第48讲 实验：利用传感器制作简单的自动控制装置（专项训练）（江苏专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

第48讲 实验：利用传感器制作简单的自动控制装置（专项训练） 目录 模拟·基础演练 1 01 实验原理与操作 1 02 数据处理与误差分析 5 重难·创新演练 10 真题·实战演练 15 模拟·基础演练 考查重点：利用传感器制作简单的控制装置…… 01 实验原理与操作 1．（26-27高三上·广东·月考）利用图甲所示的测量电路对热敏电阻特性进行探究，为滑动变阻器，为电阻箱，热敏电阻处在温控室中。 (1)实验前，开关、先断开，将滑动变阻器的滑片移到_________（填“a”或“b”）端；实验时，记录温控室的温度将打到1，闭合，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为；然后保持滑动变阻器的滑片P位置不变，再将打到2，调节电阻箱，使电流表的示数为________，记录此时电阻箱的示数，即为热敏电阻的阻值； (2)多次改变温控室的温度，重复上述实验过程，测得多组热敏电阻在不同温度下对应的电阻值，作出图像，如图乙所示，由图像可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高而________（填“增大”或“减小”）。 (3)利用该热敏电阻设计温控报警器，其电路原理如图丙所示，恒压电源两端的电压恒为24 V，报警系统接在之间，当之间的输出电压低于8V时，便触发报警器报警，若要求开始报警时环境温度为40℃，则图中电阻箱的阻值应为_______（结果保留一位有效数字）；测试发现温度提前到35℃时报警器就已经报警，则应______（填“调小”或“调大”）电阻箱的阻值。 【答案】(1) b (2)减小 (3) 2 调小 【详解】（1）[1]实验开始前，应该调节滑动变阻器使电路中的总电阻最大，所以滑片调节到b端。 [2]电流表前后两次的示数保持一致，可以保证电路前后两次等效，所以调整电阻箱，使电流表的示数也为。 （2）从图像可以看出，该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。 （3）[1]根据图像可知，当环境温度为时，电阻，根据电路串并联关系，则有 其中，U=24V，联立解得 [2]测试发现温度提前到时报警器就已经报警，则此时的热敏电阻阻值更大，说明电阻R偏大，所以应调小电阻箱的阻值，使其在要求温度下报警。 2．（25-26高三下·咸阳北城中学·阶段检测） 智能化育苗蔬菜基地对环境要求严格，其中包括对光照强度的调控，光照强度简称照度，反映光照的强弱，光越强，照度越大，单位为勒克斯（lx）。为了控制照度，科技人员设计了图甲所示的智能光控电路。智能光控电路的核心元件是光敏电阻，某同学用如图乙所示电路测量光敏电阻在不同照度时的阻值，实验所用器材：电源，滑动变阻器（最大阻值为），电压表（量程为，内阻为），毫安表（量程为，内阻不计），定值电阻，开关和导线若干。 (1)在闭合开关前，应把的滑片移到___________（选填“左”或“右”）端； (2)某次测量时电压表的示数如图丙所示，电压表的读数为___________V，电流表读数为，此时光敏电阻的阻值为___________Ω； (3)该同学通过测量得到了6组数据，他作出光敏电阻的阻值随照度变化的图像如图丁所示，由图丁可初步判断光敏电阻的阻值与照度___________反比例函数关系（选填“满足”或“不满足"）； (4)该同学用上述光敏电阻接入图甲所示的电路，其中电源电动势，内阻忽略不计，电阻，电阻箱的阻值调节范围是，光敏电阻的电压增加到时光照系统开始工作，为了使照度降低到4klx时，自动控制系统开始补光，则的阻值应该调节为___________： 【答案】(1)左 (2) 1.80 (3)不满足 (4) 【详解】（1）由于滑动变阻器采用分压式接法，则为保护电路，闭合开关前应使滑动变阻器接入电路的阻值最小。由图乙接法可知，滑片移到左端时接入电路的阻值最小。 （2）[1]电压表使用量程，分度值为0.1V，则电压表的读数为 [2]设电压表内阻为，通过电压表所在支路的电流 电压表支路与光敏电阻支路并联，光敏电阻两端电压 毫安表内阻不计，故光敏电阻的阻值 （3）若与照度成反比，则应为定值。由图丁取两组近似数据可得，，乘积不相等，故不满足反比例函数关系。 （4）照度为时，由图丁读得。照明系统开始工作时光敏电阻两端电压为，电路电流 由串联电路的欧姆定律有 解得 3．（26-27高三上·山东济南·摸底） 某实验小组设计了一种压力报警装置。 所用实验器材如下： 压敏电阻：阻值约几十千欧 电源E：电动势3.0 V，内阻不计 电流表A：量程，内阻约为 电压表V：量程3 V，内阻约为 滑动变阻器：阻值范围 开关K，导线若干。 主要实验步骤如下： （1）测量不同压力F下压敏电阻的阻值，请在答题卡指定位置完成图甲实验电路图。_________ （2）以为纵轴，压力F为横轴建立直角坐标系，作曲线如图乙所示。 （3）压力报警装置电路如图丙所示。的滑片处于某位置，当上压力超过一定值时，导致报警器两端电压大于或等于2 V而启动，报警器应并联在_________两端（填“”或“”）。 （4）定义压力传感器的灵敏度。压力时，P点的切线如图乙中所示，此时_________（保留2位有效数字）。由曲线可知，则该型号传感器更适合检测_________（选填“大于”或“小于”）P点时的压力。 【答案】 6.5 小于 【详解】[1]压敏电阻的阻值约为几十千欧，而电压表内阻与其阻值相近，若采用电流表外接法，电压表分流造成的误差较大；电流表内阻远小于压敏电阻的阻值，故采用电流表内接法。将电流表与压敏电阻串联，电压表并联在该串联支路两端，滑动变阻器采用分压接法，电路见解析图。 [2]报警电路中与串联。由闭合电路欧姆定律，电路电流为 滑片位置固定后，不变。由图乙知，压力增大时减小，因此电路电流增大。根据欧姆定律，两端电压为 故压力增大时两端电压增大，报警器应并联在两端。 [3]由题给灵敏度定义，图乙中点切线在纵轴、横轴上的截距读数分别约为和，则 保留2位有效数字，空内填写6.5 [4]由图乙可知，在点左侧曲线更陡，压力较小时相同压力变化引起的压敏电阻阻值变化更大，即传感器灵敏度更高，因此该型号传感器更适合检测小于点的压力。 02 数据处理与误差分析 4． （26-27高三上·广东汕尾·第一次质量监测）某科技小组利用压敏电阻制作简易的自动分拣装置（甲图），它能按一定质量标准自动分拣大小苹果。为压敏电阻，质量为的托盘置于上，苹果经过托盘时对产生压力，的阻值随压力变化。初始状态衔铁水平，当电阻箱两端电压时，控制电路使电磁铁吸动衔铁，并保持一段时间，确保苹果在衔铁上运动时电磁铁保持吸合状态。已知电源电动势，内阻，电流表为理想电表，量程，。 (1)压敏电阻的阻值与压力的关系测试。 ①关闭图甲中的传送带，断开控制电路，在托盘上加一个砝码（），记录压敏电阻受到的压力； ②闭合开关S前，将电阻箱阻值调到最大，其目的是___________； ③闭合开关S，调节电阻箱，记录电阻箱和电流表读数。当电阻箱示数为时，如丙图所示电流表示数为___________A，则此压力下压敏电阻___________； ④依次增加砝码，改变压力，重复步骤③，获取多组数据； ⑤根据实验数据，描绘压敏电阻阻值随压力变化的图像（如图乙），为后续设定分拣标准提供依据。 (2)苹果分拣质量标准设置。 如图乙，现以为标准质量将苹果分拣开，为使该装置达到分拣标准，电阻箱的阻值应调为___________（结果保留一位小数）；根据题述条件可知，质量小于的小苹果将通过___________（填“上通道”或“下通道”）。 【答案】(1) 保护电路/保护电流表/保护电源 (2) 上通道 【详解】（1）[1]闭合开关S前，将电阻箱阻值调到最大的目的是保护电路。防止闭合开关瞬间电流过大，损坏电流表或电源。 [2]如图丙所示，该电流表读数为 [3]由闭合电路欧姆定律 代入、、、 解得 （2）[1]标准质量苹果加上托盘，总质量，产生压力大小 从图乙查得时对应的压敏电阻阻值 由图甲电路，临界吸合时电阻箱两端电压为 联立解得 [2]质量小于的小苹果产生的压力小，由图乙可知，增大，则达不到，电磁铁不吸合，苹果通过上通道。 5．（2026·南宁三中·二调） 汽车自动雨刷系统中的核心部件是雨量感应模块。某物理兴趣小组欲探究一个用于雨量感应的光敏电阻的特性曲线，并设计一个简单的雨量控制模拟电路。 (1)探究光敏电阻的阻值特性 准备实验器材：待测光敏电阻，（阻值随光照强度增大而减小），直流电源（），电压表（量程0~5 V，内阻约3 kΩ），电流表（量程0~3 mA，内阻约10 Ω），滑动变阻器（最大阻值20 Ω），开关，导线若干，用于模拟雨滴的遮光物。 ①小组同学先用多用电表的电阻挡粗略测量光线较弱时光敏电阻的阻值，将选择开关指在电阻挡“×100”倍率，进行正确操作后示数如图甲所示，其读数为______Ω。 ②为了更精确地测量不同光照强度下光敏电阻的阻值，小组同学设计电路后连接实验器材进行实验。请根据题中所给器材和测量需要，设计合理测量电路，用笔画线代替导线，在图乙中将实物图补充完整______。 ③小组同学用遮光物模拟雨滴，不同程度地遮挡光敏电阻以模拟不同雨量。测得无遮挡、轻度遮挡、重度遮挡（模拟小雨、中雨、大雨）三种情况下的I-U图线分别为图丙中的a、b、c，则对应小雨情况的图线是______（填“a”、“b”或“c”）。 (2)设计自动雨刷启动电路 根据以上实验结果，小组同学遂利用该光敏电阻设计一个模拟“自动雨刷”的控制电路。其原理是当雨量增大时，控制开关输入电压降低，且在达到中雨级别之前的适当值时，使控制开关输入的电压低于阈值（触发开关工作电压值）2.5 V，触发雨刷电机启动。其电路基本结构如图丁所示，已知供电电路采用的器材为光敏电阻，定值电阻，，，电源电动势（内阻不计）。则图丁中的A处应接入的元件为______，B处接入的元件为________（选填“”“”“”） 【答案】(1) 1800 a (2) 【详解】（1）[1]欧姆表的读数为指针所指刻度与倍率的乘积，所以图甲中光敏电阻测量值为 [2]滑动变阻器最大阻值仅20Ω，远小于光敏电阻，限流法无法明显改变电压电流，因此采用分压式接法；光敏电阻为大电阻，满足，因此电流表采用内接法，连线如图： [3]小雨对应无遮挡，光照最强，光敏电阻阻值最小，由，相同电压下电流最大，因此对应图线斜率最大的。 （2）[1][2]由题意雨量增大，遮挡增多，光敏电阻增大，要求此时控制开关输入电压降低，则图丁中的A处应接入的元件为； 要求达到中雨级别之前的适当值时，使控制开关输入的电压低于阈值（触发开关工作电压值），触发雨刷电机启动。 根据丙图可知，中雨时光敏电阻阻值为 当B处接入的元件为，可得 解得 当B处接入的元件为，可得 解得 要达到中雨级别之前的适当值时，触发雨刷电机启动。则B处接入的元件为。 6．（25-26高三上·咸阳武功·期中） 为了生命财产安全，“喝酒不开车，开车不喝酒”是每个公民应该遵守的底线。某款酒精检测仪的核心部件为酒精气体传感器，其电阻R与酒精气体浓度c的关系如图甲所示。某小组同学利用该酒精气体传感器设计了一款酒精检测仪，其电路图如图乙所示，除酒精气体传感器外，还用到了如下器材： A．蓄电池（电动势E＝2V，内阻r＝0.1Ω） B．表头G（满偏电流6.0mA，＝9Ω） C．电流表A（满偏电流500mA，内阻未知） D．电阻箱（最大阻值99.9Ω） E．电阻箱（最大阻值999.9Ω） F．开关及导线若干 (1)为将表头G的量程扩大为原来的10倍，小组同学将变阻器与灵敏电流计并联，并将电阻调节到______Ω；调节好后该小组同学将电路中的开关闭合，并将拨到2处对改装后的电表进行校对，调节得到了某次表头的读数如图丙，如果改装准确，电流表的读数应该是______。 (2)该同学若将图乙中开关合上，而将拨到1处，电阻器的阻值调为29.0Ω，酒精气体浓度为零时，则表头G读数为______mA。 (3)完成步骤（2）后，某次在实验室中测试酒精浓度时，表头指针指向5mA。已知酒精浓度在0.2～0.8mg/mL之间属于“酒驾”；酒精含量达到或超过0.8mg/mL属于“醉驾”，则该次测试的酒精浓度范围属于______（选填“酒驾”或“醉驾”）。 (4)使用较长时间后，蓄电池电动势降低，内阻增大，可将______（选填“增加”或“减小”），使得所测的酒精气体浓度仍为准确值。 【答案】(1) 1 0.04A (2)2 (3)醉驾 (4)减小 【详解】（1）[1]根据欧姆定律可得 代入数据，解得 [2]由图丙可知，表头的读数为4.0mA；表头G的量程扩大为原来的10倍，则电流表的读数为 （2）由图甲可知，酒精气体浓度为零时，酒精气体传感器的阻值为 根据闭合电路欧姆定律可得电路中的电流为 由于表头G的量程扩大为原来的10倍，则表头G读数为 （3）表头指针指向5mA，则电路中的电流为 根据 解得 由图甲可知，此时的酒精浓度为，所以该次测试的酒精浓度范围属于醉驾。 （4）根据 可知，使用较长时间后，蓄电池电动势降低，内阻增大，若所测的酒精气体浓度仍为准确值，即保证计算得到的酒精气体传感器的阻值准确，可将减小。 重难·创新演练 设题创新:传感器与生活实际相结合(T1，T2，T3，T4) 1．（25-26高二下·广西河池·期末）温度传感器主要用于温度测量与控制、补偿及安全保护，广泛应用于生产生活中。某项目式学习小组为了方便监测劳动基地生态阳光房的温度，设计了如图甲所示的电路，当气温低于时低温指示灯亮，高于时高温指示灯亮。已知当继电器线圈中的电流大于或等于10 mA时衔铁被吸引下移，当继电器线圈中的电流大于15 mA时衔铁被吸引上移，控制电路中电源的电动势，热敏电阻的阻值与温度t关系如图乙所示。 (1)若气温升高，电流表A示数将________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 (2)若两个继电器线圈的电阻及控制电路电源内阻忽略不计，则定值电阻________。 (3)工作电路中，接线C应与________（选填“A”或“B”）端相连。 (4)实际测试中发现气温上升到时，高温指示灯才开始亮，请你分析其中的原因可能是________。 【答案】(1)增大 (2)300 (3) (4)电源有内阻或继电器线圈有电阻 【详解】（1）由图乙可知，气温升高，热敏电阻的阻值减小，电路中电流增大，电流表示数增大。 （2）由图乙可知当温度等于时，热敏电阻，电路中电流等于 由闭合电路欧姆定律 代入数据解得 （3）由题意知，当温度高于时，电流大于，此时继电器的衔铁被吸引上移，高温指示灯亮，故接线应与端相连。 （4）当高温指示灯刚亮时，电路电流为，若考虑继电器线圈和电源内阻，此时热敏电阻比小，对应温度比高。 2．（25-26高二下·四川遂宁·期末）光敏电阻的阻值随光照强度变化，可用于制作光控开关等传感器。某实验小组利用如图所示电路进行探究，其中R1为光敏电阻（阻值随光照强度增大而减小），R2为定值电阻，电压表测R2两端电压，电源电动势 E=3V，内阻不计。 实验测得不同光照强度L（相对值）下电压表示数U的数据如下表： 光照强度L 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 电压U/V 0.50 0.90 1.30 1.65 1.95 2.20 (1)光敏电阻工作原理是把光照强弱这个光学量转换为电学量____（选填“电阻”、“电压”或“电 流”）。 (2)当有人通过而遮住光线时，A、B之间电压如何变化？___（选填“增大”或“减小”） (3)当L=0.2时，计算光敏电阻R1的阻值为____ kΩ （已知R2=2kΩ，保留两位小数）。 (4)该电路用作光控开关，设定当U≤0.8V时启动照明系统。现希望照明系统在更暗的环境下才启动，应____ R2的阻值.（选填“增大”或“减小”）。 【答案】(1)电阻 (2)减小 (3)4.67 (4)增大 【详解】（1）[1] 光敏电阻的阻值随光照强度变化，是把光照强弱转换为电阻大小变化的元件。 （2）[2] 人遮住光线时，光照强度减小，光敏电阻增大，串联电路总电阻增大，电路中电流减小，两端电压减小。 （3）[3] 当时，电压表示数 已知，串联电路中电源电压 则光敏电阻两端电压为 由串联电路分压关系有= 解得== （4）[4] 设启动阈值电压为 由串联分压有 整理得 希望在更暗环境下启动，光照强度更小，对应光敏电阻更大；由上式可知，启动阈值不变时，应增大的阻值。 3．（2027·广东深圳宝安多校·一模）某科技小组利用压阻式传感器设计简易电子秤，设计电路如图甲所示，测量时，通过读取电压表的示数，结合图乙中U和m的对应关系判断被测物体的质量。已知压敏电阻R的阻值随所放重物质量m的增大而减小，理论值为（m的单位为kg，R单位为Ω，）。其他器材还包括：电源E（电动势3 V）、定值电阻、电压表（量程0~3 V）、开关S、托盘、砝码若干、导线若干。 (1)关系图线的绘制 ①托盘空载时（），闭合开关，此时电压表示数为。 ②依次在托盘上放置质量、、、、的砝码，记录对应的电压表示数，数据如下表所示。请将时电压表示数的理论值填入表格中（结果保留3位有效数字）________。 0 1 2 3 4 5 1.00 1.11 1.25 1.67 2.00 ③在图乙的坐标系中描出各数据点，并作出关系图线________。 (2)电子秤的应用与改进 ①由图线可知，该简易电子秤的电压读数与质量成________（选填“线性”或“非线性”）关系。 ②某次测量未知物体时，电压表示数为，请从图线中读出该物体的质量约为________（结果保留2位有效数字）。 ③若考虑使用一段时间后电源内阻增大，若仍按原校准曲线读数，则测量值与真实值相比________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 ④为了提高该电子秤测量灵敏度（即单位质量变化引起的电压表示数变化量），科技小组提出以下建议，其中合理的是：________ A．更换电动势较大的电源 B．增大定值电阻的阻值 C．更换量程较大的电压表 D．换用阻值随质量变化更慢的压敏电阻 【答案】(1) (2) 非线性 偏小 A 【详解】（1）[1]忽略电源内阻，压敏电阻与定值电阻串联，电压表测两端电压。由闭合电路欧姆定律，电路电流为 由欧姆定律得。联立可得 当以千克为单位取数值时，代入，及题给的压敏电阻关系，得 当时，电压表示数为 [2]根据表中各组数据描点并用平滑曲线连接，所得曲线随质量增大而变陡。 （2）[1]由小问1在电路条件不变时的推导可知 该关系的变化快慢随改变，故电压读数与质量成非线性关系。 [2]由前述推导，在电路条件不变时，对该待测物体有 解得质量为 [3]设使用一段时间后的电源内阻为，由闭合电路欧姆定律，电路电流为 电压表示数为 与原校准状态相比，内阻的出现使总电阻增大，电流及电压表示数减小。原校准曲线中质量越大，压敏电阻越小，电压越大，因此较小的电压对应较小的质量，测量值偏小。 [4]A．在和不变时，由小问1的推导可知，相同质量变化引起的电压变化随电源电动势增大而增大，故A正确； B．压敏电阻的测量范围为，在此范围内，电阻由减至，满量程内的平均电压变化量可用于比较灵敏度，由前述电压关系可得 决定大小的分母因子可写为 由基本不等式，该因子不小于，且当且仅当时取等号。原电路已使满量程平均灵敏度最大，增大反而会使其降低，故B错误； C．增大电压表量程不会改变电路中电压随质量的变化关系，故C错误； D．压敏电阻的阻值随质量变化更慢时，相同质量变化引起的阻值变化和电压变化均减小，故D错误。 故选A。 4．（26-27高三上·安徽合肥·质量检测）某智能护目镜可根据外界光照强度自动调节镜片透光率，其核心结构如图甲所示：两片平行放置的偏振片M、N之间夹有电控液晶层，光敏电阻将探测到的照度信息反馈给控制电路，驱动电路可调节两偏振片透振方向的夹角，实现对护目镜照度的自动控制。（照度是反映光线明暗程度的物理量，国际单位Lux）控制电路如图乙所示，其中电源电动势，内阻不计，当时启动电机调节透光率。光敏电阻阻值随照度变化关系如表1所示。 表1  光敏电阻阻值与照度对应表 照度/Lux 2196 1370 948 690 535 420 340 300 253 215 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.0 1.10 1.20 1.30 (1)当外界光照增强时，光敏电阻阻值_________（选填“增大”或“减小”），光敏电阻两端电压_________（选填“增大”或“减小”）。 (2)若初始时两偏振片透振方向夹角在0~90度之间，想要使镜片透光率降低（减小进入眼睛的光强），两偏振片透振方向间的夹角应_________（选填“增大”或“减小”）。 (3)若设定当照度超过1370Lux时护目镜开始启动调节，则电阻箱阻值为_________。 【答案】(1) 减小 减小 (2)增大 (3) 【详解】（1）[1][2]由表格中的规律可知，当外界光照增强时，光敏电阻阻值减小，电路的总电阻减小，总电流增大，则电阻箱分压变大，所以光敏电阻两端电压减小。 （2）根据光的偏振原理可知，两偏振片透振方向间的夹角越大，透过光强越小，则想要使镜片透光率降低，需增大偏振片透振方向间的夹角。 （3）由表格数据可知，当照度为1370Lux时，光敏电阻的阻值为，由欧姆定律可得 解得 真题·实战演练 高频考点：敏感电阻结合传感器 1．（2026·甘肃·高考）热敏电阻是传感器中常见的感知温度的敏感元件。某实验小组采用如图1所示的电路图测量一热敏电阻在某温度下的阻值。实验器材有：待测热敏电阻（阻值约几千欧姆）、电源（电动势3 V，内阻很小）、毫安表（内阻很小）、滑动变阻器（最大阻值）、定值电阻（阻值）、开关和、温控装置、导线若干。 主要实验步骤及问题如下： （1）断开开关，连接电路，通过温控装置将热敏电阻的工作温度升至目标温度，并保持稳定。 （2）闭合开关前，应将的滑片置于__________（填“”或“”）端。实验中的作用是__________（填“限流”或“分压”）。 （3）闭合，调节的滑片至某一位置，记录毫安表的示数；保持滑片位置不变，闭合，记录毫安表的示数。该温度下热敏电阻的阻值__________（用、和表示）。 （4）某次测量时，毫安表选择量程，其指针稳定在图2所示位置，则读数为__________。 （5）改变的滑片位置，重复实验步骤（3），记录多组和数据。以为横坐标，为纵坐标描点作直线图。若直线的斜率为1.6，可求得该温度下热敏电阻的阻值为__________（保留2位有效数字）。 【答案】 分压 /1.291/1.293 【详解】（2）[1][2]由图1可知，实验中采用的分压接法，闭合开关前，应将的滑片置于端，其作用是分压。 （3）[3]根据题意，由欧姆定律有 解得 （4）[4]由图2可知，毫安表的最小分度为，则读数为 （5）[5] 根据题意，由欧姆定律有 整理可得 则有 解得 2．（2026·四川·高考）现有一由柔性力敏薄膜和均压板构成的压力传感器，为探究该传感器的电阻变化规律，并用其测量压力，实验小组进行了如下实验。可用器材有： 待测压力传感器（以下简称“传感器”，空载阻值约600 Ω） 直流稳压电源（输出电压） 定值电阻（阻值） 滑动变阻器（最大阻值约），滑动变阻器（最大阻值约） 电流表（量程，内阻） 砝码（质量为、、、、各2个） 开关、，导线若干 计算机 (1)为探究传感器电阻随压力的变化规律，实验小组将传感器水平放置并连接实验器材，如图1所示。 ①滑动变阻器应选用______（选填“”或“”）。将滑动变阻器滑片P置于右端，闭合开关，将开关拨至端，调节滑片使电流表满偏，此时两端的电压为______V（结果保留3位有效数字）。 ②保持滑片位置不变，将开关拨至端、传感器上砝码质量从零开始每次增加，记录多组电流表读数和对应的砝码质量，并绘制图像如图2所示。 ③根据图像，结合图1电路分析可得，当时，传感器的阻值为________（结果保留3位有效数字）。用相同的方法处理数据，得到传感器电阻和压力的关系。 (2)实验小组利用该传感器设计了如图3所示的压力测量电路。测量压力时，计算机采集c、d间电压值，处理数据得到此时传感器的电阻值，再根据实验（1）得到的传感器电阻和压力的关系显示出压力值。若在某次测量中，c、d间电压为2.00 V，此时传感器的电阻为________，计算机显示的压力值为________。（结果均保留3位有效数字，当地重力加速度大小为） 【答案】(1) 2.40 93.8 (2) 160 1.62/1.63/1.61 【详解】（1）①[1]根据实验原理可知，用滑动变阻器与传感器并联，认为压力传感器阻值的变化不影响并联部分电路两端的电压，所以需要滑动变阻器的阻值远小于压力传感器的阻值，所以滑动变阻器应选用最大阻值小的； [2]电流表满偏的电流为30mA，此时两端的电压为 则并联部分电路两端的电压 ③[3]当时，电流为，则传感器的阻值为 （2）[1]流过传感器的电流 此时传感器的阻值为 [2]当时，电流 对比图2可知砝码的质量为，则计算机显示的压力值为 3．（2026·河北·高考）问题探究 某学生兴趣小组通过查阅资料了解到，利用电磁阀控制压缩空气驱动活塞运动可实现公交车门开合，遂以“电控气动技术的原理探索与应用”为主题开展探究式学习。 (1)分析电控气动门工作原理 图1是电控气动系统开门过程的简化图。电磁阀中的固定铁芯与线圈组成电磁铁，当开关闭合时，衔铁在电磁铁的吸引下带动三个阀芯一起向左运动，复位弹簧被压缩，储气罐内压缩空气经气孔B进入汽缸右侧气室。推动汽缸内活塞向__________（填“左”或“右”）运动，车门打开。同时，汽缸左侧气室中的气体从气孔__________（填“S”或“R”）排出。当断开时，复位弹簧推动衔铁和阀芯向右运动，压缩空气推动活塞，车门关闭。 (2)探究复位弹簧的受力情况 ①同学们测量了复位弹簧在弹性限度内受到的作用力 与形变量的数据，并标在了坐标纸上，如图2所示：请在答题卡上绘制出该弹簧的 图像。________ ②根据绘制的 图像，得到该弹簧的劲度系数 __________N/mm（保留两位有效数字）。 同学们据此估算出电磁阀中电磁铁对阀芯的作用力仅有几牛顿，而资料显示，公交车实现车门开合所需的作用力高达上千牛顿。系统利用电控气动技术实现了“四两拨千斤”的效果。 (3)电控气动技术的应用设计 受此启发，同学们设计了一款温室自动开窗器，电路如图3所示。控制电路板的程序能够实现温度高于 时自动闭合开关，温度低于 时自动断开。电磁阀线圈工作电压为 ，而控制电路板的工作电压（5V）和电流较小，需配置电磁继电器作为控制开关。请在答题卡相应图上连线、完成电路、实现如下效果：闭合时，电磁阀中的电磁铁吸引衔铁左移，窗户打开；断开时，电磁阀中的衔铁右移，窗户关闭。 【答案】(1) 左 R (2) 0.22 (3) 【详解】（1）[1]结合题意可知，右侧气室充入气体，若体积不变，气体压强将会增大，推动活塞向左运动； [2]由题图1可以看出，左侧气室出气孔与R相连，则气体从R排出。 （2）[1]作图时要注意到图线要通过尽可能多的点要画出直线，不在直线上的点应该均匀分布在直线的两侧， 图像如图所示 [2]根据 可知 图像的斜率即为劲度系数，得 （3）S2闭合时，电磁继电器的线圈内有了电流，会使与3和2相连的两个触点接触，并使K、J连通，右侧电磁阀电路形成闭合回路，衔铁左移，窗户打开；S2断开时，电磁继电器的线圈内失去电流，与3和2相连的两个触点分开，导致K、J部分是断路状态，电磁阀部分的衔铁在复位弹簧作用下右移、窗户关闭，连线情况如图所示 4．（2026·湖南·高考）某探究小组用霍尔元件设计了一个测量微小位移的实验装置。 （1）将螺旋测微器通过铜杆连接霍尔元件。霍尔元件伸入两块磁感应强度相同、同极相对放置的磁体间隙中，并处于两磁体中心竖直线上。以中心竖直线为轴，其示意图如图1所示；霍尔元件上的导线与外部工作电路连接，其示意图如图2所示。 （2）将电压表接在霍尔元件的_______（填“、”或“、”）两端，闭合开关，测量其霍尔电压，电压表指针如图3所示，此时电压为_______。 （3）旋转螺旋测微器的旋钮，使霍尔元件沿轴移动至霍尔电压为0处，该处磁感应强度为0，此时的螺旋测微器读数如图4所示，该读数为_______。 （4）保持电流不变，旋转螺旋测微器的旋钮，读出霍尔元件在不同位置的霍尔电压，得到10组数据如下表所示。 1 11.670 9 2 11.960 16 3 12.302 25 4 12.633 30 5 12.952 42 6 13.270 48 7 13.594 57 8 13.930 67 9 14.246 74 10 14.585 81 （5）在图5中描出第4、5组测量数据的坐标点，并作出图像。_______ （6）用此装置测量微小位移。取下螺旋测微器，将待测物体与铜杆连接，待测物体在轴方向移动，其位移与霍尔元件的位移相等。某次测量中待测物体移动前电压表示数为，移动后电压表示数为，根据图像，此过程中物体位移的大小为_______（保留2位小数）。 【答案】 、 50 // 【详解】（2）[1]由霍尔效应原理可知，霍尔电压会出现在垂直电流和磁场方向上，结合图2可知，将电压表接在霍尔元件的、两端。 [2]由图3可知，电压表的最小刻度为，则此时电压为。 （3）[3]图4中螺旋测微器读数为。 （5）[4]根据表格中数据，在图5中描出第4、5组测量数据的坐标点，并作出图像，如图所示 （6）根据图像可知，电压表示数为时，有，移动后电压表示数为时，有，则此过程中物体位移的大小为。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第48讲 实验：利用传感器制作简单的自动控制装置（专项训练） 目录 模拟·基础演练 1 01 实验原理与操作 1 02 数据处理与误差分析 3 重难·创新演练 6 真题·实战演练 9 模拟·基础演练 考查重点：利用传感器制作简单的控制装置…… 01 实验原理与操作 1．（26-27高三上·广东·月考）利用图甲所示的测量电路对热敏电阻特性进行探究，为滑动变阻器，为电阻箱，热敏电阻处在温控室中。 (1)实验前，开关、先断开，将滑动变阻器的滑片移到_________（填“a”或“b”）端；实验时，记录温控室的温度将打到1，闭合，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为；然后保持滑动变阻器的滑片P位置不变，再将打到2，调节电阻箱，使电流表的示数为________，记录此时电阻箱的示数，即为热敏电阻的阻值； (2)多次改变温控室的温度，重复上述实验过程，测得多组热敏电阻在不同温度下对应的电阻值，作出图像，如图乙所示，由图像可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高而________（填“增大”或“减小”）。 (3)利用该热敏电阻设计温控报警器，其电路原理如图丙所示，恒压电源两端的电压恒为24 V，报警系统接在之间，当之间的输出电压低于8V时，便触发报警器报警，若要求开始报警时环境温度为40℃，则图中电阻箱的阻值应为_______（结果保留一位有效数字）；测试发现温度提前到35℃时报警器就已经报警，则应______（填“调小”或“调大”）电阻箱的阻值。 2．（25-26高三下·咸阳北城中学·阶段检测） 智能化育苗蔬菜基地对环境要求严格，其中包括对光照强度的调控，光照强度简称照度，反映光照的强弱，光越强，照度越大，单位为勒克斯（lx）。为了控制照度，科技人员设计了图甲所示的智能光控电路。智能光控电路的核心元件是光敏电阻，某同学用如图乙所示电路测量光敏电阻在不同照度时的阻值，实验所用器材：电源，滑动变阻器（最大阻值为），电压表（量程为，内阻为），毫安表（量程为，内阻不计），定值电阻，开关和导线若干。 (1)在闭合开关前，应把的滑片移到___________（选填“左”或“右”）端； (2)某次测量时电压表的示数如图丙所示，电压表的读数为___________V，电流表读数为，此时光敏电阻的阻值为___________Ω； (3)该同学通过测量得到了6组数据，他作出光敏电阻的阻值随照度变化的图像如图丁所示，由图丁可初步判断光敏电阻的阻值与照度___________反比例函数关系（选填“满足”或“不满足"）； (4)该同学用上述光敏电阻接入图甲所示的电路，其中电源电动势，内阻忽略不计，电阻，电阻箱的阻值调节范围是，光敏电阻的电压增加到时光照系统开始工作，为了使照度降低到4klx时，自动控制系统开始补光，则的阻值应该调节为___________： 3．（26-27高三上·山东济南·摸底） 某实验小组设计了一种压力报警装置。 所用实验器材如下： 压敏电阻：阻值约几十千欧 电源E：电动势3.0 V，内阻不计 电流表A：量程，内阻约为 电压表V：量程3 V，内阻约为 滑动变阻器：阻值范围 开关K，导线若干。 主要实验步骤如下： （1）测量不同压力F下压敏电阻的阻值，请在答题卡指定位置完成图甲实验电路图。_________ （2）以为纵轴，压力F为横轴建立直角坐标系，作曲线如图乙所示。 （3）压力报警装置电路如图丙所示。的滑片处于某位置，当上压力超过一定值时，导致报警器两端电压大于或等于2 V而启动，报警器应并联在_________两端（填“”或“”）。 （4）定义压力传感器的灵敏度。压力时，P点的切线如图乙中所示，此时_________（保留2位有效数字）。由曲线可知，则该型号传感器更适合检测_________（选填“大于”或“小于”）P点时的压力。 02 数据处理与误差分析 4． （26-27高三上·广东汕尾·第一次质量监测）某科技小组利用压敏电阻制作简易的自动分拣装置（甲图），它能按一定质量标准自动分拣大小苹果。为压敏电阻，质量为的托盘置于上，苹果经过托盘时对产生压力，的阻值随压力变化。初始状态衔铁水平，当电阻箱两端电压时，控制电路使电磁铁吸动衔铁，并保持一段时间，确保苹果在衔铁上运动时电磁铁保持吸合状态。已知电源电动势，内阻，电流表为理想电表，量程，。 (1)压敏电阻的阻值与压力的关系测试。 ①关闭图甲中的传送带，断开控制电路，在托盘上加一个砝码（），记录压敏电阻受到的压力； ②闭合开关S前，将电阻箱阻值调到最大，其目的是___________； ③闭合开关S，调节电阻箱，记录电阻箱和电流表读数。当电阻箱示数为时，如丙图所示电流表示数为___________A，则此压力下压敏电阻___________； ④依次增加砝码，改变压力，重复步骤③，获取多组数据； ⑤根据实验数据，描绘压敏电阻阻值随压力变化的图像（如图乙），为后续设定分拣标准提供依据。 (2)苹果分拣质量标准设置。 如图乙，现以为标准质量将苹果分拣开，为使该装置达到分拣标准，电阻箱的阻值应调为___________（结果保留一位小数）；根据题述条件可知，质量小于的小苹果将通过___________（填“上通道”或“下通道”）。 5．（2026·南宁三中·二调） 汽车自动雨刷系统中的核心部件是雨量感应模块。某物理兴趣小组欲探究一个用于雨量感应的光敏电阻的特性曲线，并设计一个简单的雨量控制模拟电路。 (1)探究光敏电阻的阻值特性 准备实验器材：待测光敏电阻，（阻值随光照强度增大而减小），直流电源（），电压表（量程0~5 V，内阻约3 kΩ），电流表（量程0~3 mA，内阻约10 Ω），滑动变阻器（最大阻值20 Ω），开关，导线若干，用于模拟雨滴的遮光物。 ①小组同学先用多用电表的电阻挡粗略测量光线较弱时光敏电阻的阻值，将选择开关指在电阻挡“×100”倍率，进行正确操作后示数如图甲所示，其读数为______Ω。 ②为了更精确地测量不同光照强度下光敏电阻的阻值，小组同学设计电路后连接实验器材进行实验。请根据题中所给器材和测量需要，设计合理测量电路，用笔画线代替导线，在图乙中将实物图补充完整______。 ③小组同学用遮光物模拟雨滴，不同程度地遮挡光敏电阻以模拟不同雨量。测得无遮挡、轻度遮挡、重度遮挡（模拟小雨、中雨、大雨）三种情况下的I-U图线分别为图丙中的a、b、c，则对应小雨情况的图线是______（填“a”、“b”或“c”）。 (2)设计自动雨刷启动电路 根据以上实验结果，小组同学遂利用该光敏电阻设计一个模拟“自动雨刷”的控制电路。其原理是当雨量增大时，控制开关输入电压降低，且在达到中雨级别之前的适当值时，使控制开关输入的电压低于阈值（触发开关工作电压值）2.5 V，触发雨刷电机启动。其电路基本结构如图丁所示，已知供电电路采用的器材为光敏电阻，定值电阻，，，电源电动势（内阻不计）。则图丁中的A处应接入的元件为______，B处接入的元件为________（选填“”“”“”） 6．（25-26高三上·咸阳武功·期中） 为了生命财产安全，“喝酒不开车，开车不喝酒”是每个公民应该遵守的底线。某款酒精检测仪的核心部件为酒精气体传感器，其电阻R与酒精气体浓度c的关系如图甲所示。某小组同学利用该酒精气体传感器设计了一款酒精检测仪，其电路图如图乙所示，除酒精气体传感器外，还用到了如下器材： A．蓄电池（电动势E＝2V，内阻r＝0.1Ω） B．表头G（满偏电流6.0mA，＝9Ω） C．电流表A（满偏电流500mA，内阻未知） D．电阻箱（最大阻值99.9Ω） E．电阻箱（最大阻值999.9Ω） F．开关及导线若干 (1)为将表头G的量程扩大为原来的10倍，小组同学将变阻器与灵敏电流计并联，并将电阻调节到______Ω；调节好后该小组同学将电路中的开关闭合，并将拨到2处对改装后的电表进行校对，调节得到了某次表头的读数如图丙，如果改装准确，电流表的读数应该是______。 (2)该同学若将图乙中开关合上，而将拨到1处，电阻器的阻值调为29.0Ω，酒精气体浓度为零时，则表头G读数为______mA。 (3)完成步骤（2）后，某次在实验室中测试酒精浓度时，表头指针指向5mA。已知酒精浓度在0.2～0.8mg/mL之间属于“酒驾”；酒精含量达到或超过0.8mg/mL属于“醉驾”，则该次测试的酒精浓度范围属于______（选填“酒驾”或“醉驾”）。 (4)使用较长时间后，蓄电池电动势降低，内阻增大，可将______（选填“增加”或“减小”），使得所测的酒精气体浓度仍为准确值。 重难·创新演练 设题创新:传感器与生活实际相结合(T1，T2，T3，T4) 1．（25-26高二下·广西河池·期末）温度传感器主要用于温度测量与控制、补偿及安全保护，广泛应用于生产生活中。某项目式学习小组为了方便监测劳动基地生态阳光房的温度，设计了如图甲所示的电路，当气温低于时低温指示灯亮，高于时高温指示灯亮。已知当继电器线圈中的电流大于或等于10 mA时衔铁被吸引下移，当继电器线圈中的电流大于15 mA时衔铁被吸引上移，控制电路中电源的电动势，热敏电阻的阻值与温度t关系如图乙所示。 (1)若气温升高，电流表A示数将________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 (2)若两个继电器线圈的电阻及控制电路电源内阻忽略不计，则定值电阻________。 (3)工作电路中，接线C应与________（选填“A”或“B”）端相连。 (4)实际测试中发现气温上升到时，高温指示灯才开始亮，请你分析其中的原因可能是________。 2．（25-26高二下·四川遂宁·期末）光敏电阻的阻值随光照强度变化，可用于制作光控开关等传感器。某实验小组利用如图所示电路进行探究，其中R1为光敏电阻（阻值随光照强度增大而减小），R2为定值电阻，电压表测R2两端电压，电源电动势 E=3V，内阻不计。 实验测得不同光照强度L（相对值）下电压表示数U的数据如下表： 光照强度L 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 电压U/V 0.50 0.90 1.30 1.65 1.95 2.20 (1)光敏电阻工作原理是把光照强弱这个光学量转换为电学量____（选填“电阻”、“电压”或“电 流”）。 (2)当有人通过而遮住光线时，A、B之间电压如何变化？___（选填“增大”或“减小”） (3)当L=0.2时，计算光敏电阻R1的阻值为____ kΩ （已知R2=2kΩ，保留两位小数）。 (4)该电路用作光控开关，设定当U≤0.8V时启动照明系统。现希望照明系统在更暗的环境下才启动，应____ R2的阻值.（选填“增大”或“减小”）。 3．（2027·广东深圳宝安多校·一模）某科技小组利用压阻式传感器设计简易电子秤，设计电路如图甲所示，测量时，通过读取电压表的示数，结合图乙中U和m的对应关系判断被测物体的质量。已知压敏电阻R的阻值随所放重物质量m的增大而减小，理论值为（m的单位为kg，R单位为Ω，）。其他器材还包括：电源E（电动势3 V）、定值电阻、电压表（量程0~3 V）、开关S、托盘、砝码若干、导线若干。 (1)关系图线的绘制 ①托盘空载时（），闭合开关，此时电压表示数为。 ②依次在托盘上放置质量、、、、的砝码，记录对应的电压表示数，数据如下表所示。请将时电压表示数的理论值填入表格中（结果保留3位有效数字）________。 0 1 2 3 4 5 1.00 1.11 1.25 1.67 2.00 ③在图乙的坐标系中描出各数据点，并作出关系图线________。 (2)电子秤的应用与改进 ①由图线可知，该简易电子秤的电压读数与质量成________（选填“线性”或“非线性”）关系。 ②某次测量未知物体时，电压表示数为，请从图线中读出该物体的质量约为________（结果保留2位有效数字）。 ③若考虑使用一段时间后电源内阻增大，若仍按原校准曲线读数，则测量值与真实值相比________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 ④为了提高该电子秤测量灵敏度（即单位质量变化引起的电压表示数变化量），科技小组提出以下建议，其中合理的是：________ A．更换电动势较大的电源 B．增大定值电阻的阻值 C．更换量程较大的电压表 D．换用阻值随质量变化更慢的压敏电阻 4．（26-27高三上·安徽合肥·质量检测）某智能护目镜可根据外界光照强度自动调节镜片透光率，其核心结构如图甲所示：两片平行放置的偏振片M、N之间夹有电控液晶层，光敏电阻将探测到的照度信息反馈给控制电路，驱动电路可调节两偏振片透振方向的夹角，实现对护目镜照度的自动控制。（照度是反映光线明暗程度的物理量，国际单位Lux）控制电路如图乙所示，其中电源电动势，内阻不计，当时启动电机调节透光率。光敏电阻阻值随照度变化关系如表1所示。 表1  光敏电阻阻值与照度对应表 照度/Lux 2196 1370 948 690 535 420 340 300 253 215 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.0 1.10 1.20 1.30 (1)当外界光照增强时，光敏电阻阻值_________（选填“增大”或“减小”），光敏电阻两端电压_________（选填“增大”或“减小”）。 (2)若初始时两偏振片透振方向夹角在0~90度之间，想要使镜片透光率降低（减小进入眼睛的光强），两偏振片透振方向间的夹角应_________（选填“增大”或“减小”）。 (3)若设定当照度超过1370Lux时护目镜开始启动调节，则电阻箱阻值为_________。 真题·实战演练 高频考点：敏感电阻结合传感器 1．（2026·甘肃·高考）热敏电阻是传感器中常见的感知温度的敏感元件。某实验小组采用如图1所示的电路图测量一热敏电阻在某温度下的阻值。实验器材有：待测热敏电阻（阻值约几千欧姆）、电源（电动势3 V，内阻很小）、毫安表（内阻很小）、滑动变阻器（最大阻值）、定值电阻（阻值）、开关和、温控装置、导线若干。 主要实验步骤及问题如下： （1）断开开关，连接电路，通过温控装置将热敏电阻的工作温度升至目标温度，并保持稳定。 （2）闭合开关前，应将的滑片置于__________（填“”或“”）端。实验中的作用是__________（填“限流”或“分压”）。 （3）闭合，调节的滑片至某一位置，记录毫安表的示数；保持滑片位置不变，闭合，记录毫安表的示数。该温度下热敏电阻的阻值__________（用、和表示）。 （4）某次测量时，毫安表选择量程，其指针稳定在图2所示位置，则读数为__________。 （5）改变的滑片位置，重复实验步骤（3），记录多组和数据。以为横坐标，为纵坐标描点作直线图。若直线的斜率为1.6，可求得该温度下热敏电阻的阻值为__________（保留2位有效数字）。 2．（2026·四川·高考）现有一由柔性力敏薄膜和均压板构成的压力传感器，为探究该传感器的电阻变化规律，并用其测量压力，实验小组进行了如下实验。可用器材有： 待测压力传感器（以下简称“传感器”，空载阻值约600 Ω） 直流稳压电源（输出电压） 定值电阻（阻值） 滑动变阻器（最大阻值约），滑动变阻器（最大阻值约） 电流表（量程，内阻） 砝码（质量为、、、、各2个） 开关、，导线若干 计算机 (1)为探究传感器电阻随压力的变化规律，实验小组将传感器水平放置并连接实验器材，如图1所示。 ①滑动变阻器应选用______（选填“”或“”）。将滑动变阻器滑片P置于右端，闭合开关，将开关拨至端，调节滑片使电流表满偏，此时两端的电压为______V（结果保留3位有效数字）。 ②保持滑片位置不变，将开关拨至端、传感器上砝码质量从零开始每次增加，记录多组电流表读数和对应的砝码质量，并绘制图像如图2所示。 ③根据图像，结合图1电路分析可得，当时，传感器的阻值为________（结果保留3位有效数字）。用相同的方法处理数据，得到传感器电阻和压力的关系。 (2)实验小组利用该传感器设计了如图3所示的压力测量电路。测量压力时，计算机采集c、d间电压值，处理数据得到此时传感器的电阻值，再根据实验（1）得到的传感器电阻和压力的关系显示出压力值。若在某次测量中，c、d间电压为2.00 V，此时传感器的电阻为________，计算机显示的压力值为________。（结果均保留3位有效数字，当地重力加速度大小为） 3．（2026·河北·高考）问题探究 某学生兴趣小组通过查阅资料了解到，利用电磁阀控制压缩空气驱动活塞运动可实现公交车门开合，遂以“电控气动技术的原理探索与应用”为主题开展探究式学习。 (1)分析电控气动门工作原理 图1是电控气动系统开门过程的简化图。电磁阀中的固定铁芯与线圈组成电磁铁，当开关闭合时，衔铁在电磁铁的吸引下带动三个阀芯一起向左运动，复位弹簧被压缩，储气罐内压缩空气经气孔B进入汽缸右侧气室。推动汽缸内活塞向__________（填“左”或“右”）运动，车门打开。同时，汽缸左侧气室中的气体从气孔__________（填“S”或“R”）排出。当断开时，复位弹簧推动衔铁和阀芯向右运动，压缩空气推动活塞，车门关闭。 (2)探究复位弹簧的受力情况 ①同学们测量了复位弹簧在弹性限度内受到的作用力 与形变量的数据，并标在了坐标纸上，如图2所示：请在答题卡上绘制出该弹簧的 图像。________ ②根据绘制的 图像，得到该弹簧的劲度系数 __________N/mm（保留两位有效数字）。 同学们据此估算出电磁阀中电磁铁对阀芯的作用力仅有几牛顿，而资料显示，公交车实现车门开合所需的作用力高达上千牛顿。系统利用电控气动技术实现了“四两拨千斤”的效果。 (3)电控气动技术的应用设计 受此启发，同学们设计了一款温室自动开窗器，电路如图3所示。控制电路板的程序能够实现温度高于 时自动闭合开关，温度低于 时自动断开。电磁阀线圈工作电压为 ，而控制电路板的工作电压（5V）和电流较小，需配置电磁继电器作为控制开关。请在答题卡相应图上连线、完成电路、实现如下效果：闭合时，电磁阀中的电磁铁吸引衔铁左移，窗户打开；断开时，电磁阀中的衔铁右移，窗户关闭。 4．（2026·湖南·高考）某探究小组用霍尔元件设计了一个测量微小位移的实验装置。 （1）将螺旋测微器通过铜杆连接霍尔元件。霍尔元件伸入两块磁感应强度相同、同极相对放置的磁体间隙中，并处于两磁体中心竖直线上。以中心竖直线为轴，其示意图如图1所示；霍尔元件上的导线与外部工作电路连接，其示意图如图2所示。 （2）将电压表接在霍尔元件的_______（填“、”或“、”）两端，闭合开关，测量其霍尔电压，电压表指针如图3所示，此时电压为_______。 （3）旋转螺旋测微器的旋钮，使霍尔元件沿轴移动至霍尔电压为0处，该处磁感应强度为0，此时的螺旋测微器读数如图4所示，该读数为_______。 （4）保持电流不变，旋转螺旋测微器的旋钮，读出霍尔元件在不同位置的霍尔电压，得到10组数据如下表所示。 1 11.670 9 2 11.960 16 3 12.302 25 4 12.633 30 5 12.952 42 6 13.270 48 7 13.594 57 8 13.930 67 9 14.246 74 10 14.585 81 （5）在图5中描出第4、5组测量数据的坐标点，并作出图像。_______ （6）用此装置测量微小位移。取下螺旋测微器，将待测物体与铜杆连接，待测物体在轴方向移动，其位移与霍尔元件的位移相等。某次测量中待测物体移动前电压表示数为，移动后电压表示数为，根据图像，此过程中物体位移的大小为_______（保留2位小数）。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 第48讲实验：利用传感器制作简单的自动控制装置 (专项 训练) 模拟•基础演练 题型01 实验原理与操作 1. 【答案】1) b Io (2)减小 3) 2 调小 2. 【答案】)左 (2) 1.80 3.6×103 3)不满足 4)7.9×103 3 Re 【答案】 K 6.5 小于 题型 02 数据处理与误差分析 4. 【答案】1) 保护电路/保护电流表/保护电源 0.20 35 114 函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 (2) 10.5 上通道 光敏电阻 【答案】(1) 1800 Q (2) RG R 6. 【答案】I) 1 0.04A (2)2 (3)醉驾 (4)减小 重难·创新演练 设题创新：传感器与生活实际相结合(T1,T2,T3,T4) 1. 【答案】1)增大 (2)300 3)A (4)电源有内阻或继电器线圈有电阻 2. 【答案】)电阻 (2)减小 3)4.67 (4)增大 3. 214 西学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 UV 2.0 1.43 1.0 m/kg 【答案】1) 2 3 4 2) 非线性 3.3 偏小 A 4. 【答案】) 减小 减小 (2)增大 3)250 真题实战演练 1 I R 【答案】 N 分压 12-I 1.292/1.291/1.293 3.3 3 【答案】1) R 2.40 93.8 2) 160 1.62/1.63/1.61 3. 【答案】1) 左 R ◆FN 3.0 2.0 09 →x/mm (2) 24681012 0.22 3/4 西学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 固定铁芯 线圈 复位弹簧 温度传感器 电磁继电器 控制 S, K 衔铁 电路板 电磁阀 24V 3) 个z/mm 15 14 13 cd 11.35011.34911.351 12 11 10 0 【答案】 50 20406080100U/mV 1.55 4/4