5.3 利用传感器制作简单的自动控制装置-2021-2022学年高二物理精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版2019选择性必修第二册）

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第五章：传感器

5.3：利用传感器制作简单的自动控制装置

一：知识精讲归纳

考点一、实验门窗防盗报警装置

1．实验器材和装置

干簧管作为传感器，用于感知磁体磁场是否存在．继电器(虚线框部分)作为执行装置．发光二极管 LED 作为电路

正常工作提示，R为发光二极管的限流电阻，起保护作用．蜂鸣器 H作为报警提醒．电路设计如图 1.

图1

2．电路工作原理

当门窗紧闭时，磁体 M靠近干簧管 SA，干簧管两簧片被磁化相吸，继电器接通而工作．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，动触点 c与常闭触点 b接通，蜂鸣器 H发声报警．

3．实验操作

(1)检查干簧管．用磁体直接靠近干簧管，观察干簧管簧片能否正常动作．

(2)连接电路．连接电路前，要检查其他元件是否也能正常工作．

(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．

考点二：实验 2　光控开关

1．实验器材和装置

光敏电阻完成光信号向电信号的转变．晶体三极管将电流进行放大，同时具有完成断路和接通的开关作用．发光

二极管 LED 模仿路灯．电路设计如图 2甲．

图2

为了能够驱动更大功率的负载，需用继电器来启、闭另外的供电电路，如图乙所示．

2．电路工作原理

(1)光较强时，光敏电阻阻值小，三极管不导通，继电器断路，处于常开状态，小灯泡 L不亮．

(2)光较弱时，光敏电阻阻值变大，三极管导通，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，点

亮小灯泡 L.

3．实验操作

(1)连接电路，检查无误后，接通电源．

(2)用白光照射光敏电阻，调节 R1，使发光二极管 LED 或小灯泡 L刚好不发光．

(3)减弱光敏电阻的光照强度，当光减弱到某种程度时，发光二极管 LED 或小灯泡 L发光．

(4)让光照加强，当光增强到某种程度时，发光二极管 LED 或小灯泡 L熄灭．

二：考点题型归纳

题型一：压力传感器

1．（2021·全国·高二课时练习）压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，某同学利用压敏电阻设计了判断小车

运动状态的装置，如图（a）所示．现将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球．小车向

右做直线运动过程中，电流表的示数如图（b）所示．下列判断正确的是（）．

A．在时间至内，小车做匀速直线运动

B．在时间至内，小车做匀加速直线运动

C．在时间至内，小车做匀速直线运动

D．在时间至内，小车做匀加速直线运动

2．（2021·江西省余干县黄金埠中学高二期中）如图是测量汽车质量的地磅示意图，汽车的质量可通过电流表的示

数读出，下列说法正确的是（　　）

A．电流表的示数越大说明被测汽车质量越大

B．电流表的示数越大说明被测汽车质量越小

C．把图中的电流表换成电压表同样能测量汽车的质量

D．地磅的最大量程只由弹簧的劲度系数决定，与电路的有关参数无关

题型二：温度传感器

3．（2021·全国·高二期中）药物生产车间需要严格控制室内温度范围，尽量保证较小的温度波动。如图是某监控

温度波动的报警原理图，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，当报警器两端的电压变化量超出设定值时，报警

器就会自动报警。下列说法正确的是（　　）

A．温度升高，报警器两端电压减小

B．温度降低，热敏电阻的热功率一定增大

C．滑动变阻器接入电路的阻值大，报警器容易报警

D．滑动变阻器接入电路的阻值与报警器是否容易报警无关

4．（2021·全国·高二课时练习）实际应用中，常用到一种双金属温度计，它是利用铜片与铁片铆合在一起的，双

金属片的弯曲程度随温度的变化而变化，如图乙所示。已知图甲中双金属片被加热时，其弯曲程度会增大，则下

列叙述中不正确的是（　　）

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