2024屆物理一輪復(fù)習(xí)講義實驗十六探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系學(xué)習(xí)目標(biāo)通過實驗探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系。原理與器材實驗操作注意事項1.實驗原理(1)實驗電路圖(如圖所示)：(2)實驗方法采用控制變量法①n1、U1一定，研究n2和U2的關(guān)系。②n2、U1一定，研究n1和U2的關(guān)系。2.實驗器材學(xué)生電源(低壓交流電源，小于12V)1個、可拆變壓器1個、多用電表1個、導(dǎo)線若干。1.保持原線圈的匝數(shù)n1和電壓U1不變，改變副線圈的匝數(shù)n2，研究n2對副線圈電壓U2的影響。(1)估計被測電壓的大致范圍，選擇多用電表交流電壓擋適當(dāng)量程，若不知道被測電壓的大致范圍，則應(yīng)選擇交流電壓擋的最大量程進行測量。(2)組裝可拆變壓器：把兩個線圈穿在鐵芯上，閉合鐵芯，用交流電壓擋測量輸入、輸出電壓。2.保持副線圈的匝數(shù)n2和原線圈兩端的電壓U1不變，研究原線圈的匝數(shù)對副線圈電壓的影響，重復(fù)(1)中步驟。1.在改變學(xué)生電源電壓、線圈匝數(shù)前均要先斷開電源開關(guān)，再進行操作。2.為了人身安全，學(xué)生電源的電壓不能超過12V，通電時不能用手接觸裸露的導(dǎo)線和接線柱。3.為了多用電表的安全，使用交流電壓擋測電壓時，先用最大量程擋試測，大致確定被測電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M行測量。實驗結(jié)論：原、副線圈的電壓比等于原、副線圈的匝數(shù)比。考點一教材原型實驗例1某同學(xué)在實驗室進行“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系”的實驗。(1)下列實驗器材必須要用的有________(選填字母代號)。A.干電池組 B.學(xué)生電源C.多用電表 D.直流電壓表E.滑動變阻器 F.條形磁鐵G.可拆變壓器(鐵芯、兩個已知匝數(shù)的線圈)(2)下列說法正確的是______(選填字母代號)。A.為確保實驗安全，實驗中要求原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)B.要研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響，應(yīng)該保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，改變副線圈的匝數(shù)C.測量電壓時，先用最大量程試測，大致確定電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M行測量D.變壓器開始正常工作后，鐵芯導(dǎo)電，把電能由原線圈輸送到副線圈(3)該同學(xué)通過實驗得到了如下表所示的實驗數(shù)據(jù)，表中n1、n2分別為原、副線圈的匝數(shù)，U1、U2分別為原、副線圈的電壓，通過實驗數(shù)據(jù)分析可以得到的實驗結(jié)論是：__________________________________________________________________________________________________________________________。實驗次數(shù)n1/匝n2/匝U1/VU2/V1160040012.12.90280040010.24.95340020011.95.92答案(1)BCG(2)BC(3)在誤差允許的范圍內(nèi)，原、副線圈的電壓之比等于原、副線圈的匝數(shù)之比，即eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)解析(1)實驗中，必須要有學(xué)生電源提供交流電，B需要；學(xué)生電源本身可以調(diào)節(jié)電壓，無需滑動變阻器，需要用多用電表測量電壓，C需要；本實驗不需要條形磁鐵，用可拆變壓器來進行實驗，G需要；綜上所述，需要的實驗器材為B、C、G。(2)為確保實驗安全，應(yīng)該降低輸出電壓，實驗中要求原線圈匝數(shù)大于副線圈匝數(shù)，故A錯誤；要研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響，應(yīng)該保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，改變副線圈的匝數(shù)，進而測得副線圈電壓，找出相應(yīng)關(guān)系，故B正確；為了保護電表，測量副線圈電壓時，先用最大量程試測，大致確定電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M行測量，故C正確；變壓器不計各種損耗，在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化成磁場能，在副線圈上將磁場能轉(zhuǎn)化成電能，鐵芯起到傳遞磁場能的作用，不是鐵芯導(dǎo)電來傳輸電能，故D錯誤。(3)通過數(shù)據(jù)計算可得，在誤差允許的范圍內(nèi)，原、副線圈的電壓之比等于原、副線圈的匝數(shù)之比，即eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)。跟蹤訓(xùn)練1.(2023·北京豐臺區(qū)高三模擬)利用如圖1所示的裝置可以探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系：圖1(1)除圖中所示器材外，還需要的器材有________。A.干電池 B.低壓交流電源C.直流電壓表 D.多用電表(2)下列說法正確的是________。A.變壓器工作時通過鐵芯導(dǎo)電把電能由原線圈輸送到副線圈B.變壓器工作時在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化成磁場能，在副線圈上將磁場能轉(zhuǎn)化成電能，鐵芯起到“傳遞”能量的作用C.理想變壓器原、副線圈中的磁通量總是相同D.變壓器副線圈上不接負載時，原線圈兩端電壓為零(3)由于變壓器工作時有能量損失，實驗測得的原、副線圈的電壓比eq\f(U1,U2)應(yīng)當(dāng)________(選填“大于”“等于”或“小于”)原、副線圈的匝數(shù)比eq\f(n1,n2)。答案(1)BD(2)BC(3)大于解析(1)實驗中若用干電池，變壓器不能互感變壓，必須要有低壓交流電源提供交流電，B需要；需要用多用表測量電壓，D需要；綜上所述需要的實驗器材為B、D。(2)變壓器是通過互感工作，而不是通過鐵芯導(dǎo)電把電能由原線圈輸送到副線圈，故A錯誤；變壓器工作時在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化成磁場能，在副線圈上將磁場能轉(zhuǎn)化成電能，鐵芯起到“傳遞”能量的作用，故B正確；理想變壓器的原、副線圈通過鐵芯共用同一個磁場，則兩線圈的磁通量總是相同，磁通量的變化率也相同，故C正確；變壓器的原線圈兩端電壓由發(fā)電機提供，則副線圈上不接負載時，原線圈兩端的電壓不變，故D錯誤。(3)根據(jù)變壓器原理可知原、副線圈兩端電壓之比等于原、副線圈匝數(shù)之比，實驗中由于變壓器的銅損、磁損和鐵損，導(dǎo)致變壓器的鐵芯損失一部分的磁通量，所以副線圈上的電壓的實際值一般略小于理論值，所以原線圈與副線圈的電壓之比一般大于原線圈與副線圈的匝數(shù)之比。考點二創(chuàng)新拓展實驗例2有一個教學(xué)用的可拆變壓器，其鐵芯粗細一致，如圖2甲所示。它有兩個外觀基本相同的線圈A、B(內(nèi)部導(dǎo)線電阻率、橫截面積相同)，線圈外部還可以再繞線圈。(1)某同學(xué)用多用電表的“×1”歐姆擋先后測量了A、B線圈的電阻值，指針分別對應(yīng)圖乙中的a、b位置，則A線圈的電阻為________Ω，由此可推斷________(選填“A”或“B”)線圈的匝數(shù)較多。 甲乙圖2(2)如果把該變壓器看作理想變壓器，現(xiàn)要測量A線圈的匝數(shù)，提供的器材有：一根足夠長絕緣導(dǎo)線，一只多用電表和低壓交流電源。請完成以下實驗步驟：①用絕緣導(dǎo)線在線圈B上繞制n匝線圈；②將A線圈與低壓交流電源相連接；③用多用電表的“交流電壓”擋分別測量A線圈的輸入電壓UA和________(選填“繞制”或“B”)線圈的輸出電壓U；④則A線圈的匝數(shù)為________(用已知和測得量的符號表示)。答案(1)24A(2)③繞制④eq\f(UA,U)n解析(1)多用電表歐姆擋讀數(shù)＝指針指示值×倍率。a的讀數(shù)為24，倍率為“×1”，所以A線圈的電阻為24Ω。根據(jù)電阻定律，導(dǎo)線越長，電阻越大，因為A的電阻比B大，所以A線圈匝數(shù)多。(2)③因為要測量A線圈匝數(shù)，所以要把A線圈與低壓交流電源相連接。變壓器輸入、輸出電壓都是交流電，所以要用交流電壓擋測繞制線圈的輸出電壓U。④根據(jù)變壓器電壓比等于匝數(shù)比，有eq\f(UA,U)＝eq\f(nA,n)，所以nA＝eq\f(UA,U)n。跟蹤訓(xùn)練2.小華同學(xué)做了探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)關(guān)系的實驗，請回答以下問題：(1)本實驗中需要測量電壓，則在如圖3所示的器材中，應(yīng)________。圖3A.選甲圖中的器材 B.選乙圖中的器材C.都可以選 D.都不能選(2)小華在做本實驗時，選擇的原線圈為100匝，副線圈為200匝；他將原線圈接入學(xué)生電源中的交流電壓“6V”擋位，用合適的電表測量出副線圈的電壓為13V，則下列敘述可能符合實際情況的一項是________。A.變壓器的鐵芯沒有閉合B.一定是電壓的測量出了問題C.副線圈實際匝數(shù)與標(biāo)注的“200”不符，應(yīng)該小于200匝D.學(xué)生電源實際輸出電壓大于標(biāo)注的“6V”(3)用匝數(shù)na＝100匝和nb＝200匝的變壓器，實驗測量數(shù)據(jù)如下表。U1/V1.602.503.704.60U2/V3.705.307.609.70根據(jù)測量數(shù)據(jù)可判斷連接電源的線圈是________(選填“na”或“nb”)。答案(1)A(2)D(3)nb解析(1)由題圖可知，甲圖是多用電表，而乙圖是電壓表，實驗需要測量交流電壓，因此選用甲圖，故A正確，B、C、D錯誤。(2)根據(jù)理想變壓器的原、副線圈的電壓與其匝數(shù)關(guān)系式eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，若變壓器的鐵芯沒有閉合，則得出副線圈的電壓小于12V，A錯誤；若是電壓的測量出了問題，應(yīng)該是小于12V，不應(yīng)該大于12V，B錯誤；副線圈實際匝數(shù)與標(biāo)注的“200”不符，若小于200匝，由以上公式可知，副線圈的電壓小于12V，C錯誤；若學(xué)生電源實際輸出電壓大于標(biāo)注的“6V”，由以上公式可知，副線圈的電壓可能為13V，D正確。(3)根據(jù)題意，電壓比與匝數(shù)比不相等，可知該變壓器為非理想變壓器，考慮到變壓器有漏磁、鐵芯發(fā)熱、導(dǎo)線發(fā)熱等因素影響，判斷出U2為原線圈上電壓大小，則接電源的是nb。1.在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實驗中，某同學(xué)采用了如圖1所示的可拆式變壓器進行研究，圖中各接線柱對應(yīng)的數(shù)字表示倍率為“×100”的匝數(shù)。(1)為了減小渦流在鐵芯中產(chǎn)生的熱量，鐵芯是由相互絕緣的硅鋼片平行疊成。硅鋼片應(yīng)平行于________。圖1A.平面abcd B.平面abfeC.平面abgh D.平面aehd(2)對于實驗過程，下列說法正確的有________。A.為便于探究，應(yīng)該采用控制變量法B.變壓器的原線圈接低壓交流電，測量副線圈電壓時應(yīng)當(dāng)用多用電表的“直流電壓擋”C.使用多用電表測電壓時，先用最大量程擋試測，再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M行測量D.因為實驗所用電壓較低，通電時可用手接觸裸露的導(dǎo)線、接線柱等檢查電路(3)實驗中，電源接變壓器原線圈“0”、“8”接線柱，副線圈接“0”、“4”接線柱，當(dāng)副線圈所接電表的示數(shù)為6.0V，若變壓器是理想變壓器，則原線圈的電壓應(yīng)為________。A.18.0V B.12.0V C.5.0V D.3V(4)組裝變壓器時，該同學(xué)沒有將鐵芯閉合，如圖2所示，原線圈接12.0V的學(xué)生電源，原、副線圈的匝數(shù)比為8∶1，副線圈兩端接交流電壓表，則交流電壓表的實際讀數(shù)可能是________。圖2A.0 B.9.6V C.1.5V D.0.65V答案(1)D(2)AC(3)B(4)D解析(1)磁感線環(huán)繞的方向沿著閉合鐵芯，根據(jù)楞次定律及右手螺旋定則知，產(chǎn)生的渦旋電流的方向垂直于圖示變壓器鐵芯的正面，即與圖示abcd面平行，為了減小渦流在鐵芯中產(chǎn)生的熱量，相互絕緣的硅鋼片應(yīng)垂直abcd面，形狀相同的回形硅鋼片疊加在一起形成鐵芯，能增強磁場的傳導(dǎo)，硅鋼片應(yīng)平行于平面aehd，故A、B、C錯誤，D正確。(2)為便于探究，應(yīng)該采用控制變量法，選項A正確；變壓器的原線圈接低壓交流電，測量副線圈電壓時應(yīng)當(dāng)用多用電表的“交流電壓擋”，選項B錯誤；使用多用電表測電壓時，先用最大量程擋試測，再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M行測量，選項C正確；雖然實驗所用電壓較低，但是通電時也不可用手接觸裸露的導(dǎo)線、接線柱等檢查電路，選項D錯誤。(3)變壓器為理想變壓器，則原線圈電壓為U1＝eq\f(n1U2,n2)＝eq\f(800,400)×6V＝12V，故選B。(4)假設(shè)變壓器為理想變壓器，則副線圈電壓為U2＝eq\f(n2U1,n1)＝eq\f(1,8)×12V＝1.5V，考慮到變壓器不是理想變壓器，則副線圈兩端電壓小于1.5V，則電壓表讀數(shù)小于1.5V，故選D。2.(1)為探究變壓器兩個線圈的電壓關(guān)系，張明同學(xué)設(shè)計了如圖3所示的實驗電路，操作步驟如下：圖3A.將原線圈與副線圈對調(diào)，重復(fù)以上步驟；B.將匝數(shù)較多的一組線圈接到學(xué)生電源的交流電源輸出端上，另一個作為副線圈，接上小燈泡；C.閉合電源開關(guān)，用多用電表的交流電壓擋分別測量原線圈和副線圈兩端的電壓；D.將兩個線圈套到可拆變壓器的鐵芯上；①以上操作的合理順序是________(填步驟前的字母代號)；②在實驗中，當(dāng)原線圈匝數(shù)n1＝1600，副線圈匝數(shù)n2＝400時，若原線圈兩端電壓為8V，則副線圈兩端電壓為2V；原、副線圈對調(diào)后，原線圈兩端電壓為3V，副線圈兩端電壓為12V，那么可初步確定，變壓器原、副線圈的電壓U1、U2與原、副線圈匝數(shù)n1、n2的關(guān)系是________(填寫字母關(guān)系式)。(2)另一個同學(xué)在做“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實驗時，忘記把圖4甲中的變壓器鐵芯A組裝到變壓器鐵芯B上，組裝后的變壓器如圖乙所示，在鐵芯上的原、副線圈匝數(shù)分別為n1＝1000匝和n2＝500匝，原線圈兩端與u＝10eq\r(2)sin(100πt)V的交流電源相連，則副線圈兩端電壓的有效值可能是________。圖4A.10eq\r(2)V B.1V C.5V D.10V答案(1)①DBCA②eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)(2)B解析(1)①在探究變壓器兩個線圈的電壓關(guān)系實驗中，首先將兩個線圈套到可拆變壓器的鐵芯上，再將匝數(shù)較多的一組線圈接到學(xué)生電源的交流電源輸出端上，另一個作為副線圈，接上小燈泡，閉合電源開關(guān)，用多用電表的交流電壓擋分別測量原線圈和副線圈兩端的電壓，最后將原線圈與副線圈對調(diào)，重復(fù)以上步驟。故操作的合理順序是DBCA。②根據(jù)題中所給數(shù)據(jù)可得eq\f(1600,400)＝eq\f(4,1)，eq\f(400,1600)＝eq\f(1,4)，由此可知，變壓器原、副線圈的電壓U1、U2與原、副線圈匝數(shù)n1、n2的關(guān)系是eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)。(2)根據(jù)題意可知，原線圈兩端與u＝10eq\r(2)sin(100πt)V的交流電源相連，則原線圈電壓的有效值為U1＝eq\f(Um,\r(2))＝10V，在不考慮漏磁的情況下，有eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，可得U2＝5V，由于沒有將鐵芯正常組裝，則副線圈兩端的有效值會比計算值更小，故A、C、D錯誤，B正確。實驗十七利用傳感器制作簡單的自動控制裝置學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道什么是傳感器，知道光敏電阻和熱敏電阻等敏感元件的特性和應(yīng)用。2.學(xué)會傳感器的簡單使用并會制作簡單的自動控制裝置。一、五種敏感元件的作用和特點敏感元件作用特點熱敏電阻將溫度這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量一般情況下，熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，隨溫度的降低而增大金屬熱電阻將溫度這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量一般情況下，金屬熱電阻的阻值隨溫度的升高而增大，隨溫度的降低而減小光敏電阻將光照強度這個光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量一般情況下，光敏電阻的阻值隨光照強度的增強而減小，隨光照強度的減弱而增大霍爾元件將磁感應(yīng)強度這個磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個電學(xué)量對于某個確定的霍爾元件，它的厚度d、霍爾系數(shù)k為定值，如果保持電流I恒定，則霍爾電壓UH就與磁感應(yīng)強度B成正比(UH＝keq\f(IB,d))壓敏電阻將壓力這個力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量壓敏電阻的阻值隨力的變化而變化二、自動控制裝置設(shè)計與制作示例1.門窗防盜報警裝置的設(shè)計(1)電路如圖1所示。圖1(2)實驗操作①連接電路前，要先判斷干簧管是否正常工作。用磁體直接靠近干簧管，觀察簧片的動作。②連接電路，接通電源后，將磁體靠近和離開干簧管，觀察實驗現(xiàn)象。2.光控開關(guān)的設(shè)計(1)電路如圖2所示。圖2(2)實驗操作①按照如圖所示連接電路，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(diào)節(jié)電阻R1使發(fā)光二極管LED或小燈泡L剛好不發(fā)光。③遮擋RG，當(dāng)光照減弱到某種程度時，就會看到發(fā)光二極管LED或小燈泡L發(fā)光。④讓光照加強，當(dāng)光照強到某種程度時，則發(fā)光二極管LED或小燈泡L熄滅。(3)注意事項①安裝前，對實驗器材進行測試，確保各元件性能良好后，再進行安裝。②光控開關(guān)實驗中，二極管連入電路的極性不能反接。③如果實驗現(xiàn)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。考點一用溫度傳感器設(shè)計控制電路例1(2022·河北省新高考測評卷)熱敏電阻有很多的應(yīng)用領(lǐng)域，如家電、開關(guān)電源、新能源汽車等。某實驗小組的同學(xué)為了研究某保溫式自動電飯鍋中用于監(jiān)測溫度的熱敏電阻RT的特性設(shè)計了以下實驗。(1)首先利用多用電表粗略測量與電飯鍋中型號相同的熱敏電阻常溫狀態(tài)下的阻值，多用電表的旋鈕置于“×100”的擋位時示數(shù)如圖3甲所示，則該熱敏電阻的阻值為________Ω。(2)該實驗小組的同學(xué)為了進一步探究熱敏電阻的特性，設(shè)計了圖乙所示的電路，電路中的電壓表均可看成理想電壓表，定值電阻的阻值為2kΩ。丙圖3①開關(guān)閉合前，滑動變阻器的滑動觸頭應(yīng)置于最________(填“左”或“右”)端。②某次實驗時，電壓表V1、V2的示數(shù)分別為3.0V、4.5V，則熱敏電阻的阻值應(yīng)為______kΩ。(3)通過多次實驗，得出熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律圖像如圖丙所示，當(dāng)熱敏電阻的阻值為RT＝2kΩ時，熱敏電阻所處環(huán)境的溫度約為________℃。(4)該種保溫式自動電飯鍋，采用感溫磁控元件(可視為用熱敏電阻控制的電磁鐵開關(guān)，通過的電流大于某一值時開關(guān)斷開)控制電路閉合與斷開，從而控制加熱電路，鍋內(nèi)米飯溫度低于60℃后，加熱電路開始工作，則下列電路圖可能是該電飯鍋中加熱電路的是________。答案(1)3.2×103(2)①左②3(3)38(4)AB解析(1)由多用電表的讀數(shù)規(guī)則可知，該熱敏電阻的阻值為32×100Ω＝3.2×103Ω。(2)①為了保護實驗器材，開關(guān)閉合后應(yīng)使兩電壓表的讀數(shù)均為零，所以滑動變阻器的滑動觸頭應(yīng)置于最左端。②由電路圖乙可知，熱敏電阻的阻值應(yīng)為RT＝eq\f(U2,\f(U1,R0))＝eq\f(U2R0,U1)，代入數(shù)據(jù)解得RT＝3000Ω。(3)由圖丙可知，熱敏電阻的阻值為RT＝2kΩ時，熱敏電阻所處環(huán)境的溫度約為38℃。(4)當(dāng)電飯鍋內(nèi)溫度降低時，熱敏電阻的阻值增大，根據(jù)串并聯(lián)電路的規(guī)律可知A、B滿足要求。故選A、B。跟蹤訓(xùn)練1.某同學(xué)利用熱敏電阻設(shè)計了一個“過熱自動報警電路”，如圖4甲所示。將熱敏電阻R安裝在需要探測溫度的地方，當(dāng)環(huán)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(dāng)環(huán)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。圖甲中給繼電器供電的電源電壓U1＝4V，內(nèi)阻不計，繼電器線圈用漆包線繞成，其電阻R0為30Ω。當(dāng)線圈中的電流大于等于40mA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。甲乙圖4(1)圖甲中警鈴的接線柱C應(yīng)與接線柱________相連，指示燈的接線柱D應(yīng)與接線柱________相連(均選填“A”或“B”)。(2)當(dāng)環(huán)境溫度升高時，繼電器的磁性將________(選填“增大”“減小”或“不變”)，當(dāng)環(huán)境溫度達到________℃時，警鈴報警。(3)如果要使報警電路在更高的溫度報警，下列方案可行的是________。A.適當(dāng)減小U1 B.適當(dāng)增大U1C.適當(dāng)減小U2 D.適當(dāng)增大U2答案(1)BA(2)增大40(3)A解析(1)由于B接通時警鈴響，A接通時指示燈亮，因此C接B，D接A。(2)由于該熱敏電阻隨溫度升高，阻值減小，回路的電流增大，因此繼電器的磁性增強。當(dāng)電流等于40mA時，回路的總電阻R＝eq\f(U,I)＝eq\f(4V,40mA)＝100Ω而繼電器電阻R0為30Ω，因此當(dāng)熱敏電阻等于70Ω時，由題圖乙可知對應(yīng)溫度為40℃時，警鈴報警。(3)溫度更高時，熱敏電阻值更小，而報警電流為40mA不變，因此應(yīng)適當(dāng)降低U1值，因此A正確。考點二用光傳感器設(shè)計控制電路例2為了節(jié)能環(huán)保，一些公共場所使用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng)。光控開關(guān)可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值R隨光的照度I而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強弱，光越強，照度越大，照度單位為lx)。(1)某光敏電阻在不同照度下的阻值R如下表所示，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，請在圖5甲的坐標(biāo)系中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并判斷光敏電阻的阻值R與照度I是否成反比關(guān)系。答：________(填“是”或“否”)。照度I/1x0.20.40.60.81.01.2阻值R/kΩ5.83.72.72.32.01.8甲乙圖5(2)圖乙為街道路燈自動控制電路，利用直流電源E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(yīng)接在________(填“AB”或“CD”)之間。(3)已知線圈的電阻為140Ω，直流電源E的電動勢E＝36V，內(nèi)阻忽略不計。當(dāng)線圈中的電流大于10mA時，繼電器的銜鐵將被吸合，滑動變阻器R′的阻值應(yīng)調(diào)為________Ω時，才能使天色漸暗照度低于1.0lx時點亮路燈。(4)使用一段時間后發(fā)現(xiàn)，路燈在天色更亮?xí)r就已點亮了，為了使路燈能按設(shè)計要求點亮和熄滅，變阻器R′的阻值應(yīng)適當(dāng)調(diào)________些(選填“大”或“小”)。答案(1)圖見解析否(2)AB(3)1460(4)小解析(1)如圖所示若光敏電阻的阻值R與照度I成反比關(guān)系，則有RI為定值，由圖像中的點的數(shù)據(jù)可得5.8×0.2<3.7×0.4<2.7×0.6<2.3×0.8<2.0×1.0<1.8×1.2可知光敏電阻的阻值R與照度I不是反比關(guān)系。(2)由于天亮?xí)r照度較大，光敏電阻的阻值較小，電路中的電流較大，銜鐵被吸下，AB間斷開，CD間接通，故路燈應(yīng)接在AB間。(3)由題意可知，當(dāng)照度降到1.0lx時，電路電流降低到10mA，此時電路中的總電阻為R總＝eq\f(E,I)＝eq\f(36,10×10－3)Ω＝3600Ω此時光敏電阻的阻值為R＝2000Ω，則滑動變阻器R′的阻值應(yīng)調(diào)為R′＝R總－R－R線＝3600Ω－2000Ω－140Ω＝1460Ω。(4)使用一段時間后發(fā)現(xiàn)，路燈在天色更亮?xí)r就已點亮了，說明在天色更亮?xí)r電路電流就降到了10mA，為了使路燈能按設(shè)計要求點亮和熄滅，應(yīng)使天色更亮?xí)r電路電流大于10mA，應(yīng)使電路的總電阻適當(dāng)減小，故應(yīng)將變阻器R′的阻值應(yīng)適當(dāng)調(diào)小些。跟蹤訓(xùn)練2.某同學(xué)用光敏電阻和電磁繼電器等器材設(shè)計自動光控照明電路。圖6(1)光強(E)是表示光照強弱程度的物理量，單位為坎德拉(cd)。圖6甲是光敏電阻阻值隨光強變化的圖線，由此可得到的結(jié)論是：__________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)圖乙為電磁繼電器的構(gòu)造示意圖，其中L為含有鐵芯的線圈，P為可繞O點轉(zhuǎn)動的銜鐵，K為彈簧，S為一對觸頭，A、B、C、D為四個接線柱。工作時，應(yīng)將________(選填“A、B”或“C、D”)接照明電路。(3)請在圖7中用筆畫線代替導(dǎo)線，完成實物電路的連接。(4)已知電源電動勢為3V，內(nèi)阻很小，電磁鐵線圈電阻R0＝20.0Ω，電流超過50mA時可吸合銜鐵。如果要求光強達到2cd時，照明電路恰好接通，則圖7中定值電阻R＝________Ω。圖7答案(1)隨著光強的增加，光敏電阻的阻值迅速下降，進一步增大光強，電阻值變化減小，然后逐漸趨向平緩(2)C、D(3)見解析圖(4)22解析(2)由電磁繼電器的工作原理可知，電磁鐵連接的是控制電路，銜鐵連通的是工作電路，故工作時，應(yīng)將“C、D”接照明電路。(3)光敏電阻、定值電阻、電源、開關(guān)與L組成控制電路，C、D與燈泡組成工作電路，電路圖如圖所示。(4)由題圖甲所示圖線可知，2cd對應(yīng)的光敏電阻阻值R光敏＝18Ω由閉合電路的歐姆定律可知I＝eq\f(E,R光敏＋R＋R0)代入數(shù)據(jù)解得R＝22Ω。1.某同學(xué)用熱敏電阻制作高溫報警器。實驗器材如下，熱敏電阻Rt、電磁繼電器、蜂鳴器、小燈泡(額定電壓2.5V)、保護電阻r(阻值5Ω)、變阻箱R(0～9999.9Ω)、電池組兩組(內(nèi)阻不計)、多用電表(有溫度擋)、鐵架臺、燒杯、開關(guān)及導(dǎo)線若干。圖1(1)如圖1所示是該熱敏電阻的Rt－t曲線，由圖像可以得到熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而________(選填“減小”“不變”或“增大”)。(2)如圖2是某同學(xué)設(shè)計的高溫報警器電路圖，左邊部分是控制電路，右邊部分是報警裝置，實驗發(fā)現(xiàn)控制電路不工作，合上開關(guān)S，用多用電表排查電路故障，則應(yīng)將如圖3所示的選擇開關(guān)旋至________(選填“A”“B”“C”或“D”)，若只有繼電器線圈斷路，則應(yīng)發(fā)現(xiàn)表筆接入繼電器線圈兩端時多用電表的指針________(選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”)，接入熱敏電阻兩端時多用電表的指針________(選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”)。圖2圖3(3)根據(jù)電磁繼電器的技術(shù)數(shù)據(jù)，當(dāng)熱敏電阻Rt達到設(shè)定溫度時，電磁繼電器應(yīng)自動吸合，報警裝置報警。已知控制電路電池組電動勢為6V，實測電磁繼電器正常吸合時的電流為37.6mA～40.2mA，繼電器內(nèi)阻為61.0Ω，如果設(shè)置報警溫度為55℃，至少應(yīng)將變阻箱的電阻R調(diào)節(jié)到________Ω。想要讓熱敏電阻在高溫報警中更加“敏感”(即溫度不是太高就報警)，需要________(選填“增大”“減小”或“不變”)變阻箱的電阻。答案(1)減小(2)C偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)(3)56.3減小解析(1)由題圖可以得到熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小。(2)合上開關(guān)S，應(yīng)用多用電表的直流電壓擋去排查電路故障，故應(yīng)將選擇開關(guān)旋