2024高考物理一轮复习第61讲利用传感器制作简单的自动控制装置(讲义)(学生版+解析).docxVIP

第61讲利用传感器制作简单的自动控制装置

目录

复习目标

网络构建

考点实验目的、器材、原理、步骤、注意事项、误差分析

【夯基·必备基础知识梳理】

知识点实验目的、器材、原理、步骤、注意事项、误差分析

【提升·必考题型归纳】

考向1实验原理与操作

考向2数据处理与误差分析

真题感悟

理解和掌握各类传感器的特点，并会处理有关传感器的电路问题，做出必要的误差分析。

考点要求

考题统计

考情分析

利用传感器制作简单的自动控制装置

2023年湖南卷12题

各地高考对利用传感器制作简单的自动控制装置的考查非常少，但会在电学实验中涉及到光敏电阻等传感器件的考查。

考点一实验目的、器材、原理、步骤、注意事项、误差分析

知识点实验目的、器材、原理、步骤、注意事项、误差分析

1．实验目的

(1)了解传感器的工作过程，探究敏感元件的特性。

(2)学会传感器的简单使用。

2．实验原理

(1)传感器能够将感受到的物理量(力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)。

(2)其工作过程如下图所示。

3．实验器材

热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、烧杯、冷水、热水、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等。

4．误差分析

误差主要来源于温度计和欧姆表的读数。

5．注意事项

(1)在做热敏实验时，加开水后要等一会儿再测其阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温。

(2)光敏实验中，如果效果不明显，可将光敏电阻部分电路放入带盖的纸盒中，并通过盖上小孔改变照射到光敏电阻上的光的多少。

(3)欧姆表每次换挡后都要重新进行电阻调零。

考向1实验原理与操作

1．传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量（如温度、光、声等）转换成便于测量的量（电学量），例如热敏传感器。某热敏电阻RT阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由该热敏电阻RT作为传感器制作的简单自动报警器线路图。问：

????

（1）为了使温度过高时报警器响铃，c应接在（选填“a”或“b”）处。

（2）若要使启动报警的温度降低些，应将滑动变阻器的滑片P向移动（选填“左”或“右”)。

（3）如果在调试报警器报警温度时，发现将报警器放在预定的报警温度的环境时，报警器一直报警，无论如何调节滑动变阻器的滑片P，报警器都一直报警，可能的原因和解决的办法是。

2．为了节能环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，照度单位为lx）。

（1）某光敏电阻R在不同照度下的阻值如下表，根据表中已知数据，在如图甲的坐标系中描绘出了阻值随照度变化的曲线。由图像可求出照度为0.6lx时的电阻约为kΩ。

照度/lx

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

电阻/kΩ

5.8

3.7

2.3

2.0

1.8

（2）如图乙，是街道路灯自动控制设计电路，利用直流电源为电磁铁供电，利用照明电源为路灯供电。为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，路灯应接在（填“AB”或“BC”）之间。

（3）用多用电表“×10Ω”挡，按正确步骤测量图乙中电磁铁线圈电阻时，指针示数如图丙，则线圈的电阻为Ω；已知当线圈中的电流大于或等于2mA时，继电器的衔铁将被吸合，图乙中直流电源的电动势E＝6V，内阻忽略不计，滑动变阻器有两种规格可供选择：

R1（0～200Ω，1A）、R2（0～2000Ω，0.1A）。要求天色渐暗照度降低至1.0lx时点亮路灯，滑动变阻器应选择（填“R1”、“R2”）。为使天色更暗时才点亮路灯，应适当将滑动阻变阻器的滑片向（填“左”或“右”）端移动。

考向2数据处理与误差分析

3．2022年丹东交警某次拦截进行例行检查过程中，用酒精检测仪进行检测，结果显示驾驶人小王驾驶小型轿车，体内酒精含量为，属于“酒驾”；而另一位小李驾驶二轮摩托车，体内酒精含量为，属于“醉驾”。现代社会，喝酒不开车已经成为基本行为准则。某款酒精检测仪如图甲所示，核心部件为酒精气体传感器，其电阻与酒精气体浓度的关系如图乙所示。某同学想利用该酒精气体传感器设计一款酒精检测仪，除酒精气体传感器外，在实验室中找到了如下器材：

A．蓄电池（电动势，内阻）

B．表头（满偏电流，内阻未知）

C．电流表（满偏电流，内阻未知）

D．电阻箱（最大阻值）

E.电阻箱（最大阻值）

F.电键及导线若干

（1）该同学设计的测量电路如图丙所示，为将表头的量程扩大为原来的10倍，他进行了如下操作：先断开电键、、，将、调到最大值。合上电键，将拨到2处，调节，使表头满偏，电流表示