鲁科版（新教材）2022版高考一轮复习第14章交变电流电磁波传感器实验19制作简单的自动控制装置（物理 学案）

实验十九　制作简单的自动控制装置

1．安装前，对器材进行测试，确保各元件性能良好后，再进行安装。

2．光报警装置实验中，光敏电阻的特性选择是否合适，否则继电器不能正常工作。

3．光报警装置实验中，要想光更弱时蜂鸣器报警，应该把滑动变阻器的阻值调小些。

4．温度报警器实验中，要使蜂鸣器在更低的温度时报警，应该把滑动变阻器的阻值调小些。

考点1　用光传感器设计控制电路

典例　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)。

(1)某光敏电阻R在不同照度下的阻值如表所示，根据表中已知数据，在如图甲所示的坐标系中描绘出了阻值随照度变化的曲线。由图像可求出照度为1.0 lx 时的电阻约为________ kΩ。

甲

(2)街道路灯自动控制模拟电路如图乙所示，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________(选填“A、B”或“B、C”)之间，请用笔画线代替导线，正确连接电路元件。

乙

(3)用多用电表“×10 Ω”挡，按正确步骤测量图乙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________ 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)。要求天色渐暗照度降低至1.0 lx时点亮路灯，滑动变阻器应选择________(选填“R1”“R2”或“R3”)。为使天色更暗时才点亮路灯，应适当地________(选填“增大”或“减小”)滑动变阻器的电阻。

丙

考点2　用温度传感器设计控制电路

典例　(2020·全国卷Ⅲ)已知一热敏电阻当温度从10 ℃ 升至60 ℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材：电源E、开关S、滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)、电压表(可视为理想电表)和毫安表(内阻约为100 Ω)。

(1)在图甲所给的器材符号之间画出连线，组成测量电路图。

甲

(2)实验时，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和毫安表的示数，计算出相应的热敏电阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5 V和3.0 mA，则此时热敏电阻的阻值为________kΩ(结果保留2位有效数字)。实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图乙所示。

乙

(3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下，测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2 kΩ。由图乙可知，此时室温为________ ℃(结果保留3位有效数字)。

丙

(4)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器，其电路的一部分如图丙所示。图中，E为直流电源(电动势为10 V，内阻可忽略)；当图中的输出电压达到或超过6.0 V时，便触发报警器(图中未画出)报警。若要求开始报警时环境温度为50 ℃，则图中________(选填“R1”或“R2”)应使用热敏电阻，另一定值电阻的阻值应为________kΩ(结果保留2位有效数字)。

考点3　实验的改进与创新

典例　(1)如图甲所示为某宾馆的房卡，只有把房卡插入槽中，房间内的灯和插座才会有电。房卡的作用相当于一个________(填电路元件名称)接在干路上。

(2)如图乙所示，当房客进门时，只要将带有磁铁的卡P插入盒子Q中，这时由于磁铁吸引簧片，开关B就接通，通过继电器J使整个房间电器的总开关接通，房客便能使用室内的各种用电器。当继电器工作时，c、d相吸，a、b便接通。请你将各接线端1、2、3、4、5、6、7、8、9、10适当地连接起来，构成正常的电门卡电路。

甲　　　　　　　　　　　　乙　　　　　

【核心归纳】

突破创新考点