資源簡介

第3節　利用傳感器制作簡單的自動控制裝置
學習目標　1.進一步理解常用傳感器的工作原理及應用。2.學會利用傳感器制作簡單的自動控制裝置。
實驗目的
1.通過練習組裝電子電路，獲得對自動控制電路設計的感性認識。
2.了解兩個傳感器的工作原理，利用傳感器實現簡單自動控制。
實驗一　門窗防盜報警裝置
1.實驗器材和裝置
干簧管SA、繼電器、發光二極管LED、電阻R、蜂鳴器H、電源（干電池6 V）、小磁體M、開關。電路如圖所示。
2.電路工作原理
閉合電路開關S，系統處于防盜狀態。當門窗緊閉時，磁體M靠近干簧管SA，干簧管兩個簧片被磁化相吸而接通繼電器線圈K，使繼電器工作。繼電器的動觸點c與常開觸點a接觸，發光二極管LED發光，顯示電路處于正常工作狀態。當門窗開啟時，磁體離開干簧管，干簧管失去磁性斷開，繼電器被斷電。繼電器的動觸點c與常閉觸點b接通，蜂鳴器H發聲報警。干簧管在電路中起傳感器和控制開關的作用，繼電器則相當于一個自動的雙向開關。
3.實驗操作
（1）連接電路前，要先判斷一下干簧管是否可以正常工作。用磁體直接靠近干簧管，觀察簧片能否正常動作。
（2）確定各元件可以正常工作后，按照上圖所示連接電路。
（3）接通電源后，將磁體靠近和離開干簧管，分別觀察實驗現象。
實驗二　光控開關
1.實驗器材和裝置
可調電阻R1、限流電阻R2、光敏電阻RG、三極管VT、發光二極管LED、繼電器、小燈泡L、二極管D、電源等。
2.電路工作原理
（1）三極管及其工作原理
晶體三極管是半導體基本元件之一，具有電流放大作用，在控制電路中常用作電子開關。本實驗采用三極管配合光敏電阻完成光控開關的任務。三極管由三個電極組成，分別是發射極e，基極b和集電極c，有NPN型和PNP型兩種（如圖甲所示）。三極管的一個重要特性是，從基極輸入一個較小的電流，就會在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開關作用。
甲
（2）光控開關電路
當環境光比較強時，光敏電阻RG的阻值很小，三極管不導通，發光二極管或繼電器所在的回路相當于斷路，即發光二極管不工作；繼電器處于常開狀態，小燈泡L不亮。
當環境光比較弱時，光敏電阻RG的阻值變大，三極管導通，且獲得足夠的基極電流，產生較大的集電極電流，點亮發光二極管或驅動繼電器吸合而點亮小燈泡L。
3.實驗操作
（1）按照圖乙所示連接電路，檢查無誤后，接通電源。
（2）讓光敏電阻RG受到白天較強的自然光照射，調節電阻R1使發光二極管LED或小燈泡L剛好不發光。
（3）遮擋RG，當光照減弱到某種程度時，就會看到發光二極管LED或小燈泡L發光。
（4）讓光照加強，當光照強到某種程度時，則發光二極管LED或小燈泡L熄滅。
如果實驗現象不明顯，可用手電筒加強光照，或遮蓋光敏電阻，再進行觀察。
探究一　報警系統的電路分析
例1 （2024·福建三明高二期末）電梯的超載自動報警系統簡化電路如圖所示，電梯箱底裝有壓敏電阻R1，R2為滑動變阻器，A、B為靜觸點，K為動觸點。當超過限定質量時，電鈴將發出報警聲，以下說法正確的是（　　）
A.電磁鐵的上端為N極
B.R1的阻值隨壓力的增大而增大
C.R1的阻值增大，電磁鐵的磁場增強
D.若要減小電梯的限定質量，則R2的滑片P向左滑動
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探究二　光控電路的分析
例2 光敏電阻在各種自動化裝置中有很多應用。街道路燈自動控制就是其應用之一，如圖所示電路為模擬電路，其中A為一光敏電阻，B為電磁繼電器，C為電流信號放大器，D為路燈。請連成正確的電路，達到日出路燈熄、日落路燈亮的效果。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
探究三　自動控制電路的設計
例3 （2024·上海徐匯中學高二期中）如圖所示為某個恒溫箱控溫電路的一部分。其中水銀溫度計內的水銀為導電材料，下面金屬絲B與水銀接觸，上方金屬絲A則可以根據需要上下調整。控制部分的核心則是一個電磁繼電器，其在通電后會吸引金屬片從而使得加熱電路（圖中未畫出）導通或斷開。為了實現控溫效果，加熱電路應接在　　　　端；為提升恒溫箱的溫度，應將金屬絲（　　）
A.EF；上升 B.EF；下降
C.CD；上升 D.CD；下降
第3節　利用傳感器制作簡單的自動控制裝置
典例探究分析
探究一
例1 D　[根據右手螺旋定則可知，電磁鐵的上端相當于S極，A錯誤；電梯箱底板壓力過大時，流過電磁鐵的電流增大，電磁鐵將動觸點K吸合到B，使電鈴報警，因此R1的阻值隨壓力的增大而減小，B錯誤；R1的阻值增大時，回路的電流強度減小，電磁鐵的磁場減弱，C錯誤；若要減小電梯的限定質量，即減小限定壓力，此時壓敏電阻阻值較大，若電磁鐵依然吸合動觸點K到B，則應減小R2的阻值，使回路電流強度增加，因此應使R2的滑片P向左滑動，D正確。]
探究二
例2 見解析圖
解析　當有光照射時，光敏電阻阻值較小，電流經過放大器輸出一個較大的電流，驅動電磁繼電器吸合，使兩個觸點斷開；當無光照時，光敏電阻阻值增大，電流減小，放大器輸出電流減小，電磁繼電器釋放銜鐵，使兩個觸點閉合，控制路燈電路接通，路燈開始工作，電路如圖所示。
探究三
例3 A　[通電后，當恒溫箱內的溫度未達到導電溫度計金屬絲所指示的溫度時，此時電磁繼電器無磁性，銜鐵與EF相連，電熱絲被連接在電路中，使恒溫箱內溫度升高。為提高恒溫箱溫度，即加熱絲加熱使水銀溫度計內水銀上升高度變高后才斷開，因此應將金屬絲A上升，A正確。]
章末核心素養提升
知識網絡構建
非電學　越小　越小　越大　第五章　第3節　利用傳感器制作簡單的自動控制裝置
(分值：30分)
溫馨提示：此系列題卡，非選擇題每空2分，分值不同題空另行標注
1.(4分)如圖(a)是流水線上的產品輸送及計數裝置示意圖，其中S為光源，R1為定值電阻，R2為光敏電阻(無光照射時阻值大，有光照射時阻值小)，電源電壓恒為12 V。產品隨傳送帶勻速運動，當產品通過S與R2之間時，射向R2的光束會被擋住。合上開關K，R2兩端的電壓隨時間變化的關系如圖(b)所示。則每分鐘通過計數裝置的產品個數為________個，有光照射和無光照射時R2的功率之比為________。
2.(6分)(2024·山東東營高二期末)小明利用熱敏電阻設計了一個“過熱自動報警電路”，如圖甲所示(虛線框內的連接沒有畫出)。將熱敏電阻R安裝在需要探測溫度的地方，當環境溫度正常時，繼電器的上觸點接觸，下觸點分離，指示燈亮；當環境溫度超過某一值時，繼電器的下觸點接觸，上觸點分離，警鈴響。圖甲中繼電器的供電電源U1＝5 V，內阻不計，繼電器線圈用漆包線繞成，其電阻R0＝30 Ω。當線圈中的電流大于等于50 mA時，繼電器的銜鐵將被吸合，警鈴響。圖乙是熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖像。
(1)由圖乙可知，當環境溫度為80 ℃時，熱敏電阻阻值為________(1分) Ω。
(2)由圖乙可知，當環境溫度升高時，熱敏電阻阻值將________(1分)(選填“增大”“減小”或“不變”)，繼電器的磁性將________(1分)(選填“增強”“減弱”或“不變”)。
(3)圖甲中指示燈的接線柱D應與接線柱________(1分)相連(均選填“A”或“B”)。
(4)當環境溫度大于等于________ ℃時，警鈴報警。
3.(4分)如圖是某研究學習小組模擬街道路燈自動控制電路的電路圖，光控開關可采用光敏電阻來控制，光敏電阻的阻值隨著光照強度增強而減小，利用直流電源為電磁鐵供電，利用照明電源為路燈供電。為達到天亮燈熄、天暗燈亮的效果，路燈應接在__________(選填“A、B”或“B、C”)之間，請用筆畫線代替導線，正確連接部分電路元件(2分)。
4.(8分)(2024·山西運城高二期末)某一熱敏電阻的阻值R隨溫度變化的圖線如圖甲所示，現要利用該熱敏電阻組裝一個報警系統，要求當熱敏電阻的溫度達到或超過60 ℃時，系統報警。提供的器材有：熱敏電阻報警器(內阻很小，流過的電流超過Ic時就會報警，Ic約為10 mA，流過的電流超過20 mA時，報警器可能損壞)，電阻箱(最大阻值為999.9 Ω)，直流電源(輸出電壓為18 V，內阻不計)，滑動變阻器(最大阻值為2 000 Ω)，單刀雙擲開關一個，導線若干。
(1)由甲圖可知，熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而__________(選填“增大”或“減小”)。
(2)按乙圖所示的電路圖組裝電路，并按照下列步驟調節此報警系統。
①電路接通前，滑動變阻器的滑片應置于__________(選填“a”或“b”)端附近；
②若已知該熱敏電阻在60 ℃時阻值為650.0 Ω。則根據實驗要求，先將電阻箱調到一固定的阻值，這一阻值為________ Ω；
③將開關向________ (填“c”或“d”)端閉合，緩慢移動滑動變阻器的滑片，直至報警器開始報警。
(3)保持滑動變阻器滑片的位置不變，將開關向另一端閉合，報警系統即可正常使用。
5.(8分)(2024·廣東佛山高二期末)如圖為“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數的關系”的實驗裝置。某同學已將學生電源連接了220 V的交流電源，電壓擋調到6 V，將學生電源經開關與可拆變壓器左側線圈上的“0”和“400”兩接線柱相連。
(1)如圖連接了部分電路，現要使接在右側線圈上的電壓表獲得低于6 V的電壓，請在以下實驗裝置圖中以筆畫線，完成剩余的電路連線(2分)。
(2)將更大量程的電壓表與變壓器右側線圈上的“0”和“__________”(選填“200”“800”或“1 400”)兩接線柱相連，觀測到該表示數為20.3 V。若此時保持電路連通，僅將鐵芯橫梁從變壓器上取出，則該電壓表的示數將____________(選填“不變”“變大”“變小”或“變為0”)。
(3)通過分析實驗數據發現，每次實驗，變壓器副線圈輸出電壓總比理論值小，試指出造成這種結果的主要原因(無需寫理由)__________ ___________________
________________________________________。
第3節　利用傳感器制作簡單的自動控制裝置
1.20　11∶20
解析　由圖(b)可知，每隔3 s通過一個產品，因此每分鐘通過產品數為20個。
由圖(b)可知，有光照時，光敏電阻兩端電壓為
U1＝1 V
流過回路的電流I1＝＝
無光照時，光敏電阻兩端電壓為U2＝10 V
流過回路的電流I2＝＝
根據P＝UI
可知，有光照射和無光照射時R2的功率之比為
＝＝。
2.(1)30　(2)減小　增強　(3)A　(4)40
解析　(1)由圖乙可知，當環境溫度為80 ℃時，熱敏電阻阻值為30 Ω。
(2)由圖乙可知，當環境溫度升高時，熱敏電阻阻值將減小。熱敏電阻阻值減小，則流過繼電器的電流增大，磁性增強。
(3)由于繼電器的上觸點接觸，下觸點分離，指示燈亮。所以圖甲中指示燈的接線柱D應與接線柱A相連。
(4)當線圈中的電流大于等于50 mA時，繼電器的銜鐵將被吸合，警鈴響。根據歐姆定律U1＝I(R0＋R)得R＝70 Ω，此時溫度為40 ℃，則環境溫度大于等于40 ℃時，警鈴報警。
3.A、B　見解析圖
解析　該模擬電路原理是：由光敏電阻感知光照強度變化，調節電磁鐵中電流的大小，即可調節電磁鐵的磁性強弱，吸引或者釋放銜鐵，從而斷開或接通路燈，達到天亮燈熄、天暗燈亮的效果。因為天亮時光照強度大，光敏電阻阻值較小，電路的電流較大，電磁鐵的磁性強，可將銜鐵吸下，接通B、C，斷開A、B；又因為天亮需要斷開路燈，所以路燈應接在A、B之間。電路連線直接將D、E兩端點與光敏電阻、滑動變阻器、開關以及電源串聯即可。電路如圖所示。
4.(1)減小　(2)①b　②650.0　③c
解析　(1)由甲圖可知，熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小。
(2)①為防止接通電源后，流過報警器的電流會超過20 mA，報警器可能損壞，滑動變阻器的滑片應置于b端。②本題采用的是等效替代法，先用變阻箱來代替熱敏電阻，所以變阻箱的阻值要調節到系統報警時熱敏電阻的臨界電阻，也就是在60 ℃時的阻值為650.0 Ω。③先把變阻箱的電阻接入電路，即將開關向c端閉合，調節滑動變阻器的電阻，調至報警器開始報警時，保持滑動變阻器的阻值不變，接到熱敏電阻上，即開關接d端，當熱敏電阻的阻值是650.0 Ω時，也就是溫度達到了60 ℃，報警器開始報警。報警系統即可正常使用。
5.(1)見解析圖　(2)1 400　變小　(3)有漏磁、鐵芯發熱、導線發熱等
解析　(1)變壓器的原線圈輸入電壓為6 V，匝數為400，需要副線圈輸出電壓低于6 V，則副線圈選擇200匝，連接電路如圖所示。
(2)變壓器的副線圈若選擇800匝，由變壓器的原、副線圈的電壓比等于匝數比可得輸出電壓為12 V，若選擇1 400匝，可得輸出電壓為21 V，而實際電壓為20.3 V，則副線圈一定選擇的是“0”和 “1 400”兩接線柱相連；若此時保持電路連通，僅將鐵芯橫梁從變壓器上取出，就有較多的磁損，互感減弱，副線圈獲得的電壓變小。
(3) 變壓器副線圈輸出電壓總比理論值小，可能的原因有漏磁、鐵芯發熱、導線發熱等。(共34張PPT)
第3節　利用傳感器制作簡單的自動控制裝置
第五章　傳感器
1.理解勻變速直線運動的基本公式，并能熟練靈活應用。
2.掌握勻變速直線運動的推論，并能應用解題。
學習目標
目 錄
CONTENTS
實驗基礎梳理
01
典例探究分析
02
實驗能力自測
03
1
實驗基礎梳理
實驗目的
1.通過練習組裝電子電路，獲得對自動控制電路設計的感性認識。
2.了解兩個傳感器的工作原理，利用傳感器實現簡單自動控制。
實驗一　門窗防盜報警裝置
1.實驗器材和裝置
干簧管SA、繼電器、發光二極管LED、電阻R、
蜂鳴器H、電源(干電池6 V)、小磁體M、開關。
電路如圖所示。
2.電路工作原理
閉合電路開關S，系統處于防盜狀態。當門窗緊閉時，磁體M靠近干簧管SA，干簧管兩個簧片被磁化相吸而接通繼電器線圈K，使繼電器工作。繼電器的動觸點c與常開觸點a接觸，發光二極管LED發光，顯示電路處于正常工作狀態。當門窗開啟時，磁體離開干簧管，干簧管失去磁性斷開，繼電器被斷電。繼電器的動觸點c與常閉觸點b接通，蜂鳴器H發聲報警。干簧管在電路中起傳感器和控制開關的作用，繼電器則相當于一個自動的雙向開關。
3.實驗操作
(1)連接電路前，要先判斷一下干簧管是否可以正常工作。用磁體直接靠近干簧管，觀察簧片能否正常動作。
(2)確定各元件可以正常工作后，按照上圖所示連接電路。
(3)接通電源后，將磁體靠近和離開干簧管，分別觀察實驗現象。
實驗二　光控開關
1.實驗器材和裝置
可調電阻R1、限流電阻R2、光敏電阻RG、三極管VT、發光二極管LED、繼電器、小燈泡L、二極管D、電源等。
2.電路工作原理
(1)三極管及其工作原理
晶體三極管是半導體基本元件之一，具有電流放大作用，在控制電路中常用作電子開關。本實驗采用三極管配合光敏電阻完成光控開關的任務。三極管由三個電極組成，分別是發射極e，基極b和集電極c，有NPN型和PNP型兩種(如圖甲所示)。三極管的一個重要特性是，從基極輸入一個較小的電流，就會在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開關作用。
甲
(2)光控開關電路
當環境光比較強時，光敏電阻RG的阻值很小，三極管不導通，發光二極管或繼電器所在的回路相當于斷路，即發光二極管不工作；繼電器處于常開狀態，小燈泡L不亮。
當環境光比較弱時，光敏電阻RG的阻值變大，三極管導通，且獲得足夠的基極電流，產生較大的集電極電流，點亮發光二極管或驅動繼電器吸合而點亮小燈泡L。
3.實驗操作
(1)按照圖乙所示連接電路，檢查無誤后，接通電源。
(2)讓光敏電阻RG受到白天較強的自然光照射，調節電阻R1使發光二極管LED或小燈泡L剛好不發光。
(3)遮擋RG，當光照減弱到某種程度時，就會看到發光二極管LED或小燈泡L發光。
(4)讓光照加強，當光照強到某種程度時，則發光二極管LED或小燈泡L熄滅。
如果實驗現象不明顯，可用手電筒加強光照，或遮蓋光敏電阻，再進行觀察。
2
典例探究分析
探究二　光控電路的分析
探究一　報警系統的電路分析
探究三　自動控制電路的設計
探究一　報警系統的電路分析
例1 (2024·福建三明高二期末)電梯的超載自動報警系統簡化電路如圖所示，電梯箱底裝有壓敏電阻R1，R2為滑動變阻器，A、B為靜觸點，K為動觸點。當超過限定質量時，電鈴將發出報警聲，以下說法正確的是(　　)
A.電磁鐵的上端為N極
B.R1的阻值隨壓力的增大而增大
C.R1的阻值增大，電磁鐵的磁場增強
D.若要減小電梯的限定質量，則R2的滑片P向左滑動
D
解析　根據右手螺旋定則可知，電磁鐵的上端相當于S極，A錯誤；電梯箱底板壓力過大時，流過電磁鐵的電流增大，電磁鐵將動觸點K吸合到B，使電鈴報警，因此R1的阻值隨壓力的增大而減小，B錯誤；R1的阻值增大時，回路的電流強度減小，電磁鐵的磁場減弱，C錯誤；若要減小電梯的限定質量，即減小限定壓力，此時壓敏電阻阻值較大，若電磁鐵依然吸合動觸點K到B，則應減小R2的阻值，使回路電流強度增加，因此應使R2的滑片P向左滑動，D正確。
探究二　光控電路的分析
例2 光敏電阻在各種自動化裝置中有很多應用。街道路燈自動控制就是其應用之一，如圖所示電路為模擬電路，其中A為一光敏電阻，B為電磁繼電器，C為電流信號放大器，D為路燈。請連成正確的電路，達到日出路燈熄、日落路燈亮的效果。
解析　當有光照射時，光敏電阻阻值較小，電流經過放大器輸出一個較大的電流，驅動電磁繼電器吸合，使兩個觸點斷開；當無光照時，光敏電阻阻值增大，電流減小，放大器輸出電流減小，電磁繼電器釋放銜鐵，使兩個觸點閉合，控制路燈電路接通，路燈開始工作，電路如圖所示。
答案　見解析圖
探究三　自動控制電路的設計
例3 (2024·上海徐匯中學高二期中)如圖所示為某個恒溫箱控溫電路的一部分。其中水銀溫度計內的水銀為導電材料，下面金屬絲B與水銀接觸，上方金屬絲A則可以根據需要上下調整。控制部分的核心則是一個電磁繼電器，其在通電后會吸引金屬片從而使得加熱電路(圖中未畫出)導通或斷開。為了實現控溫效果，加熱電路應接在________端；為提升恒溫箱的溫度，應將金屬絲(　　)
A.EF；上升 B.EF；下降
C.CD；上升 D.CD；下降
A
解析　通電后，當恒溫箱內的溫度未達到導電溫度計金屬絲所指示的溫度時，此時電磁繼電器無磁性，銜鐵與EF相連，電熱絲被連接在電路中，使恒溫箱內溫度升高。為提高恒溫箱溫度，即加熱絲加熱使水銀溫度計內水銀上升高度變高后才斷開，因此應將金屬絲A上升，A正確。
實驗能力自測
3
1.如圖(a)是流水線上的產品輸送及計數裝置示意圖，其中S為光源，R1為定值電阻，R2為光敏電阻(無光照射時阻值大，有光照射時阻值小)，電源電壓恒為12 V。產品隨傳送帶勻速運動，當產品通過S與R2之間時，射向R2的光束會被擋住。合上開關K，R2兩端的電壓隨時間變化的關系如圖(b)所示。則每分鐘通過計數裝置的產品個數為________個，有光照射和無光照射時R2的功率之比為________。
答案　20　11∶20
解析　由圖(b)可知，每隔3 s通過一個產品，因此每分鐘通過產品數為20個。
由圖(b)可知，有光照時，光敏電阻兩端電壓為U1＝1 V
根據P＝UI
可知，有光照射和無光照射時R2的功率之比為
2.(2024·山東東營高二期末)小明利用熱敏電阻設計了一個“過熱自動報警電路”，如圖甲所示(虛線框內的連接沒有畫出)。將熱敏電阻R安裝在需要探測溫度的地方，當環境溫度正常時，繼電器的上觸點接觸，下觸點分離，指示燈亮；當環境溫度超過某一值時，繼電器的下觸點接觸，上觸點分離，警鈴響。圖甲中繼電器的供電電源U1＝5 V，內阻不計，繼電器線圈用漆包線繞成，其電阻R0＝30 Ω。當線圈中的電流大于等于50 mA時，繼電器的銜鐵將被吸合，警鈴響。圖乙是熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖像。
(1)由圖乙可知，當環境溫度為80 ℃時，熱敏電阻阻值為________ Ω。
(2)由圖乙可知，當環境溫度升高時，熱敏電阻阻值將________(選填“增大”“減小”或“不變”)，繼電器的磁性將________(選填“增強”“減弱”或“不變”)。
(3)圖甲中指示燈的接線柱D應與接線柱________相連(均選填“A”或“B”)。
(4)當環境溫度大于等于________ ℃時，警鈴報警。
答案　(1)30　(2)減小　增強　(3)A　(4)40
解析　(1)由圖乙可知，當環境溫度為80 ℃時，熱敏電阻阻值為30 Ω。
(2)由圖乙可知，當環境溫度升高時，熱敏電阻阻值將減小。熱敏電阻阻值減小，則流過繼電器的電流增大，磁性增強。
(3)由于繼電器的上觸點接觸，下觸點分離，指示燈亮。所以圖甲中指示燈的接線柱D應與接線柱A相連。
(4)當線圈中的電流大于等于50 mA時，繼電器的銜鐵將被吸合，警鈴響。根據歐姆定律U1＝I(R0＋R)得R＝70 Ω，此時溫度為40 ℃，則環境溫度大于等于40 ℃時，警鈴報警。
3.如圖是某研究學習小組模擬街道路燈自動控制電路的電路圖，光控開關可采用光敏電阻來控制，光敏電阻的阻值隨著光照強度增強而減小，利用直流電源為電磁鐵供電，利用照明電源為路燈供電。為達到天亮燈熄、天暗燈亮的效果，路燈應接在__________(選填“A、B”或“B、C”)之間，請用筆畫線代替導線，正確連接部分電路元件。
答案　A、B　見解析圖
解析　該模擬電路原理是：由光敏電阻感知光照強度變化，調節電磁鐵中電流的大小，即可調節電磁鐵的磁性強弱，吸引或者釋放銜鐵，從而斷開或接通路燈，達到天亮燈熄、天暗燈亮的效果。因為天亮時光照強度大，光敏電阻阻值較小，電路的電流較大，電磁鐵的磁性強，可將銜鐵吸下，接通B、C，斷開A、B；又因為天亮需要斷開路燈，所以路燈應接在A、B之間。電路連線直接將D、E兩端點與光敏電阻、滑動變阻器、開關以及電源串聯即可。電路如圖所示。
4.(2024·山西運城高二期末)某一熱敏電阻的阻值R隨溫度變化的圖線如圖甲所示，現要利用該熱敏電阻組裝一個報警系統，要求當熱敏電阻的溫度達到或超過60 ℃時，系統報警。提供的器材有：熱敏電阻報警器(內阻很小，流過的電流超過Ic時就會報警，Ic約為10 mA，流過的電流超過20 mA時，報警器可能損壞)，電阻箱(最大阻值為999.9 Ω)，直流電源(輸出電壓為18 V，內阻不計)，滑動變阻器(最大阻值為2 000 Ω)，單刀雙擲開關一個，導線若干。
(1)由甲圖可知，熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而__________(選填“增大”或“減小”)。
(2)按乙圖所示的電路圖組裝電路，并按照下列步驟調節此報警系統。
①電路接通前，滑動變阻器的滑片應置于__________(選填“a”或“b”)端附近；
②若已知該熱敏電阻在60 ℃時阻值為650.0 Ω。則根據實驗要求，先將電阻箱調到一固定的阻值，這一阻值為________ Ω；
③將開關向________ (填“c”或“d”)端閉合，緩慢移動滑動變阻器的滑片，直至報警器開始報警。
(3)保持滑動變阻器滑片的位置不變，將開關向另一端閉合，報警系統即可正常使用。
答案　(1)減小　(2)①b　②650.0　③c
解析　(1)由甲圖可知，熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小。
(2)①為防止接通電源后，流過報警器的電流會超過20 mA，報警器可能損壞，滑動變阻器的滑片應置于b端。②本題采用的是等效替代法，先用變阻箱來代替熱敏電阻，所以變阻箱的阻值要調節到系統報警時熱敏電阻的臨界電阻，也就是在60 ℃時的阻值為650.0 Ω。③先把變阻箱的電阻接入電路，即將開關向c端閉合，調節滑動變阻器的電阻，調至報警器開始報警時，保持滑動變阻器的阻值不變，接到熱敏電阻上，即開關接d端，當熱敏電阻的阻值是650.0 Ω時，也就是溫度達到了60 ℃，報警器開始報警。報警系統即可正常使用。
5.(2024·廣東佛山高二期末)如圖為“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數的關系”的實驗裝置。某同學已將學生電源連接了220 V的交流電源，電壓擋調到6 V，將學生電源經開關與可拆變壓器左側線圈上的“0”和“400”兩接線柱相連。
(1)如圖連接了部分電路，現要使接在右側線圈上的電壓表獲得低于6 V的電壓，請在以下實驗裝置圖中以筆畫線，完成剩余的電路連線。
(2)將更大量程的電壓表與變壓器右側線圈上的“0”和“__________”(選填“200”“800”或“1 400”)兩接線柱相連，觀測到該表示數為20.3 V。若此時保持電路連通，僅將鐵芯橫梁從變壓器上取出，則該電壓表的示數將____________(選填“不變”“變大”“變小”或“變為0”)。
(3)通過分析實驗數據發現，每次實驗，變壓器副線圈輸出電壓總比理論值小，試指出造成這種結果的主要原因(無需寫理由)_____________________________
_____________________________________________________________________。
答案　(1)見解析圖　(2)1 400　變小　(3)有漏磁、鐵芯發熱、導線發熱等
解析　(1)變壓器的原線圈輸入電壓為6 V，匝數為400，需要副線圈輸出電壓低于6 V，則副線圈選擇200匝，連接電路如圖所示。
(2)變壓器的副線圈若選擇800匝，由變壓器的原、副線圈的電壓比等于匝數比可得輸出電壓為12 V，若選擇1 400匝，可得輸出電壓為21 V，而實際電壓為20.3 V，則副線圈一定選擇的是“0”和 “1 400”兩接線柱相連；若此時保持電路連通，僅將鐵芯橫梁從變壓器上取出，就有較多的磁損，互感減弱，副線圈獲得的電壓變小。
(3) 變壓器副線圈輸出電壓總比理論值小，可能的原因有漏磁、鐵芯發熱、導線發熱等。

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