2027年高考物理一轮复习 突破练习含答案083-课时作业71 利用传感器制作简单的自动控制装置（教用）

这是一份2027年高考物理一轮复习 突破练习含答案083-课时作业71 利用传感器制作简单的自动控制装置（教用），共40页。

（1） 如图甲所示是电感式传感器，当物体1带动铁芯2向右移动时，线圈自感系数将_ _ _ _ （选填“变大”或“变小”）。
（2） 如图乙所示，将含压敏电阻的装置平放在电梯地板上，在压敏电阻的上表面放一质量为m的物体，压敏电阻的阻值随压力变化的曲线如图丙所示。电梯静止时电流表示数为I0，当电流表的示数大于I0时，电梯的运动情况是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （选填“加速向上运动”或“加速向下运动”）。
（3） 如图丁所示为感温式火灾报警器及其简化电路图。变压器原线圈接入电压有效值不变的交流电，副线圈连接报警系统，RT为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，R1为定值电阻，滑动变阻器R0用于设定报警温度，当副线圈回路中的电流大于设定临界值时就会触发报警。滑片上移一点可以_ _ _ _ （选填“提高”或“降低”）报警温度。
（4） 对照以上几种自动控制装置可知，传感器是一种能够将诸如力、温度等非电学量转换成_ _ _ _ _ _ 的仪器。
【答案】（1） 变小
（2） 加速向上运动
（3） 提高
（4） 电学量
【解析】
（1） 当物体1带动铁芯2向右移动时，铁芯逐渐拔出线圈，所以线圈自感系数变小。
（2） 电梯静止时电流表示数为I0，当电流表的示数大于I0时，可得压敏电阻阻值减小，则压敏电阻受到的压力增大，物体处于超重状态，所以电梯的运动情况是加速向上运动。
（3） 滑片上移一点，滑动变阻器R0接入阻值增大，则副线圈回路中的电流达到临界值对应的热敏电阻RT阻值减小，对应的温度升高，所以滑片上移一点可以提高报警温度。
（4） 对照以上几种自动控制装置可知，传感器是一种能够将诸如力、温度等非电学量转换成电学量的仪器。
2．（2025·辽宁沈阳模拟）（8分）在机器人的设计中，各类传感器是感知外界的重要元件。某实验小组新购进了某型号的薄膜压敏电阻，现在需要测定该压敏电阻在不同压力下的阻值。实验室准备了图甲中的实验器材，电压表内阻约为20kΩ ，电流表内阻约为50Ω 。
甲
（1） 请在图甲中，把实物连线补充完整。
（2） 闭合开关前，应将滑动变阻器滑片调至_ _ _ _ （选填“左端”“右端”或“中间”）。将压敏电阻水平放置并在上面放置适量砝码，实验得到不同压力下压敏电阻阻值RF，将砝码重力记为F，描绘出RF−F图线，如图乙所示。
乙
（3） 若将|ΔRFΔF|定义为压敏电阻的灵敏度，则由图乙可知该型号薄膜压敏电阻的灵敏度随着所受压力的增大而_ _ _ _ （选填“增大”“减小”或“不变”）。
（4） 将测定好的压敏电阻安装在机械手的指尖处，如图丙所示，并按如图丁所示连接好电路。已知电源电动势E=3.0V，电源内阻和检测电流表内阻均忽略不计，保护电阻R=3kΩ ，机械手指尖与圆柱体间的最大静摩擦力是压力的12。若要用机械手三个指尖竖直抓起重力G=3N的圆柱体且不滑落（机械手三个指尖对圆柱体施加的压力大小相等），则检测电流表的示数至少为_ _ _ _ μA（结果保留3位有效数字）。
【答案】
（1） 如图所示
（2） 左端
（3） 减小
（4） 200
【解析】
（1） 依据题意可知，本实验采用伏安法测量压力传感器在不同压力下的电阻，由题图乙及实验所给器材可知RF>RA⋅RV=1kΩ ，所以电流表需采用内接法。
（2） 为防止烧坏电表，闭合开关前，应将滑动变阻器滑片调至左端。
（3） 由灵敏度的定义式结合题图乙可知，该型号薄膜压敏电阻的灵敏度随着所受压力的增大而减小。
（4） 对圆柱体受力分析，根据平衡条件有3μF=G，解得最小压力F=2N，结合题图乙可知对应的电阻RF=12kΩ ，则检测电流表的示数至少为I=ER+RF=0.2×10−3A=200μA。