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第23讲 控制系统与工程
知识要点：
1.控制的含义与自动控制的特点。
2.自动控制系统的组成。
3.传感器的组成与工作原理。
4.设计和制作控制电路的要求。
思维导图：

一、自动控制
1.机器可以根据人的要求自主完成某些操作，达到人所期望的要求或功能，这就是自动控制。自动控制可应用于生活、生产、航空航天、国防科技等领域。
2.控制是一个主体对一个对象发出有目的的操作行为，以达到主体的期望。
3.控制系统包括信息收集系统、信息处理系统和操作执行系统三个子系统。子系统之间相互联系、相互协调，可共同完成一个复杂的任务。
4.机器自动控制系统与人体控制系统的比较。
功能系统 机器自动控制系统 人体控制系统
信息收集 由各种传感器感知各种信息，并把信息转化成电信号 由各种感觉器官感知各种信息，并把信息转化成神经传输的冲动（微电流）
信息处理 收集的信息由中央处理器（计算机、数据处理器等）进行计算和处理，并根据结果发出操作指令 收集的信息由大脑神经系统进行计算和处理，并根据处理结果发出操作行为指令
操作执行 根据中央处理器的指令，由相应的操作部件（如继电器、轮轴和电机组成的机械装置）完成指令要求的操作 根据大脑的指令，由相应的操作器官或部位完成指令要求的操作
二、传感器
1.传感器的定义：传感器是指把收集的各种信息（光、声、压力、气味、温度）转化成电信号的元件或装置。
2.传感器的组成：主要由敏感元件和转化元件组成。
3.传感器的工作原理：非电信号→敏感元件→转化元件→电信号。
三、自动控制的电子元器件
常见的电子元器件。
元器件名称 光敏电阻器 电容器 变压器 扬声器 二极管 发光二极管 集成电路片
符号 /
元器件功能 当光照增强时，电阻会减小 可储存、释放电荷 可升高或降低电压 将音频电信号转换成声音 只允许电流单向通过，可实现交流电和直流电转换 照明或作为电流通过的信号灯 信息的逻辑判断、运算等较复杂的处理
四、设计和制作控制电路的要求
1.根据控制系统的三个子系统认识生活、生产中常见控制电路的基本控制原理。
2.电路设计要阅读元件的说明书，了解其参数，根据电路图连接电路。

知识点一：自动控制系统
下列控制系统中属于自动控制系统的是 （　　）
A.用打气筒为自行车充气 B.门卫打开自动伸缩门
C.现代温室恒温控制 D.司机师傅驾驶公交车
　人工控制：由人本身通过判断和操作进行控制，需要人的直接干预和全程干预。自动控制：不需要人工操作，使机器、设备自动地按照预定的规律工作。
现代温室恒温控制系统中，人不需要直接参与恒温控制，即不需要人为加热与散热，属于自动控制。
C
理解自动控制和人为控制的特征是解题的关键。
汽车安全气囊控制系统的工作过程如下：传感器检测到汽车碰撞信号，经诊断模块判定和处理后，触发气体发生器给气囊充气。该控制系统的被控对象是 （　B　）
A.被气囊保护的人 B.气体发生器
C.诊断模块 D.安全气囊
知识点二：传感器
如图所示为纸浆浓度控制系统工作原理示意图，其工作原理如下：控制器将传感器检测到的配浆浓度与设定值相比较，根据偏差值控制电动调节阀调节清水流量，从而使配浆浓度达到设定值。该控制系统的传感器应该选用 （　　）
A.浓度传感器 B.流量传感器
C.压力传感器 D.温度传感器
　该系统的控制目的是使配浆池中的配浆浓度保持恒定。传感器起检测装置的作用，需要检测配浆池中的实际配浆浓度。
A
本题考查传感器的选择。读图并根据图中标注的信息，结合题意来判断。
家里的衣服晾在阳台外面常常会被雨淋湿，小杰发现这一问题后尝试设计一种新型晾衣架。这种晾衣架在下雨时能自动将衣服收至雨篷下，保证衣服不被雨淋湿。该控制系统中，给控制电路输入信号的元件应是 （　A　）
A.湿度传感器 B.光敏传感器
C.温度传感器 D.红外线传感器
知识点三：电子元器件
如图甲、乙所示的两个电路，下列关于流过电阻R1、R2电流方向的判断中正确的是 （　 ）
A.由a到b，由c到d B.由a到b，由d到c
C.由b到a，由c到d D.由b到a，由d到c
　二极管有正负极之分，具有单向导电性，电流由正极流向负极。
图甲所示的电路中，当开关闭合时，电源正极电流流向二极管正极，即右上角的二极管，故此时电流流向为由a到b；图乙所示的电路中，当开关闭合时，电源正极电流流向二极管正极，即右下角的二极管，故此时电流流向为由c到d。
A
根据电路图分析并标出二极管的电流流向是解题的关键。
如图所示为亮度可调的LED灯实验电路，在电路中除电池、开关外，还有3个电子元件，它们分别是 （　D　）
A.定值电阻、白炽灯泡、电容器
B.光敏电阻、发光二极管、熔断器
C.热敏电阻、三极管、电容器
D.可调电阻、发光二极管、电容器

半导体二极管主要由P型半导体、N型半导体、接线端、外壳组成，其结构及对应的电路符号如图甲、乙所示。二极管具有单向导电性，当二极管两端加正向电压，电流从正接线端流进二极管时，二极管导通，相当于一根导线，必须说明，当加在二极管两端的正向电压很小时，二极管仍然不能导通，只有当正向电压达到某一数值后，二极管才能真正导通，导通后二极管两端的电压基本保持不变（锗材料二极管约为0.3 V，硅材料二极管约为0.7 V）。而电流从负接线端流入二极管时，二极管不会导通，实际上不会有电流通过。
（1）如图丙所示，已知电源电压为3 V，则开关S闭合后，灯泡L　 　 （填“能”或“不能”）发光，此时电压表的示数为　 　 V。
（2）如图丁所示，将一个锗材料二极管、电阻R和电流表串联接入电路中，电源电压恒为3 V不变，电阻R=30 Ω。开关S闭合后，电流表有示数，电流表示数为　 　 A。
（3）利用P型元件和N型元件串联，如图戊所示，当电流通过时，P、N型材料的两端会产生温度差，从而制成了电脑的散热器，在电流由N流向P的地方吸热，而在电流由P流向N的地方放热。图戊相当于一个　 　 联电路，靠近电脑发热体（CPU）的是图戊中　 　 （填“上方”或“下方”）的陶瓷片。
　根据二极管的单向导电性、欧姆定律等进行分析。
（1）由图丙可知，电流从二极管的负接线端流入，此时二极管不会导通，因此灯泡L不能发光，但电压表的两端与电源的两端相连，故电压表的示数为3 V。（2）由题意知，电阻R两端的电压UR=U-U锗=3 V-0.3 V=2.7 V，则电路中的电流，故电流表示数为0.09 A。（3）由图戊可知，此电路相当于一个串联电路，靠近上方陶瓷片处，电流由P流向N，靠近下方陶瓷片处，电流由N流向P，由于在电流由N流向P的地方吸热，而在电流由P流向N的地方放热，所以靠近电脑发热体（CPU）的是图戊中下方的陶瓷片。
（1）不能 3 （2）0.09 （3）串 下方
知道半导体元件的单向导电性，对生活中常用电器要有所了解。

1.某手机能够显示海拔高度，这主要是基于该手机搭载了 （　A　）
A.气压传感器 B.温度传感器
C.红外传感器 D.光敏传感器
2.下列选项中不属于控制的是 （　D ）
A.人工降雨 B.回收太空垃圾
C.增加空调房湿度 D.山体滑坡
3.如图所示为电热水壶，其工作原理如下：按下电源开关，发热底盘通电加热，当水沸腾时，感温元件的双金属片变形，断开电源；因为电源开关断电后不可自动复位，所以断电后电热水壶中的水不会自动再加热。电热水壶温度控制系统的被控对象是 （　B ）
A.电源开关 B.水壶和水 C.发热底盘 D.双金属片
4.下列日常生活中的控制是手动控制的是 （ A　）
A.手动调节风扇的挡位 B.空调的恒温控制系统
C.高速公路上的测速抓拍控制 D.汽车电瓶的电量监测控制系统
5.人们通过空调对房间内的温度进行控制，使房间内的温度处于人体适宜的状态，这是控制在 （ A ）
A.生活方面的应用 B.生产方面的应用
C.国防方面的应用 D.军事方面的应用
6.某学校以物联网、云计算、大数据、AI、移动互联网等先进技术为基础，建设智能化校园，建设中包含很多项目，如：①进入校园采用人脸识别；②教师将课后作业的答案发布到班级网站中供学生参考；③利用扫描仪扫描期中考试试卷；④学生可以通过和校园智能助手“人机对话”查询场馆开放时间。其中体现了人工智能技术应用的是 （　D　）
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
7.写出下列电子元件的名称、符号。
电子元件
名称
符号
【答案】7.
电子 元件
名称 光敏电阻器 扬声器 电容器 发光二极管 二极管
符号
8.发光二极管（简称LED）是一种半导体器件，具有单向导电的特性，即电流只能从特定的一个方向通过。从如图甲所示的原理图可知，只有在有电流通过发光二极管时才发光。现将A、B两个相同的发光二极管连接到如图乙所示的电路中。
（1）当磁铁静止在线圈中时，发光二极管A、B的发光情况是　发光二极管A、B都不发光　。
（2）当磁铁在线圈中左右来回运动时，发光二极管A、B发光的现象是　发光二极管A、B轮流发光 。

9.青少年科技创新材料中有一种变光二极管，电流从其P端流入时发红光，从其Q端流入时发绿光，奥秘在于其内部封装有一红一绿两个发光二极管，发光二极管具有单向导电性，其符号为，当电流从“+”极流入时发光二极管能通电且发光，当电流从“-”极流入时发光二极管不能发光，则该变光二极管的内部结构可能是下图中的 （　C　）
A. B. C. D.
【解析】因为发光二极管具有单向导电性，当电流从发光二极管的正接线端流入、负接线端流出时，发光二极管将电路接通；当电流从发光二极管的负接线端流入时，发光二极管在电路中处于断开状态。根据题意可知，电流从其P端流入时发红光，从其Q端流入时发绿光，所以两个发光二极管并联，且红发光二极管的正接线端在P端，负接线端在Q端，绿发光二极管的正接线端在Q端，负接线端在P端，所以图C正确。
10.小型电磁继电器的构造示意图如图所示，其中L为含铁芯的线圈，P为可绕O点转动的衔铁，K为弹簧，S为一对触点，A、B、C、D为四个接线柱。电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求，其工作方式为 （　A　）
A.A、B间接控制电路，C、D间接被控电路
B.A、B间接被控电路，C、D间接控制电路
C.流过L的电流减小时，C、D间电路接通
D.流过L的电流增大时，C、D间电路断开
【解析】当较小的电流经过接线柱A、B流入线圈时，电磁铁把衔铁吸下，使C、D两个接线柱所连的触点接通，较大的电流就可以通过C、D带动机器工作了，A正确、B错误；流过L的电流减小时，电磁铁产生的磁场减弱，其对衔铁P的吸引力减小，使C、D两个接线柱所连的触点断开，C错误；流过L的电流增大时，电磁铁产生的磁场增强，其对衔铁P的吸引力增大，使C、D两个接线柱所连的触点接通，D错误。
11.数据采集是物联网的基础环节，主要由各种传感器、识读器、读写器、摄像头、终端、GPS等智能模块和设备完成。下列物联网应用实例中，使用传感器收集信息的是 （　C　）
①智能门锁：通过感应卡片或手机蓝牙信号，实现开锁功能
②智能血压计：通过内置的压力传感器和无线通信模块，实现血压测量和数据传输
③电子狗鼻车：通过气体传感器检测化学污染物含量，进行环境监控
④智能冰箱：通过内置的摄像头和图像识别技术，实现食品管理和购物建议
A.①④ B.①③ C.②③④ D.①②③④
12.夜晚，居民楼的楼道照明灯总是亮着太浪费电，所以居民楼的楼道里大都安装了比较人性化的声控装置：当人们上下楼梯需要照明时，发出声响后照明灯发光，经过一两分钟后灯会自动熄灭；但是，白天一般不需要照明，所以楼道照明灯是不会一有动静就发光的。根据学过的知识，请你设计出一个解决上述问题的自动控制系统。
（1）所需要的器材有电源、导线、声控装置（电路符号为），还需要　光控装置、灯泡　。
（2）画出电路图。
【答案】（2）如图所示。

13.如图所示，D1和D2是两个二极管，二极管是一种具有单向导电性能的器材。当有按图中箭头方向的电流通过二极管时，二极管的电阻为零；当有按图中箭头反方向的电流通过二极管时，二极管的电阻无穷大。电阻R1、R2、R3的阻值均为10 Ω，在a、b间接电压恒为6 V的电源。当a接电源正极、闭合开关S时，流过开关的电流为I1；当b接电源正极、闭合开关S时，流过开关的电流为I2，则I1和I2分别是 （　A　）
A.1.8 A和0.2 A B.1.8 A和0.6 A
C.0.4 A和0.6 A D.0.4 A和0.2 A
【解析】当a接电源正极、闭合开关S时，电流从a端流经开关后分为三条路径，最终回到b端的负极，即R1、R2、R3并联；由于开关在干路上，则此时流过开关的电流I10.2 A，A正确、B错误。
14.某科技小组设计了一个自动雨刮器控制系统，雨刮器刮水的速度能够随着雨量的大小而相应地发生变化，雨停后，雨刮器自动停止工作，如图甲所示。图乙所示为由一组手指状平行金属线组成的雨水检测金属网，图丙所示是自动控制系统的模拟电路。
（1）将雨水检测金属网竖立并浸入雨水中不同深度处进行实验，记录数据如下表所示。
雨水检测金属网浸入雨水中的情况 未浸入 浸入 浸入 全部浸入
电流表的示数/A 0 0.16 0.20 0.32
①雨水检测金属网在电路中起到的作用类似于　滑动变阻器 （填“开关”或“滑动变阻器”）。
②根据表中的现象和数据，解释雨刮器刮水的速度能够随着雨量的大小而相应地发生变化的原因：雨量变大，雨水检测金属网浸入雨水中的部分变大，电流变大，电动机转速变大。
（2）该小组发现无雨水时，电动机不能工作，无法实现无雨时车窗的清洗，于是他们增加了一个电路元件改进了电路。请将“”和“增加的元件”连入电路a、b间，绘制在图丁中。
【答案】（2）如图所示。第23讲 控制系统与工程
知识要点：
1.控制的含义与自动控制的特点。
2.自动控制系统的组成。
3.传感器的组成与工作原理。
4.设计和制作控制电路的要求。
思维导图：

一、自动控制
1.机器可以根据人的要求自主完成某些操作，达到人所期望的要求或功能，这就是自动控制。自动控制可应用于生活、生产、航空航天、国防科技等领域。
2.控制是一个主体对一个对象发出有目的的操作行为，以达到主体的期望。
3.控制系统包括信息收集系统、信息处理系统和操作执行系统三个子系统。子系统之间相互联系、相互协调，可共同完成一个复杂的任务。
4.机器自动控制系统与人体控制系统的比较。
功能系统 机器自动控制系统 人体控制系统
信息收集 由各种传感器感知各种信息，并把信息转化成电信号 由各种感觉器官感知各种信息，并把信息转化成神经传输的冲动（微电流）
信息处理 收集的信息由中央处理器（计算机、数据处理器等）进行计算和处理，并根据结果发出操作指令 收集的信息由大脑神经系统进行计算和处理，并根据处理结果发出操作行为指令
操作执行 根据中央处理器的指令，由相应的操作部件（如继电器、轮轴和电机组成的机械装置）完成指令要求的操作 根据大脑的指令，由相应的操作器官或部位完成指令要求的操作
二、传感器
1.传感器的定义：传感器是指把收集的各种信息（光、声、压力、气味、温度）转化成电信号的元件或装置。
2.传感器的组成：主要由敏感元件和转化元件组成。
3.传感器的工作原理：非电信号→敏感元件→转化元件→电信号。
三、自动控制的电子元器件
常见的电子元器件。
元器件名称 光敏电阻器 电容器 变压器 扬声器 二极管 发光二极管 集成电路片
符号 /
元器件功能 当光照增强时，电阻会减小 可储存、释放电荷 可升高或降低电压 将音频电信号转换成声音 只允许电流单向通过，可实现交流电和直流电转换 照明或作为电流通过的信号灯 信息的逻辑判断、运算等较复杂的处理
四、设计和制作控制电路的要求
1.根据控制系统的三个子系统认识生活、生产中常见控制电路的基本控制原理。
2.电路设计要阅读元件的说明书，了解其参数，根据电路图连接电路。

知识点一：自动控制系统
下列控制系统中属于自动控制系统的是 （　　）
A.用打气筒为自行车充气 B.门卫打开自动伸缩门
C.现代温室恒温控制 D.司机师傅驾驶公交车
汽车安全气囊控制系统的工作过程如下：传感器检测到汽车碰撞信号，经诊断模块判定和处理后，触发气体发生器给气囊充气。该控制系统的被控对象是 （　 　）
A.被气囊保护的人 B.气体发生器
C.诊断模块 D.安全气囊
知识点二：传感器
如图所示为纸浆浓度控制系统工作原理示意图，其工作原理如下：控制器将传感器检测到的配浆浓度与设定值相比较，根据偏差值控制电动调节阀调节清水流量，从而使配浆浓度达到设定值。该控制系统的传感器应该选用 （　　）
A.浓度传感器 B.流量传感器
C.压力传感器 D.温度传感器
家里的衣服晾在阳台外面常常会被雨淋湿，小杰发现这一问题后尝试设计一种新型晾衣架。这种晾衣架在下雨时能自动将衣服收至雨篷下，保证衣服不被雨淋湿。该控制系统中，给控制电路输入信号的元件应是 （　 　）
A.湿度传感器 B.光敏传感器
C.温度传感器 D.红外线传感器
知识点三：电子元器件
如图甲、乙所示的两个电路，下列关于流过电阻R1、R2电流方向的判断中正确的是 （　 ）
A.由a到b，由c到d B.由a到b，由d到c
C.由b到a，由c到d D.由b到a，由d到c
如图所示为亮度可调的LED灯实验电路，在电路中除电池、开关外，还有3个电子元件，它们分别是 （　 　）
A.定值电阻、白炽灯泡、电容器
B.光敏电阻、发光二极管、熔断器
C.热敏电阻、三极管、电容器
D.可调电阻、发光二极管、电容器

半导体二极管主要由P型半导体、N型半导体、接线端、外壳组成，其结构及对应的电路符号如图甲、乙所示。二极管具有单向导电性，当二极管两端加正向电压，电流从正接线端流进二极管时，二极管导通，相当于一根导线，必须说明，当加在二极管两端的正向电压很小时，二极管仍然不能导通，只有当正向电压达到某一数值后，二极管才能真正导通，导通后二极管两端的电压基本保持不变（锗材料二极管约为0.3 V，硅材料二极管约为0.7 V）。而电流从负接线端流入二极管时，二极管不会导通，实际上不会有电流通过。
（1）如图丙所示，已知电源电压为3 V，则开关S闭合后，灯泡L　 　 （填“能”或“不能”）发光，此时电压表的示数为　 　 V。
（2）如图丁所示，将一个锗材料二极管、电阻R和电流表串联接入电路中，电源电压恒为3 V不变，电阻R=30 Ω。开关S闭合后，电流表有示数，电流表示数为　 　 A。
（3）利用P型元件和N型元件串联，如图戊所示，当电流通过时，P、N型材料的两端会产生温度差，从而制成了电脑的散热器，在电流由N流向P的地方吸热，而在电流由P流向N的地方放热。图戊相当于一个　 　 联电路，靠近电脑发热体（CPU）的是图戊中　 　 （填“上方”或“下方”）的陶瓷片。

1.某手机能够显示海拔高度，这主要是基于该手机搭载了 （　 　）
A.气压传感器 B.温度传感器
C.红外传感器 D.光敏传感器
2.下列选项中不属于控制的是 （　 ）
A.人工降雨 B.回收太空垃圾
C.增加空调房湿度 D.山体滑坡
3.如图所示为电热水壶，其工作原理如下：按下电源开关，发热底盘通电加热，当水沸腾时，感温元件的双金属片变形，断开电源；因为电源开关断电后不可自动复位，所以断电后电热水壶中的水不会自动再加热。电热水壶温度控制系统的被控对象是 （　 ）
A.电源开关 B.水壶和水 C.发热底盘 D.双金属片
4.下列日常生活中的控制是手动控制的是 （ 　）
A.手动调节风扇的挡位 B.空调的恒温控制系统
C.高速公路上的测速抓拍控制 D.汽车电瓶的电量监测控制系统
5.人们通过空调对房间内的温度进行控制，使房间内的温度处于人体适宜的状态，这是控制在 （ ）
A.生活方面的应用 B.生产方面的应用
C.国防方面的应用 D.军事方面的应用
6.某学校以物联网、云计算、大数据、AI、移动互联网等先进技术为基础，建设智能化校园，建设中包含很多项目，如：①进入校园采用人脸识别；②教师将课后作业的答案发布到班级网站中供学生参考；③利用扫描仪扫描期中考试试卷；④学生可以通过和校园智能助手“人机对话”查询场馆开放时间。其中体现了人工智能技术应用的是 （　 　）
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
7.写出下列电子元件的名称、符号。
电子元件
名称
符号
电子 元件
名称 光敏电阻器 扬声器 电容器 发光二极管 二极管
符号
8.发光二极管（简称LED）是一种半导体器件，具有单向导电的特性，即电流只能从特定的一个方向通过。从如图甲所示的原理图可知，只有在有电流通过发光二极管时才发光。现将A、B两个相同的发光二极管连接到如图乙所示的电路中。
（1）当磁铁静止在线圈中时，发光二极管A、B的发光情况是　 　。
（2）当磁铁在线圈中左右来回运动时，发光二极管A、B发光的现象是　 。

9.青少年科技创新材料中有一种变光二极管，电流从其P端流入时发红光，从其Q端流入时发绿光，奥秘在于其内部封装有一红一绿两个发光二极管，发光二极管具有单向导电性，其符号为，当电流从“+”极流入时发光二极管能通电且发光，当电流从“-”极流入时发光二极管不能发光，则该变光二极管的内部结构可能是下图中的 （　 　）
A. B. C. D.

10.小型电磁继电器的构造示意图如图所示，其中L为含铁芯的线圈，P为可绕O点转动的衔铁，K为弹簧，S为一对触点，A、B、C、D为四个接线柱。电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求，其工作方式为 （　 　）
A.A、B间接控制电路，C、D间接被控电路
B.A、B间接被控电路，C、D间接控制电路
C.流过L的电流减小时，C、D间电路接通
D.流过L的电流增大时，C、D间电路断开

11.数据采集是物联网的基础环节，主要由各种传感器、识读器、读写器、摄像头、终端、GPS等智能模块和设备完成。下列物联网应用实例中，使用传感器收集信息的是 （　 　）
①智能门锁：通过感应卡片或手机蓝牙信号，实现开锁功能
②智能血压计：通过内置的压力传感器和无线通信模块，实现血压测量和数据传输
③电子狗鼻车：通过气体传感器检测化学污染物含量，进行环境监控
④智能冰箱：通过内置的摄像头和图像识别技术，实现食品管理和购物建议
A.①④ B.①③ C.②③④ D.①②③④
12.夜晚，居民楼的楼道照明灯总是亮着太浪费电，所以居民楼的楼道里大都安装了比较人性化的声控装置：当人们上下楼梯需要照明时，发出声响后照明灯发光，经过一两分钟后灯会自动熄灭；但是，白天一般不需要照明，所以楼道照明灯是不会一有动静就发光的。根据学过的知识，请你设计出一个解决上述问题的自动控制系统。
（1）所需要的器材有电源、导线、声控装置（电路符号为），还需要　 　。
（2）画出电路图。

13.如图所示，D1和D2是两个二极管，二极管是一种具有单向导电性能的器材。当有按图中箭头方向的电流通过二极管时，二极管的电阻为零；当有按图中箭头反方向的电流通过二极管时，二极管的电阻无穷大。电阻R1、R2、R3的阻值均为10 Ω，在a、b间接电压恒为6 V的电源。当a接电源正极、闭合开关S时，流过开关的电流为I1；当b接电源正极、闭合开关S时，流过开关的电流为I2，则I1和I2分别是 （　 　）
A.1.8 A和0.2 A B.1.8 A和0.6 A
C.0.4 A和0.6 A D.0.4 A和0.2 A
14.某科技小组设计了一个自动雨刮器控制系统，雨刮器刮水的速度能够随着雨量的大小而相应地发生变化，雨停后，雨刮器自动停止工作，如图甲所示。图乙所示为由一组手指状平行金属线组成的雨水检测金属网，图丙所示是自动控制系统的模拟电路。
（1）将雨水检测金属网竖立并浸入雨水中不同深度处进行实验，记录数据如下表所示。
雨水检测金属网浸入雨水中的情况 未浸入 浸入 浸入 全部浸入
电流表的示数/A 0 0.16 0.20 0.32
①雨水检测金属网在电路中起到的作用类似于　 （填“开关”或“滑动变阻器”）。
②根据表中的现象和数据，解释雨刮器刮水的速度能够随着雨量的大小而相应地发生变化的原因： 。
（2）该小组发现无雨水时，电动机不能工作，无法实现无雨时车窗的清洗，于是他们增加了一个电路元件改进了电路。请将“”和“增加的元件”连入电路a、b间，绘制在图丁中。

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