一、认识敏感元件
1. 敏感元件能敏锐地检测到某种
2. 热敏电阻可分为
1. 敏感元件能敏锐地检测到某种
物理
、化学
信息,通过一定的电路将其转变为电
信号。常见的敏感元件有热敏
、光敏
、压敏
、磁敏、气敏
、湿敏元件等。2. 热敏电阻可分为
正温度系数
热敏电阻器(PTC)和负温度系数
热敏电阻器(NTC)。PTC温度越高,其电阻值越大
;NTC温度越高,其电阻值越小
。答案
1. 物理 化学 电 热敏 光敏 压敏 气敏
2. 正温度系数 负温度系数 大 小
2. 正温度系数 负温度系数 大 小
解析
【分析】
本题考查敏感元件及热敏电阻的基础概念,解题时需准确回忆教材中关于敏感元件的功能、常见类型,以及热敏电阻的分类和电阻随温度的变化规律,按标准表述填写即可。
【解析】
1. 敏感元件的作用是敏锐检测物理、化学信息,通过电路将其转化为电信号;常见的敏感元件有热敏、光敏、压敏、磁敏、气敏、湿敏等。
2. 热敏电阻分为正温度系数(PTC)和负温度系数(NTC)两类;PTC热敏电阻温度越高,电阻值越大;NTC热敏电阻温度越高,电阻值越小。
【答案】
1. 物理 化学 电 热敏 光敏 压敏 气敏
2. 正温度系数 负温度系数 大 小
【知识点】
敏感元件、热敏电阻特性
【点评】
本题为基础识记类题目,主要考查对敏感元件及热敏电阻相关概念的掌握,难度较低,准确记忆教材内容即可作答。
【难度系数】
0.7
本题考查敏感元件及热敏电阻的基础概念,解题时需准确回忆教材中关于敏感元件的功能、常见类型,以及热敏电阻的分类和电阻随温度的变化规律,按标准表述填写即可。
【解析】
1. 敏感元件的作用是敏锐检测物理、化学信息,通过电路将其转化为电信号;常见的敏感元件有热敏、光敏、压敏、磁敏、气敏、湿敏等。
2. 热敏电阻分为正温度系数(PTC)和负温度系数(NTC)两类;PTC热敏电阻温度越高,电阻值越大;NTC热敏电阻温度越高,电阻值越小。
【答案】
1. 物理 化学 电 热敏 光敏 压敏 气敏
2. 正温度系数 负温度系数 大 小
【知识点】
敏感元件、热敏电阻特性
【点评】
本题为基础识记类题目,主要考查对敏感元件及热敏电阻相关概念的掌握,难度较低,准确记忆教材内容即可作答。
【难度系数】
0.7
二、设计恒温电热杯的温度显示系统
3. 热敏电阻能把温度变化转化成
4. $ R_t $是一个由半导体材料制成的热敏电阻,其阻值随温度变化的关系如图12-6-1甲所示。电源电压$ U $不变,$ R $是定值电阻,用这些元件可以制成自动测温设备。温度越高,$ R_t $的阻值

3. 热敏电阻能把温度变化转化成
电阻值
的变化,根据欧姆定律可知,电阻值的变化可以引起电路中电压或电流
的变化,因此可以通过电压或电流
的变化来显示热敏电阻所检测的温度变化情况。4. $ R_t $是一个由半导体材料制成的热敏电阻,其阻值随温度变化的关系如图12-6-1甲所示。电源电压$ U $不变,$ R $是定值电阻,用这些元件可以制成自动测温设备。温度越高,$ R_t $的阻值
越小
,图12-6-1乙中电流表的示数越大
(以上两空均选填“越大”或“越小”)。图12-6-1乙中电流表的示数可表示为$\frac{U}{R+R_t}$
,电压表的示数可表示为$\frac{UR_t}{R+R_t}$
(以上两空均用题中所给物理量的符号表示)。答案
3. 电阻值 电压或电流 电压或电流
4. 越小 越大 $\frac{U}{R+R_t}$ $\frac{UR_t}{R+R_t}$
4. 越小 越大 $\frac{U}{R+R_t}$ $\frac{UR_t}{R+R_t}$
解析
【分析】
本题分为两小问,第3题考查热敏电阻的基本特性,需明确热敏电阻的功能是将温度变化转化为电阻值变化,结合欧姆定律可知电阻变化会引起电路中电流或电压的变化,因此可通过电流或电压反映温度变化;第4题需先从图甲判断热敏电阻阻值随温度的变化规律,再结合图乙的串联电路结构,利用欧姆定律和串联分压规律分析电流、电压的变化及表达式。
【解析】
第3题:热敏电阻的核心特性是温度改变时自身电阻值发生变化,因此能把温度变化转化为电阻值的变化;根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,电源电压不变时,电路中电阻的变化会引起电流或电压的变化,所以可以通过电压或电流的变化来显示温度变化。
第4题:由图甲可知,温度越高,热敏电阻$R_t$的阻值越小;图乙中定值电阻$R$与热敏电阻$R_t$串联,电源电压$U$不变,总电阻$R_{总}=R+R_t$,根据欧姆定律,电路中电流$I=\frac{U}{R_{总}}=\frac{U}{R+R_t}$;温度越高,$R_t$越小,总电阻越小,电路电流越大,因此电流表的示数越大;电压表测$R_t$两端的电压,根据串联分压规律,电压表的示数$U_V=I· R_t=\frac{U}{R+R_t}· R_t=\frac{UR_t}{R+R_t}$。
【答案】
3. 电阻值;电压或电流;电压或电流
4. 越小;越大;$\frac{U}{R+R_t}$;$\frac{UR_t}{R+R_t}$
【知识点】
热敏电阻特性;欧姆定律;串联电路分压
【点评】
本题结合图像考查热敏电阻的特性及欧姆定律在串联电路中的应用,需先分析热敏电阻阻值与温度的关系,再利用串联电路规律推导电流、电压表达式,属于基础应用类题目,难度适中。
【难度系数】
0.5
本题分为两小问,第3题考查热敏电阻的基本特性,需明确热敏电阻的功能是将温度变化转化为电阻值变化,结合欧姆定律可知电阻变化会引起电路中电流或电压的变化,因此可通过电流或电压反映温度变化;第4题需先从图甲判断热敏电阻阻值随温度的变化规律,再结合图乙的串联电路结构,利用欧姆定律和串联分压规律分析电流、电压的变化及表达式。
【解析】
第3题:热敏电阻的核心特性是温度改变时自身电阻值发生变化,因此能把温度变化转化为电阻值的变化;根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,电源电压不变时,电路中电阻的变化会引起电流或电压的变化,所以可以通过电压或电流的变化来显示温度变化。
第4题:由图甲可知,温度越高,热敏电阻$R_t$的阻值越小;图乙中定值电阻$R$与热敏电阻$R_t$串联,电源电压$U$不变,总电阻$R_{总}=R+R_t$,根据欧姆定律,电路中电流$I=\frac{U}{R_{总}}=\frac{U}{R+R_t}$;温度越高,$R_t$越小,总电阻越小,电路电流越大,因此电流表的示数越大;电压表测$R_t$两端的电压,根据串联分压规律,电压表的示数$U_V=I· R_t=\frac{U}{R+R_t}· R_t=\frac{UR_t}{R+R_t}$。
【答案】
3. 电阻值;电压或电流;电压或电流
4. 越小;越大;$\frac{U}{R+R_t}$;$\frac{UR_t}{R+R_t}$
【知识点】
热敏电阻特性;欧姆定律;串联电路分压
【点评】
本题结合图像考查热敏电阻的特性及欧姆定律在串联电路中的应用,需先分析热敏电阻阻值与温度的关系,再利用串联电路规律推导电流、电压表达式,属于基础应用类题目,难度适中。
【难度系数】
0.5
三、制作恒温电热杯的电子测温装置
5. 实际的电子测温装置要实现温度检测、温度数字化显示、语音提示、复位等功能,往往需要利用集成电路。我们可以制作一个简单的电子测温装置,用电压表或电流表的示数显示所测量的温度值。其制作流程是:明确需求,
5. 实际的电子测温装置要实现温度检测、温度数字化显示、语音提示、复位等功能,往往需要利用集成电路。我们可以制作一个简单的电子测温装置,用电压表或电流表的示数显示所测量的温度值。其制作流程是:明确需求,
画出电路图
→选择电学元件,了解各元件的功能和参数
→确定各元件的连接方式
,连接电路→确定电表的示数与温度
的关系→用标准温度计进行校准
,划分刻度。答案
5. 画出电路图 各元件的功能和参数 连接方式 温度 校准
解析
【分析】
要解决这道题,需回忆制作电子测温装置的完整流程:明确需求后,首先要规划电路结构,接着选择合适的电学元件,再确定元件连接方式并搭建电路,之后建立电表示数与温度的对应关系,最后校准划分刻度。
【解析】
根据制作电子测温装置的逻辑流程:
1. 明确需求后,需先画出电路图,规划电路的整体结构;
2. 选择电学元件时,要了解各元件的功能和参数,确保元件适配需求;
3. 确定各元件的连接方式后,再连接电路;
4. 要将电表的示数与温度建立对应关系,才能通过电表读数反映温度;
5. 最后用标准温度计进行校准,划分刻度,保证测量准确。
【答案】
画出电路图 各元件的功能和参数 连接方式 温度 校准
【知识点】
电路设计、温度测量装置制作
【点评】
本题考查电子测温装置的制作流程,属于实践操作类题目,需掌握实际制作的步骤,难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,需回忆制作电子测温装置的完整流程:明确需求后,首先要规划电路结构,接着选择合适的电学元件,再确定元件连接方式并搭建电路,之后建立电表示数与温度的对应关系,最后校准划分刻度。
【解析】
根据制作电子测温装置的逻辑流程:
1. 明确需求后,需先画出电路图,规划电路的整体结构;
2. 选择电学元件时,要了解各元件的功能和参数,确保元件适配需求;
3. 确定各元件的连接方式后,再连接电路;
4. 要将电表的示数与温度建立对应关系,才能通过电表读数反映温度;
5. 最后用标准温度计进行校准,划分刻度,保证测量准确。
【答案】
画出电路图 各元件的功能和参数 连接方式 温度 校准
【知识点】
电路设计、温度测量装置制作
【点评】
本题考查电子测温装置的制作流程,属于实践操作类题目,需掌握实际制作的步骤,难度适中。
【难度系数】
0.5
四、设计恒温电热杯的控温工作流程
6. 请设计一个恒温电热杯,其具体参数要求是:当测温系统测得的温度低于40 ℃时,自动接通加热电路;当测温系统测得的温度高于45 ℃时,自动切断加热电路;当测温系统测得的温度高于50 ℃时,若加热电路仍在工作,则启动自动报警电路。请画出恒温电热杯的工作程序流程图。
6. 请设计一个恒温电热杯,其具体参数要求是:当测温系统测得的温度低于40 ℃时,自动接通加热电路;当测温系统测得的温度高于45 ℃时,自动切断加热电路;当测温系统测得的温度高于50 ℃时,若加热电路仍在工作,则启动自动报警电路。请画出恒温电热杯的工作程序流程图。
答案
解:
恒温电热杯工作程序流程逻辑如下:
1. 流程启动,系统上电初始化,测温系统实时采集电热杯内的温度T
2. 菱形判断框:T < 40 ℃?
条件成立:接通加热电路,进入下一个判断环节
条件不成立:直接进入下一个判断环节
3. 菱形判断框:T > 45 ℃?
条件成立:切断加热电路,进入下一个判断环节
条件不成立:直接进入下一个判断环节
4. 菱形判断框:T > 50 ℃?
条件不成立:返回步骤2,重新采集检测温度
条件成立:进入下一级菱形判断框:加热电路是否仍在工作?
→ 条件成立:启动自动报警电路,返回步骤2
→ 条件不成立:直接返回步骤2
流程图绘制规范:使用椭圆框标注「开始」,矩形框标注操作类步骤,菱形框标注判断条件,带箭头的线段标注流程走向,整体形成循环持续检测的控温逻辑。
恒温电热杯工作程序流程逻辑如下:
1. 流程启动,系统上电初始化,测温系统实时采集电热杯内的温度T
2. 菱形判断框:T < 40 ℃?
条件成立:接通加热电路,进入下一个判断环节
条件不成立:直接进入下一个判断环节
3. 菱形判断框:T > 45 ℃?
条件成立:切断加热电路,进入下一个判断环节
条件不成立:直接进入下一个判断环节
4. 菱形判断框:T > 50 ℃?
条件不成立:返回步骤2,重新采集检测温度
条件成立:进入下一级菱形判断框:加热电路是否仍在工作?
→ 条件成立:启动自动报警电路,返回步骤2
→ 条件不成立:直接返回步骤2
流程图绘制规范:使用椭圆框标注「开始」,矩形框标注操作类步骤,菱形框标注判断条件,带箭头的线段标注流程走向,整体形成循环持续检测的控温逻辑。
解析
【分析】
首先明确题目给出的三个核心温控规则:温度低于40℃时加热,高于45℃时切断加热,高于50℃且加热仍工作时报警。解题思路是按照程序流程图的标准结构,从启动初始化开始,先实时采集温度,再依次判断各温度阈值,每个判断对应相应操作,最后形成循环持续检测的流程,需注意判断顺序避免逻辑冲突,同时遵循流程图的绘制规范。
【解析】
1. 流程启动:系统上电初始化,测温系统实时采集电热杯内的温度T;
2. 判断框:T<40℃?→ 条件成立则接通加热电路,条件不成立则直接进入下一个判断;
3. 判断框:T>45℃?→ 条件成立则切断加热电路,条件不成立则直接进入下一个判断;
4. 判断框:T>50℃?→ 条件不成立则返回步骤2重新采集温度;条件成立则进入下一级判断框:加热电路是否仍在工作?→ 条件成立则启动自动报警电路,条件不成立则直接返回步骤2;
5. 流程图绘制规范:用椭圆框标注「开始」,矩形框标注操作类步骤,菱形框标注判断条件,带箭头的线段标注流程走向,整体形成循环持续检测的控温逻辑。
【答案】
解:恒温电热杯工作程序流程逻辑如下:
1. 流程启动,系统上电初始化,测温系统实时采集电热杯内的温度T
2. 菱形判断框:T < 40 ℃?
条件成立:接通加热电路,进入下一个判断环节
条件不成立:直接进入下一个判断环节
3. 菱形判断框:T > 45 ℃?
条件成立:切断加热电路,进入下一个判断环节
条件不成立:直接进入下一个判断环节
4. 菱形判断框:T > 50 ℃?
条件不成立:返回步骤2,重新采集检测温度
条件成立:进入下一级菱形判断框:加热电路是否仍在工作?
→ 条件成立:启动自动报警电路,返回步骤2
→ 条件不成立:直接返回步骤2
流程图绘制规范:使用椭圆框标注「开始」,矩形框标注操作类步骤,菱形框标注判断条件,带箭头的线段标注流程走向,整体形成循环持续检测的控温逻辑。
【知识点】
程序流程图设计、温控系统逻辑设计
【点评】
本题结合实际温控场景,考察程序流程图的基本设计方法,要求学生理清温度阈值对应的操作逻辑,明确分支判断和循环流程的应用,是基础的逻辑设计类题目,能帮助学生理解自动控制的基本流程。
【难度系数】
0.5
首先明确题目给出的三个核心温控规则:温度低于40℃时加热,高于45℃时切断加热,高于50℃且加热仍工作时报警。解题思路是按照程序流程图的标准结构,从启动初始化开始,先实时采集温度,再依次判断各温度阈值,每个判断对应相应操作,最后形成循环持续检测的流程,需注意判断顺序避免逻辑冲突,同时遵循流程图的绘制规范。
【解析】
1. 流程启动:系统上电初始化,测温系统实时采集电热杯内的温度T;
2. 判断框:T<40℃?→ 条件成立则接通加热电路,条件不成立则直接进入下一个判断;
3. 判断框:T>45℃?→ 条件成立则切断加热电路,条件不成立则直接进入下一个判断;
4. 判断框:T>50℃?→ 条件不成立则返回步骤2重新采集温度;条件成立则进入下一级判断框:加热电路是否仍在工作?→ 条件成立则启动自动报警电路,条件不成立则直接返回步骤2;
5. 流程图绘制规范:用椭圆框标注「开始」,矩形框标注操作类步骤,菱形框标注判断条件,带箭头的线段标注流程走向,整体形成循环持续检测的控温逻辑。
【答案】
解:恒温电热杯工作程序流程逻辑如下:
1. 流程启动,系统上电初始化,测温系统实时采集电热杯内的温度T
2. 菱形判断框:T < 40 ℃?
条件成立:接通加热电路,进入下一个判断环节
条件不成立:直接进入下一个判断环节
3. 菱形判断框:T > 45 ℃?
条件成立:切断加热电路,进入下一个判断环节
条件不成立:直接进入下一个判断环节
4. 菱形判断框:T > 50 ℃?
条件不成立:返回步骤2,重新采集检测温度
条件成立:进入下一级菱形判断框:加热电路是否仍在工作?
→ 条件成立:启动自动报警电路,返回步骤2
→ 条件不成立:直接返回步骤2
流程图绘制规范:使用椭圆框标注「开始」,矩形框标注操作类步骤,菱形框标注判断条件,带箭头的线段标注流程走向,整体形成循环持续检测的控温逻辑。
【知识点】
程序流程图设计、温控系统逻辑设计
【点评】
本题结合实际温控场景,考察程序流程图的基本设计方法,要求学生理清温度阈值对应的操作逻辑,明确分支判断和循环流程的应用,是基础的逻辑设计类题目,能帮助学生理解自动控制的基本流程。
【难度系数】
0.5
1. 图12-6-2是一款摄像机自主启动装置的简化电路图,电源电压为12 V,R'是红外线探测电阻,R是定值电阻(其阻值为8 Ω)。当R两端的电压达到8 V时,摄像机自主启动,则此时电路中的电流为

1
A,R'的阻值为4
Ω。答案
1. 1 4
解析
【分析】首先明确电路连接:定值电阻R与探测电阻R'串联,电压表测量R两端的电压。串联电路的特点是电流处处相等,总电压等于各用电器两端电压之和。解题时先利用欧姆定律计算电路电流,再结合串联电路电压规律算出R'两端电压,最后通过欧姆定律求出R'的阻值。
【解析】由电路图可知,R与R'串联,电压表测R两端电压。
1. 计算电路电流:根据欧姆定律 $ I = \frac{U_R}{R} $,已知R两端电压 $ U_R = 8\ \mathrm{V} $,定值电阻 $ R = 8\ \Omega $,代入得 $ I = \frac{8\ \mathrm{V}}{8\ \Omega} = 1\ \mathrm{A} $。
2. 计算R'两端电压:根据串联电路电压规律 $ U = U_R + U_{R'} $,电源电压 $ U = 12\ \mathrm{V} $,因此 $ U_{R'} = U - U_R = 12\ \mathrm{V} - 8\ \mathrm{V} = 4\ \mathrm{V} $。
3. 计算R'的阻值:串联电路电流处处相等,通过R'的电流等于电路电流1A,再由欧姆定律 $ R' = \frac{U_{R'}}{I} $,代入得 $ R' = \frac{4\ \mathrm{V}}{1\ \mathrm{A}} = 4\ \Omega $。
【答案】1;4
【知识点】欧姆定律、串联电路电流规律、串联电路电压规律
【点评】本题是串联电路中欧姆定律的基础应用,考查对串联电路特点和欧姆定律的掌握,解题步骤清晰,属于基础题型,适合巩固电路计算的基础方法。
【难度系数】0.8
【解析】由电路图可知,R与R'串联,电压表测R两端电压。
1. 计算电路电流:根据欧姆定律 $ I = \frac{U_R}{R} $,已知R两端电压 $ U_R = 8\ \mathrm{V} $,定值电阻 $ R = 8\ \Omega $,代入得 $ I = \frac{8\ \mathrm{V}}{8\ \Omega} = 1\ \mathrm{A} $。
2. 计算R'两端电压:根据串联电路电压规律 $ U = U_R + U_{R'} $,电源电压 $ U = 12\ \mathrm{V} $,因此 $ U_{R'} = U - U_R = 12\ \mathrm{V} - 8\ \mathrm{V} = 4\ \mathrm{V} $。
3. 计算R'的阻值:串联电路电流处处相等,通过R'的电流等于电路电流1A,再由欧姆定律 $ R' = \frac{U_{R'}}{I} $,代入得 $ R' = \frac{4\ \mathrm{V}}{1\ \mathrm{A}} = 4\ \Omega $。
【答案】1;4
【知识点】欧姆定律、串联电路电流规律、串联电路电压规律
【点评】本题是串联电路中欧姆定律的基础应用,考查对串联电路特点和欧姆定律的掌握,解题步骤清晰,属于基础题型,适合巩固电路计算的基础方法。
【难度系数】0.8
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