课时作业（四十五）　利用传感器制作简单的自动控制装置 2026年高考物理第一轮总复习

课时作业（四十五）

利用传感器制作简单的自动控制装置[基础训练]1.

（2024·天河区一模）力敏电阻器是一种能将机械力转换为电信号的特殊元件，其电阻值可随外加压力大小而改变.某同学为研究一个力敏电阻Rx（阻值变化范围为几欧到几十欧）的特性.设计了如图甲所示的电路，所用电源的电动势为3

V，内阻忽略不计，电阻箱（0～99.9

Ω）.除图甲中的器材外，还有如下器材可供选择：电流表A1（量程为0～0.6

A，内阻r1＝1.5

Ω）；电流表A2（量程为0～0.6

A，内阻约为2

Ω）（1）图甲中P处选用电表

A2

，Q处选用电表

A1

.（均填选用电表的符号）（2）闭合开关S，多次改变对力敏电阻的压力F，记录两电表读数，得到Rx不同的值，描绘出Rx－F图像如图乙所示，由图像可得Rx与F的函数关系式为Rx＝

－2F＋18（Ω）

.A2

A1

－2F＋18（Ω）

（3）该同学用力敏电阻和所提供的器材，把电流表A1改成一个压力表（即在电流表A1表盘的对应刻度位置处标上压力大小），请在图丙虚线框内画出设计电路图.答案：见解析（4）若将电流表A1表盘的0.15

A刻度处标为压力表的0刻度，则电阻箱R0接入电路的阻值应调为

0.5

Ω；保持R0不变，则压力表能测量压力的最大值是

7.5

N.

0.5

7.5

解析：（1）Q处选用电表A1，因为A1的内阻已知，可以把A1当成电压表使用，用来测量力敏电阻的电压；因为Q处选用电表A1，所以P处选用电表A2.（2）根据图像得Rx＝kF＋b，根据图像得18＝k×0＋b，10＝k×4＋b，解得k＝－2，b＝18，所以Rx＝－2F＋18（Ω）.（3）设计电路如图所示.

解得Rx＝3

Ω根据Rx＝－2F＋18（Ω）得F＝7.5

N.

2.

传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量（如温度、光、声等）转换成便于测量的量（通常是电学量），例如热传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是用热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警器原理图.则：（1）为了使温度过高时报警器铃响，开关应接在

a

（填“a”或“b”）.（2）若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器的滑片P向

左（填“左”或“右”）移动.a

左3.

某同学尝试把一个灵敏电流表改装成温度表，他所选用的器材有：灵敏电流表（待改装），学生电源（电动势为E，内阻不计），滑动变阻器，单刀双掷开关，导线若干，导热性能良好的防水材料，标准温度计，PTC热敏电阻Rt（PTC线性热敏电阻的阻值与摄氏温度t的关系为Rt＝a＋kt，a＞0，k＞0）.设计电路图如图所示，并按如下步骤进行操作.（1）按电路图连接好实验器材.（2）将滑动变阻器滑片P滑到

a

（填“a”或“b”）端，单刀双掷开关S掷于

c

（填“c”或“d”）端，调节滑片P使电流表

满偏，并在以后的操作中保持滑片P位置不动，设此时电路总电阻为R，断开电路.a

c

满偏

（4）根据对应温度记录的电流表示数，重新刻制电流表的表盘，改装成温度表.根据改装原理，此温度表表盘刻度线的特点是：低温刻度在

右（填“左”或“右”）侧，刻度线分布是否均匀？

否（填“是”或“否”）.右否解析：（2）分析电路可知滑动变阻器为限流式接法，所以闭合开关前，使它的阻值处于最大值状态，即将滑片P滑到a端.为了设计表盘刻度，应使开关掷于c处，调节滑片，使电流表满偏.

（4）因为Rt＝a＋kt（且a＞0，k＞0），所以温度越低，电阻越小，回路中I越大，所以低温度刻度在右侧，由（3）中关系式可知电流与温度不是线性关系，所以刻度线分布不均匀.[能力提升]4.

为了节能环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统.光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光照度变化而发生变化的元件（光照度可以反映光的强弱，光越强光照度越大，光照度的单位为lx）.（1）某光敏电阻R在不同光照度下的阻值如下表，根据表中已知数据，在如图甲的坐标系中描绘出了阻值随光照度变化的曲线.由图像可求出照度为1.0

lx时的电阻约为

2.0

kΩ.2.0

甲照度/lx

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2电阻/kΩ

5.8

3.7

2.8

2.3

1.8（2）如图乙所示是街道路灯自动控制模拟电路，利用直流电源为电磁铁供电，利用照明电源为路灯供电.为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，路灯应接在

A、B

（填“A、B”或“B、C”）之间，请用笔画线代替导线，正确连接电路元件.A、B

乙

丙答案：见解析（3）用多用电表的欧姆挡选“×10”的倍率，按正确步骤测量图中电磁铁线圈电阻时，指针示数如图丙所示，则线圈的电阻为

140

Ω.已知当线圈中的电流大于或等于2

mA时，继电器的衔铁将被吸合.图中直流电源的电动势E＝6

V，内阻忽略不计，滑动变阻器有三种规格可供选择：R1（0～10

Ω

2

A）、R2（0～200

Ω

1

A）、R3（0～1

750

Ω

0.1

A）.要求天色渐暗光照度降低至1.0

lx时点亮路灯，滑动变阻器应选择

R3

（填“R1