《创新课堂》第五章 传感器 3.利用传感器制作简单的自动控制装置 课时跟踪检测（含答案）高中物理选择性必修第二册（人教版）

3.利用传感器制作简单的自动控制装置 1.（2025·山西运城期末）某一热敏电阻的阻值R随温度变化的图线如图甲所示，现要利用该热敏电阻组装一个报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时，系统报警。提供的器材有：热敏电阻报警器（内阻很小，流过的电流超过Ic时就会报警，Ic约为10 mA，流过的电流超过20 mA时，报警器可能损坏），电阻箱（最大阻值为999.9 Ω），直流电源（输出电压为18 V，内阻不计），滑动变阻器（最大阻值为2 000 Ω），单刀双掷开关一个，导线若干。 （1）由甲图可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而　　　　（选填“增大”或“减小”）。 （2）按乙图所示的电路图组装电路，并按照下列步骤调节此报警系统。 ①电路接通前，滑动变阻器的滑片应置于　　　（选填“a”或“b”）端附近； ②若已知该热敏电阻在60 ℃时阻值为650.0 Ω。则根据实验要求，先将电阻箱调到一固定的阻值，这一阻值为　　　　Ω； ③将开关向　　　　（填“c”或“d”）端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至报警器开始报警。 （3）保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用。 2.（2025·四川绵阳期末）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R随光的照度I变化而发生变化的元件（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R在不同照度I下的阻值如下表 照度I（lx） 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 电阻R（kΩ） 7.5 4.0 2.8 2.3 2.0 1.8 （1）如图为街道路灯自动控制电路，利用直流电源E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“AB”或“CD”）之间。 （2）已知线圈的电阻为140 Ω，直流电源E的电动势E＝36 V，内阻忽略不计。当线圈中的电流大于10 mA时，继电器的衔铁将被吸合，滑动变阻器R'的阻值应调为　　　　Ω时，才能使天色渐暗照度低于1.0 lx时点亮路灯。 （3）为了更加节能，让天色更暗时，路灯点亮，变阻器R'的阻值应适当调　　　　些（选填“大”或“小”）。 3.光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用。街道路灯自动控制就是其应用之一，如图所示电路为模拟电路，其中A为一光敏电阻，B为电磁继电器，C为电流信号放大器，D为路灯。请在所给图中连线使之连成正确的电路，达到日出路灯熄、日落路灯亮的效果。 4.（2025·湖南衡阳月考）一兴趣小组要组装一台酒精测试仪，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，此传感器的电阻Rx随酒精气体浓度的变化规律如图甲所示。目前我国交警常用酒精测试仪测量司机的酒精气体浓度，其中利用酒精测试仪测试认定的酒驾标准是“0.2 mg·mL－1≤酒精气体浓度＜0.8 mg·mL－1”，醉驾标准是“酒精气体浓度≥0.8 mg·mL－1”。现能提供的器材有： A.二氧化锡半导体型酒精传感器Rx B.直流电源（电动势为5 V，内阻不计） C.电压表（量程为3 V，内阻非常大，作为浓度表使用） D.电阻箱（最大阻值为999.9 Ω） E.定值电阻R1（阻值为20.0 Ω） F.定值电阻R2（阻值为10.0 Ω） G.单刀双掷开关一个，导线若干 （1）图乙是酒精测试仪电路图，请在图丙中完成实物连线； （2）电路中R应选用定值电阻　　　　（选填“R1”或“R2”）。 （3）为便于识别，按照下列步骤调节此测试仪： ①电路接通前，先将电阻箱调为30.0 Ω，然后开关向　　　　（选填“a”或“b”）端闭合，将电压表此时指针对应的刻度线标记为0.2 mg·mL－1； ②逐步减小电阻箱的阻值，电压表的示数不断变大，按照甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为“酒精气体浓度”。当电阻箱调为　　　　 Ω时，将电压表此时指针对应的刻度线标记为0.8 mg ... ...