高考试题中的敏感电阻问题

    一些材料制成的导体的电阻会随导体所处环境的温度、光照、磁场、压力等的变化而灵敏地变化，用这些材料制成传感器，可以灵敏的将温度、光照、磁场、压力等非电物理量的变化转化为电流的变化，以实现自动控制或利用电流表实现对温度、光强、磁感、强度、压力等非电物理量的测量。以敏感电阻传感器在自动控制及灵敏测量中的应用为背景，编制探究性、开放性物理试题，是新课程高考试题的特点之一。
　　
　　1．热敏电阻问题
　　
　　例1（2008广东物理-15）某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性。现有器材：直流恒流电源（在正常工作状态下输出的电流恒定）。电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等。
　　
　　（1）若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性，请你在图1的实物图上连线。
　　
　　（2）实验的主要步骤：
　　
　　①正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值；
　　
　　②在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，，，断开开关；
　　
　　③重复第②步操作若干次，测得多组数据。
　　

　　（3）实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得图2的R-t关系图线，请根据图线写出该热敏电阻的R-t关系式：R=+t（Ω）（保留3位有效数字）。
　　
　　解析：本实验研究的是热敏电阻的温度特性，需建立的是电阻的R-t曲线，温度可由温度计测出，而与不同温度对应的电阻，借助于电压表的读数及电源的输出电流，由欧姆定律算出。此法属于测电阻的常用方法，属于“伏安法”的变通，故电路应如图3所示连接。实验中需测的量有电压和温度，所以（2）②中两空应填“读出温度计示数”“读取电压表示数”。在图象上任选两点，可计算出图象斜率为0．4，由于图象的纵截距为100，所以图象的方程应是：。
　　

　　本实验研究热敏电阻的R-t特性，但实验的电学操作部分实际是电阻的测量，把传统的测量电阻实验原理及方法，放到了研究热敏电阻R-t特性的背景中，解答此题，关键还是对伏安法的熟练掌握。
　　
　　2．光敏电阻问题
　　
　　例2（2009山东理综23-2）为了节能和环保，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）。某光敏电阻RP在不同照度下的阻值如下表：
　　

　　①根据表中数据，请在给定的坐标系（图4）中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点。
　　
　　②如图5所示，当1、2两端所加的电压上长至2V时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1．0（Lx）时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图。（不考虑控制开关对所设计电路的影响）
　　
　　提供的器材如下：光敏电阻RP（符号，阻值见上表）；直流电源E（电动势3V，内阻不计）；定值电阻：R1＝10kΩ，R2＝20kΩ，R3＝40kΩ（限选其中之一并在图中标出）；开关S及导线若干。
　　
　　解析：①光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如图4所示。首页上一页123下一页末页共3页
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