专题5.3 利用传感器制作简单的自动控制装置-2022-2023学年高二物理举一反三系列（人教版2019选择性必修第二册）（原卷版）

3.0 cande 2025-05-09 5 4 1.78MB 38 页 3知币

专题 5.3 利用传感器制作简单的自动控制装置

【人教版】

【题型 1 光控电路】..........................................................................................................................

【题型 2 温控电路】..........................................................................................................................

【题型 3 温度报警电路】..................................................................................................................

【题型 4 拉力传感器应用】..............................................................................................................

【题型 5 压力传感器应用】..............................................................................................................

【题型 6 其他报警电路】..................................................................................................................

【题型 7 联系实际】..........................................................................................................................

【题型 8 继电器电路】......................................................................................................................

【题型 1 光控电路】

【例 1】为了节能和环保，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的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，

光越强照度越大，照度单位为 lx)。某光敏电阻 RP在不同照度下的阻值如下表：

照度(lx) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

电阻(kΩ) 75 40 28 23 20 18

(1)根据表中数据，请在如图甲所示的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值

随照度变化的特点。

(2)如图乙所示，当 1、2两端所加电压上升至 2 V 时，控制开关自动启动照明系统。请利用

下列器材设计一个简单电路，给 1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至 1.0 lx 时

启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图。(不考虑控制开关对所设计电路的影响)

提供的器材：光敏电阻 RP(符号，阻值见上表)；

直流电源 E(电动势 3 V，内阻不计)；

定值电阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ，R3＝40 kΩ(限选其中之一并在图中标出)；

开关 S及导线若干。

【变式 1-1】某光敏电阻 RT没有受到光照射（或光较暗）时，阻值较大，有光照射时，阻

值较小。现利用该光敏电阻、低压电源和电磁继电器设计了自动控制电路，如图所示。下

列说法正确的是（　　）

A．该控制电路利用了电磁感应的原理

B．白天流过 R3的电流小于晚上流过 R3的电流

C．该电路能实现灯泡白天亮，晚上不亮的功能

D．若将低压电源正负极调换，则该控制电路无法完成自动控制功能

【变式 1-2】光敏二极管在各种自动化装置中有很多应用，街道的路灯自动控制开关就是其

应用之一，图中所示为其模拟电路，其中 A为光敏二极管，B为电磁继电器，C为照明电路，

D为路灯，下列说法正确的是（　　）

A．路灯自动控制电路中的光敏二极管的阻值随光照增强而增大

B．当没有光照时（夜晚），光敏二极管所在回路中的电流很小

C．根据“日出路灯肯定熄”的常识，分析可知白天电磁铁与衔铁不吸引

D．如果换上灵敏度更高的光敏二极管，则相同的光照强度下，电磁铁的磁性更弱

【变式 1-3】图（a）是流水线上的产品输送及计数装置示意图，其中 S为光源，为定值

电阻，为光敏电阻（无光照射时阻值大，有光照射时阻值小），电源电压恒为。产

品随传送带匀速运动，当产品通过 S与之间时，射向的光束会被挡住。合上电键K，

两端的电压随时间变化的关系如图（b）所示。则每分钟通过计数装置的产品个数为___

______个，有光照射和无光照射时的功率之比为_________。

【题型 2 温控电路】

【例 2】某温控电路的原理如图所示，

M是负温度系数的热敏电阻，

是滑动变阻器，某种

仪器要求在 15～27 ℃的环境中工作．当环境温度偏高或偏低时，控制器会自动启动降温

或升温设备．下列说法正确的是(　　)

A．环境温度降低，

M的阻值减小

B．环境温度升高，

Uab

变大

C．滑片

向下移动时，

Uab

变大

D．调节滑片

的位置能改变降温和升温设备启动时的临界温度

【变式 2-1】（多选）如图所示是一种自动控制水温的装置，P、Q是加热电路的两个触头，

M、N是热敏电阻的两个触头，则下列说法正确的是（）

A．P、Q应接在a、b之间 B．P、Q应接在c、d之间

C．M、N应接在e、f之间 D．M、N应接在c、d之间

【变式 2-2】某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图 1所示，继电

器与热敏电阻 Rt、滑动变阻器 R串联接在电源 E两端，当继电器的电流超过15 mA 时，衔

铁被吸合，加热器停止加热，实现温控。继电器的电阻约20 Ω，热敏电阻的阻值 Rt与温度

t的关系如下表所示。

t/℃30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0

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