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考点65 实验十六 利用传感器制作简单的自动控制装置
强基固本对点练
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________(选填“左”或
“右”)移动．
(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0.6 lx 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“×10 Ω”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2 mA 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(0～200 Ω，1 A)、R2(0～2 000 Ω，0.1 A).要求天色渐暗照度降低至1.0 lx 时点亮路灯，
滑动变阻器应选择________(填“R1”或“R2”).为使天色更暗时才点亮路灯，应适当将滑动变阻
器的滑片向________(填“左”或“右”)端移动．
3．[2023·湖南卷]某同学探究弹簧振子振动周期与质量的关系，实验装置如图(a)所示，
轻质弹簧上端悬挂在铁架台上，下端挂有钩码，钩码下表面吸附一个小磁铁，其正下方放置
智能手机，手机中的磁传感器可以采集磁感应强度实时变化的数据并输出图像，实验步骤如
下：
(1)测出钩码和小磁铁的总质量m；
(2)在弹簧下端挂上该钩码和小磁铁，使弹簧振子在竖直方向做简谐运动，打开手机的
磁传感器软件，此时磁传感器记录的磁感应强度变化周期等于弹簧振子振动周期；
(3)某次采集到的磁感应强度B 的大小随时间t 变化的图像如图(b)所示，从图中可以算
出弹簧振子振动周期T＝________(用“t0”表示)；
(4)改变钩码质量，重复上述步骤；
(5)实验测得数据如下表所示，分析数据可知，弹簧振子振动周期的平方与质量的关系
是________(填“线性的”或“非线性的”)；
m/kg
10T/s
T/s
T2/s2
0.015
2.43
0.243
0.059
0.025
3.14
0.314
0.099
0.035
3.72
0.372
0.138
0.045
4.22
0.422
0.178
0.055
4.66
0.466
0.217
(6)设弹簧的劲度系数为k，根据实验结果并结合物理量的单位关系，弹簧振子振动周期
的表达式可能是________(填正确答案标号)；
A．2π
m
k B．2π
k
m
C．2π mk D．2πk m
(7)除偶然误差外，写出一条本实验中可能产生误差的原因：______________________．
培优提能模拟练
4. 高速路入口都安装有称量汽车重量的地磅．如图甲所示是某工厂生产的小型地磅结
构图和电路图，其中R 是压敏电阻，质量m0＝500 kg 的秤台平放在压敏电阻上，被称汽车
停放在秤台上．已知电路中电源电动势为26 V、内电阻r＝10 Ω，电流表量程为0.3 A、内
阻RA＝10 Ω，滑动变阻器R′的总电阻为500 Ω.如图乙是压敏电阻的阻值R 随压力F 变化曲
线．某设计人员对电流表上刻度重新赋值，使之能够从表盘上直接读出秤台上汽车的质量，
他先后进行了以下操作．g＝10 m/s2.
(1)断开开关S，撤去秤台上的汽车，把万用表的旋钮旋到欧姆“×10 挡”，通过正确
调零后，用红、黑表笔接在压敏电阻两端，万用表的表针指到如图丙所示，则压敏电阻R
此时的电阻值为________ Ω.
(2)闭合开关S，设计人员通过调节滑动变阻器，使电流表读数为0.10 A，并在此处标注
为0 kg，则此时滑动变阻器R′接入电路的电阻值为________ Ω；2 500 kg处应标注在________
A 处．
(3)设计人员按上述操作逐个刻度赋值后，经长时间使用，发现电池的电动势略有减小、
内电阻有所增大．他重新调节滑动变阻器，使秤台空载时电流表读数仍为0.10 A，然后再去
测量汽车的重量．您认为现在的测量相比汽车真实重量______(填“偏大”“偏小”或“不
变”)
5．力传感器是高中物理实验中常见的一种传感器，它通过敏感元件把待测力这一物理
量转化为相应的电信号来进行测量．
(1)如图(a)所示，R1、R2、R3、R4 为四个完全相同的应变片，弹性梁在外力的作用下产
生形变时，应变片随之被拉伸或压缩，拉伸时电阻值变大，压缩时电阻值变小．现将R2、
R3 两个应变片粘贴在弹性梁的上表面，R1、R4 两个应变片粘贴在弹性梁的下表面．当弹性
梁右端受力向下弯曲时，R2、R3 的电阻值________，R1、R4 的电阻值________(均选填“变
大”“变小”或“不变”).
采用如图(b)所示的测量电路，已知电源电动势为E，内阻不计．每片应变片的初始电阻
为R0.当弹性梁右端受到外力作用，四个应变片的电阻变化量的绝对值均为Δx，则A、B 两
端的电压UAB＝________________．
(2)如图(c)所示为半导体薄膜压力传感器的电阻值R 随压力F 变化的图线．读图可知，
压力为1 N 时该图像的斜率为________________ kΩ/N，压力为5 N 时该图像的斜率为
__________ kΩ/N.要使传感器对力的变化测量较为灵敏，应选择在区间____________附近
(选填“1 N”或“5 N”).
