第5章 第2节 科学制作：简单的自动控制装置-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册同步全程学习全书word（鲁科版）

学科网书城国 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 第2节科学制作：简单的自动控制装置 实验探究 一、实验目的 1.设计并制作光报警装置。 2.设计并制作温度报警装置。 3.了解制作的报警装置的工作原理。 二、实验器材 光敏电阻、热敏电阻、温度计、干电池、手电筒、蜂鸣器、开关、导 线、变阻器。 三、实验原理与设计 如图所示分别是光报警装置和温度报警装置的电路图。 蜂鸣器 蜂鸣器 光报警装置电路图 温度报警装置电路图 科学处理 一、 实验步骤 根据实验原理图组装电路，要求光报警器在一定亮度下报警，温度报 警器在一定温度下报警。 1.光控开关 (1)按图连好电路。 (2)用光对光敏电阻进行照射，且光照强度逐渐减弱，观察蜂鸣器的情 况。 (3)改变滑动变阻器的滑片位置，重复第(2)步。 ·独家授权侵权必究· 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 52 xxk.com○ 您身边的互联网+教辅专家 2.温度报警器 (1)按图连好电路。 (2)接通电源，调节电阻R,使蜂鸣器常温下不发声。 (3)用热水使热敏电阻的温度升高，注意蜂鸣器是否发声。 (④)将热敏电阻从热水中取出，注意蜂鸣器是否发声。 (⑤)改变滑动变阻器的滑片位置，分析变阻器的阻值大小和报警与否 的关系。 二、数据分析 对测量的数据进行分析，形成结论。 三、实验结论 1.光敏电阻：随滑动变阻器阻值的增加，蜂鸣器报警时光照强度变大。 2.热敏电阻：随滑动变阻器阻值的增加，蜂鸣器报警时温度升高。 四、注意事项 1.在做热敏电阻实验时，加热水后要等一会儿再观察现象，以使电阻 温度与水的温度相同，同时读出水温。 2.光敏电阻实验中，若效果不明显，可将电阻部分放入带盖的纸盒中， 并通过盖上小孔改变照射到光敏电阻上的光照强度。 迁移研析 类型一实验原理分析 [例1]如图所示，甲为在温度为10℃左右的环境中工作的某自动 恒温箱原理简图，箱内的电阻R120k2,R210k2,R3=40k2,RT为 热敏电阻，它的电阻随温度变化的图像如图乙所示。a、b端电压Uab ·独家授权侵权必究· 学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 量b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 ≤0时，电压鉴别器会令开关S闭合，恒温箱内的电热丝发热，使箱内 温度升高：当a、b端电压Uab>0时，电压鉴别器会令开关S断开，停止 加热，则恒温箱内的温度可保持在(C) 220V 电压鉴 别器 电热丝 甲 ↑Rx10kn) 0102030405060t/℃ 乙 A.10℃B.20℃C.35℃D.45℃ 解析：由题可知U=0是一个电压的临界点，对应着开关S的动作，而开 关的动作对应着温度的上升或下降。由电路图可知，在R、R2、R3给 定的条件下，热敏电阻Rr的阻值决定了Uab的正负。设电源负极的电 势为零，则，a儿，其中U为电源的路端电压，令m 即U0,则可得是，代入数据得R-20k2,由慰图乙得对应 R 的温度为35℃，故C正确。 类型二创新实验 [例2]某同学用光敏电阻和电磁继电器等器材设计自动光控照明电 路。 ·独家授权侵权必究。 享学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 (1)光强(E)是表示光强弱程度的物理量，单位为坎德拉(cd)。如图甲 所示是光敏电阻阻值随光强变化的图像，由此可得到的结论是：一 +R/O 40 30 磊 15 10 5 出出出出出出出出出出出 0 2 46 8E/ed 甲 (2)如图乙为电磁继电器的构造示意图，其中L为含有铁芯的线圈，P 为可绕0点转动的衔铁，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个 接线柱。工作时，应将 (选填“A、B”或“C、D”)接照明电 路。 乙 (3)请在图丙中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接。 零线 火线1 光敏电阻 定值电阻 电源 开关 丙 (4)己知电源电动势为3V,内阻很小，电磁铁线圈电阻R。20.02,电 流超过50mA时可吸合 ·独家授权侵权必究 学科网书城 品牌书店·知名教捕·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 衔铁。如果要求光强达到2cd时，照明电路恰好接通，则图丙中定值 电阻R= 2。 解析：(1)由图像可得到的结论是：随着光照强度的增加，光敏电阻的 阻值迅速下降，进一步增大光照强度，电阻值变化减小，然后逐渐趋向 平缓。 (②)由电磁继电器的工作原理可知，电磁铁连接的是控制电路，衔铁连 通的是工作电路，故工作时，应将“C、D”接照明电路。 (③)光敏电阻、定值电阻、电源开关与L组成控制电路，C、D与灯泡 组成工作电路，电路图如图所示。 零线 ⑧ 光敏电阻 定值电阻 电测 开关 (4)由题图甲所示图线可知，2cd对应的光敏电阻