中考物理由电路学、力学组成的自动控制综合题目解题思路
来源：好师来一帆
导 语：
近年来，由电路学、简单机械、浮力等组成的综合性题目，在中考物理中时有出现，由于综合了多个章节内容，解题过程涉及到的知识点较多，同学们会感觉有一定的难度。
典型例题
图甲是一种自动蓄水装置示意图：力敏电阻固定不动，下方悬挂一圆柱体（其位置不随水面变化）。闭合开关S，水泵工作，向空水箱里缓慢注水，当水位达到设定高度h0时，水泵自动停止注水，此时柱体浸入水中的深度恰好为其高度的一半。已知：控制电路电源电压为4.5V，电阻箱R2阻值为10Ω，力敏电阻R1阻值与拉力F的关系如图乙所示，柱形物体的质量为1.5kg，底面积为10cm2，当线圈中电流I≤0.15A时，衔铁被释放，忽略线圈电阻，g取10N/kg。
（1）由图乙可知，随着力敏电阻所受拉力变大，其阻值变小，随着水位升高，柱体缓慢浸入水中，柱体对力敏电阻拉力变小，线圈中电流变小（均选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（2）水位达到设定高度时，柱形物体浸入水中的深度h为30cm。
（3）柱形物体的密度为2.5g/cm3。
（4）若要降低水位设定高度h0，下列方法不可行的是BD（多选）。
A．适当减小电源电压
B．将电阻箱R2的阻值调小一些
C．减少线圈的匝数
D．保持柱状体形状和体积不变，换用密度更大的柱形物体
【分析】（1）由图乙分析拉力与电阻的关系、拉力与浮力的关系，然后利用欧姆定律判断电路中电流的变化；
（2）当线圈中电流I≤0.15A时，衔铁被释放，根据R＝
算出电阻，再根据串联电路中电阻的规律算出R1，对照图乙得出拉力F，根据G＝mg得出物体的重力；对物体受力分析，得出浮力，再根据阿基米德原理算出排开液体的体积，根据h＝
算出柱形物体浸入水中的深度h；
（3）根据题意得出柱形物体的高度，算出其体积，根据ρ＝
算出柱形物体的密度；
（4）根据二力平衡，金属棒受到的浮力等于浮力减去拉力，结合欧姆定律、电磁铁磁性强弱的影响因素、阿基米德浮力原理，可知通过改变电源电压、电阻箱R2的阻值、电磁铁线圈的匝数、柱形物的质量均可以改变储水深度。
解题思路：
此类型题目属于自动控制原理和基础物理知识（包括力学、电路学）的综合应用。主要涉及的知识点有：
1. 力敏电阻的性质及其在自动控制系统中的应用。
2. 浮力原理及物体在水中的受力分析。
3. 电路的基本定律，如欧姆定律等。
4. 自动控制系统中的反馈控制机制。
解题思路与方法：
步骤一：理解题意和图示
仔细阅读题目描述，理解自动蓄水装置的工作原理。
分析图甲和图乙，理解力敏电阻R₁随拉力变化的阻值变化关系。
步骤二：分析力敏电阻的工作
根据图乙，确定力敏电阻在不同拉力下的阻值变化。
当水位升高，圆柱体浸入水中的深度增加，受到的向上浮力变大，导致拉力F减小，从而引起力敏电阻R₁阻值的变化。
步骤三：应用欧姆定律
根据题目中给出的电源电压和电阻值，使用欧姆定律计算电流I。
判断电流I是否满足题目中给定的条件（I≤0.15A），以决定衔铁的状态（释放或吸引）。
步骤四：考虑浮力和重力的平衡
分析圆柱体在水中的受力情况，包括重力、浮力以及通过力敏电阻施加的拉力。
当水位达到设定高度h₀时，圆柱体浸入水中的深度为其高度的一半，此时浮力与重力加上拉力达到平衡状态。
步骤五：综合应用物理公式
利用浮力公式（浮力=ρ液体×g×V排）和重力公式（重力=m×g）进行计算。
结合电路学知识，求解电流I，并判断是否满足停止注水的条件。
总结：
这类题目要求学生不仅要掌握物理和电路学的基础知识，还要能够将这些知识应用于实际的自动控制系统中。解题时，需要综合运用力学、电路学的原理，通过逻辑推理和数学计算来解决问题。注意分析题目中的每一个细节，特别是图示中的信息，这对正确解题至关重要。