專題5.3利用傳感器制作簡單的自動控制裝置

【人教版】

【題型1光控電路】.............................................................................

【題型2溫控電路】.............................................................................

【題型3溫度報警電路】.........................................................................

【題型4拉力傳感器應用】......................................................................

【題型5壓力傳感器應用】......................................................................

【題型6其他報警電路】.........................................................................

【題型7聯(lián)系實際】.............................................................................

【題型8繼電器電路】...........................................................................

。如聲，〈二

【題型1光控電路】

【例1】為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場所使用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng)。光控開關(guān)可采用光敏

電阻來控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件（照度可以反映光的強弱，光

越強照度越大，照度單位為lx）。某光敏電阻Rp在不同照度下的阻值如下表：

照度（1X）0.20.40.60.81.01.2

電阻（kC）754028232018

⑴根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請在如圖甲所示的坐標系中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并說明阻值

隨照度變化的特點。

（2）如圖乙所示，當1、2兩端所加電壓上升至2V時，控制開關(guān)自動啟動照明系統(tǒng)。請利用

下列器材設計一個簡單電路，給1、2兩端提供電壓，要求當天色漸暗照度降低至1.0lx時

啟動照明系統(tǒng)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖。（不考慮控制開關(guān)對所設計電路的影響）

提供的器材：光敏電阻出（符號司1,阻值見上表）；

直流電源E（電動勢3V,內(nèi)阻不計）；

定值電阻：7?i=10kQ,&=20kfl,7?3=40kn（限選其中之一并在圖中標出）；

開關(guān)S及導線若干。

【變式11】某光敏電阻RT沒有受到光照射（或光較暗）時，阻值較大，有光照射時，阻值

較小。現(xiàn)利用該光敏電阻、低壓電源和電磁繼電器設計了自動控制電路，如圖所示。下列說

法正確的是（）

A.該控制電路利用了電磁感應的原理

B.白天流過尺3的電流小于晚上流過氏3的電流

C.該電路能實現(xiàn)燈泡白天亮，晚上不亮的功能

D.若將低壓電源正負極調(diào)換，則該控制電路無法完成自動控制功能

【變式12］光敏二極管在各種自動化裝置中有很多應用，街道的路燈自動控制開關(guān)就是其

應用之一，圖中所示為其模擬電路，其中A為光敏二極管，B為電磁繼電器，C為照明電路,

D為路燈，下列說法正確的是（）

A.路燈自動控制電路中的光敏二極管的阻值隨光照增強而增大

B.當沒有光照時（夜晚），光敏二極管所在回路中的電流很小

C.根據(jù)"日出路燈肯定熄"的常識，分析可知白天電磁鐵與銜鐵不吸引

D.如果換上靈敏度更高的光敏二極管，則相同的光照強度下，電磁鐵的磁性更弱

【變式13】圖（a）是流水線上的產(chǎn)品輸送及計數(shù)裝置示意圖，其中S為光源，用為定值電

阻，鳥為光敏電阻（無光照射時阻值大，有光照射時阻值?。娫措妷汉銥?2V。產(chǎn)品

隨傳送帶勻速運動，當產(chǎn)品通過S與&之間時，射向&的光束會被擋住。合上電鍵K,凡兩

端的電壓隨時間變化的關(guān)系如圖（b）所示。則每分鐘通過計數(shù)裝置的產(chǎn)品個數(shù)為

個，有光照射和無光照射時&的功率之比為=

【題型2溫控電路】

【例2】某溫控電路的原理如圖所示，吊是負溫度系數(shù)的熱敏電阻，〃是滑動變阻器，某種

儀器要求在15?27℃的環(huán)境中工作.當環(huán)境溫度偏高或偏低時，控制器會自動啟動降溫或

升溫設備.下列說法正確的是（）

A.環(huán)境溫度降低，吊的阻值減小

B.環(huán)境溫度升高，風變大

C.滑片產(chǎn)向下移動時，心變大

D.調(diào)節(jié)滑片戶的位置能改變降溫和升溫設備啟動時的臨界溫度

【變式21］（多選）如圖所示是一種自動控制水溫的裝置，尸、。是加熱電路的兩個觸頭,

M,N是熱敏電阻的兩個觸頭，則下列說法正確的是（）

A.P、Q應接在。、6之間B.尸、Q應接在c、d之間

C.M、N應接在e、/之間D.M,N應接在c、d之間

【變式22】某同學通過實驗制作一個簡易的溫控裝置，實驗原理電路圖如圖1所示，繼電

器與熱敏電阻用、滑動變阻器R串聯(lián)接在電源E兩端，當繼電器的電流超過15mA時，銜

鐵被吸合，加熱器停止加熱，實現(xiàn)溫控。繼電器的電阻約20。，熱敏電阻的阻值兄與溫度

r的關(guān)系如下表所示。

t/℃30.040.050.060.070.080.0

R/Q199.5145.4108.181.862.949.1

（1）提供的實驗器材有：電源4（3V,內(nèi)阻不計）、電源E2（6V,內(nèi)阻不計）、滑動變阻器以（0?

200。）、滑動變阻器&（0?500。）、熱敏電阻R、繼電器、電阻箱（0-999.9。）、開關(guān)S、導

線若干。

為使該裝置實現(xiàn)對30?80°C之間任一溫度的控制，電源E應選用.（選填“百”或

“妨”），滑動變阻器R應選用.（選填“R”或

⑵實驗發(fā)現(xiàn)電路不工作。某同學為排查電路故障，用多用電表測量各接點間的電壓，則應

將如圖2所示的選擇開關(guān)旋至.（選填“4”“8”“?！?￡>”）。

（3）合上開關(guān)S,用調(diào)節(jié)好的多用電表進行排查。在圖1中，若只有從c間斷路，則應發(fā)現(xiàn)

表筆接入“6時指針（選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”）,接入。、c時指針（選

填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”）o

⑷排除故障后，欲使銜鐵在熱敏電阻為50℃時被吸合，下列操作步驟的正確順序是

o（填寫各步驟前的序號）

①將熱敏電阻接入電路

②觀察到繼電器的銜鐵被吸合

③斷開開關(guān)，將電阻箱從電路中移除

④合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值

⑤斷開開關(guān)，用電阻箱替換熱敏電阻，將阻值調(diào)至1081。

【變式23】利用負溫度系數(shù)熱敏電阻制作的熱傳感器，一般體積很小，可以用來測量很小

范圍內(nèi)的溫度變化，反應快，而且精確度高.

（1汝口果將負溫度系數(shù)熱敏電阻與電源、電流表和其他元件串聯(lián)成一個電路，其他因素不變,

只要熱敏電阻所處區(qū)域的溫度降低，電路中電流將變（選填“大”或“小”）.

（2）上述電路中，我們將電流表中的電流刻度換成相應的溫度刻度，就能直接顯示出熱敏電

阻附近的溫度.如果刻度盤正中的溫度為20℃（如圖甲所示），則25℃的刻度應在20℃的

刻度的（選填“左”或“右”）側(cè).

（3）為了將熱敏電阻放置在某蔬菜大棚內(nèi)檢測大棚內(nèi)溫度變化，請用圖乙中的器材（可增加元

器件）設計一個電路.

【題型3溫度報警電路】

【例3】某實驗小組要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng)，實驗原理如圖所示，要求當熱

敏電阻的溫度達到或超過60℃時，系統(tǒng)報警。該熱敏電阻的阻值R與溫度f的關(guān)系如下表

所示。

ZLJ-，l^s-T

|報警演I

t/℃30.040.050.060.070.080.0

R/Q220.0165.0130.0100.080.070.0

可供選用的器材有：

A.電源Ei（3V,內(nèi)阻不計）

B.電源&（9V,內(nèi)阻不計）

C.滑動變阻器R（0?100Q）

D.滑動變阻器&（0?1000Q）

E.熱敏電阻R

F.報警器（電阻不計，流過的電流超過40mA就會報警，超過80mA將損壞）

G.開關(guān)S

H.導線若干

（1）電路中電源應選用，滑動變阻器應選用（填器材前的代號）；

⑵實驗中發(fā)現(xiàn)電路不工作。某同學為排查電路故障，用多用電表測量各接點間的電壓，則

應將選擇開關(guān)旋至_____（選填“直流2.5V”，“直流10V”，“交流2.5V”）擋，合上開

關(guān)S,用調(diào)節(jié)好的多用電表進行排查，現(xiàn)測量6和。、c兩點間的電壓，則接在。點的應

是（填“紅”或“黑”）表筆，若接入。、6時示數(shù)為零，接入a、c時指針偏轉(zhuǎn)，若

電路中只有一處故障，則電路故障為

（3）排除故障后，將熱敏電阻置于溫控室中，調(diào)整溫控室的溫度為60°C,將開關(guān)S閉合，調(diào)

整滑動變阻器，當報警器

剛開始報警時，滑動變阻器接入電路的阻值為Q,若要求降低報警溫度，則滑動觸

頭應該向移動（填“左”或“右”）。

【變式31］（多選）某熱敏電阻L的阻值隨溫度變化的圖像如圖甲所示，圖乙是用熱敏電

阻與制作的簡易自動報警器電路圖，下列說法正確的是（）

A.為了使溫度過高時報警器鈴響，c應接在。端

B.為了使溫度過高時報警器鈴響，c應接在6端

C.若要使啟動報警的溫度降低些,應將滑動變阻器滑片向左端滑動

D.若要使啟動報警的溫度降低些,應將滑動變阻器滑片向右端滑動

【變式32］下圖為一種溫度自動報警器的原理圖，在水銀溫度計的頂端封入一段金屬絲，以

下說法正確的是（）

A.溫度升局至74℃時，燈L亮報警

B.溫度升高至74°C時，燈L?亮報警

C.溫度升高至78°C時，燈L亮報警

D.溫度升高至78℃時,燈L?亮報警

【變式33］現(xiàn)要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng)，要求當熱敏電阻的溫度達到或超過

60℃時，系統(tǒng)報警。提供的器材有：熱敏電阻，報警器（內(nèi)阻很小，流過的電流超過及時就

會報警），電阻箱（最大阻值為999.9。），直流電源（輸出電壓為U,內(nèi)阻不計），滑動變阻器

Ri（最大阻值為1000。），滑動變阻器&（最大阻值為2000。），單刀雙擲開關(guān)一個，導線若

干。

在室溫下對系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)。已知U約為18V,1c約為10mA；流過報警器的電流超過20mA

時，報警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，在60℃時阻值為650.00。

⑴完成待調(diào)節(jié)的報警系統(tǒng)原理電路圖的連線。

—|i—

電源與亡

電開千

滑動變阻器

___1

熱敏電阻

⑵電路中應選用滑動變阻器（填“凡”或“&"）。

（3）按照下列步驟調(diào)節(jié)此報警系統(tǒng):

①電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值，根據(jù)實驗要求，這一阻值為Q；滑動

變阻器的滑片應置于（填力”或7"）端附近，不能置于另一端的原因是

②將開關(guān)向（填%”或“0）端閉合，緩慢移動滑動變阻器的滑片，直至

（4）保持滑動變阻器滑片的位置不變，將開關(guān)向另一端閉合，報警系統(tǒng)即可正常使用。

【題型4拉力傳感器應用】

【例4】如圖是一個簡易電子拉力計的電路圖。輕質(zhì)金屬彈簧的右端點固定有金屬滑片P,P

可在均勻電阻絲浦上滑動，彈簧處于原長時尸恰好位于。端。油長為12cm,電阻絲的總

阻值?=300,彈簧的電阻忽略不計，定值電阻&=5。，E=3Y,內(nèi)阻不計。已知彈簧的勁

度系數(shù)為LOxlO'N/m。則（）

Ti----1

a

二

三

二

二彈簧

A.拉環(huán)的拉力越大，理想電流表示數(shù)越小

B.當拉環(huán)拉到b處時，電流表的示數(shù)為0.1A

C.該測力計可測的最大拉力為1000N彈簧拉環(huán)F

D.當電流表示數(shù)為0.2A時，拉力尸的大小為800N

【變式41］（多選）如圖所示為某中學實驗小組同學設計的拉力傳感器，將勁度系數(shù)為

左=100N/cm的彈簧的一端固定在豎直墻壁上，另一端與導電性能良好的剛性拉桿相連接,

在拉桿上固定一滑片。已知電路中定值電阻4=5。，N是阻值為25。、長度為5cm且分布

均勻的電阻絲，忽略滑片與電阻絲之間的摩擦，理想電流表允許的最大電流為0.6A,電源

電動勢為E=3V（內(nèi)阻不計）。當拉桿不受力時滑片位于電阻絲的最左端。則（）

N_____fp八

A.定值電阻的作用是分壓

B.當滑片位于電阻絲的最左端時，電流表的示數(shù)為0.1A

C.如果在拉桿上施加大小為400N的力，電流表的示數(shù)為0.3A

D.如果在拉桿上施加大小為400N的力，電流表的示數(shù)為0.5A

【變式42］（多選）鍛煉身體，小明利用所學物理知識設計了一個電子拉力計，如圖所示

是原理圖.輕質(zhì)彈簧右端和金屬滑片P固定在一起（彈簧的電阻不計，P與Ri間的摩擦不

計），彈簧勁度系數(shù)為100N/cm.定值電阻Ro=5Q,ab是一根長為5cm的均勻電阻絲，

阻值Ri=25Q,電源輸出電壓恒為。=3V,內(nèi)阻不計，理想電流表的量程為0?0.6A.當

拉環(huán)不受力時，滑片P處于a端.下列關(guān)于這個電路的說法正確的是（）

A.小明在電路中連入Ro的目的是保護電路

B.當拉環(huán)不受力時，閉合開關(guān)后電流表的讀數(shù)為0.1A

C.當拉力為400N時，電流表指針指在0.3A處

D.當拉力為400N時，電流表指針指在0.5A處

【變式43】如下圖所示是電子拉力計的示意圖，金屬彈簧右端和滑動觸頭P固定在一起（彈

簧的電阻不計，P與Ri之間的摩擦不計）.定值電阻Ro；電阻Ri是用均勻電阻絲密繞在瓷

管上做成的（類似于滑動變阻器），其長度為10cm,總阻值Ri=300Q,電源電動勢E=3V,

內(nèi)阻不計.理想電流表的量程為0~100mA.當拉環(huán)不受拉力時，觸頭P剛好不與電阻％接

觸（即電路斷開）.彈簧的勁度系數(shù)為10000N/m.

（1）電路中連入的R。阻值應為Q,才能保證拉環(huán)最大拉力時（在測量范圍內(nèi)），剛好達

到電流表量程

（2）保證第一問中R。阻值不變，設計中需要將電流表上的電流數(shù)值改為拉力的數(shù)值，那么

在原電流表的40mA處應改為N.分析可知，拉力計的刻度是（填寫"均勻"或"不

均勻”）

【題型5壓力傳感器應用】

【例5】如圖是安裝在潛水器上深度表的電路簡圖，顯示器由電流表（電阻不計）改裝而成，

壓力傳感器的電阻隨壓力的增大而減小，電源電動勢不變，內(nèi)阻為r,定值電阻阻值為吊，

在潛水器下潛過程中，電路中有關(guān)物理量的變化情況是（）

壓力傳感器

JL顯

卜。W

S

A.通過顯示器的電流減小B.而兩端的電壓增大

C.傳感器兩端的電壓增大D.電路的總功率減小

【變式51］（多選）壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，某實驗小組在升降機水平

地面上利用壓敏電阻設計了判斷升降機運動狀態(tài)的裝置。其工作原理圖如圖甲所示，將壓敏

電阻、定值電阻R、電流顯示器、電源連成電路，在壓敏電阻上放置一個絕緣重物，0~。時

間內(nèi)升降機停在某一樓層處，時刻升降機開始運動，從電流顯示器中得到電路中電流，隨時

間/變化情況如圖乙所示，則下列判斷正確的是（）

電流顯不器

升降機

絕緣重物

IIII

IIII

壓敏電阻IIII

°*G才3t

甲乙

A.在％工時間內(nèi)絕緣重物的加速度向下

B.在匕-，4時間內(nèi)絕緣重物的加速度向下

C.升降機開始時可能停在1樓，從匕時刻開始，經(jīng)向上加速、勻速、減速，最后停在高樓層

D.升降機開始時可能停在高樓層，從乙時刻開始，經(jīng)向下加速、勻速、減速，最后停在1樓

【變式52】傳感器是把非電學量（如速度、溫度、壓力等）的變化轉(zhuǎn)換成電學量的變化的一種

元件，在自動控制中有著相當廣泛的應用.有一種測量人的體重的電子秤，其測量部分的原

理圖如圖中的虛線框所示，它主要由壓力傳感器R（電阻值會隨所受壓力大小發(fā)生變化的可

變電阻）和顯示體重大小的儀表㈤（實質(zhì)是理想電流表）組成.壓力傳感器表面能承受的最大壓

強為IXlCfpa,且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關(guān)系如表所示.設踏板和壓桿的

質(zhì)量可以忽略不計，接通電源后，壓力傳感器兩端的電壓恒為4.8V,取g=10m/s2.請作答

壓力F/N0250500750100012501500...

電壓A/O300270240210180150120???

踏板

壓桿（

壓力傳感器

1R

?_

（1）該秤零點（即踏板空載時）的刻度線應標在電流表刻度盤_______A處.

（2）如果某人站在該秤踏板上，電流表刻度盤的示數(shù)為20mA,這個人的質(zhì)量是kg.

【變式53］壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小.有一位同學利用壓敏電阻設計了判

斷小車運動狀態(tài)的裝置，其工作原理如圖甲所示.將壓敏電阻和一塊擋板固定在水平光滑絕

緣小車上，中間放置一個絕緣重球.小車在水平面內(nèi)向右做直線運動的過程中，電流表示數(shù)

如圖乙所示，0?G時間內(nèi)小車向右做勻速直線運動，下列判斷正確的是（）

A.從心到友時間內(nèi)，小車做勻速直線運動

B.從心到友時間內(nèi)，小車做勻加速直線運動

C.從益到功時間內(nèi)，小車做勻速直線運動

D.從友到G時間內(nèi)，小車做勻加速直線運動

【題型6其他報警電路】

【例6】如圖所示是會議室和賓館房間的天花板上裝有的火災報警器的結(jié)構(gòu)原理圖，罩內(nèi)裝

有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板。平時光電三極管接收不到LED發(fā)出的光,

呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)。發(fā)生火災時，下列說法正確的是（）

一」外罩

A.進入罩內(nèi)的煙霧遮擋了光線，使光電三極管電阻更大，檢測電路檢測出變化發(fā)出警報

B.光電三極管溫度升高，電阻變小，檢測電路檢測出變化發(fā)出警報

C.進入罩內(nèi)的煙霧對光有散射作用，部分光線照到光電三極管上，電阻變小，檢測電路檢

測出變化發(fā)出警報

D.以上說法均不正確

【變式61】利用金屬熱電阻和熱敏電阻的阻值與溫度之間的對應關(guān)系，除了可以測量溫度,

還可以有其它用途。如圖所示，一些汽車的低油位報警裝置采用熱敏電阻來檢測油箱的警戒

液位，下列說法正確的是（）

甲乙

A.當液面高于熱敏電阻時，熱敏電阻的熱量會被液體帶走，溫度基本不變，指示燈亮

B.給熱敏電阻通一定電流，可利用熱敏電阻對液體進行快速加熱

C.當液體減少，液面低于熱敏電阻時，熱敏電阻溫度升高，指示燈亮

D.無法通過熱敏電阻的阻值變化來判斷液面是否低于設定值

【變式62】把光敏電阻（光照越強，阻值越?。┙尤肴鐖D所示電路，制成光電報警裝置。

閉合開關(guān)，當光照達到一定強度時，報警器的蜂鳴器發(fā)聲，下列說法正確的是（）

光敏電阻R

A.干簧管應用了電磁感應原理

B.增大電阻箱R的阻值，報警器在光照更強時才會報警

C.增加電源B的電動勢，報警器在光照更強時才會報警

D.增加電源A的電動勢，報警器在光照更強時才會報警

【變式63］如圖所示是一位同學設計的防盜門報警器的簡化電路示意圖。門打開時，紅外

光敏電阻以受到紅外線照射，電阻減??；門關(guān)閉時會遮蔽紅外線源（紅外線源沒有畫出）。

經(jīng)實際試驗，燈的亮、滅情況的確能反映門的開、關(guān)狀態(tài)。門打開時兩燈的發(fā)光情況及上

A.紅燈亮，私2變大B.綠燈亮，UR2變大

C.綠燈亮，/2變小D.紅燈亮，UR2變小

【題型7聯(lián)系實際】

【例7】全面了解汽車的運行狀態(tài)（速度、水箱溫度、油量）是確保汽車安全行駛和駕駛員

安全的舉措之一，為模仿汽車油表原理，某同學自制了一種測定油箱內(nèi)油量多少或變化多少

的裝置。如圖所示，其中電源電壓保持不變，R是滑動變阻器，它的金屬滑片是金屬桿的一

端。該同學在裝置中使用了一只電壓表（圖中沒有畫出），通過觀察電壓表示數(shù)，可以了解

油量情況。已知R'》R,你認為電壓表應該接在圖中的兩點之間，按照你的接法

請回答團當油箱中油量增大時，電壓表的示數(shù)將（填"增大"或"減小"）。

R'

【變式71】在制作光控電路實驗中，某同學按圖所示電路將元件安裝完畢后，發(fā)現(xiàn)將裝置

置入黑暗環(huán)境中接通電源時，燈泡不發(fā)光，原因不可能是（）

A.二極管兩極接反B.Ri與RG位置顛倒C.Ri阻值太小D.燈泡被斷路

【變式72］（多選）某同學設計的家庭電路保護裝置如圖所示，鐵芯左側(cè)線圈”由火線和

零線并行繞成。如果右側(cè)線圈上中產(chǎn)生感應電流時，電流經(jīng)放大器放大后，使電磁鐵吸起

鐵質(zhì)開關(guān)K而切斷家庭電路，僅考慮“在鐵芯中產(chǎn)生的磁場，下列說法正確的有（）

A.家庭電路正常工作時，上中的磁通量為零

B.家庭電路中使用的電器增多時，上中的磁通量將增加

C.家庭電路中的電器發(fā)生短路時，開關(guān)K將被電磁鐵吸起

D.地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時，開關(guān)K將被電磁鐵吸起

【變式73］如圖是利用太陽能給LED路燈供電的自動控制電路的示意圖。R是光敏電阻，Ro

是保護定值電阻，日光充足時，電磁繼電器把銜鐵吸下，G”接入電路，太陽能電池板給蓄

電池充電，光線不足時，銜鐵被彈簧拉起，與所接入電路，蓄電池給LED路燈供電，路燈

亮起，下列關(guān)于該電路分析正確的是（）

￡

84

—0---

GLED路燈

蓄電池

&------------------1太陽能電磁板

-----1I------1I—

光敏電阻R

A.該光敏電阻阻值隨光照強度增大而增大

B.增加電源電動勢可以增加路燈照明時間

C.增大保護電阻凡阻值可延長每天路燈照明時間

D.并聯(lián)更多的LED路燈可延長每天路燈照明時間

【題型8繼電器電路】

【例8】在如圖所示的自動控制電路中，當開關(guān)S斷開時，工作電路的情況是（）

A.燈鳧，電動機轉(zhuǎn)起來，電鈴響B(tài).燈鳧，電動機轉(zhuǎn)起來，電鈴不響

C.燈不亮，電動機不轉(zhuǎn)，電鈴響D.燈亮，電動機不轉(zhuǎn)，電鈴響

【變式81】小明利用熱敏電阻設計了一個"過熱自動報警電路”，如圖甲所示。將熱敏電阻R

安裝在需要探測溫度的地方，當環(huán)境溫度正常時，繼電器的上觸點接觸，下觸點分離，指示

燈亮；當環(huán)境溫度超過某一值時，繼電器的下觸點接觸，上觸點分離，警鈴響。圖甲中控制

電路電源輸出的電壓5=3V,繼電器線圈用漆包線繞成，其電阻阻值為Ro=3OQ。當線圈中

的電流大于等于50mA時，繼電器的銜鐵將被吸合，警鈴響，圖乙是熱敏電阻的阻值隨溫

度變化的圖像。

（1）由圖乙可知，當環(huán)境溫度為40團時，熱敏電阻阻值為Q。

（2）由圖乙可知，當環(huán)境溫度升高時，熱敏電阻阻值將,繼電器電磁鐵的磁性

將0（均選填"增大""減小"或"不變"）

（3）圖甲中警鈴的接線柱C應與接線柱相連，指示燈的接線柱。應與接線柱

相連。（均選填"A"或"B"）

（4）圖甲中線圈下端的磁極是極。（選填"N"或"S"）

（5）請計算說明，環(huán)境溫度在范圍內(nèi)時，警鈴報警。

【變式82］如圖所示為一種溫度自動報警器的原理圖，在水銀溫度計的頂端封入一段金屬

絲，以下說法正確的是（）

A.溫度升高至74c時，L1鳧燈報警B.溫度升高至74c時，L亮燈報警

C.溫度升高至78C時，L亮燈報警D.溫度升高至78C時，L?亮燈報警

【變式83］如圖所示是某保密室的防盜報警電路，當有人闖入保密室時會使開關(guān)S閉合。

A.電磁繼電器與發(fā)電機工作原理相同B.電磁鐵的磁性強弱只與電流大小有關(guān)

C.電磁鐵工作時，上端為S極D.當有人闖入保密室時，b燈亮

參考答案

【題型1光控電路】

【例1】為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場所使用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng)。光控開關(guān)可采用光敏

電阻來控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強弱，光

越強照度越大，照度單位為lx)。某光敏電阻&在不同照度下的阻值如下表：

照度(lx)0.20.40.60.81.01.2

電阻(kC)754028232018

(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請在如圖甲所示的坐標系中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并說明阻值

隨照度變化的特點。

(2)如圖乙所示，當1、2兩端所加電壓上升至2V時，控制開關(guān)自動啟動照明系統(tǒng)。請利用

下列器材設計一個簡單電路，給1、2兩端提供電壓，要求當天色漸暗照度降低至1.0lx時

啟動照明系統(tǒng)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖。(不考慮控制開關(guān)對所設計電路的影響)

提供的器材：光敏電阻&(符號阻值見上表)；

直流電源E(電動勢3V,內(nèi)阻不計)；

定值電阻：Ri=10kQ,&=20kQ,R3=40kQ(限選其中之一并在圖中標出)；

開關(guān)S及導線若干。

［答案］⑴圖像如圖(a)所示由圖可知阻值隨照度變化的特點：光敏電阻的阻值隨光照強度

的增大非線性減小

(2)電路如圖(b)所示

|照明系統(tǒng)|

【變式11］某光敏電阻Rr沒有受到光照射(或光較暗)時，阻值較大，有光照射時，阻值

較小。現(xiàn)利用該光敏電阻、低壓電源和電磁繼電器設計了自動控制電路，如圖所示。下列說

法正確的是（）

[Hl0

220V

A.該控制電路利用了電磁感應的原理

B.白天流過用的電流小于晚上流過&的電流

C.該電路能實現(xiàn)燈泡白天亮，晚上不亮的功能

D.若將低壓電源正負極調(diào)換，則該控制電路無法完成自動控制功能

【答案】B

【解析】該控制電路利用了電流的磁效應，A錯誤；白天干路電流較大，故內(nèi)電阻及4的

電壓較大，并聯(lián)電路的電壓較小，則叢的電流較小，即白天流過心的電流小于晚上流過舄

的電流，B正確；白天流過舄的電流較小，故流過線圈的電流較小，則白天電磁繼電器不

工作，即該電路能實現(xiàn)燈泡白天不亮，晚上亮的功能，C錯誤；若將低壓電源正負極調(diào)換，

不改變電流磁效應磁力的作用效果，則該控制電路依然可以完成自動控制功能，D錯誤。

【變式12］光敏二極管在各種自動化裝置中有很多應用，街道的路燈自動控制開關(guān)就是其

應用之一，圖中所示為其模擬電路，其中A為光敏二極管，B為電磁繼電器，C為照明電路,

A.路燈自動控制電路中的光敏二極管的阻值隨光照增強而增大

B.當沒有光照時（夜晚），光敏二極管所在回路中的電流很小

C.根據(jù)"日出路燈肯定熄"的常識，分析可知白天電磁鐵與銜鐵不吸引

D.如果換上靈敏度更高的光敏二極管，則相同的光照強度下，電磁鐵的磁性更弱

【答案】B

【解析】光敏二極管有光敏電阻的特征，阻值隨光照增強而減小，也具有一般二極管單向?qū)?/p>

電性的特征，故A錯誤；根據(jù)"日出路燈熄、日落路燈亮”的常識，結(jié)合路燈自動控制電路中

的特征，可知，沒有光照時（夜晚），觸點接通，照明電路的路燈變亮，電磁鐵與銜鐵不吸

引，電磁鐵的磁性不強，所在回路中的電流很小，反之白天電磁鐵與銜鐵吸引，觸點斷開，

故B正確、C錯誤；如果換上靈敏度更高的光敏二極管，白天在相同的光照強度下，電磁鐵

的磁性更強，與銜鐵的吸引力更大，故D錯誤。故選B。

【變式13】圖（a）是流水線上的產(chǎn)品輸送及計數(shù)裝置示意圖，其中S為光源，凡為定值電

阻，&為光敏電阻（無光照射時阻值大，有光照射時阻值?。娫措妷汉銥?2V。產(chǎn)品

隨傳送帶勻速運動，當產(chǎn)品通過S與&之間時，射向鳥的光束會被擋住。合上電鍵K,凡兩

端的電壓隨時間變化的關(guān)系如圖（b）所示。則每分鐘通過計數(shù)裝置的產(chǎn)品個數(shù)為

個，有光照射和無光照射時凡的功率之比為o

【答案】2011020

【解析】由圖（b）可知，每隔3s通過一個產(chǎn)品，因此每分鐘通過產(chǎn)品數(shù)為20個

由圖（b）可知，有光照時，光敏電阻兩端電壓為，〃=iv

E-Ux11

流過回路的電流=R1

無光照時，光敏電阻兩端電壓為4=1OV

E-U2

流過回路的電流2

&

根據(jù)P=UI

々一_11

可知，有光照射和無光照射時凡的功率之比

P2U2I220

【題型2溫控電路】

【例2】某溫控電路的原理如圖所示，凡是負溫度系數(shù)的熱敏電阻，〃是滑動變阻器，某種

儀器要求在15?27℃的環(huán)境中工作.當環(huán)境溫度偏高或偏低時，控制器會自動啟動降溫或

升溫設備.下列說法正確的是（）

a

A.環(huán)境溫度降低，吊的阻值減小

B.環(huán)境溫度升高，如變大

C.滑片？向下移動時，如變大

D.調(diào)節(jié)滑片戶的位置能改變降溫和升溫設備啟動時的臨界溫度

解析：選D環(huán)境溫度降低時，入的阻值變大，A錯誤；環(huán)境溫度升高，吊的阻值減小，則

如變小，B錯誤；滑片尸向下移動時，接入電路中的電阻變大，回路電流減小，則如變小,

C錯誤；由C可知，調(diào)節(jié)滑片戶的位置能改變臨界溫度，D正確.

【變式21］（多選）如圖所示是一種自動控制水溫的裝置，尸、。是加熱電路的兩個觸頭，

M,N是熱敏電阻的兩個觸頭，則下列說法正確的是（）

A.P、。應接在°、6之間B.P、。應接在c、1之間

C.M,N應接在e、/之間D.M、N應接在c、d之間

【答案】AC

【解析】尸、。應該分別接在觸頭服6之間，同時，M、N應該分別接e、7,其工作原理是

當水溫升高時，熱敏電阻阻值減小，電磁鐵中電流增大，吸引力增大，使銜鐵被吸下，。、b

斷開，使加熱裝置停止加熱；當水溫降低到一定程度時，熱敏電阻溫度減小，電磁鐵中電流

減小，吸引力減小，銜鐵被彈簧拉上去，使“、6之間連接，加熱裝置開始加熱，從而實現(xiàn)

控制水溫。

【變式22】某同學通過實驗制作一個簡易的溫控裝置，實驗原理電路圖如圖1所示，繼電

器與熱敏電阻尺、滑動變阻器R串聯(lián)接在電源E兩端，當繼電器的電流超過15mA時，銜

鐵被吸合，加熱器停止加熱，實現(xiàn)溫控。繼電器的電阻約20。，熱敏電阻的阻值兄與溫度

t的關(guān)系如下表所示。

t/℃30.040.050.060.070.080.0

j?f/Q199.5145.4108.181.862.949.1

⑴提供的實驗器材有：電源Ei（3V,內(nèi)阻不計）、電源屋（6丫，內(nèi)阻不計）、滑動變阻器品（0?

200。）、滑動變阻器&（。?500。）、熱敏電阻用、繼電器、電阻箱（0-999.9。）、開關(guān)S、導

線若干。

為使該裝置實現(xiàn)對30?80℃之間任一溫度的控制，電源E應選用（選填“目”或

“E2”），滑動變阻器R應選用（選填或

（2）實驗發(fā)現(xiàn)電路不工作。某同學為排查電路故障，用多用電表測量各接點間的電壓，則應

將如圖2所示的選擇開關(guān)旋至_______（選填或

（3）合上開關(guān)S,用調(diào)節(jié)好的多用電表進行排查。在圖1中，若只有從c間斷路，則應發(fā)現(xiàn)

表筆接入服b時指針（選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”），接入。、c時指針（選

填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”）。

⑷排除故障后，欲使銜鐵在熱敏電阻為50℃時被吸合，下列操作步驟的正確順序是

o（填寫各步驟前的序號）

①將熱敏電阻接入電路

②觀察到繼電器的銜鐵被吸合

③斷開開關(guān)，將電阻箱從電路中移除

④合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值

⑤斷開開關(guān)，用電阻箱替換熱敏電阻，將阻值調(diào)至1081。

3

解析：（1）如果電源用Ei,則在/=30℃時電路中的最大電流RA^13.67mA<15

mA,故不能實現(xiàn)對此溫度的控制，因此電源應選用&;為了在f=80°C時實現(xiàn)對溫度的控

6V

制，設滑動變阻器阻值的最大值至少為R',則.1c=°?°15A,解得R=330.9

JtVI4U44IT*7?44

c,因此滑動變阻器應選用&。

⑵要用多用電表的直流電壓擋檢測故障，應將選擇開關(guān)旋至C。

(3)如果只有b、c間斷路，說明6點與電源的負極間沒有形成通路，。、b間的電壓為零，表

筆接在6間時，指針不偏轉(zhuǎn)；c點與電源的負極間形成通路，a與電源的正極相通，a、c

間有電壓，因此兩表筆接入a、c間時指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

(4)排除故障后，欲使銜鐵在熱敏電阻為50℃時被吸合，應先斷開開關(guān)，用電阻箱替換熱敏

電阻，并將阻值調(diào)至108.1O,合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，直至觀察到繼電器的銜

鐵被吸合，這時斷開開關(guān)，將電阻箱從電路中移除，將熱敏電阻接入電路。因此操作步驟的

正確順序是⑤④②③①。

答案：⑴姓R2(2)C(3)不偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)(4)⑤④②③①

【變式23】利用負溫度系數(shù)熱敏電阻制作的熱傳感器，一般體積很小，可以用來測量很小

范圍內(nèi)的溫度變化，反應快，而且精確度高.

(1)如果將負溫度系數(shù)熱敏電阻與電源、電流表和其他元件串聯(lián)成一個電路，其他因素不變，

只要熱敏電阻所處區(qū)域的溫度降低，電路中電流將變(選填“大”或“小”).

(2)上述電路中，我們將電流表中的電流刻度換成相應的溫度刻度，就能直接顯示出熱敏電

阻附近的溫度.如果刻度盤正中的溫度為20℃(如圖甲所示)，則25℃的刻度應在20℃的

刻度的(選填“左”或“右”)側(cè).

(3)為了將熱敏電阻放置在某蔬菜大棚內(nèi)檢測大棚內(nèi)溫度變化，請用圖乙中的器材(可增加元

器件)設計一個電路.

答案(1)?、朴?3)見解析圖

解析(1)因為負溫度系數(shù)熱敏電阻溫度降低時，電阻增大，故電路中電流會減小.

(2)由(1)的分析知，溫度越高，電流越大，25℃的刻度應對應較大電流，故在20℃的刻度

的右側(cè).

(3)電路如圖所示.

配有溫度刻度的電流表

F

熱敏電阻.

———

【題型3溫度報警電路】

【例3】某實驗小組要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng)，實驗原理如圖所示，要求當熱

敏電阻的溫度達到或超過60℃時，系統(tǒng)報警。該熱敏電阻的阻值用與溫度f的關(guān)系如下表

所示。

ZLJ-'hr0s_*

I報警盛I

t/℃30.040.050.060.070.080.0

R/Q220.0165.0130.0100.080.070.0

可供選用的器材有：

A.電源Ei（3V,內(nèi)阻不計）

B.電源E2（9V,內(nèi)阻不計）

C.滑動變阻器7?i（0~100Q）

D.滑動變阻器&（0?1000Q）

E.熱敏電阻R

F.報警器（電阻不計，流過的電流超過40mA就會報警，超過80mA將損壞）

G.開關(guān)S

H.導線若干

（1）電路中電源應選用，滑動變阻器應選用（填器材前的代號）；

（2）實驗中發(fā)現(xiàn)電路不工作。某同學為排查電路故障，用多用電表測量各接點間的電壓，則

應將選擇開關(guān)旋至_____（選填“直流2.5V”，“直流10V”，“交流2.5V”）擋，合上開

關(guān)S,用調(diào)節(jié)好的多用電表進行排查，現(xiàn)測量八6和°、c兩點間的電壓，則接在。點的應

是（填“紅”或“黑”）表筆，若接入。、6時示數(shù)為零，接入。、c時指針偏轉(zhuǎn)，若

電路中只有一處故障，則電路故障為

⑶排除故障后，將熱敏電阻置于溫控室中，調(diào)整溫控室的溫度為60°C,將開關(guān)S閉合，調(diào)

整滑動變阻器，當報警器

剛開始報警時，滑動變阻器接入電路的阻值為Q,若要求降低報警溫度，則滑動觸

頭應該向移動（填“左"或''右"）。

答案（1）BD（2）直流10V紅松間斷路（3）125左

解析（1）當熱敏電阻的溫度達到或超過60℃時，系統(tǒng)報警，此時熱敏電阻的阻值凡為100

。流過報警器的電流超過40mA,所以電源電壓Q/Rt=4V,因此電源選用B。

電源電壓為9V,而報警時的電流為40mA=40X10-3人

TJ9

此時電路中的總電阻為*［八-3C=225Q

1A1U

而熱敏電阻的阻值約為100。，所以此時滑動變阻器接入的電阻應為125。，滑動變阻器的

最大阻值應超過125。，故滑動變阻器選D。

（2）因電源選用電源E2（9V,內(nèi)阻不計），所以應將選擇開關(guān)旋至“直流10V”擋；測量。、b

和以C兩點間的電壓，則接在。點的應是“紅”表筆；若接入。、b時示數(shù)為零，接入

c時指針偏轉(zhuǎn)，若電路中只有一處故障，則電路故障為兒間斷路。

（3）將熱敏電阻置于溫控室中，調(diào)整溫控室的溫度為60℃,熱敏電阻的阻值約為100。，將

開關(guān)S閉合，調(diào)整滑動變阻器，當報警器剛開始報警時，報警時的電流為

40mA=40X10—3人

U9

此時電路中的總電阻為3C=225O

/4Uz\1U

而熱敏電阻的阻值約為100C,所以此時滑動變阻器接入的電阻應為1250。若要求降低報

警溫度，熱敏電阻的阻值變大，則滑動變阻器接入電路的阻值變小，所以滑動觸頭應該向

“左”移動。

【變式31］（多選）某熱敏電阻l的阻值隨溫度變化的圖像如圖甲所示，圖乙是用熱敏電

阻凡制作的簡易自動報警器電路圖，下列說法正確的是（）

甲

乙

A.為了使溫度過高時報警器鈴響,c應接在a端

B.為了使溫度過高時報警器鈴響,c應接在b端

C.若要使啟動報警的溫度降低些,應將滑動變阻器滑片向左端滑動

D.若要使啟動報警的溫度降低些,應將滑動變阻器滑片向右端滑動

【答案】AD

【解析】根據(jù)圖甲坐標系中曲線的趨勢可以得出，熱敏電阻的阻值隨著溫度的升高而減小,

當溫度過高時，熱敏電阻阻值變小，電路中電流變大，電磁鐵吸引力變大，銜鐵被吸引向。

端，要使此時報警鈴響，則開關(guān)c應該接在。處，故A正確、B錯誤；要使報警的降低一些,

應該減小電路中總電阻，則滑動電阻器滑片應將向右端滑動，故C錯誤、D正確。

【變式32］下圖為一種溫度自動報警器的原理圖，在水銀溫度計的頂端封入一段金屬絲，以

下說法正確的是（）

A.溫度升高至74℃時,燈Li亮報警

B.溫度升高至74℃時,燈L?亮報警

C.溫度升高至78℃時,燈Li亮報警

D.溫度升高至78℃時，燈L?亮報警

答案:D

解析:當溫度低于78℃時，繼電器線圈中沒有電流,此時燈L1亮;當溫度升高到78℃時，繼

電器線圈中有電流,磁鐵吸下銜鐵，燈L2被接通,所以燈L2亮報警,故選項A、B、C錯誤,D

正確。

【變式33］現(xiàn)要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng)，要求當熱敏電阻的溫度達到或超過

60℃時，系統(tǒng)報警。提供的器材有：熱敏電阻，報警器（內(nèi)阻很小，流過的電流超過L時就

會報警），電阻箱（最大阻值為999.9。），直流電源（輸出電壓為U,內(nèi)阻不計），滑動變阻器

Ri（最大阻值為1000。），滑動變阻器&（最大阻值為2000。），單刀雙擲開關(guān)一個，導線若

干