電器所在的回路相當(dāng)于斷路，即發(fā)光二極管不工作；繼電器處于常開(kāi)狀態(tài)，小燈泡L不亮。當(dāng)環(huán)境光比較弱時(shí)，光敏電阻RG的阻值變大，三極管導(dǎo)通，且獲得足夠的基極電流，產(chǎn)生較大的集電極電流，點(diǎn)亮發(fā)光二極管或驅(qū)動(dòng)繼電器吸合而點(diǎn)亮小燈泡L?；顒?dòng)8：圖乙、丙模擬光控路燈的操作步驟是什么？提示：(1)依據(jù)圖乙或圖丙所示連接電路，檢查無(wú)誤后，接通電源。(2)讓光敏電阻RG受到白天較強(qiáng)的自然光照耀，調(diào)整電阻R1使發(fā)光二極管LED或小燈泡L剛好不發(fā)光。(3)遮擋RG，當(dāng)光照減弱到某種程度時(shí)，就會(huì)看到發(fā)光二極管LED或小燈泡L發(fā)光。(4)讓光照加強(qiáng)，當(dāng)光照強(qiáng)到某種程度時(shí)，則發(fā)光二極管LED或小燈泡L熄滅。假如試驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，可用手電筒加強(qiáng)光照，或遮蓋光敏電阻，再進(jìn)行視察。課堂任務(wù)分析數(shù)據(jù)·得出結(jié)論活動(dòng)1：分析門(mén)窗磁控防盜報(bào)警裝置試驗(yàn)的現(xiàn)象，可得到什么結(jié)論？提示：將小磁體靠近干簧管(相當(dāng)于門(mén)窗緊閉時(shí))，蜂鳴器不響，指示燈亮；使小磁體離開(kāi)干簧管(相當(dāng)于門(mén)窗被打開(kāi)時(shí))，蜂鳴器發(fā)出聲音報(bào)警，指示燈滅，實(shí)現(xiàn)了門(mén)窗防盜報(bào)警的目的?；顒?dòng)2：門(mén)窗防盜報(bào)警裝置試驗(yàn)中，小磁體靠近干簧管時(shí)，蜂鳴器仍舊發(fā)出聲音報(bào)警，指示燈滅，應(yīng)當(dāng)怎么辦？提示：換用能夠正常工作的電磁繼電器?；顒?dòng)3：分析模擬光控開(kāi)關(guān)路燈的試驗(yàn)現(xiàn)象，可得到什么結(jié)論？提示：光照較強(qiáng)時(shí)，小燈泡或發(fā)光二極管LED不亮；當(dāng)光照暗到肯定程度時(shí)，小燈泡或發(fā)光二極管LED發(fā)光，實(shí)現(xiàn)了光控路燈天亮燈滅、天暗燈亮的目的?；顒?dòng)4：光控開(kāi)關(guān)試驗(yàn)中，要使光控開(kāi)關(guān)在天色更暗時(shí)才點(diǎn)亮“路燈”，應(yīng)當(dāng)如何調(diào)整電路？提示：可調(diào)電阻R1用于調(diào)整限制電路對(duì)光照的靈敏程度。要使光控開(kāi)關(guān)在天色更暗時(shí)才點(diǎn)亮“路燈”，即在光照更弱、RG更大時(shí)，三極管導(dǎo)通，由分壓關(guān)系可知，應(yīng)把R1阻值調(diào)得更大些。課堂任務(wù)典例探究·提升實(shí)力例2007年，法國(guó)科學(xué)家阿爾貝·費(fèi)爾和德國(guó)科學(xué)家彼得·格林貝格爾由于發(fā)覺(jué)巨磁電阻(GMR)效應(yīng)而榮獲了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。如圖所示是利用GMR設(shè)計(jì)的磁鐵礦探測(cè)儀原理示意圖，圖中GMR在外磁場(chǎng)作用下，電阻會(huì)大幅度減小。下列說(shuō)法正確的是()A．若存在磁鐵礦，則指示燈不亮；若將電阻R調(diào)大，該探測(cè)儀的靈敏度提高B．若存在磁鐵礦，則指示燈不亮；若將電阻R調(diào)小，該探測(cè)儀的靈敏度提高C．若存在磁鐵礦，則指示燈亮；若將電阻R調(diào)大，該探測(cè)儀的靈敏度提高D．若存在磁鐵礦，則指示燈亮；若將電阻R調(diào)小，該探測(cè)儀的靈敏度提高(1)圖中電路的GMR和R部分將磁場(chǎng)的強(qiáng)弱轉(zhuǎn)換為哪個(gè)電學(xué)量？提示：轉(zhuǎn)換為GMR與R的電壓之比。(2)加在三極管基極b上的電壓怎樣影響指示燈的亮滅？提示：加在三極管基極b上的電壓較小(較大)時(shí)，三極管不導(dǎo)通(導(dǎo)通)，不能獲得(能獲得)足夠的基極(b)電流，產(chǎn)生較小(較大)的集電極(c)電流，指示燈滅(亮)。(3)探測(cè)儀的靈敏度較高是指什么？提示：是指磁場(chǎng)較弱，GMR阻值較大時(shí)，GMR與R的電壓之比仍能處在使三極管導(dǎo)通與不導(dǎo)通的臨界點(diǎn)上。[規(guī)范解答]假如存在磁鐵礦，則巨磁電阻(GMR)阻值大幅度減小，流過(guò)巨磁電阻(GMR)和R電路的電流大幅度增大，由UR＝IR知，R兩端電壓增大，因此，巨磁電阻(GMR)兩端電壓減小，此時(shí)三極管VT導(dǎo)通，且獲得足夠的基極(b)電流，產(chǎn)生較大的集電極(c)電流，指示燈亮。要使該探測(cè)儀的靈敏度提高，即磁場(chǎng)較弱、GMR阻值較大時(shí)，三極管仍處在導(dǎo)通與不導(dǎo)通的臨界點(diǎn)，由分壓關(guān)系可知R應(yīng)調(diào)大。故A、B、D錯(cuò)誤，C正確。[完備答案]C試驗(yàn)點(diǎn)撥1．三極管在傳感器電路中的作用如圖所示，R1或R2是傳感器，M是發(fā)光二極管或蜂鳴器之類(lèi)的指示器。加在三極管基極b上的電壓凹凸確定了三極管是否導(dǎo)通，從而確定了基極b和集電極c的電流大小。即三極管將R1與R2兩端的電壓之比轉(zhuǎn)化為集電極c的電流大小(導(dǎo)通或不導(dǎo)通)。2．傳感器自動(dòng)限制電路的設(shè)計(jì)技巧(1)首先弄清電路要實(shí)現(xiàn)的功能。(2)然后弄清傳感器將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的規(guī)律。(3)最終依據(jù)各量的邏輯關(guān)系設(shè)計(jì)電路。eq\a\vs4\al([變式訓(xùn)練1])(1)利用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻制作的熱傳感器，一般體積很小，可以用來(lái)測(cè)量很小范圍內(nèi)的溫度變更，反應(yīng)快，而且精確度高。①假如將負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻與電源、電流表和其他元件串聯(lián)成一個(gè)電路，其他因素不變，只要熱敏電阻所處區(qū)域的溫度降低，電路中電流將變________(選填“大”或“小”)。②在上述電路中，我們將電流表中的電流刻度換成相應(yīng)的溫度刻度，就能干脆顯示出熱敏電阻旁邊的溫度。假如刻度盤(pán)正中心的溫度為20℃(如圖甲所示)，則25℃的刻度應(yīng)在20℃刻度的________(選填“左”或“右”)側(cè)。③為了將熱敏電阻放置在某蔬菜大棚內(nèi)檢測(cè)大棚內(nèi)溫度變更，請(qǐng)?jiān)趫D乙中用圖中的器材(可增加元器件)設(shè)計(jì)一個(gè)電路。(2)圖丙為一測(cè)量硫化鎘光敏電阻特性的試驗(yàn)電路，電源電壓恒定，內(nèi)阻不計(jì)，開(kāi)關(guān)閉合后，調(diào)整滑動(dòng)變阻器滑片，使小燈泡發(fā)光漸漸增加，測(cè)得流過(guò)光敏電阻的電流和光強(qiáng)的關(guān)系曲線如圖丁所示。試依據(jù)這一特性，由圖戊中給定的器材設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)光控電路。答案(1)①小②右③圖見(jiàn)解析(2)圖見(jiàn)解析解析(1)①因?yàn)闇囟冉档蜁r(shí)，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的阻值變大，故電路中電流會(huì)變小。②由①的分析知，溫度越高，電路中電流越大，與20℃相比，25℃的刻度應(yīng)對(duì)應(yīng)較大電流，故在20℃刻度的右側(cè)。③電路如圖所示。(2)由題圖丁可以看出，當(dāng)入射光增加時(shí)，流過(guò)光敏電阻的電流增大，光敏電阻的阻值減小。依據(jù)題意設(shè)計(jì)的自動(dòng)光控電路如圖所示。限制過(guò)程是：當(dāng)光照較強(qiáng)時(shí)，放大器輸出一個(gè)較大的電流，驅(qū)動(dòng)電磁繼電器吸引銜鐵使兩個(gè)觸點(diǎn)斷開(kāi)，工作電路斷開(kāi)，電燈不亮；當(dāng)無(wú)光照時(shí)，放大器輸出電流減小，電磁繼電器釋放銜鐵，使兩個(gè)觸點(diǎn)閉合，工作電路接通，電燈起先工作。eq\a\vs4\al([變式訓(xùn)練2])如圖甲所示為某賓館的房卡，只有把房卡插入槽中，房間內(nèi)的燈和插座才會(huì)有電。房卡的作用相當(dāng)于一個(gè)________(填電路元件名稱(chēng))接在干路上。如圖乙所示，當(dāng)房客進(jìn)門(mén)時(shí)，只要將帶有磁體的卡P插入盒子Q中，這時(shí)由于簧片被磁化，開(kāi)關(guān)B接通，通過(guò)繼電器J使整個(gè)房間的電器的總開(kāi)關(guān)接通，房客便能運(yùn)用室內(nèi)各種用電器。當(dāng)繼電器工作時(shí)，c、d相吸，a、b便接通。請(qǐng)你將各接線端1、2、3、4、5、6、7、8、9、10適當(dāng)?shù)剡B接起來(lái)，構(gòu)成正常的電門(mén)卡電路。答案開(kāi)關(guān)圖見(jiàn)解析解析房卡可以限制房間內(nèi)的燈和插座，房卡不插入槽中，房間內(nèi)全部的燈和插座都不工作，所以房卡相當(dāng)于干路上的開(kāi)關(guān)。將開(kāi)關(guān)B與電源E、線圈連成一個(gè)回路；將三個(gè)燈泡所在電路與溝通電源接成回路，即按8—7,4—5,6—9,1—3,2—10連接起來(lái)，構(gòu)成正常的電門(mén)卡電路，如圖所示。1．如圖是一位同學(xué)設(shè)計(jì)的防盜門(mén)報(bào)警器的簡(jiǎn)化電路示意圖。門(mén)打開(kāi)時(shí)，紅外光敏電阻R3受到紅外線照耀，電阻減??；門(mén)關(guān)閉時(shí)會(huì)遮擋紅外線源(紅外線源沒(méi)有畫(huà)出)。經(jīng)實(shí)際試驗(yàn)，燈的亮滅確能反映門(mén)的開(kāi)、關(guān)狀態(tài)。門(mén)打開(kāi)時(shí)兩燈的發(fā)光狀況及R2兩端電壓U2與門(mén)關(guān)閉時(shí)相比()A．紅燈亮，U2變大B．紅燈亮，U2變小C．綠燈亮，U2變小D．綠燈亮，U2變大答案B解析當(dāng)門(mén)打開(kāi)時(shí)，R3受紅外線照耀，電阻減小，從而使并聯(lián)電路電阻減小，總電阻減小，總電流I＝eq\f(E,R＋r)增大，R2兩端電壓U2＝E－I(R1＋r)減小，R2中電流I2＝eq\f(U2,R2)減小，所以R3中電流I3＝I－I2增大，線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)增加，吸引銜鐵，紅燈亮，B正確。2.(2024·湖南長(zhǎng)郡中學(xué)高二期末)如圖所示是溫度自動(dòng)報(bào)警器的工作原理圖，圖中1是電磁鐵、2是銜鐵、3是觸點(diǎn)、4是水銀溫度計(jì)(水銀導(dǎo)電)。則下列說(shuō)法正確的是()A．溫度高于警戒溫度時(shí)，電鈴不報(bào)警、指示燈亮B．溫度低于警戒溫度時(shí)，電鈴報(bào)警、指示燈熄滅C．溫度高于警戒溫度時(shí)，指示燈亮、電鈴報(bào)警D．溫度低于警戒溫度時(shí)，指示燈亮、電鈴不響答案D解析溫度低于警戒溫度時(shí)，水銀柱液面較低，限制電路處于斷路狀態(tài)，電磁鐵線圈中沒(méi)有電流通過(guò)，電磁鐵沒(méi)有磁性，此時(shí)指示燈通過(guò)常閉觸點(diǎn)與工作電路接通，指示燈亮，電鈴不響，故B錯(cuò)誤，D正確；溫度高于警戒溫度時(shí)，水銀柱液面較高，限制電路處于接通狀態(tài)，電磁鐵線圈中有電流通過(guò)，電磁鐵有磁性，吸引銜鐵，使其與觸點(diǎn)3接通，電鈴報(bào)警，此時(shí)指示燈所在電路中沒(méi)有電流，燈不亮，故A、C錯(cuò)誤。3．(多選)傳感器擔(dān)負(fù)著信息的采集任務(wù)，在自動(dòng)限制中發(fā)揮著重要的作用。傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹咳鐪囟?、光、聲等轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量的量(通常是電學(xué)量)。熱敏電阻阻值隨溫度變更的圖線如圖甲所示，圖乙是由熱敏電阻RT作為傳感器制作的簡(jiǎn)潔自動(dòng)報(bào)警器的電路，下列說(shuō)法正確的是()A．為了使溫度過(guò)高時(shí)報(bào)警器響鈴，c應(yīng)接在a處B．為了使溫度過(guò)高時(shí)報(bào)警器響鈴，c應(yīng)接在b處C．若使啟動(dòng)報(bào)警的溫度提高些，則應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片P向左移動(dòng)D．假如在調(diào)試報(bào)警器達(dá)到最低報(bào)警溫度時(shí)，無(wú)論如何調(diào)整滑片P都不能報(bào)警，且電路無(wú)故障，可能緣由是左邊電源電壓太低答案ACD解析依據(jù)題圖甲，熱敏電阻的阻值隨溫度的上升而減小，為了使溫度過(guò)高時(shí)報(bào)警器響鈴，即RT的阻值較小、限制電路中的電流較大時(shí)，報(bào)警器接入電路，電磁鐵線圈中的電流較大時(shí)，豎直金屬片被吸到a處，所以開(kāi)關(guān)c應(yīng)當(dāng)接在a處，故A正確，B錯(cuò)誤；若使啟動(dòng)報(bào)警的溫度提高些，則報(bào)警時(shí)熱敏電阻阻值更小，要使回路中的電流不變，則應(yīng)當(dāng)使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大，即應(yīng)將滑片P向左移動(dòng)，故C正確；在最低報(bào)警溫度時(shí)不能報(bào)警，說(shuō)明此時(shí)左邊電路中的電流太小，電磁鐵不能使金屬片與a接觸，這可能由多種緣由造成，如：①左邊電源電壓太低，電路中的電流太小，導(dǎo)致電磁鐵的磁性太弱；②彈簧的勁度系數(shù)太大，電磁鐵的吸引力小于彈力等，故D正確。4．如圖是煤氣泄漏報(bào)警裝置原理圖，R1是對(duì)煤氣敏感的半導(dǎo)體元件，其電阻隨煤氣濃度的增加而減小，R2是一可變電阻。在a、f間接6V的恒定電壓。當(dāng)煤氣濃度增加到肯定值時(shí)報(bào)警器發(fā)出警告，則()A．減小R2的阻值，f點(diǎn)的電勢(shì)上升B．當(dāng)煤氣的濃度上升時(shí)，f點(diǎn)的電勢(shì)降低C．適當(dāng)減小a、g間的電壓，可以提高報(bào)警器的靈敏度D．調(diào)整R2的阻值能變更報(bào)警器啟動(dòng)時(shí)煤氣濃度的臨界值答案D解析由電路圖可知，R1與R2串聯(lián)，f、g之間的電壓等于R2兩端的電壓；Ufg＝IR2＝eq\f(ER2,R2＋R1)，變形得：Ufg＝eq\f(E,1＋\f(R1,R2))，當(dāng)減小R2的阻值時(shí)，f、g之間的電壓減小，f點(diǎn)的電勢(shì)降低，故A錯(cuò)誤。當(dāng)煤氣的濃度上升時(shí)，R1減小，f、g之間的電壓Ufg增大，f點(diǎn)的電勢(shì)上升，故B錯(cuò)誤。Ufg即加在三極管基極b上的電壓，它的大小確定了三極管是否導(dǎo)通，從而確定了報(bào)警器是否報(bào)警，所以要提高報(bào)警器的靈敏度，即當(dāng)煤氣濃度更低、R1更大時(shí)，Ufg就達(dá)到使三極管導(dǎo)通的臨界值U0。由分壓關(guān)系可知，可以采納的方法有：增大電源的電動(dòng)勢(shì)(a、g之間的電壓)、增大可變電阻R2接入電路的阻值，故C錯(cuò)誤；由前述分析可知D正確。5．在光控電路試驗(yàn)中，某同學(xué)按如圖所示電路將元件安裝完畢后，發(fā)覺(jué)將裝置置入黑暗環(huán)境中接通電源時(shí)，LED燈不發(fā)光，緣由不行能是()A．二極管兩極接反 B．R1與RG位置顛倒C．R1阻值太小 D．LED燈被斷路答案C解析由題可知，若二極管兩極接反，光線暗時(shí)，二極管加負(fù)向電壓，無(wú)法導(dǎo)通，LED燈不亮，A可能；若R1與RG位置顛倒，則光線較暗時(shí)，加在三極管基極b上的電壓太小，能夠獲得的基極電流太小，集電極c的電流太小，即三極管不導(dǎo)通，則LED燈不發(fā)光，B可能；若R1阻值太小，則加在三極管基極b上的電壓始終很高，三極管始終導(dǎo)通，LED燈始終發(fā)光，C不行能；LED燈斷路時(shí)無(wú)法發(fā)光，D可能。本題選不行能的選項(xiàng)，故選C。6．把蜂鳴器、光敏電阻、干簧管繼電器開(kāi)關(guān)、電源按如圖甲所示電路連接，制成光電報(bào)警裝置。當(dāng)報(bào)警器有光照耀時(shí)，蜂鳴器發(fā)聲，當(dāng)沒(méi)有光照或者光照很弱時(shí)，蜂鳴器不發(fā)聲。①光敏電阻：光敏電阻受光照耀時(shí)，阻值會(huì)變小。②干簧管繼電器開(kāi)關(guān)：由干簧管和繞在干簧管外的線圈組成，如圖乙所示，當(dāng)線圈中有肯定的電流時(shí)，線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)使密封在干簧管內(nèi)的兩個(gè)鐵質(zhì)簧片磁化，兩個(gè)簧片在磁力作用下由原來(lái)的分別狀態(tài)變成閉合狀態(tài)。當(dāng)線圈中沒(méi)有電流或者電流很微弱時(shí)，磁場(chǎng)消逝，簧片在彈力的作用下復(fù)原到分別狀態(tài)。試說(shuō)明光電報(bào)警器的工作原理。答案見(jiàn)解析解析當(dāng)報(bào)警器有光照耀時(shí)，光敏電阻阻值減小，線圈中的電流增大，線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)使密封在干簧管內(nèi)的兩個(gè)鐵質(zhì)簧片磁化，兩個(gè)簧片由原來(lái)的分別狀態(tài)變成閉合狀態(tài)，蜂鳴器電路接通，蜂鳴器發(fā)聲；反之，當(dāng)沒(méi)有光照耀或光照很微弱時(shí)，光敏電阻阻值很大，電路中的電流很小，干簧管內(nèi)的兩個(gè)鐵質(zhì)簧片處于分別狀態(tài)，連接蜂鳴器的電路斷開(kāi)，蜂鳴器不發(fā)聲。7．(2024·吉林蛟河一中高二期中)某同學(xué)學(xué)習(xí)傳感器后，用電源、電磁繼電器、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等儀器設(shè)計(jì)了一個(gè)高溫報(bào)警器，要求是：正常狀況綠燈亮，有險(xiǎn)情時(shí)電鈴報(bào)警。電路如圖所示，圖中儀器還不完整，請(qǐng)完成以下問(wèn)題：(1)圖中的甲還須要放入的元件是________；A．二極管B．光敏電阻C．NTC熱敏電阻(阻值隨溫度上升而減小)D．PTC熱敏電阻(阻值隨溫度上升而增大)(2)電路正確連接之后，該同學(xué)調(diào)試過(guò)程發(fā)覺(jué)報(bào)警時(shí)溫度比預(yù)期偏高了一點(diǎn)點(diǎn)。要求在溫度更低一點(diǎn)時(shí)就起先報(bào)警，則須要調(diào)整滑動(dòng)變阻器的滑片往________移動(dòng)一點(diǎn)。答案(1)C(2)右解析(1)依據(jù)要求，正常狀況綠燈亮，即正常狀況綠燈所在電路接通，銜鐵未被吸下，電磁鐵磁性較弱，左側(cè)電路電流較小，甲元件阻值較大；有險(xiǎn)情時(shí)，溫度上升，電鈴報(bào)警，此時(shí)銜鐵被吸下，電磁鐵磁性較強(qiáng)，左側(cè)電路電流較大，甲元件阻值較小，所以圖中的甲還須要放入的元件是NTC熱敏電阻(阻值隨溫度上升而減小)，故選C。(2)電路正確連接之后，該同學(xué)調(diào)試過(guò)程發(fā)覺(jué)報(bào)警時(shí)溫度比預(yù)期偏高了一點(diǎn)點(diǎn)，則是在熱敏電阻的阻值比較小的時(shí)候才報(bào)警，說(shuō)明滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值偏大。要求在溫度更低一點(diǎn)時(shí)就起先報(bào)警，則須要調(diào)整滑動(dòng)變阻器，使滑動(dòng)變阻器的電阻值小一些，則須要將滑片往右移動(dòng)一點(diǎn)。8．某同學(xué)用光敏電阻和電磁繼電器等器材設(shè)計(jì)自動(dòng)光控照明電路。(1)光強(qiáng)(E)是表示光照強(qiáng)弱程度的物理量，單位為坎德拉(cd)。如圖a所示是光敏電阻阻值隨光強(qiáng)變更的圖線，由此可得到的結(jié)論是：____________________________________________________________________。(2)如圖b為電磁繼電器的構(gòu)造示意圖，其中L為含有鐵芯的線圈，P為可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的銜鐵，K為彈簧，S為一對(duì)觸頭，A、B、C、D為四個(gè)接線柱。工作時(shí)，應(yīng)將________(選填“A、B”或“C、D”)接照明電路。(3)請(qǐng)?jiān)趫Dc中用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，完成實(shí)物電路的連接。(4)已知電源電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻很小，電磁鐵線圈電阻R0＝20.0Ω，電流超過(guò)50mA時(shí)可吸合銜鐵。假如要求光強(qiáng)達(dá)到2cd時(shí)，照明電路恰好接通，則圖c中定值電阻R＝________Ω。答案(1)隨著光照強(qiáng)度的增大，光敏電阻的阻值快速減小，進(jìn)一步增大光照強(qiáng)度，電阻值變更減慢，漸漸趨向平緩(2)C、D(3)圖見(jiàn)解析(4)22解析(1)由題圖a可得到的結(jié)論是：隨著光照強(qiáng)度的增大，光敏電阻的阻值快速減小，進(jìn)一步增大光照強(qiáng)度，電阻值變更減慢，漸漸趨向平緩。(2