課時作業(yè)（四十五）

利用傳感器制作簡單的自動控制裝置[基礎訓練]1.

（2024·天河區(qū)一模）力敏電阻器是一種能將機械力轉(zhuǎn)換為電信號的特殊元件，其電阻值可隨外加壓力大小而改變.某同學為研究一個力敏電阻Rx（阻值變化范圍為幾歐到幾十歐）的特性.設計了如圖甲所示的電路，所用電源的電動勢為3

V，內(nèi)阻忽略不計，電阻箱（0～99.9

Ω）.除圖甲中的器材外，還有如下器材可供選擇：電流表A1（量程為0～0.6

A，內(nèi)阻r1＝1.5

Ω）；電流表A2（量程為0～0.6

A，內(nèi)阻約為2

Ω）（1）圖甲中P處選用電表

A2

，Q處選用電表

A1

.（均填選用電表的符號）（2）閉合開關S，多次改變對力敏電阻的壓力F，記錄兩電表讀數(shù)，得到Rx不同的值，描繪出Rx－F圖像如圖乙所示，由圖像可得Rx與F的函數(shù)關系式為Rx＝

－2F＋18（Ω）

.A2

A1

－2F＋18（Ω）

（3）該同學用力敏電阻和所提供的器材，把電流表A1改成一個壓力表（即在電流表A1表盤的對應刻度位置處標上壓力大?。堅趫D丙虛線框內(nèi)畫出設計電路圖.答案：見解析（4）若將電流表A1表盤的0.15

A刻度處標為壓力表的0刻度，則電阻箱R0接入電路的阻值應調(diào)為

0.5

Ω；保持R0不變，則壓力表能測量壓力的最大值是

7.5

N.

0.5

7.5

解析：（1）Q處選用電表A1，因為A1的內(nèi)阻已知，可以把A1當成電壓表使用，用來測量力敏電阻的電壓；因為Q處選用電表A1，所以P處選用電表A2.（2）根據(jù)圖像得Rx＝kF＋b，根據(jù)圖像得18＝k×0＋b，10＝k×4＋b，解得k＝－2，b＝18，所以Rx＝－2F＋18（Ω）.（3）設計電路如圖所示.

解得Rx＝3

Ω根據(jù)Rx＝－2F＋18（Ω）得F＝7.5

N.

2.

傳感器擔負著信息采集的任務，在自動控制中發(fā)揮著重要作用，傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹浚ㄈ鐪囟?、光、聲等）轉(zhuǎn)換成便于測量的量（通常是電學量），例如熱傳感器，主要是應用了半導體材料制成的熱敏電阻，熱敏電阻阻值隨溫度變化的圖線如圖甲所示，圖乙是用熱敏電阻R1作為傳感器制作的簡單自動報警器原理圖.則：（1）為了使溫度過高時報警器鈴響，開關應接在

a

（填“a”或“b”）.（2）若使啟動報警的溫度提高些，應將滑動變阻器的滑片P向

左（填“左”或“右”）移動.a

左3.

某同學嘗試把一個靈敏電流表改裝成溫度表，他所選用的器材有：靈敏電流表（待改裝），學生電源（電動勢為E，內(nèi)阻不計），滑動變阻器，單刀雙擲開關，導線若干，導熱性能良好的防水材料，標準溫度計，PTC熱敏電阻Rt（PTC線性熱敏電阻的阻值與攝氏溫度t的關系為Rt＝a＋kt，a＞0，k＞0）.設計電路圖如圖所示，并按如下步驟進行操作.（1）按電路圖連接好實驗器材.（2）將滑動變阻器滑片P滑到

a

（填“a”或“b”）端，單刀雙擲開關S擲于

c

（填“c”或“d”）端，調(diào)節(jié)滑片P使電流表

滿偏，并在以后的操作中保持滑片P位置不動，設此時電路總電阻為R，斷開電路.a

c

滿偏

（4）根據(jù)對應溫度記錄的電流表示數(shù)，重新刻制電流表的表盤，改裝成溫度表.根據(jù)改裝原理，此溫度表表盤刻度線的特點是：低溫刻度在

右（填“左”或“右”）側，刻度線分布是否均勻？

否（填“是”或“否”）.右否解析：（2）分析電路可知滑動變阻器為限流式接法，所以閉合開關前，使它的阻值處于最大值狀態(tài)，即將滑片P滑到a端.為了設計表盤刻度，應使開關擲于c處，調(diào)節(jié)滑片，使電流表滿偏.

（4）因為Rt＝a＋kt（且a＞0，k＞0），所以溫度越低，電阻越小，回路中I越大，所以低溫度刻度在右側，由（3）中關系式可知電流與溫度不是線性關系，所以刻度線分布不均勻.[能力提升]4.

為了節(jié)能環(huán)保，一些公共場所使用光控開關控制照明系統(tǒng).光控開關可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨著光照度變化而發(fā)生變化的元件（光照度可以反映光的強弱，光越強光照度越大，光照度的單位為lx）.（1）某光敏電阻R在不同光照度下的阻值如下表，根據(jù)表中已知數(shù)據(jù)，在如圖甲的坐標系中描繪出了阻值隨光照度變化的曲線.由圖像可求出照度為1.0

lx時的電阻約為

2.0

kΩ.2.0

甲照度/lx

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2電阻/kΩ

5.8

3.7

2.8

2.3

1.8（2）如圖乙所示是街道路燈自動控制模擬電路，利用直流電源為電磁鐵供電，利用照明電源為路燈供電.為達到天亮燈熄、天暗燈亮的效果，路燈應接在

A、B

（填“A、B”或“B、C”）之間，請用筆畫線代替導線，正確連接電路元件.A、B

乙

丙答案：見解析（3）用多用電表的歐姆擋選“×10”的倍率，按正確步驟測量圖中電磁鐵線圈電阻時，指針示數(shù)如圖丙所示，則線圈的電阻為

140

Ω.已知當線圈中的電流大于或等于2

mA時，繼電器的銜鐵將被吸合.圖中直流電源的電動勢E＝6

V，內(nèi)阻忽略不計，滑動變阻器有三種規(guī)格可供選擇：R1（0～10

Ω

2

A）、R2（0～200

Ω

1

A）、R3（0～1

750

Ω

0.1

A）.要求天色漸暗光照度降低至1.0

lx時點亮路燈，滑動變阻器應選擇

R3

（填“R1