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第69课时　实验十七：利用传感器制作简单的自动控制装置
[学习目标]　1．掌握传感器的工作过程，探究敏感元件的特性。2．能利用传感器制作简单的自动控制装置。
原理与装置图 操作要求 注意事项
门窗防盗报警装置 光控开关 实验一：干簧管、继电器、发光二极管LED、蜂鸣器H、电源、导线若干、开关、电阻、小磁体。 实验二：发光二极管、三极管、可调电阻R1、限流电阻R2、光敏电阻、继电器、小灯泡L，二极管D，集成电路实验板、直流电源、导线若干、黑纸。 (一)门窗防盗报警装置 1．工作原理：闭合电路开关S，系统处于防盗状态。当门窗紧闭时，磁体M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，发光二极管LED发光，显示电路处于正常工作状态。当门窗开启时，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，蜂鸣器H发声报警。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．实验操作 (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，按照电路图连接电路。 (3)接通电源后，将磁体靠近和离开干簧管，分别观察实验现象。 (二)光控开关 1．工作原理：当环境光比较强时，光敏电阻RG的阻值很小，三极管不导通，发光二极管或继电器所在的回路相当于断路，即发光二极管不工作；继电器处于常开状态，小灯泡L不亮。当环境光比较弱时，光敏电阻RG的阻值变大，三极管导通，且获得足够的基极电流，产生较大的集电极电流，点亮发光二极管或驱动继电器吸合而点亮小灯泡L。 2．实验操作 (1)按照电路图连接电路，检查无误后，接通电源。 (2)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。 (3)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。 (4)让光照加强，当光照强到某种程度时，会看到发光二极管LED或小灯泡L熄灭。 1．安装前，对实验器材进行测试，确保各元件性能良好后再进行安装。 2．光控开关实验中，二极管连入电路的极性不能反接。 3．如果实验现象不明显，可用手电筒加强光照，或用黑布遮盖光敏电阻，再进行观察。
[典例1]　(2025·浙江卷)某同学研究半导体热敏电阻(其室温电阻约为几百欧姆)Rt的阻值随温度变化的规律，设计了如图所示电路。器材有：电源E(4.5 V，0.5 Ω)，电压表(3 V，50 kΩ)，滑动变阻器R(A：“0～10 Ω”或B：“0～100 Ω”)，电阻箱R1(0～99 999.9 Ω)，开关、导线若干。
(1)要使cd两端电压U0在实验过程中基本不变，滑动变阻器选________(选填“A”或“B”)。
(2)正确连线，实验操作如下：
①滑动变阻器滑片P移到最左端，电阻箱调至合适阻值，合上开关S1；
②开关S2切换到a，调节滑片P使电压表示数为U0＝2.50 V；再将开关S2切换到b，电阻箱调至R1＝200.0 Ω，记录电压表示数U1＝1.40 V、调温箱温度t1＝20 ℃。则温度t1下Rt＝________ Ω(保留三位有效数字)；
③保持R1、滑片P位置和开关S2状态不变，升高调温箱温度，记录调温箱温度和相应电压表示数，得到不同温度下Rt的阻值。
(3)请根据题中给定的电路且滑片P位置保持不变，给出另一种测量电阻Rt的简要方案：______________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[典例2]　(2024·河北卷)某种花卉喜光，但阳光太强时易受损伤。某兴趣小组决定制作简易光强报警器，以便在光照过强时提醒花农。该实验用到的主要器材如下：学生电源、多用电表、数字电压表(0～20 V)、数字电流表(0～20 mA)、滑动变阻器R(最大阻值50 Ω，1.5 A)、白炽灯、可调电阻R1(0～50 kΩ)、发光二极管LED、光敏电阻RG、NPN型三极管VT、开关和若干导线等。
(1)判断发光二极管的极性
使用多用电表的“×10 k”电阻挡测量二极管的电阻。如图1所示，当黑表笔与接线端M接触、红表笔与接线端N接触时，多用电表指针位于表盘中a位置(见图2)；对调红、黑表笔后指针位于表盘中b位置(见图2)。由此判断M端为二极管的________(选填“正极”或“负极”)。
(2)研究光敏电阻在不同光照条件下的伏安特性
①采用图3中的器材进行实验，部分实物连接已完成。要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始。导线L1、L2和L3的另一端应分别连接滑动变阻器的__________、__________、________接线柱(以上三空选填接线柱标号“A”“B”“C”或“D”)。
②图4为不同光照强度下得到的光敏电阻伏安特性曲线，图中曲线Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ对应光敏电阻受到的光照由弱到强。由图像可知，光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而__________(选填“增大”或“减小”)。
(3)组装光强报警器电路并测试其功能
图5为利用光敏电阻、发光二极管、三极管(当b、e间电压达到一定程度后，三极管被导通)等元件设计的电路。组装好光强报警器后，在测试过程中发现，当照射到光敏电阻表面的光强达到报警值时，发光二极管并不发光，为使报警器正常工作，应________(选填“增大”或“减小”)可调电阻R1的阻值，直至发光二极管发光。
[典例3]　(2025·湖南卷)车辆运输中若存在超载现象，将带来安全隐患。由普通水泥和导电材料混合制成的导电水泥，可以用于监测道路超载问题。某小组对此进行探究。
(1)选择一块均匀的长方体导电水泥块样品，用多用电表粗测其电阻。将多用电表选择开关旋转到“×1 k”挡，正确操作后，指针位置如图1所示，则读数为________Ω。
(2)为进一步提高实验精度，使用伏安法测量水泥块电阻，电源E电动势6 V，内阻可忽略，电压表量程0～6 V，内阻约10 kΩ，电流表量程0～600 μA，内阻约100 Ω。实验中要求滑动变阻器采用分压接法，在图2中完成余下导线的连接。
(3)如图2所示，测量水泥块的长为a，宽为b，高为c。用伏安法测得水泥块电阻为R，则电阻率ρ＝________(用R、a、b、c表示)。
(4)测得不同压力F下的电阻R，算出对应的电阻率ρ，作出ρ-F图像如图3所示。
(5)基于以上结论，设计压力报警系统，电路如图4所示。报警器在两端电压大于或等于3 V时启动，R1为水泥块，R2为滑动变阻器，当R2的滑片处于某位置，R1上压力大于或等于F0时，报警器启动。报警器应并联在________(选填“R1”或“R2”)两端。
(6)若电源E使用时间过长，电动势变小，R1上压力大于或等于F1时，报警器启动，则F1________(选填“大于”“小于”或“等于”)F0。
第69课时　实验十七：利用传感器制作简单的自动控制装置
实验探究·创新突破
典例1　解析：(1)要使得cd两端电压U0在实验中基本不变，则滑动变阻器应该选择阻值较小的A。
(2)由电路可知Rt Ω≈157 Ω。
(3)题中滑片P位置保持不变，则电阻箱R1与热敏电阻Rt两端电压之和保持不变，先让S2接a，此时电压表读数为U，然后接b，读出电阻箱R1的读数和电压表读数U'，当温度改变时，调整R1，使得R1两端的电压表U'保持不变，因此可得，整理得RtR1，可得热敏电阻Rt的值。
答案：(1)A　(2)157　(3)见解析
典例2　解析：(1)使用多用电表时，通过多用电表的电流流向遵循“红进黑出”，使用多用电表的电阻挡时，当黑表笔与M端接触、红表笔与N端接触时，若有电流，则二极管中电流方向为MN，而由题图2可知此时多用电表指针位于a位置，即此时二极管电阻无穷大，由二极管的单向导电性可知，此时二极管所接电压为反向电压，则M端为二极管的负极。
(2)①由于要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始，则滑动变阻器应采用分压式接法，L1、L2的另一端应接A接线柱，L3的另一端应接C(或D)接线柱。
②I U图像上某点与坐标原点连线的斜率的倒数表示光敏电阻的阻值，由题图4可知，光照增强时，光敏电阻的阻值减小，即光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而减小。
(3)三极管未导通时，RG与R1串联。随着光照增强，RG电阻减小，此时三极管仍未导通，说明R1分压小，故需要增大R1。
答案：(1)负极　(2)①A　A　C(或D)
②减小　(3)增大
典例3　解析：(1)由多用电表欧姆挡的读数规则和题图1可知水泥块样品的粗测电阻为R粗8 kΩ。
(2)由于R粗＞，则由“大内小外”可知电流表应采用内接法，电压表测水泥块样品和电流表两端的总电压，又实验中要求滑动变阻器采用分压接法，故导线的连接如图所示。
(3)由电阻定律有R，可得ρ。
(5)由于报警器在两端电压大于或等于3 V时启动，R1上压力大于或等于F0时报警器启动，又由题图3可知，F越大ρ越小，结合第(3)问分析可知F越大水泥块的电阻越小，由题图4和串联分压规律可知F越大水泥块两端的电压越小，滑动变阻器两端的电压越大，故报警器应并联在滑动变阻器R2两端。
(6)若电源E使用时间过长，电动势变小，则当R1上压力等于F0时，滑动变阻器两端的电压小于3 V，为了使滑动变阻器两端的电压等于3 V，则滑动变阻器R2应分得更多的电压，水泥块R1应分得更少的电压，由串联分压规律可知水泥块R1的电阻应更小，结合第(5)问分析可知水泥块R1上的压力应更大，故F1大于F0。
答案：(1)8 000　(2)见解析图　(3)　(5)R2　(6)大于
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第十二章 交变电流 电磁波 传感器
第69课时　实验十七：利用传感器制作简单的自动控制装置
[学习目标]　1．掌握传感器的工作过程，探究敏感元件的特性。2．能利用传感器制作简单的自动控制装置。
实验基础 · 要点通关
原理与装置图
门窗防盗报警装置


原理与装置图
光控开关


原理与装置图
实验一：干簧管、继电器、发光二极管LED、蜂鸣器H、电源、导线若干、开关、电阻、小磁体。
实验二：发光二极管、三极管、可调电阻R1、限流电阻R2、光敏电阻、继电器、小灯泡L，二极管D，集成电路实验板、直流电源、导线若干、黑纸。
操作要求
(一)门窗防盗报警装置
1．工作原理：闭合电路开关S，系统处于防盗状态。当门窗紧闭时，磁体M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，发光二极管LED发光，显示电路处于正常工作状态。当门窗开启时，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，蜂鸣器H发声报警。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。
操作要求
2．实验操作
(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，按照电路图连接电路。
(3)接通电源后，将磁体靠近和离开干簧管，分别观察实验现象。
操作要求
(二)光控开关
1．工作原理：当环境光比较强时，光敏电阻RG的阻值很小，三极管不导通，发光二极管或继电器所在的回路相当于断路，即发光二极管不工作；继电器处于常开状态，小灯泡L不亮。当环境光比较弱时，光敏电阻RG的阻值变大，三极管导通，且获得足够的基极电流，产生较大的集电极电流，点亮发光二极管或驱动继电器吸合而点亮小灯泡L。
操作要求
2．实验操作
(1)按照电路图连接电路，检查无误后，接通电源。
(2)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。
(3)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。
(4)让光照加强，当光照强到某种程度时，会看到发光二极管LED或小灯泡L熄灭。
注意事项
1．安装前，对实验器材进行测试，确保各元件性能良好后再进行安装。
2．光控开关实验中，二极管连入电路的极性不能反接。
3．如果实验现象不明显，可用手电筒加强光照，或用黑布遮盖光敏电阻，再进行观察。
实验探究 · 创新突破
[典例1]　(2025·浙江卷)某同学研究半导体热敏电阻(其室温电阻约为几百欧姆)Rt的阻值随温度变化的规律，设计了如图所示电路。器材有：电源E(4.5 V，0.5 Ω)，电压表(3 V，50 kΩ)，滑动变阻器R(A：“0～10 Ω”或B：“0～100 Ω”)，电阻箱
R1(0～99 999.9 Ω)，开关、导线若干。
(1)要使cd两端电压U0在实验过程中基本不变，滑动变阻器选________(选填“A”或“B”)。
(2)正确连线，实验操作如下：
①滑动变阻器滑片P移到最左端，电阻箱调至合适阻值，合上开关S1；
A
②开关S2切换到a，调节滑片P使电压表示数为U0＝2.50 V；再将开关S2切换到b，电阻箱调至R1＝200.0 Ω，记录电压表示数U1＝1.40 V、调温箱温度t1＝20 ℃。则温度t1下Rt＝______ Ω(保留三位有效数字)；
③保持R1、滑片P位置和开关S2状态不变，升高调温箱温度，记录调温箱温度和相应电压表示数，得到不同温度下Rt的阻值。
157
(3)请根据题中给定的电路且滑片P位置保持不变，给出另一种测量电阻Rt的简要方案：_____________。
见解析
[解析]　(1)要使得cd两端电压U0在实验中基本不变，则滑动变阻器应该选择阻值较小的A。
(2)由电路可知Rt＝＝ Ω≈157 Ω。
(3)题中滑片P位置保持不变，则电阻箱R1与热敏电阻Rt两端电压之和保持不变，先让S2接a，此时电压表读数为U，然后接b，读出电阻箱R1的读数和电压表读数U′，当温度改变时，调整R1，使得R1两端的电压表U′保持不变，因此可得＝，整理得Rt＝R1，可得热敏电阻Rt的值。
[典例2]　(2024·河北卷)某种花卉喜光，但阳光太强时易受损伤。某兴趣小组决定制作简易光强报警器，以便在光照过强时提醒花农。该实验用到的主要器材如下：学生电源、多用电表、数字电压表(0～20 V)、数字电流表(0～20 mA)、滑动变阻器R(最大阻值50 Ω，1.5 A)、白炽灯、可调电阻R1(0～50 kΩ)、发光二极管LED、光敏电阻RG、NPN型三极管VT、开关和若干导线等。
(1)判断发光二极管的极性
使用多用电表的“×10 k”电阻挡测量二极管的电阻。如图1所示，当黑表笔与接线端M接触、红表笔与接线端N接触时，多用电表指针位于表盘中a位置(见图2)；对调红、黑表笔后指针位于表盘中b位置(见图2)。由此判断M端为二极管的________(选填“正极”或“负极”)。
负极
(2)研究光敏电阻在不同光照条件下的伏安特性
①采用图3中的器材进行实验，部分实物连接已完成。要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始。导线L1、L2和L3的另一端应分别连接滑动变阻器的__________、__________、________接线柱(以上三空选填接线柱标号“A”“B”“C”或“D”)。
A
A
C(或D)
②图4为不同光照强度下得到的光敏电阻伏安特性曲线，图中曲线Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ对应光敏电阻受到的光照由弱到强。由图像可知，光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而__________(选填“增大”或“减小”)。
减小
(3)组装光强报警器电路并测试其功能
图5为利用光敏电阻、发光二极管、三极管(当b、e间电压达到一定程度后，三极管被导通)等元件设计的电路。组装好光强报警器后，在测试过程中发现，当照射到光敏电阻表面的光强达到报警值时，发光二极管并不发光，为使报警器正常工作，应
_________(选填“增大”或“减小”)可调
电阻R1的阻值，直至发光二极管发光。
增大
[解析]　(1)使用多用电表时，通过多用电表的电流流向遵循“红进黑出”，使用多用电表的电阻挡时，当黑表笔与M端接触、红表笔与N端接触时，若有电流，则二极管中电流方向为M→N，而由题图2可知此时多用电表指针位于a位置，即此时二极管电阻无穷大，由二极管的单向导电性可知，此时二极管所接电压为反向电压，则M端为二极管的负极。
(2)①由于要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始，则滑动变阻器应采用分压式接法，L1、L2的另一端应接A接线柱，L3的另一端应接C(或D)接线柱。
②I-U图像上某点与坐标原点连线的斜率的倒数表示光敏电阻的阻值，由题图4可知，光照增强时，光敏电阻的阻值减小，即光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而减小。
(3)三极管未导通时，RG与R1串联。随着光照增强，RG电阻减小，此时三极管仍未导通，说明R1分压小，故需要增大R1。
[典例3]　(2025·湖南卷)车辆运输中若存在超载现象，将带来安全隐患。由普通水泥和导电材料混合制成的导电水泥，可以用于监测道路超载问题。某小组对此进行探究。
(1)选择一块均匀的长方体导电水泥块样品，用多用电表粗测其电阻。将多用电表选择开关旋转到“×1 k”挡，
正确操作后，指针位置如图1所示，则读
数为________Ω。
8 000
(2)为进一步提高实验精度，使用伏安法测量水泥块电阻，电源E电动势6 V，内阻可忽略，电压表量程0～6 V，内阻约10 kΩ，电流表量程0～600 μA，内阻约100 Ω。实验中要求滑动变阻器采用分压接法，在图2中完成余下导线的连接。
见解析图
(3)如图2所示，测量水泥块的长为a，宽为b，高为c。用伏安法测得水泥块电阻为R，则电阻率ρ＝________(用R、a、b、c表示)。
(4)测得不同压力F下的电阻R，算出对应的电阻率ρ，作出ρ-F图像如图3所示。
(5)基于以上结论，设计压力报警系统，电路如图4所示。报警器在两端电压大于或等于3 V时启动，R1为水泥块，R2为滑动变阻器，当R2的滑片处于某位置，R1上压力大于或等于F0时，报警器启动。报警器应并联在________(选填“R1”或“R2”)两端。
(6)若电源E使用时间过长，电动势变小，R1上压
力大于或等于F1时，报警器启动，则F1________
(选填“大于”“小于”或“等于”)F0。
大于
[解析]　(1)由多用电表欧姆挡的读数规则和题图1可知水泥块样品的粗测电阻为R粗＝8 kΩ。
(2)由于R粗>，则由“大内小外”可知电流表应采用内接法，电压表测水泥块样品和电流表两端的
总电压，又实验中要求滑动变阻器采
用分压接法，故导线的连接如图所示。
(3)由电阻定律有R＝，可得ρ＝。
(5)由于报警器在两端电压大于或等于3 V时启动，R1上压力大于或等于F0时报警器启动，又由题图3可知，F越大ρ越小，结合第(3)问分析可知F越大水泥块的电阻越小，由题图4和串联分压规律可知F越大水泥块两端的电压越小，滑动变阻器两端的电压越大，故报警器应并联在滑动变阻器R2两端。
(6)若电源E使用时间过长，电动势变小，则当R1上压力等于F0时，滑动变阻器两端的电压小于3 V，为了使滑动变阻器两端的电压等于3 V，则滑动变阻器R2应分得更多的电压，水泥块R1应分得更少的电压，由串联分压规律可知水泥块R1的电阻应更小，结合第(5)问分析可知水泥块R1上的压力应更大，故F1大于F0。
课时数智作业(六十九)　实验十七：利用传感器制作简单的自动控制装置
说明：第1～2题，每小题4分；本试卷共32分。
1．光控路灯可以根据光照的变化自动开启或关闭，如图所示是利用光敏电阻和晶体三极管制作的光控开关的原理电路图。当天色逐渐变暗时，LED灯自动点亮，关于此时光控
电路的判断，下列说法正确的是(　　)
A．光敏电阻RG的阻值逐渐变小
B．光敏电阻RG的电压变小
C．晶体三极管被断开
D．如果想要在更暗的时候LED灯被点亮，应将R1调大一点
√
D　[由光敏电阻的特性可知，光照逐渐变暗时，RG的电阻逐渐变大，所以光敏电阻RG的分压逐渐变大，当光敏电阻两端的电压即晶体三极管b极的电压增大到一定值时，晶体三极管被导通，A、B、C错误；想要在更暗的时候接通LED灯，即三极管恰好导通时光敏电阻对应的阻值更大，应将R1的电阻调大，D正确。]
2．(多选)如图所示是具有自动报警功能的防盗门，它利用干簧管作为传感器，继电器(虚线方框部分)作为执行装置。下列说法正确的是(　　)
A．当门紧闭时，磁体M处在干簧管SA附近，开关触点c、b接通
B．当门紧闭时，磁体M处在干簧管SA附近，开关触点c、a接通
C．当门被推开时，磁体M远离干簧管SA，继电器被断电，开关触点c、b接通
D．当门被推开时，磁体M远离干簧管SA，开关触点c、b接通，蜂鸣器H发声报警
√
√
√
BCD　[当门紧闭时，磁体处在干簧管附近，干簧管两个簧片被磁化而接通，触点c、a接通，LED灯亮；当门被推开时，磁体远离干簧管，干簧管两簧片失去磁性而断开，继电器断电，触点c、b接通，LED灯不亮，蜂鸣器H发声报警，B、C、D正确，A错误。]
3．(6分)(2025·广东深圳高三检测)某实验小组设计了一个声、光控制系统。声、光控制开关需要同时满足光线较暗、有声音时接通电路的工作要求。其工作示意图如图甲所示。
(1)声、光控制开关中的声控继电器与光控继电器是________(选填“并联”或“串联”)关系。
串联
(2)其中光控继电器的电路结构如图乙所示。已知环境亮度越大，光敏元件阻值越小，当电路电流小于某阈值I0时，继电器开始工作。在设定的光照度条件下调节滑动变阻器，使继电器恰好开始工作，此时电流表示数如图丙所示，此时I0＝________ A。
0.42
(3)为了节约用电，需要降低光照度阈值，应该把滑动变阻器阻值调________。
[解析]　(1)由于声、光控制开关需要同时满足光线较暗、有声音时接通电路的工作要求，可知声、光控制开关中的声控继电器与光控继电器是串联关系。
小
(2)题图丙中电流表的量程为0.6 A，精度为0.02 A，根据电流表的读数规律，可知，该电流表的读数为0.42 A。
(3)由于环境亮度越大，光敏元件阻值越小，则当降低光照度阈值时，对应光敏电阻的阻值增大，由于电路电流小于某阈值I0时，继电器开始工作，可知此时应把滑动变阻器阻值调小。
4．(8分)(2025·云南卷)基于铂电阻阻值随温度变化的特性，某兴趣小组用铂电阻做了测量温度的实验。可选用的器材如下：Pt 1 000型号铂电阻、电源E(电动势5 V，内阻不计)、电流表A1(量程100 μA，内阻4.5 kΩ)、电流表A2(量程500 μA，内阻约1 kΩ)、定值电阻R1(阻值15 kΩ)、定值电阻R2(阻值1.5 kΩ)、开关S和导线若干。
查阅技术手册可知，Pt 1 000型号铂电阻测温时的工作电流在0.1～0.3 mA之间，在0～100 ℃范围内，铂电阻的阻值Rt随温度t的变化视为线性关系，如图(a)所示。
完成下列填空：
(1)由图(a)可知，在0～100 ℃范围内，温度每升高1 ℃，该铂电阻的阻值增加________Ω。
(2)兴趣小组设计了如图(b)所示的甲、乙两种测量铂电阻阻值的电路图，能准确测出铂电阻阻值的是__________(选填“甲”或“乙”)，保护电阻R应选________(选填“R1”或“R2”)。
3.85
乙
R1
(3)用(2)问中能准确测出铂电阻阻值的电路测温时，某次测量读得A2示数为295 μA，A1示数如图(c)所示，该示数为__________μA，则所测温度为________℃(计算结果保留2位有效数字)。
62.0
51
[解析]　(1)由题图(a)可知，0 ℃时R0＝1.000×103 Ω，100 ℃时R100＝1.385×103 Ω，故温度每升高1 ℃，铂电阻的阻值增加量为ΔR＝×1 ℃＝3.85 Ω。
(2)由于电流表A2内阻无准确值，而电流表A1内阻有准确值，电流表A1可以当作电压表准确测量铂电阻两端的电压，由电流表A2的示数减去电流表A1的示数即可准确测量通过铂电阻的电流，故能准确测出铂电阻阻值的是题图(b)中乙电路；铂电阻工作电流范围为0.1～0.3 mA，电源电动势5 V，故电路中的总电阻范围应为～50 kΩ，故保护电阻选R1。
(3)题图(c)中A1量程100 μA，分度值1 μA，要往下估读一位，故题图(c)的示数为62.0 μA；题图(b)乙电路中，A1与铂电阻并联后再与A2串联，根据串并联电路特点有I1rA1＝(I2－I1)Rt，其中rA1＝4.5 kΩ，I2＝
295 μA，I1＝62.0 μA，解得Rt＝ Ω≈1.197×103 Ω，又Rt＝1 000＋3.85t(Ω)，当Rt＝1 197 Ω时，t＝ ℃≈51 ℃。
5．(10分)(2024·全国甲卷)电阻型氧气传感器的阻值会随所处环境中的氧气含量发生变化。在保持流过传感器的电流(即工作电流)恒定的条件下，通过测量不同氧气含量下传感器两端的电压，建立电压与氧气含量之间的对应关系，这一过程称为定标。一同学用图(a)所示电路对他制作的一个氧气传感器定标。实验器材有：装在气室内的氧气传感器(工作电流1 mA)、毫安表(内阻可忽略)、电压表、电源、滑动变阻器、开关、导线若干、5个气瓶(氧气含量分别为1%、5%、10%、15%、20%)。
完成下列实验步骤并填空：
(1)将图(a)中的实验器材间的连线补充完整，使其能对传感器定标。
(2)连接好实验器材，把氧气含量为1%的气瓶接到气体入口。
(3)把滑动变阻器的滑片滑到________(选填“a”或“b”)端，闭合开关。
(4)缓慢调整滑动变阻器的滑片位置，使毫安表的示数为1 mA，记录电压表的示数U。
见解析图
a
(5)断开开关，更换气瓶，重复步骤(3)和(4)。
(6)获得的氧气含量分别为1%、5%、10%和15%的数据已标在图(b)中；氧气含量为20%时电压表的示数如图(c)，该示数为________ V(结果保留2位小数)。
1.40
(7)现测量一瓶待测氧气含量的气体，将气瓶接到气体入口，调整滑动变阻器滑片位置使毫安表的示数为1 mA，此时电压表的示数为1.50 V，则此瓶气体的氧气含量为________%(结果保留整数)。
17
[解析]　(1)连接实物图如图甲所示，注意连线不要有交叉，且电流从电表的正接线柱流入，从电表的负接线柱流出。
(3)为了保护电路，闭合开关瞬间，电流表和电压表的示数应为0，所以闭合开关前应将滑动变阻器的滑片滑至a端。
(6)根据电压表的读数规则可知，电压表的示数为1.40 V。
(7)根据题图(b)中的数据点拟合电压表示数U与氧气含量的曲线如图乙所示，则可知当电压表的示数为1.50 V时，氧气含量为17%。
谢 谢 ！课时数智作业(六十九)　实验十七：利用传感器制作简单的自动控制装置
说明：第1～2题，每小题4分；本试卷共32分。
1．光控路灯可以根据光照的变化自动开启或关闭，如图所示是利用光敏电阻和晶体三极管制作的光控开关的原理电路图。当天色逐渐变暗时，LED灯自动点亮，关于此时光控电路的判断，下列说法正确的是(　　)
A．光敏电阻RG的阻值逐渐变小
B．光敏电阻RG的电压变小
C．晶体三极管被断开
D．如果想要在更暗的时候LED灯被点亮，应将R1调大一点
2．(多选)如图所示是具有自动报警功能的防盗门，它利用干簧管作为传感器，继电器(虚线方框部分)作为执行装置。下列说法正确的是(　　)
A．当门紧闭时，磁体M处在干簧管SA附近，开关触点c、b接通
B．当门紧闭时，磁体M处在干簧管SA附近，开关触点c、a接通
C．当门被推开时，磁体M远离干簧管SA，继电器被断电，开关触点c、b接通
D．当门被推开时，磁体M远离干簧管SA，开关触点c、b接通，蜂鸣器H发声报警
3．(6分)(2025·广东深圳高三检测)某实验小组设计了一个声、光控制系统。声、光控制开关需要同时满足光线较暗、有声音时接通电路的工作要求。其工作示意图如图甲所示。
(1)声、光控制开关中的声控继电器与光控继电器是________(选填“并联”或“串联”)关系。
(2)其中光控继电器的电路结构如图乙所示。已知环境亮度越大，光敏元件阻值越小，当电路电流小于某阈值I0时，继电器开始工作。在设定的光照度条件下调节滑动变阻器，使继电器恰好开始工作，此时电流表示数如图丙所示，此时I0＝________ A。
(3)为了节约用电，需要降低光照度阈值，应该把滑动变阻器阻值调________。
4．(8分)(2025·云南卷)基于铂电阻阻值随温度变化的特性，某兴趣小组用铂电阻做了测量温度的实验。可选用的器材如下：Pt 1 000型号铂电阻、电源E(电动势5 V，内阻不计)、电流表A1(量程100 μA，内阻4.5 kΩ)、电流表A2(量程500 μA，内阻约1 kΩ)、定值电阻R1(阻值15 kΩ)、定值电阻R2(阻值1.5 kΩ)、开关S和导线若干。
查阅技术手册可知，Pt 1 000型号铂电阻测温时的工作电流在0.1～0.3 mA之间，在0～100 ℃范围内，铂电阻的阻值Rt随温度t的变化视为线性关系，如图(a)所示。
完成下列填空：
(1)由图(a)可知，在0～100 ℃范围内，温度每升高1 ℃，该铂电阻的阻值增加________Ω。
(2)兴趣小组设计了如图(b)所示的甲、乙两种测量铂电阻阻值的电路图，能准确测出铂电阻阻值的是__________(选填“甲”或“乙”)，保护电阻R应选________(选填“R1”或“R2”)。
(3)用(2)问中能准确测出铂电阻阻值的电路测温时，某次测量读得A2示数为295 μA，A1示数如图(c)所示，该示数为__________μA，则所测温度为________℃(计算结果保留2位有效数字)。
5．(10分)(2024·全国甲卷)电阻型氧气传感器的阻值会随所处环境中的氧气含量发生变化。在保持流过传感器的电流(即工作电流)恒定的条件下，通过测量不同氧气含量下传感器两端的电压，建立电压与氧气含量之间的对应关系，这一过程称为定标。一同学用图(a)所示电路对他制作的一个氧气传感器定标。实验器材有：装在气室内的氧气传感器(工作电流1 mA)、毫安表(内阻可忽略)、电压表、电源、滑动变阻器、开关、导线若干、5个气瓶(氧气含量分别为1%、5%、10%、15%、20%)。
完成下列实验步骤并填空：
(1)将图(a)中的实验器材间的连线补充完整，使其能对传感器定标。
(2)连接好实验器材，把氧气含量为1%的气瓶接到气体入口。
(3)把滑动变阻器的滑片滑到________(选填“a”或“b”)端，闭合开关。
(4)缓慢调整滑动变阻器的滑片位置，使毫安表的示数为1 mA，记录电压表的示数U。
(5)断开开关，更换气瓶，重复步骤(3)和(4)。
(6)获得的氧气含量分别为1%、5%、10%和15%的数据已标在图(b)中；氧气含量为20%时电压表的示数如图(c)，该示数为________ V(结果保留2位小数)。
(7)现测量一瓶待测氧气含量的气体，将气瓶接到气体入口，调整滑动变阻器滑片位置使毫安表的示数为1 mA，此时电压表的示数为1.50 V，则此瓶气体的氧气含量为________%(结果保留整数)。
课时数智作业(六十九)
1．D　[由光敏电阻的特性可知，光照逐渐变暗时，RG的电阻逐渐变大，所以光敏电阻RG的分压逐渐变大，当光敏电阻两端的电压即晶体三极管b极的电压增大到一定值时，晶体三极管被导通，A、B、C错误；想要在更暗的时候接通LED灯，即三极管恰好导通时光敏电阻对应的阻值更大，应将R1的电阻调大，D正确。]
2．BCD　[当门紧闭时，磁体处在干簧管附近，干簧管两个簧片被磁化而接通，触点c、a接通，LED灯亮；当门被推开时，磁体远离干簧管，干簧管两簧片失去磁性而断开，继电器断电，触点c、b接通，LED灯不亮，蜂鸣器H发声报警，B、C、D正确，A错误。]
3．解析：(1)由于声、光控制开关需要同时满足光线较暗、有声音时接通电路的工作要求，可知声、光控制开关中的声控继电器与光控继电器是串联关系。
(2)题图丙中电流表的量程为0.6 A，精度为0.02 A，根据电流表的读数规律，可知，该电流表的读数为0.42 A。
(3)由于环境亮度越大，光敏元件阻值越小，则当降低光照度阈值时，对应光敏电阻的阻值增大，由于电路电流小于某阈值I0时，继电器开始工作，可知此时应把滑动变阻器阻值调小。
答案：(1)串联　(2)0.42　(3)小
4．解析：(1)由题图(a)可知，0 ℃时R01.000×103 Ω，100 ℃时R1001.385×103 Ω，故温度每升高1 ℃，铂电阻的阻值增加量为ΔR×1 ℃3.85 Ω。
(2)由于电流表A2内阻无准确值，而电流表A1内阻有准确值，电流表A1可以当作电压表准确测量铂电阻两端的电压，由电流表A2的示数减去电流表A1的示数即可准确测量通过铂电阻的电流，故能准确测出铂电阻阻值的是题图(b)中乙电路；铂电阻工作电流范围为0.1~0.3 mA，电源电动势5 V，故电路中的总电阻范围应为~50 kΩ，故保护电阻选R1。
(3)题图(c)中A1量程100 μA，分度值1 μA，要往下估读一位，故题图(c)的示数为62.0 μA；题图(b)乙电路中，A1与铂电阻并联后再与A2串联，根据串并联电路特点有I1rA1(I2－I1)Rt，其中rA14.5 kΩ，I2295 μA，I162.0 μA，解得Rt Ω≈1.197×103 Ω，又Rt1 000＋3.85t(Ω)，当Rt1 197 Ω时，t ℃≈51 ℃。
答案：(1)3.85　(2)乙　R1　(3)62.0　51
5．解析：(1)连接实物图如图甲所示，注意连线不要有交叉，且电流从电表的正接线柱流入，从电表的负接线柱流出。
(3)为了保护电路，闭合开关瞬间，电流表和电压表的示数应为0，所以闭合开关前应将滑动变阻器的滑片滑至a端。
(6)根据电压表的读数规则可知，电压表的示数为1.40 V。
(7)根据题图(b)中的数据点拟合电压表示数U与氧气含量的曲线如图乙所示，则可知当电压表的示数为1.50 V时，氧气含量为17%。
答案：(1)见解析图　(3)a　(6)1.40　(7)17
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