《简单的光控和温控电路(选学)》课件1

2019-2020学年高中物理第三章传感器第4节简单的光控电路和温控电路（选学）教案1 教科版选修3-2教学过程（一）引入新课随着人们生活水平的提高，传感器在工农业生产中的应用越来越广泛，如走廊里的声、光控开关、温度报警器、孵小鸡用的恒温箱、路灯的自动控制、银行门口的自动门等，都用到了传感器．传感器的工作离不开电子电路，传感器只是把非电学量转换成电学量，对电学量的放大，处理均是通过电子元件组成的电路来完成的．这节课我们就来动手组装光控开关或温度报警器。

（二）进行新课实验1、光控开关1．实验原理及知识准备（投影）如图所示光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，R G为光敏电阻，R1的最大电阻为51 kΩ，R2为 330 kΩ，试分析其工作原理．白天，光强度较大，光敏电阻R G电阻值较小，加在斯密特触发器A端的电压较低，则输出端Y输出高电平，发光二极管LED不导通；当天色暗到一定程度时，R G的阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端 A的电压上升到某个值（1.6V），输出端Y突然从高电平跳到低电平，则发光二极管LED导通发光（相当于路灯亮了），这样就达到了使路灯天明熄灭，天暗自动开启的目的．（1）要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些还是调小些？为什么？应该把R1的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端A电压达到某个值（如1.6V，就需要R G的阻值达到更大，即天色更暗。

（2）用白炽灯模仿路灯，为何要用到继电器？由于集成电路允许通过的电流较小，要用白炽灯泡模仿路灯，就要使用继电器来启闭工作电路．（投影）如图所示电磁继电器工作电路，图中虚线框内即为电磁继电器，D为动触点，E为静触点．试分析电磁继电器的工作原理．当线圈 A中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔铁B向下运动，从而带动动触点D向下与E接触，将工作电路接通，当线圈A中电流为零时，电磁铁失去磁性，衔铁B在弹簧作用下拉起，带动触点D与E分离，自动切断工作电路．试说明控制电路的工作原理。

亲爱的同学：这份试卷将再次记录你的自信、沉着、智慧和收获，我们一直投给你信任的目光……学习资料专题3 生活中的传感器4 简单的光控和温控电路(选学)[学习目标] 1.了解洗衣机、电冰箱中的传感器.2.了解家用报警器的原理.3.了解传感器与人的感官的类比，以及它们各自的优势.4.了解一些简单的自动控制电路.一、生活中的传感器1.洗衣机中的传感器：全自动洗衣机实现了利用传感器和电脑技术对洗涤全过程进行检测和控制.2.电冰箱中的传感器：电冰箱主要由制冷系统和控制系统两大部分组成.在控制系统中，传感器起着非常重要的作用.3.家用报警器(1)居家生活中，煤气泄漏，会危及人身安全，需要加以防范.我们可以利用气敏元件制作有害气体报警器和可燃气体报警器.(2)有一种敲击防盗报警器，它利用压电式传感器对门窗玻璃损毁产生反应，形成对报警装置的启动.还有一种冲击防盗报警器，由冲击传感器和执行电路两部分组成.4.传感器与人的感官(1)光传感器和由它制成的录像头、监控探头，可以类比人的眼睛.(2)对有毒有害气体进行监控的化学和生物传感器，相当于人的鼻和舌等嗅觉、味觉器官.(3)力学和振动传感器，以及温度传感器可以认为相当于人类的触觉器官，如手、足、皮肤等.(4)声传感器不妨认为是机器的耳朵.二、简单的光控和温控电路1.集成电路又称IC，是在硅板上集合各种电子器件，实现某种特定功能的电路模块，它是电子设备中最重要的部分.2.光控自动照明电路利用光敏电阻作控制元件，从而通过光线来实现自动控制，使电路在天亮时自动切断，天黑自动导通.3.温控电熨斗利用热敏电阻作控制元件，从而使电熨斗的温度在低于指定值时电加热器供电加热，温度高于指定值时将电源关闭.[即学即用] 判断下列说法的正误.(1)通常的传感器可以直接用来进行自动控制.( ×)(2)传感器可以用来采集信息.( √)(3)传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量.( √)(4)洗衣机的脱水传感器是根据温度变化控制脱水动作的.( ×)(5)电冰箱是利用温度传感器自动控温的.( √)一、传感器的简单应用分析传感器应注意的四个分析(1)检测量分析：要清楚传感器所检测的非电学量，如温度、光、声、力等.(2)敏感元件分析：分析敏感元件的输入与输出信号，及输入与输出信号间的联系.(3)电路分析：分析传感器所在的电路结构,分析输入信号变化对电路电流、电压等产生的影响.(4)执行机构分析：分析非电学量与电学量之间的转换过程，分析根据所获得的信息控制执行机构进行工作的过程.例1如图1所示为某种电冰箱内温度控制器的结构.铜制的测温泡1、细管2和弹性金属膜盒3连通成密封系统，里面充有氯甲烷和它的蒸气，构成了一个温度传感器.膜盒3为扁圆形(图中显示它的切面)，右表面固定，左表面通过小柱体与弹簧片4连接.盒中气体的压强增大时，盒体就会膨胀.测温泡1安装在冰箱的冷藏室中.5、6分别是电路的动触点和静触点，控制制冷压缩机的工作.拉簧7的两端分别连接到弹簧片4和连杆9上.连杆9的下端是装在机箱上的轴.凸轮8是由设定温度的旋钮(图中未画出)控制的，逆时针旋转时凸轮连杆上端右移，从而加大对弹簧7的拉力.图1(1)为什么当冰箱内温度较高时压缩机能够自动开始工作，而在达到设定的低温后又自动停止工作？(2)为什么用凸轮可以改变设定的温度？答案 见解析解析 (1)冰箱内温度较高时，密封系统中的压强增大，盒体膨胀，膜盒 3通过小柱体带动弹簧片4，使动触点5与静触点6接触，控制压缩机自动开始工作，而在达到设定的温度时弹簧带动弹簧片4将触点5、6断开，使压缩机停止工作.(2)凸轮逆时针转动会加大连杆9对弹簧7的拉力，该拉力与弹性金属膜盒3共同控制弹簧片4的运动，而弹簧7上弹力的变化会改变设定的温度.例2 如图2所示为冲击防盗报警器的冲击传感器的结构示意图.在外壳的绝缘基板上固定一个螺栓，螺栓上有一个弹簧，弹簧的顶端焊有一个钢球，它们都是电的良导体，外壳也使用电的良导体制成.请简述这种装置防盗的原理.图2答案 在静止状态下，不论传感器置于何种状态，钢球和外壳均呈断开状态不会导通，一旦传感器受到外力冲击，如砸、碰、撞、敲击、撬动时，则钢球受到扰动产生运动与外壳接通，便可触发执行电路，使报警装置开始工作.二、简单的光控和温控电路例3 如图3所示是一种烟雾报警器的控制电路图，其原理简化如下：调节可变电阻R 1使U 23＝0.当有烟雾时，M741开始触发工作，其中R g 是光敏电阻.由此可知，要使M741开始工作，则应满足( )图3A.φ2>φ3B.φ2<φ3C.φ2＝φ3D.无法判断 答案 A解析 规定电源负极的电势为零，则φ3＝UR 4R 3＋R 4保持不变.而φ2＝UR g R 1＋R 2＋R g ＝U R 1＋R 2R g ＋1，当有烟雾时，光敏电阻R g 增大，φ2增大.所以当φ2>φ3时，控制电路开始工作.三、自动控制电路的分析与设计例4如图4所示为某小型电磁继电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈.P为可绕O 点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，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，其工作方式是( )图4A.A与B接信号电压，C与D跟被控电路串联B.A与B接信号电压，C与D跟被控电路并联C.C与D接信号电压，A与B跟被控电路串联D.C与D接信号电压，A与B跟被控电路并联答案 A解析A、B接电磁继电器的线圈，所以A、B应接信号电压，线圈电流随信号电压变化使电磁继电器吸引或释放P，从而使C、D接通或断开，进而起到控制作用.故正确答案为A.1.(力传感器的应用)压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图5甲所示的电路中，电流表示数变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是( )图5A.0～t1时间内，升降机一定匀速运动B.0～t1时间内，升降机可能减速上升C.t1～t2时间内，升降机可能匀速上升D.t1～t2时间内，升降机可能匀加速上升答案 B解析在0～t1时间内，电流恒定，表明压敏电阻的阻值恒定，则重物对压敏电阻的压力恒定，则升降机可能处于静止、匀速运动或匀变速直线运动状态，故A选项错误，B选项正确；t1～t2时间内，电流在增加，表明压敏电阻的阻值在减小，则重物对压敏电阻的压力在增大，重物的加速度是变化的，故不可能做匀速运动或匀变速运动，C、D选项错误.2.(温度传感器的应用)(多选)电饭锅的结构图如图6所示，如果感温磁体的“居里温度”为103 ℃，下列说法中正确的是( )图6A.常温下感温磁体具有较强的磁性B.当温度超过103 ℃时，感温磁体的磁性较强C.饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会达到103 ℃，这时开关按钮会跳起D.常压下只要锅内有水，锅内的温度就不可能达到103 ℃，开关按钮就不会自动跳起答案ACD3.(温度传感器的应用)小强用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制.经检查，恒温箱的控制器没有故障.参照图7，下列对故障判断正确的是( )图7A.只可能是热敏电阻出现故障B.只可能是温度设定装置出现故障C.热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障D.可能是加热器出现故障答案 C解析由恒温箱原理图可知，若热敏电阻出现故障或温度设定装置出现故障都会向控制器传递错误信息，导致控制器发出错误指令，故C正确，A、B错误.若加热器出现故障，只有一种可能，即不能加热，而题中加热器一直加热才会使温度持续升高，故D错误.。

教科版选修3《简单的光控和温控电路》说课稿一、教材分析1.1 教材内容概述本教材选修3《简单的光控和温控电路》是一本讲解光控和温控电路基本原理和应用的教材。

主要包括光敏电阻、光电二极管、温敏电阻、温度传感器等的基本原理与使用方法。

1.2 教材适用对象分析本教材主要适用于高中生，特别是理科生。

通过学习本教材，学生能够了解光控和温控电路在日常生活中的应用，并学会简单的光控和温控电路的设计与搭建。

二、教学目标2.1 知识目标•掌握光敏电阻和光电二极管的基本原理和特性。

•理解温敏电阻和温度传感器的工作原理和应用场景。

•学会简单的光控和温控电路的设计与制作。

2.2 能力目标•能够正确选择和使用光敏电阻、光电二极管、温敏电阻和温度传感器。

•具备一定的电路设计和搭建能力。

•培养学生的实验操作和观察能力。

2.3 情感目标通过本节课的学习，培养学生的独立思考能力和创新意识，让他们在实践中体验到探索科学的乐趣，增强对科学的兴趣和自信心。

三、教学重难点3.1 教学重点•光敏电阻和光电二极管的原理和应用。

•温敏电阻和温度传感器的工作原理。

•光控和温控电路的设计与制作。

3.2 教学难点•理解温敏电阻和温度传感器的原理。

•运用所学知识设计并搭建光控和温控电路。

四、教学策略与方法4.1 教学策略本节课采用任务型教学策略，通过实际操作任务，激发学生的学习兴趣和动手能力。

同时结合教学反思，为学生提供及时的指导与帮助。

4.2 教学方法•概念讲解：通过简单明了的语言，讲述光敏电阻、光电二极管、温敏电阻和温度传感器的基本原理。

•实验演示：通过实验演示，让学生观察电路现象，加深对光控和温控电路的理解。

•任务设计：设计一系列的任务，让学生在小组合作中，设计并制作光控和温控电路。

•分组讨论：让学生在小组讨论中分享经验、交流思路，提高学生的合作能力和创造力。

五、教学过程设计5.1 激发兴趣（5分钟）引入本节课的主题，通过介绍现代生活中光控和温控电路的应用，激发学生的学习兴趣和思考。

4简单的光控和温控电路(选学)［学科素养与目标要求］物理观念： 1. 了解洗衣机、电冰箱中的传感器.2. 了解家用报警器的原理 3 了解传感器与人的感官的类比，以及它们各自的优势 4 了解一些简单的自动控制电路.科学思维：能设计简单的传感器应用电路.科学态度与责任：通过对传感器原理及应用的了解，体会所学知识在实际应用中的价值，增强学习兴趣并培养正确的科学态度.一、生活中的传感器1•洗衣机中的传感器：全自动洗衣机实现了利用传感器和电脑技术对洗涤全过程进行检测和 _ 控制. 2•电冰箱中的传感器：电冰箱主要由制冷系统和控制系统两大部分组成•在控制系统中，传_ 感器起着非常重要的作用.3•家用报警器(1) 居家生活中，煤气泄漏，会危及人身安全，需要加以防范•我们可以利用气敏元件制作有害气体报警器和可燃气体报警器.(2) 有一种敲击防盗报警器，它利用压电式传感器对门窗玻璃损毁产生反应，形成对报警装置的启动•还有一种冲击防盗报警器，由冲击传感器和执行电路两部分组成.4•传感器与人的感官(1) 光传感器和由它制成的录像头、监控探头，可以类比人的眼睛.⑵对有毒有害气体进行监控的化学和生物传感器，相当于人的鼻和舌等嗅觉、味觉器官.⑶力学和振动传感器，以及温度传感器可以认为相当于人类的触觉器官，如手、足、皮肤等.（4）声传感器不妨认为是机器的耳朵.二、简单的光控和温控电路1 •集成电路又称IC,是在硅板上集合各种电子器件，实现某种特定功能的电路模块，它是电子设备中最重要的部分.2•光控自动照明电路利用光敏电阻作控制元件，从而通过光线来实现自动控制，使电路在天亮时自动切断，天黑_ 自动导通.3.温控电熨斗利用热敏电阻作控制元件，从而使电熨斗的温度在低于指定值时电加热器供电加热，温度高于指定值时将电源关闭.1. 判断下列说法的正误.（1）通常的传感器可以直接用来进行自动控制. （x ）（2）传感器可以用来米集信息.（“）（3）传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量. （V ）（4）洗衣机的脱水传感器是根据温度变化控制脱水动作的. （X ）（5）电冰箱是利用温度传感器自动控温的. （V ）2. 电子打火机的点火原理是压电效应，压电片在受压时会在两侧形成电压且电压大小与压力近似成正比.现有一利用压电效应制造的电梯加速度传感器，如图1所示.压电片安装在电梯地板下，电压表与压电片构成闭合回路用来测量压电片两侧形成的电压.若发现电压表示数增大，则电梯加速度一定___________ （填“向上”或“向下”），电梯可能__________ （填“加速”或“减速”）下降.图1答案向上减速一、传感器的简单应用传感器问题应注意的四个分析(1) 检测量分析：要清楚传感器所检测的非电学量，如温度、光、声、力等．(2) 敏感元件分析：分析敏感元件的输入与输出信号，及输入与输出信号间的联系．(3) 电路分析：分析传感器所在的电路结构，分析输入信号变化对电路电流、电压等产生的影响．(4) 执行机构分析：分析非电学量与电学量之间的转换过程，分析根据所获得的信息控制执行机构进行工作的过程．1 如图2 所示为某种电冰箱内温度控制器的结构．铜制的测温泡1、细管2 和弹性金属膜盒3 连通成密封系统，里面充有氯甲烷和它的蒸气，构成了一个温度传感器．膜盒 3 为扁圆形（图中显示它的切面），右表面固定，左表面通过小柱体与弹簧片 4 连接．盒中气体的压强增大时，盒体就会膨胀．测温泡 1 安装在冰箱的冷藏室中.5 、6分别是电路的动触点和静触点，控制制冷压缩机的工作．弹簧7 的两端分别连接到弹簧片 4 和连杆9 上．连杆9 的下端是装在机箱上的轴．凸轮8 是由设定温度的旋钮（图中未画出）控制的，逆时针旋转时凸轮连杆上端右移，从而加大对弹簧7的拉力．图2(1) 为什么当冰箱内温度较高时压缩机能够自动开始工作，而在达到设定的低温后又自动停止工作？(2) 为什么用凸轮可以改变设定的温度？答案见解析解析(1) 冰箱内温度较高时，密封系统中的压强增大，盒体膨胀，膜盒 3 通过小柱体带动弹簧片4，使动触点 5 与静触点 6 接触，控制压缩机自动开始工作，而在达到设定的温度时弹簧带动弹簧片 4 将触点5、6 断开，使压缩机停止工作．(2) 凸轮逆时针转动会加大连杆9对弹簧7 的拉力，该拉力与弹性金属膜盒3共同控制弹簧片4 的运动，而弹簧7 上弹力的变化会改变设定的温度．2 如图3 所示为冲击防盗报警器的冲击传感器的结构示意图．在外壳的绝缘基板上固定一个螺栓，螺栓上有一个弹簧，弹簧的顶端焊有一个钢球，它们都是电的良导体，外壳也使用电的良导体制成．请简述这种装置防盗的原理．图3答案在静止状态下，不论传感器置于何种状态，钢球和外壳均呈断开状态不会导通，一旦传感器受到外力冲击，如砸、碰、撞、敲击、撬动时，则钢球受到扰动产生运动与外壳接通，便可触发执行电路，使报警装置开始工作．二、简单的光控和温控电路3 如图4所示是一种烟雾报警器的控制电路图，其原理简化如下：调节可变电阻R使U2s= 0.当有烟雾时，| M741开始触发工作，其中R g 是光敏电阻.由此可知，要使M741开始工作，则应满足（）URURU则©3=歸保持不变而© 2=F=萨，当 有烟雾时，光敏电阻 Rj 增大，© 2增大.所以当 © 2> © 3时，控制电路开始工作.三、自动控制电路的分析与设计A. © 2>3C.© 2= © 3答案 A解析 规定电源负极的电势为零，B . © 2< ©3D.无法判断4 如图5 所示为某小型电磁继电器的构造示意图，其中L 为含铁芯的线圈.P 为可绕0点转动的铁片，K 为弹簧，S 为一对触点，ABCD 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，其工作方式是（ ）图5解析 A 、B 接电磁继电器的线圈，所以A B 应接信号电压，线圈电流随信号电压变化使电磁继电器吸引或释放 P,从而使C D 接通或断开，进而起到控制作用•故正确答案为A.1．（生活中的传感器 ）（ 多选 ）为了锻炼身体，小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计，A A 与B 接信号电压,B. A 与B 接信号电压,C. C 与D 接信号电压,D. C 与D 接信号电压,答案 AC 与D 跟被控电路串联C 与D 跟被控电路并联 A 与B 跟被控电路串联 A 与B 跟被控电路并联如图6所示是原理图•轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R间的摩擦不计），弹簧劲度系数为100 N/cm.定值电阻R0= 5 Q, ab是一根长为5 cm的均匀电阻丝，阻值R = 25 Q,电源输出电压恒为U= 3 V，理想电流表的量程为0〜0.6 A .当拉环不受力时，滑片P处于a端.下列关于这个电路的说法正确的是（）图6A. 小明在电路中连入R）的目的是保护电路B. 当拉环不受力时，闭合开关后电流表的读数为0.1 AC. 当拉力为400 N时，电流表指针指在0.3 A处D. 当拉力为400 N时，电流表指针指在0.5 A处答案ABC解析若电路无电阻R）,且金属滑片P在b端时，电路短路会损坏电源，R）的存在使电路不出现短路，因此A 正确；当拉环不受力时，滑片 P 在a 端，由闭合电路欧姆定律得，I =尽）十R0.1 A ，故B 正确；拉力为 400 N 时，由F = k A x ,贝U △ x = 4 cm ，对应的电阻为 Rp = 20 Q,确. 2.（温度传感器的应用）如图7所示是自动调温式电熨斗的结构，下列说法不正确的是 （）图7A. 常温时上、下触点是接触的B. 双金属片温度升高时，上层的金属片形变较大，双金属片将向下弯曲C. 原来温度控制在 80 C 断开电源，现要求 60 C 断开电源，应使调温旋钮下移一些D. 由熨烫丝绸衣物状态（温度较低）转化为熨烫棉麻衣物状态（温度较高），应使调温旋钮下移 一些 答案 C解析 常温工作时，上、下触点是接通的；当温度升高时，上层金属片形变大，向下弯曲， 切断电源；切断温度要升高则应使调温旋钮下移一些， A 、B 、D 正确，C 错误.3.（压力传感器的应用）（2018 •烟台市高二下学期期中）压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学设计了利用压敏电阻判断竖直升降机运动状态的装置，其工作原理图如图8甲所示，将压敏电阻固定在升降机底板上，其上放置一个物块，在升降机运动的过程中，电 流表示数如R 接入电路的电阻 Qb = 5 Q,由闭合电路欧姆定律得，IUR )+0.3 A ，故D 错误,图乙所示，已知升降机静止时电流表的示数为11.下列判断正确的是（）图8A. 0到t i时间内，升降机一定静止B．t 1 到t 2时间内，升降机可能做匀加速直线运动C. t 1 到t 2时间内，升降机运动时的加速度在变化D. t2到t3时间内，升降机可能向下匀加速运动答案C一、选择题1.传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用的传感器是( )A. 生物传感器B.红外传感器C.温度传感器D.压力传感器答案C2．当出现某疫情时，在机场、车站等交通出入口，使用红外线热像仪，红外线热像仪通过红外线遥感，可检测出经过它时的发热病人，从而可以有效控制疫情的传播．关于红外线热像仪，下列说法正确的是( )A. 选择红外线进行检测，主要是因为红外线具有荧光效应B. 红外线热像仪通过发射红外线照射人体来检测C. 红外线热像仪同时还具有杀菌作用D. —切物体都能发射红外线，而且物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同答案D解析红外线热像仪是根据物体发射的红外线的频率和强度不同而工作的，故D正确.3.某同学设计的家庭电路保护装置如图1所示，铁芯左侧线圈L i由火线和零线并行绕成•当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K,从而切断家庭电路.仅考虑L i在铁芯中产生的磁场，下列说法不正确的有()图1A. 家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零B. 家庭电路中使用的电器增多时，1_2中的磁通量不变C. 家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起D. 地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起答案C解析由于零线、火线中电流方向相反，产生的磁场方向相反，所以家庭电路正常工作时，1_2中的磁通量为零，选项A正确；家庭电路短路和用电器增多时均不会引起L2中磁通量的变化，选项B正确，C错误；地面上的人接触火线发生触电时，线圈L i中磁场变化引起L2中磁通量的变化，产生感应电流，吸起K,切断家庭电路，选项D正确.、非选择题4. （2018 •聊城市高二下学期期末）用压敏电阻可制成压力传感器，它受到的压力越大，输出的电压就越大，用它可以对汽车称重•经实测，某压力传感器输出电压与压力的关系如下表：将该压力传感器水平放置，并和电阻箱R （最大电阻999.9 Q）及部分其他器材组成了如图2甲所示的电路，闭合开关S,当线圈中的电流I >20 mA时，电磁继电器的衔铁被吸合•已知继电器线圈的电阻为25 Q,继电器控制电路的电压由传感器的输出电压U提供.（假设U不受继电器电路影响）（1）根据表格中数据，请在图乙给定的坐标系中描绘出压力传感器的输出电压随压力变化的图像；（2）当压力增大到一定程度时，电铃报警，说明汽车超载，则图甲中电铃应接在_________ （选填“ A、B'或“ C D ）两端；⑶为使车重G>3.0 X 105 N时启动报警系统，则电阻箱R的电阻应调节到_________ Q;⑷通过调整电阻箱R的阻值，可以调整报警车重，能使该装置报警的最小车重为______________ N.答案⑴见解析图（2）C D （3）100 （4）6.0 X104解析（1）横坐标表示压力，纵坐标表示输出电压，根据表中数据，所作图像如图所示（2）当压力增大到一定程度时，压力传感器输出电压达到一定数值，线圈中电流大于或等于20 mA时，电磁继电器的衔铁被吸合，C、D间的电路就会被接通，因此电铃应接在 C D之间；⑶由图可知当N= 3.0 X 105 N时U= 2.5 V,而使电磁继电器的衔铁被吸合的最小电流为0.022 5A,故电路总电阻R总=0~02 @ = 125 Q,所以电阻箱接入电路的阻值R = R总一只线=125 Q —25 Q = 100 Q;⑷因为使电磁继电器衔铁吸合的最小电流1= 20 mA= 0.02 A,继电器线圈的电阻R线=25 Q, 所以要使该装置报警，压力传感器输出的电压最小值为U最小=IR线=0.02 A X 25 Q= 0.5 V ,由图像可知，输出电压为0.5 V时，对应的压力为 6.0 X 104 N.5. （2018 •梅河口市第五中学高二月考）电饭煲的工作原理如图3所示，可分为两部分，即控制部分：由S、S、定值电阻R和黄灯组成；工作（加热）部分：由发热电阻R、定值电阻艮和红灯组成.S是一个磁钢限温开关，手动闭合，当此开关的温度达到居里点（103 C）时，自动断开，且不能自动复位，&是一个金属片自动开关，当温度达到70 C〜80 C时，自动断开，低于70 C时，自动闭合，红灯、黄灯是指示灯，通过其电流必须较小，所以R、艮起___________作用，R是发热电阻•接通电源并按下S后，黄灯熄而红灯亮，R发热，当温度达到70 C〜80 C时，S断开，当温度达到103 C时饭熟，S断开，当温度降到70 C以下时，S2闭合，水时，S _______ （填“会”或“不会”）自动断开.答案限流> 不会解析通过红灯、黄灯的电流必须较小，根据欧姆定律可知R、R2起限流作用；F3是发热电阻,要产生很大的热量，所以电流要大一点，而通过R2的电流要小一点，而并联电路电压相等,根据欧姆定律可知Ra>F3.若用电饭煲烧水时，温度达不到居里点（103 C）, S不会自动断开.电饭煲处于保温状态，由以上描述可知R R（填“或“ >”）,若用电饭煲烧会员升级服务第一拨・清北黍神马’有漬华北大学氏方法论课；还有清华学1!向断有的乂母亲述自己求学之路;衝水名梭试卷悄悄的上线了i扫qq领BSKSt不首发课程*很爹人我没告诉他羁I会员口口专車等你来撩■…“-20 -。

3 生活中的传感器4 简单的光控和温控电路（选学）[目标定位] 1.了解各种传感器在日常生活和生产中的应用.2.会分析简单的光控和温控电路.一、生活中的传感器1.洗衣机中的传感器全自动洗衣机已实现了利用传感器和电脑技术对洗涤全过程进行检测和控制.近年流行的模糊洗衣机中的传感器大致有：水位传感器、负载量传感器、水温传感器、布质传感器、洗涤粉传感器、脏污程度传感器、脱水(压电)传感器.2.电冰箱中的传感器电冰箱主要由制冷系统和控制系统两大部分组成.控制系统主要包括：温度自动控制、除霜温度控制、过热及过电流保护等.3.家用报警器(1)居家生活中，煤气泄漏，会危及人身安全，需要加以防范.我们可以利用气敏元件制作有害气体报警器和可燃气体报警器.(2)有一种敲击防盗报警器，它利用压电式传感器对门窗玻璃损毁产生反应，形成对报警装置的启动.还有一种冲击防盗报警器，由冲击传感器和执行电路两部分组成.4.传感器与人的感官(1)光传感器和由它制成的录像头、监控探头，可以类比人的眼睛.(2)对有毒有害气体进行监控的化学和生物传感器，相当于人的鼻和舌等嗅觉、味觉器官.(3)力学和振动传感器，以及温度传感器可以认为相当于人类的触觉器官，如手、足、皮肤等.(4)声传感器不妨认为是机器的耳朵.例1如图1所示为某种电冰箱内温度控制器的结构.铜制的测温泡1、细管2和弹性金属膜盒3连通成密封的系统，里面充有氯甲烷和它的蒸气，构成了一个温度传感器.膜盒3为扁圆形(图中显示它的切面)，右表面固定，左表面通过小柱体与弹簧片4连接.盒中气体的压强增大时，盒体就会膨胀.测温泡1安装在冰箱的冷藏室中.5、6分别是电路的动触点和静触点，控制制冷压缩机的工作.弹簧7的两端分别连接到弹簧片4和连杆9上.连杆9的下端是装在机箱上的轴.凸轮8是由设定温度的旋钮(图中未画出)控制的，逆时针旋转时凸轮连杆上端右移，从而加大对弹簧7的拉力.图1(1)为什么当冰箱内温度较高时压缩机能够自动开始工作，而在达到设定的低温后又自动停止工作？(2)为什么用凸轮可以改变设定的温度？解析(1)冰箱内温度较高时，密封系统中的压强增大，盒体膨胀，膜盒 3通过小柱体带动弹簧片4，使动触点5与静触点6接触，控制压缩机自动开始工作，而在达到设定的温度时弹簧带动弹簧片4将触点5、6断开，使压缩机停止工作.(2)凸轮逆时针转动会加大连杆9对弹簧7的拉力，该拉力与弹性金属膜盒3共同控制弹簧片4的运动，而弹簧7上弹力的变化会改变设定的温度.答案见解析例2如图2所示为冲击防盗报警器的冲击传感器的结构示意图.在外壳的绝缘基板上固定一个螺栓，螺栓上有一个弹簧，弹簧的顶端焊有一个钢球，它们都是电的良导体，外壳也使用电的良导体制成.请简述这种装置防盗的原理.图2答案在静止状态下，不论传感器置于何种状态，钢球和外壳呈断开状态不会导通，一旦传感器受到外力冲击，如砸、碰、撞、敲击、撬动时，则钢球受到扰动产生运动与外壳接通，便可触发执行电路，使报警装置开始工作.二、简单的光控和温控电路1.光控自动照明电路利用光敏电阻作控制元件，从而通过光线来实现自动控制，使电路在天亮时自动切断，天黑时自动导通.2.温控电熨斗利用热敏电阻作控制元件，从而使电熨斗的温度在低于指定值时，电热器供电加热，否则将电源关闭.例3 如图3所示是一种烟雾报警器的控制电路图，其原理简化如下：调节可变电阻R 1使U 23＝0.当有烟雾时，M741开始触发工作，其中R g 是光敏电阻.由此可知，要使M741开始工作，则应满足( )图3A.φ2>φ3B.φ2<φ3C.φ2＝φ3D.无法判断解析 规定电源负极的电势为零，则φ3＝ER 4R 3＋R 4保持不变.而φ2＝ER g R 1＋R 2＋R g ＝E R 1＋R 2R g ＋1，当有烟雾时，光敏电阻R g 增大，φ2增大.所以当φ2>φ3时，控制电路开始工作. 答案 A三、自动控制电路的分析与设计例4 如图4所示为某小型电磁继电器的构造示意图，其中L 为含铁芯的线圈.P 为可绕O 点转动的铁片，K 为弹簧，S 为一对触头，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，其工作方式是( )图4A.A 与B 接信号电压，C 与D 跟被控电路串联B.A 与B 接信号电压，C 与D 跟被控电路并联C.C 与D 接信号电压，A 与B 跟被控电路串联D.C 与D 接信号电压，A 与B 跟被控电路并联解析A、B接电磁继电器的线圈，所以A、B应接信号电压，线圈电流随信号电压变化使电磁继电器吸引或释放P，从而使C、D接通或断开，进而起到控制作用.故正确答案为A.答案 A设计自动控制电路时，一般按照以下的思路进行：(1)根据题目给出的仪器和要求画出控制电路和工作电路控制电路由电源、开关、光敏电阻(或热敏电阻等其他敏感元件)、电磁继电器和导线等组成；工作电路由电源、用电器(灯泡、电热丝或其他用电器)、导线等组成.这两个电路相互独立，又通过电磁继电器相关联，电磁继电器实际上是工作电路的开关.(2)分析自控电路的合理性电路设计完成后，要对它的合理性进行分析，用光照射光敏电阻或对热敏电阻加热，检查工作电路的接通和断开是否符合实际要求.例如，自控路灯电路的设计要求是白天切断工作电路，使路灯熄灭，晚上接通工作电路，使路灯发光.1.(生活中的传感器的应用)(多选)如图5所示是自动调温式电熨斗，下列说法正确的是( )图5A.常温时上下触点是接触的B.双金属片温度升高时，上层金属片形变较大，双金属片将向下弯曲C.原来温度控制在80 ℃断开电源，现要求60 ℃断开电源，应使调温旋钮下移一些D.由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些答案ABD解析常温工作时，上下触点是接通的，当温度升高时，上层金属片形变大，向下弯曲，切断电源.断电温度要升高则应使调温旋钮下移一些，A、B、D对，C错.2.(自动控制电路的分析与设计)如图6所示是自动水位报警的示意图，其中继电器的线圈通过电流时，磁铁吸引衔铁1，使它与触头3断开，与触头2接触.若要求水位正常时绿灯亮，高出一定水位时红灯亮，现有红、绿灯泡各一个，红灯泡应安在________位置，绿灯泡应安在______位置(填“A”或“B”).图6答案 B A解析 水位正常时，线圈中没有电流，衔铁1与触头3接触，这时应绿灯亮，所以绿灯泡应安在A 位置，当高出一定水位时，线圈中有电流，磁铁吸引衔铁1，使它与触头3断开，与触头2接触，这时应红灯亮，所以红灯泡应安在B 位置.3.(生活中的传感器的应用)如图7所示是电饭煲的电路图，S 1是一个温控开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点(103 ℃)时，会自动断开.S 2是一个自动温控开关，当温度低于70 ℃时，会自动闭合；温度高于80 ℃时，会自动断开.红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯.分流电阻R 1＝R 2＝500 Ω，加热电阻丝R 3＝50 Ω，两灯的电阻不计.图7(1)分析电饭煲的工作原理；(2)计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比；(3)简要回答，如果不闭合开关S 1能将饭煮熟吗？答案 见解析解析 (1)接上电源，S 2自动闭合，同时手动闭合S 1，这时黄灯短路，红灯亮，电饭煲处于加热状态.加热到80 ℃时，S 2自动断开，S 1仍闭合；饭煮熟后，温度升高到103 ℃时，S 1自动断开，黄灯亮，电饭煲处于保温状态，由于散热，待温度降至70 ℃时，S 2自动闭合，电饭煲重新加热，温度达到80 ℃时，S 2又自动断开，再次处于保温状态，如此循环.(2)加热时电饭煲消耗的电功率P 1＝U 2R 并，保温时电饭煲消耗的电功率P 2＝U 2R 1＋R 并，两式中R 并＝R 2R 3R 2＋R 3＝500×50500＋50 Ω＝50011 Ω，故P 1P 2＝R 1＋R 并P 并＝500＋5001150011＝121. (3)如果不闭合S 1，开始时S 2是闭合的，R 1被短路，功率为P 1；当温度上升到80 ℃时，S 2自动断开，功率降为P 2；温度降低到70 ℃，S 2自动闭合……温度只能在70～80 ℃之间变化，不能将饭煮熟.4.(自动控制电路的分析与设计)按如图8所示连接好电路，合上S，发现小灯泡不亮，原因是_______________________；用电吹风对热敏电阻吹一会儿，会发现小灯泡________，原因是___________________；停止吹风，会发现____________________________________________________________；把热敏电阻放入冷水中会发现__________________________________________________.图8答案由于热敏电阻阻值较大，左侧电路电流较小，电磁铁磁性较弱吸不住衔铁亮电吹风对热敏电阻加热使其阻值变小，电路中电流增大，电磁铁吸住衔铁小灯泡不会立即熄灭，因为热敏电阻温度仍然较高小灯泡熄灭题组一生活中的传感器1.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图1甲所示的电路中，电流表示数变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是( )图1A.0～t1时间内，升降机一定匀速运动B.0～t1时间内，升降机可能减速上升C.t1～t2时间内，升降机可能匀速上升D.t1～t2时间内，升降机可能匀加速上升答案 B解析在0～t1时间内，电流恒定，表明压敏电阻的阻值恒定，则重物对压敏电阻压力恒定，则升降机可能处于静止、匀速运动或匀变速直线运动，故A项错误，B项正确；t1～t2时间内，电流在增加，表明压敏电阻的阻值在减小，则重物对压敏电阻的压力在增大，故不可能做匀速运动或匀加速运动，C、D两项都错.2．(多选)为锻炼身体，小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计，如图2所示是原理图．轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计)，弹簧劲度系数为100 N/cm.定值电阻R0＝5 Ω，ab是一根长为5 cm的均匀电阻丝，阻值R1＝25 Ω，电源输出电压恒为U＝3 V，理想电流表的量程为0～0.6 A．当拉环不受力时，滑片P处于a 端．下列关于这个电路的说法正确的是(不计电源内阻)( )图2A．小明在电路中连入R0的目的是保护电路B．当拉环不受力时，闭合开关后电流表的读数为0.1 AC．当拉力为400 N时，电流表指针指在0.3 A处D．当拉力为400 N时，电流表指针指在0.5 A处答案ABC解析若电路无电阻R0，且金属滑片P在b端时，回路短路损坏电源，R0的存在使电路不出现短路，因此A正确；当拉环不受力时，滑片P在a端，由欧姆定律得，I＝UR0＋R1＝0.1 A，故B正确；拉力为400 N时，由F＝kΔx，则Δx＝4 cm，对应的电阻为R aP＝20 Ω，R1接入电路的电阻R Pb＝5 Ω，由闭合电路欧姆定律得，I＝UR0＋R Pb＝0.3 A，故D错，C正确．3.氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测，它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化.在图3所示电路中，不同的一氧化碳浓度对应传感器不同的电阻值，电压表的示数与一氧化碳的浓度一一对应，观察电压表示数就能判断一氧化碳浓度是否超标.已知氧化锡传感器的电阻的倒数与一氧化碳浓度成正比，那么，电压表示数U与一氧化碳浓度ρ之间的对应关系正确的是( )图3A.U越大，表示ρ越大，ρ与U成正比B.U越大，表示ρ越小，ρ与U成反比C.U越大，表示ρ越大，但ρ与U无关D.U 越大，表示ρ越小，但ρ与U 无关答案 C解析 设传感器的电阻为R 1，电源的电动势为E ，内阻为r ，由题意得1R 1＝k ρ，k 是比例系数.又根据闭合电路欧姆定律得，电压表示数U ＝R 0R 0＋R ＋r ＋R 1E ＝R 0R 0＋R ＋r ＋1k ρE .由数学知识分析可知，U 越大，ρ越大，但ρ与U 无关.故选C.题组二 自动控制电路的分析与设计4. (多选)如图4所示，全自动洗衣机中的排水阀是由程序控制器控制其动作的，当进行排水和脱水工序时，控制铁芯1的线圈通电，使铁芯2运动，从而牵引排水阀的阀门排除污水.以下说法中正确的是()图4A.若输入的控制电流由a 流入，由b 流出，则铁芯2中A 端为N 极，B 端为S 极B.若输入的控制电流由a 流入，由b 流出，则铁芯2中A 端为S 极，B 端为N 极C.若a 、b 处输入交变电流，铁芯2不能被吸入线圈中D.若a 、b 处输入交变电流，铁芯2仍能被吸入线圈中答案 AD解析 铁芯被通电螺线管磁化.5．如图5所示是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图．门打开时，红外光敏电阻R 3受到红外线照射，电阻减小；门关闭会遮蔽红外线源(红外线源没有画出)．经实际试验，灯的亮灭能反映门的开、关状态．门打开时两灯的发光情况以及R 2两端电压U R 2与门关闭时相比()图5A ．红灯亮，U R 2变大B ．绿灯亮，U R 2变大C ．绿灯亮，U R 2变小D ．红灯亮，U R 2变小答案 D 解析 门打开R 3减小，导致R 总减小和I 总增加，U r 和U R 1变大，U R 2＝E －(U R 1＋U r )减小，I R 3＝I 总－U R 2R 2增加，电磁继电器磁性增强把衔铁拉下，红灯亮，绿灯灭，A 、B 、C 均错误，D 正确． 6.(多选)某同学设计的家庭电路保护装置如图6所示，铁芯左侧线圈L 1由火线和零线并行绕成.当右侧线圈L 2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K ，从而切断家庭电路.仅考虑L 1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有( )图6A.家庭电路正常工作时，L 2中的磁通量为零B.家庭电路中使用的用电器增多时，L 2中的磁通量不变C.家庭电路发生短路时，开关K 将被电磁铁吸起D.地面上的人接触火线发生触电时，开关K 将被电磁铁吸起答案 ABD解析 由于零线、火线中电流方向相反，产生的磁场方向相反，所以家庭电路正常工作时，L 2中的磁通量为零，选项A 正确；家庭电路短路和用电器增多时均不会引起L 2的磁通量的变化，选项B 正确，C 错误；地面上的人接触火线发生触电时，线圈L 1中磁场变化引起L 2中磁通量的变化，产生感应电流，吸起K ，切断家庭电路，选项D 正确.7.如图7所示为一自动控制温度的电梯，请说明其工作原理.图7答案 见解析解析 当开关P 在弹簧拉力作用下拉到上面与a 接触时，电热丝工作；随着温度升高，热敏电阻温度升高，阻值减小，通过电磁铁的电流增大，电磁铁磁性增强到一定程度时把P 吸到与b 接触，电热丝停止工作，指示灯亮.8.如图8是一种防汛报警器的原理图，S 是触点开关，B 是一个漏斗形的竹片圆筒，里面有浮子A，请你说明这种报警器的工作原理.图8答案见解析解析由题图可以看出，水面上升时，浮子A在漏斗形的竹片圆筒内上浮，顶起金属板.当水面上升达到警戒水位时，使触点开关S闭合，电磁铁电路连通，电磁铁通电有磁性，吸下衔铁使报警电路的触点开关闭合，灯亮发出防汛警报.。

第3、4节 生活中的传感器__简单的光控和温控电路(选学)一、生活中的传感器1．洗衣机中的传感器 全自动洗衣机已经实现了利用传感器和电脑技术对洗涤全过程进行检测和控制。

近年来的模糊洗衣机中的传感器大致有：水位传感器、负载量传感器、水温传感器、布质传感器、洗涤粉传感器、脏污程度传感器、脱水(压电)传感器。

2．电冰箱中的传感器 电冰箱主要由制冷系统和控制系统两大部分组成。

控制系统主要包括：温度自动控制、除霜温度控制、过热及过电流保护等。

3．家用报警器(1)居家生活中，煤气泄漏会危及人身安全，需要加以防范。

我们可以利用气敏元件制作有害气体报警器和可燃气体报警器。

(2)有一种敲击防盗报警器，它利用压电式传感器对门窗玻璃损毁产生反应，形成对报警装置的启动。

还有一种冲击防盗报警器，由冲击传感器和执行电路两部分组成。

4．传感器与人的感官(1)光传感器和由它制成的录像头和监控探头，可以类比人的眼睛。

(2)对有毒有害气体进行监控的化学和生物传感器，相当于人的鼻和舌等嗅觉、味觉器1.近年流行的模糊洗衣机的传感器大致有水位传感器、负载量传感器、水温传感器、脏污程度传感器、脱水(压电)传感器等。

2．电冰箱主要由制冷系统和控制系统两大部分组成。

控制系统主要包括温度自动控制、除霜温度控制、过热及过电流保护等。

在控制系统中，传感器起着非常重要的作用。

3．居家生活中，我们可以利用气敏元件制作有害气体报警器和可燃气体报警器。

官。

(3)力学和振动传感器，以及温度传感器可以认为相当于人类的触觉器官，如手、足、皮肤等。

(4)声传感器不妨认为是机器的耳朵。

二、简单的光控和温控电路1．光控自动照明电路(1)电路原理图图3­3­1(2)功能利用光敏电阻作控制元件从而通过光线来实现自动控制，使电路在天亮时自动切断，天黑时自动导通。

(3)调试将光敏电阻用黑纸包住使它不被光照亮，如果发光二极管不亮，则调节电位器R1，直到发光二极管发光为止。

3 生活中的传感器4 简单的光控和温控电路(选学)[学习目标] 1.了解洗衣机、电冰箱中的传感器.2.了解家用报警器的原理.3.了解传感器与人的感官的类比，以及它们各自的优势.4.了解一些简单的自动控制电路.一、生活中的传感器1.洗衣机中的传感器：全自动洗衣机实现了利用传感器和电脑技术对洗涤全过程进行检测和控制.2.电冰箱中的传感器：电冰箱主要由制冷系统和控制系统两大部分组成.在控制系统中，传感器起着非常重要的作用.3.家用报警器(1)居家生活中，煤气泄漏，会危及人身安全，需要加以防范.我们可以利用气敏元件制作有害气体报警器和可燃气体报警器.(2)有一种敲击防盗报警器，它利用压电式传感器对门窗玻璃损毁产生反应，形成对报警装置的启动.还有一种冲击防盗报警器，由冲击传感器和执行电路两部分组成.4.传感器与人的感官(1)光传感器和由它制成的录像头、监控探头，可以类比人的眼睛.(2)对有毒有害气体进行监控的化学和生物传感器，相当于人的鼻和舌等嗅觉、味觉器官.(3)力学和振动传感器，以及温度传感器可以认为相当于人类的触觉器官，如手、足、皮肤等.(4)声传感器不妨认为是机器的耳朵.二、简单的光控和温控电路1.集成电路又称IC，是在硅板上集合各种电子器件，实现某种特定功能的电路模块，它是电子设备中最重要的部分.2.光控自动照明电路利用光敏电阻作控制元件，从而通过光线来实现自动控制，使电路在天亮时自动切断，天黑自动导通.3.温控电熨斗利用热敏电阻作控制元件，从而使电熨斗的温度在低于指定值时电加热器供电加热，温度高于指定值时将电源关闭.[即学即用] 判断下列说法的正误.(1)通常的传感器可以直接用来进行自动控制.( ×)(2)传感器可以用来采集信息.( √)(3)传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量.( √)(4)洗衣机的脱水传感器是根据温度变化控制脱水动作的.( ×)(5)电冰箱是利用温度传感器自动控温的.( √)一、传感器的简单应用分析传感器应注意的四个分析(1)检测量分析：要清楚传感器所检测的非电学量，如温度、光、声、力等.(2)敏感元件分析：分析敏感元件的输入与输出信号，及输入与输出信号间的联系.(3)电路分析：分析传感器所在的电路结构,分析输入信号变化对电路电流、电压等产生的影响.(4)执行机构分析：分析非电学量与电学量之间的转换过程，分析根据所获得的信息控制执行机构进行工作的过程.例1如图1所示为某种电冰箱内温度控制器的结构.铜制的测温泡1、细管2和弹性金属膜盒3连通成密封系统，里面充有氯甲烷和它的蒸气，构成了一个温度传感器.膜盒3为扁圆形(图中显示它的切面)，右表面固定，左表面通过小柱体与弹簧片4连接.盒中气体的压强增大时，盒体就会膨胀.测温泡1安装在冰箱的冷藏室中.5、6分别是电路的动触点和静触点，控制制冷压缩机的工作.拉簧7的两端分别连接到弹簧片4和连杆9上.连杆9的下端是装在机箱上的轴.凸轮8是由设定温度的旋钮(图中未画出)控制的，逆时针旋转时凸轮连杆上端右移，从而加大对弹簧7的拉力.图1(1)为什么当冰箱内温度较高时压缩机能够自动开始工作，而在达到设定的低温后又自动停止工作？(2)为什么用凸轮可以改变设定的温度？答案 见解析解析 (1)冰箱内温度较高时，密封系统中的压强增大，盒体膨胀，膜盒 3通过小柱体带动弹簧片4，使动触点5与静触点6接触，控制压缩机自动开始工作，而在达到设定的温度时弹簧带动弹簧片4将触点5、6断开，使压缩机停止工作.(2)凸轮逆时针转动会加大连杆9对弹簧7的拉力，该拉力与弹性金属膜盒3共同控制弹簧片4的运动，而弹簧7上弹力的变化会改变设定的温度.例2 如图2所示为冲击防盗报警器的冲击传感器的结构示意图.在外壳的绝缘基板上固定一个螺栓，螺栓上有一个弹簧，弹簧的顶端焊有一个钢球，它们都是电的良导体，外壳也使用电的良导体制成.请简述这种装置防盗的原理.图2答案 在静止状态下，不论传感器置于何种状态，钢球和外壳均呈断开状态不会导通，一旦传感器受到外力冲击，如砸、碰、撞、敲击、撬动时，则钢球受到扰动产生运动与外壳接通，便可触发执行电路，使报警装置开始工作.二、简单的光控和温控电路例3 如图3所示是一种烟雾报警器的控制电路图，其原理简化如下：调节可变电阻R 1使U 23＝0.当有烟雾时，M741开始触发工作，其中R g 是光敏电阻.由此可知，要使M741开始工作，则应满足( )图3A.φ2>φ3B.φ2<φ3C.φ2＝φ3D.无法判断 答案 A解析 规定电源负极的电势为零，则φ3＝UR 4R 3＋R 4保持不变.而φ2＝UR g R 1＋R 2＋R g ＝U R 1＋R 2R g＋1，当有烟雾时，光敏电阻R g 增大，φ2增大.所以当φ2>φ3时，控制电路开始工作.三、自动控制电路的分析与设计例4如图4所示为某小型电磁继电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈.P为可绕O 点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，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，其工作方式是( )图4A.A与B接信号电压，C与D跟被控电路串联B.A与B接信号电压，C与D跟被控电路并联C.C与D接信号电压，A与B跟被控电路串联D.C与D接信号电压，A与B跟被控电路并联答案 A解析A、B接电磁继电器的线圈，所以A、B应接信号电压，线圈电流随信号电压变化使电磁继电器吸引或释放P，从而使C、D接通或断开，进而起到控制作用.故正确答案为A.1.(力传感器的应用)压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图5甲所示的电路中，电流表示数变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是( )图5A.0～t1时间内，升降机一定匀速运动B.0～t1时间内，升降机可能减速上升C.t1～t2时间内，升降机可能匀速上升D.t1～t2时间内，升降机可能匀加速上升答案 B解析在0～t1时间内，电流恒定，表明压敏电阻的阻值恒定，则重物对压敏电阻的压力恒定，则升降机可能处于静止、匀速运动或匀变速直线运动状态，故A选项错误，B选项正确；t1～t2时间内，电流在增加，表明压敏电阻的阻值在减小，则重物对压敏电阻的压力在增大，重物的加速度是变化的，故不可能做匀速运动或匀变速运动，C、D选项错误.2.(温度传感器的应用)(多选)电饭锅的结构图如图6所示，如果感温磁体的“居里温度”为103 ℃，下列说法中正确的是( )图6A.常温下感温磁体具有较强的磁性B.当温度超过103 ℃时，感温磁体的磁性较强C.饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会达到103 ℃，这时开关按钮会跳起D.常压下只要锅内有水，锅内的温度就不可能达到103 ℃，开关按钮就不会自动跳起答案ACD3.(温度传感器的应用)小强用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制.经检查，恒温箱的控制器没有故障.参照图7，下列对故障判断正确的是( )图7A.只可能是热敏电阻出现故障B.只可能是温度设定装置出现故障C.热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障D.可能是加热器出现故障答案 C解析由恒温箱原理图可知，若热敏电阻出现故障或温度设定装置出现故障都会向控制器传递错误信息，导致控制器发出错误指令，故C正确，A、B错误.若加热器出现故障，只有一种可能，即不能加热，而题中加热器一直加热才会使温度持续升高，故D错误.。