第2節(jié)常見傳感器的工作原理及應用

第3節(jié)利用傳感潛制作簡單的自動控制裝置

學習目標核心素養(yǎng)形成脈絡

r

1.了解光敏電阻的特性及其在生活、生產中七t敏電阻

u應用)

的應用。

金屬熱電阻1特性

和熱岐電陽Ikum

2.了解金屬熱電阻和熱敏電阻的特性及其常她傳述器的工

作原理及應用"/特性）

-［電網應變片

在生活、生產中的應用。1應用）

一電容式位移）

（應用

傳照器-

J3了?解J電HTi阻口應ItLL變A一片|、電>容［_.式T-位TU移K傳""感1<器?心的口hUJ實驗器材和裝困］

「［門窗防盜報'號裝置｝監(jiān)控工竹原理）

特性及其在生活、生產中的應用。利用傳感器制作

實驗操作）

簡率的自動控制一

4.會設計簡單的有關傳感器應用的控制電裝置ri實驗器&才和裝置j

L［光控開關卜電路工f限理］

路。實驗操fU

>預習導學▼⑸期的第梳理知識?夯實基礎.

基礎梳理，

一、常見傳感器的工作原理及應用

（一）光敏電阻

1.特點：光敏電阻在暗環(huán)境中電阻很大,在強光照射下電阻很小。

2.原理：無光照時，載流子極少,導電性能差；隨著光照的增強，載流子增

型.，導電性變好。

3.作用：把比照強度這個光學量轉換為電阻這個電學量。

4.應用：自動計數(shù)裝置

沒有物品擋住由A射向B的光信號時，光敏電阻的阻值較小；有物品擋住由

A射向B的光信號時，光敏電阻的阻值變大。

（二）熱敏電阻和金屬熱電阻

熱敏電阻金屬熱電阻

特點電阻率隨溫度升高而減小電阻率隨溫度升高而增大

制作材料半導體金屬

優(yōu)點靈敏度高化學穩(wěn)定性好，測量范圍大

作用將溫度這個熱學量轉換為電阻這個電學量

（三）電阻應變片

1.電阻應變片原理：電阻應變片是一種使用非常廣泛的力M元件。我們知道,

電阻與導體的材料、長度和橫截面積有關。當金屬絲受到拉力時，長度變長、橫

截面積變小，導致電阻變大；當金屬絲受到壓力時，長度變短、橫截面積變大，

導致電阻變小。金屬導體在外力作用下發(fā)生機械形變（伸長或縮短）時，其電阻隨

著它所受機械形變的變化而發(fā)生變化的現(xiàn)象，稱為金屬的電阻應變效應。金屬電

阻應變片就是利用這一原理制成的。除了金屬電阻應變片外，常用的電阻應變片

還有半導體電阻應變片，它的工作原理是基于半導體材料的壓阻效應。

2.作用：電阻應變片能夠把物誕變這個力學量轉換為電阻這個電學量。

我們經常見到的電子秤，它所使用的測力器件是力傳感器。常用的一種力傳

感器是由金屬梁和電阻應變片組成的,稱為應變式力傳感器。

3.應變式力傳感器原理：這種力傳感器的工作原理如圖所示。彈簧鋼制成的

梁形元件右端固定，在梁的上下表面各貼一個應變片。在梁的自由端施力尸，則

梁發(fā)生彎曲，上表面拉伸，下表面壓縮，上表面應變片的電阻變大，下表面應變

片的電阻變小。力尸越大，彎曲形變越大，應變片的電阻變化就越大。如讓應變

片中通過的電流保持恒定，那么上表面應變片兩端的電壓變大，下表面應變片兩

端的電壓變小。傳感器把這兩個電壓的差值輸出。力廠越大，輸出的電壓差值也

就越大。

.沙梁?，應變片「

I11

應變片

4.電容式位移傳感器（位移傳感器）

原理：它可以將位移變化轉化為電容信號,如圖所示，當物體向左運動時,

電容增大；當物休向右運動時，電容減小。

二、利用傳感器制作簡單的自動控制裝置

（一）門窗防盜報警裝置

1.電路

門窗防盜報瞥裝置電路圖

2.工作原理：閉合電路開關S,系統(tǒng)處于防盜狀態(tài)。當門窗緊閉時，磁體M

靠近干簧管SA,干簧管兩個簧片被磁化相吸而接通繼電線圈K,使繼電器工作。

繼電器的動觸點c與蜜狂觸點且接通，發(fā)光二極管LED發(fā)光。當門窗開啟時，磁

體離開干簧管，干簧管失磁斷開，繼電器被斷電。繼電器的動觸點c與常閉觸點

b接通，蜂鳴滯H發(fā)聲報警。

（二）光控開關

1.電路

ov

2.工作原理：當環(huán)境光比較強時，光敏電阻RG的阻值很小，三極管不導通,

發(fā)光二極管或繼電器所在的回路相當于斷壁，即發(fā)光二極管不工作;繼電器處于

常開狀態(tài)，小燈泡L丕亮。

當環(huán)境光比較弱時，光敏電阻RG的阻值蛆，三極管墾通，且獲得足夠的

基板電流，產生較大的集電極電流，點亮發(fā)光一極管或驅動繼電器吸合而點亮小

燈泡Lo

自談檢測＞

Q思維辨析

（1）光敏電阻本身就是一種傳感器。（）

（2）光敏電阻的阻值隨光線的強弱而變化，光照越強電阻越小。（）

（3）熱敏電阻是用金屬鈉制成的，它對溫度的感知很靈敏。（）

(4)半導體制成的熱敏元件溫度升高時電阻大幅度變化。()

(5)金屬熱電阻的溫度升高時電阻升高。()

(6)應變式力傳感器可以用來測量重力，也可用來測牽引力。()

提示：(1)X(2)7(3)X(4)J(5)V(6)V

?深度思考

(1)熱敏電阻的阻值是否一定隨溫度的升高而減小？

⑵測定位移x的電容式傳感器如圖所示，其工作原理是哪個量的變化，造成

其電容的變化？

琴板

1x,、極板

提示：(1)不一定，有的隨溫度的升高而增大(PTC元件)，有的隨溫度的升高

而減小(NTC元件)。

(2)由原理圖可知，要測定的位移x發(fā)生變化，則電介質進入極板的長度發(fā)生

變化，從而引起電容的變化，而兩極板間距、正對面積及電介質種類均未變化。

突破疑難?演練提升.

探究1光敏電阻

◎問題導引

1.將一只光敏電阻接到多用電表的兩端，電表置于倍率為1()()的歐姆擋。分

別記錄用手掌遮光、用室內自然光照射和用陽光直射時的阻值，三種情況下光敏

電阻的阻值有何變化？由此可以得出什么結論？

2.換用一只普通的電阻，小心地把電阻器表面的漆層除去一些，使里面的導

電膜露出來接受光照。重做上述實驗，結果相同嗎？

I要點提示］1.實驗現(xiàn)象：同一只光敏電阻，用多用電表測量其阻值，用手掌

遮光時，電阻值較大，在室內自然光的照射下電阻值變小，改用陽光直接照射時,

電阻值變得更小。

實驗結論：通過上述實驗我們得到：光敏電阻的阻值隨光照強度的增強而明

顯減小。

2.實驗現(xiàn)象：普通電阻在不同光照的情況下其阻值是相同的。

實驗結論：普通電阻的阻值不受光照強度的影響，而光敏電阻的阻值隨光照

強度的變化發(fā)生明顯的變化。

【核心深化】

1.光敏電阻是用半導體材料制成。

2.特點是在被光照射時電阻會發(fā)生變化，光照增強電阻減小，光照減弱電阻

增大。

3.作用是把光學量轉換為電學量。

【典題例析】

例il

4~~P

如圖所示，將多用電表兩表筆接在一光敏電阻兩端，將多用電表的選擇開關

置于歐姆擋，用光照射光敏電阻時，表針的偏角為仇現(xiàn)用手掌擋住部分光線，

表針的偏角為夕，則可判斷（）

A.7=6B.0'<0

C.e>8D.不能確定

I解析］光敏電阻的阻值隨光照強度的增大而減小，用手掌擋住部分光線，

阻值變大，指針自左向右偏轉角度變小。

［答案］B

【針對訓練】

1.（多選）計算機光驅的主要部分是激光頭，它可以發(fā)射脈沖激光信號，激光

掃描光盤信息時，激光頭利用光敏自動計數(shù)器將反射回來的脈沖信號傳輸給信號

處理系統(tǒng)，再通過計算機顯示出相應信息。光敏電阻自動計數(shù)器的示意圖如圖所

示，其中凡為光敏電阻，R2為定值電阻，此光電計數(shù)器的基本工作原理是（）

激光

A.當有光照射心時，處理系統(tǒng)獲得高電壓

B.當有光照射島時，處理系統(tǒng)獲得低電壓

C.信號處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計數(shù)一次

D.信號處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計數(shù)一次

解析：選AD。當有光照射凡時，Q的電阻減小，處理系統(tǒng)獲得高電壓；信

號處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計數(shù)一次。

2.

（多選）（2020?蘇州中學高二檢測）如圖所示，Ri、&為定值電阻，L為小燈泡,

R3為光敏電阻，當照射光強度增大時（）

A.甩壓表的示數(shù)二曾大

B.R2中電流減小

C.小燈泡的功率增大

D.電路的路端電壓增大

解析：選ABC。光的強度是被測量，光敏電阻R3為光敏元件，同時也是轉

換器件，當光強度增大時，R阻值減小，外電路電阻隨R3的減小而減小，Ri兩

端電壓因干路電流增大而增大，同時內電壓增大，故電路路端電壓減小，而電壓

表的示數(shù)增大，A正確，D錯誤；由路端電壓減小，而Ri兩端電壓增大，可知

R2兩端電壓必減小，則R2中電流減小，B正確：結合干路電流增大知流過小燈泡

的電流必增大，則小燈泡的功率增大，C正確。

探究2熱敏電阻

◎問題導引

歐姆表

如圖所示，將多用電表的選擇開關置于歐姆擋，再將多用電表的兩支表筆與

負溫度系數(shù)的熱敏電阻RT（溫度升高，電阻減?。┑膬啥讼噙B，這時表針恰好指在

刻度盤的正中央。若在RT上擦一些酒精，表針將如何偏轉？若用吹風機將熱風吹

I可熱敏電阻，表針將如何偏轉？

［要點提示］由于酒精蒸發(fā)，熱敏電阻RT溫度降低，電阻值增大，表針將向

左偏；用吹風機將熱風吹向熱敏電阻，熱敏電阻KT溫度升高，電阻值減小，表針

將向右偏。

【核心深化】

含有熱敏電阻電路的動態(tài)分析步驟

(1)明確熱敏電阻的阻值隨溫度的增加是增大還是減小。

(2)分析整個回路的電阻、電流的增減。

(3)分析部分電路的電壓、電流如何變化。

【典題例析】

例21某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變，且對溫度很敏感)的/一，

關系曲線圖如圖甲所示。

將該熱敏電阻連入如圖乙所示電路中，電源電壓恒為9V,電流表讀數(shù)為70

mA,定值電阻Ri=250C。由熱敏電阻的/一口關系曲線可知，熱敏電阻兩端的

電壓為V；電阻R2的阻值為Q。

［思路點撥］/—U圖線中，圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，從圖甲可看出，該圖

線的斜率逐漸增大，故可知其阻值隨著溫度升高而減小。

I解析］電阻R兩端的電壓為9V,電阻4=250。，故流過凡的電流/尸卷

9

==A=0.036A,所以流過熱敏電阻的電流〃=/。-/i=0.07A-0.036A=0.034

Ao由熱敏電阻的/一口關系圖線可知當/=0.034A=34mA時，U=5.4V,所以

_U-U_9-5A

t。。

=h=0.0342105.9

［答案］5.4105.9

【針對訓練】

3.

如圖所示，由電源、小燈泡、電阻絲、開關組成的電路中，當閉合開關S后，

小燈泡正常發(fā)光，若用酒精燈加熱電阻絲，發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度變化是變暗，發(fā)生這

一現(xiàn)象的主要原因是（）

A.小燈泡的電阻發(fā)生了變化

B.小燈泡燈絲的電阻率隨溫度發(fā)生了變化

C.電阻絲的電阻率隨溫度發(fā)生了變化

D.電源的電壓隨溫度發(fā)生了變化

解析：選C。也阻絲的電阻率隨溫度的升高而增大，電阻絲的電阻也增大，

電路中電流減小，根據(jù)P=/R知，小燈泡的實際功率減小，所以變暗。

4.

如圖所示，油為定值電阻，幻為負溫度系數(shù)的熱敏電阻，L為小燈泡，當溫

度降低時，下列描述正確的是（）

A.凡兩端的電壓增大

B.電流表的示數(shù)博大

C.小燈泡的亮度變強

D.小燈泡的亮度變弱

解析：選C。心與燈L并聯(lián)后與W中聯(lián)，與電源構成閉合電路。當溫度降低

時，電阻R2增大，外電路電阻增大，電路中電流減小，外電路電壓增大，電流表

讀數(shù)減小，油兩端電壓減小，燈L電壓增大，燈泡亮度變強，故C正確。

探究3自動控制電路的分析與設計

【核心深化】

設計自動控制電路時，一般按照以下的思路進行

(1)根據(jù)題目給出的儀器和要求畫出控制電路和工作電路。

控制電路由電源、開關、光敏電阻(或熱敏電阻等其他敏感元件)、電磁繼電

器和導線等組成；工作電路由電源、用電器(燈泡、電熱絲或其他用電器)、導線

等組成。這兩個電路相互獨立，又通過電磁繼電器相關聯(lián)，電磁繼電器實際上是

工作電路的開關。

(2)分析自控電路的合理性

電路設計完成后，要對它的合理性進行分析，用光照射光敏電阻或對熱敏電

阻加熱，檢查工作電路的接通和斷開是否符合實際要求。例如，自控路燈電路的

設計要求是白天切斷工作電路，使路燈熄滅，晚上接通工作電路，使路燈發(fā)光。

【典題例析】

例團如圖所示，圖甲為熱敏電阻的R—/圖像，圖乙為用此熱敏電阻R和繼

電器組成的一個簡單恒溫箱溫控電路，繼電器線圈的電阻為150。。當線圈中的

電流大于或等于2()mA時，繼電器的銜鐵被吸合c為繼電器線圈供電的電池的電

動勢七=6V,內阻可以不計。圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源。

甲乙

⑴應該把恒溫箱內的加熱器接在端(選填或“CD”)；

(2)如果要使恒溫箱內的溫度保持100°C,可變電阻R的值應調節(jié)為

________Q。

［思路點撥］(1)當溫度低的時候，電路與AB相連，此時加熱器要工作，所以

加熱器的電路要與相連；

(2)要使恒溫箱內的溫度保持100UC,當溫度達到100℃,電路就要斷開，

即電流要達到20mA。根據(jù)閉合電路歐姆定律即可求得電阻的大小。

［解析］(1)當溫度降低時，熱敏電阻的阻值增加，繼電器線圉中的電流減小，

銜鐵被彈開，A8將接入加熱電路中，故恒溫箱內的加熱器接在AB端。

⑵由甲圖查出熱敏電阻在7=100°C時，R=50Q。

設Ri為繼電器線圖的電阻

則繼電器電路中電流在1=100°C時，1=

代人數(shù)據(jù)得R'=100Q。

［答案1⑴48(2)100

【針對訓練】

5.現(xiàn)有熱敏電阻、電爐絲、電源、電磁繼電器、滑動變阻器、開關和導線若

十，如圖所示。試設計一個溫控電路，要求溫度低于某一溫度時，電爐絲自動通

電供熱，超過某一溫度時，又可以自動斷電，畫出電路圖并說明工作過程。

Q

為”II

■oo-iyS—oEf

e

電爐

n熱敏電阻:E絲

u

鷹r公

I

電磁繼電器O

治

解析：電路圖如圖所示。

危

工作過程：閉合S,當溫度低于設計值時熱敏電阻阻值大，通過電磁繼電器

的電流不能使它工作，K接通電爐絲加熱，當溫度達到設計值時，熱敏電阻減小

到某值，通過電磁繼電器的電流達到工作電流，K斷開，電爐絲斷電，停止供熱。

當溫度低于設計值時，又重復前述過程。

答案：見解析

6.把蜂鳴器、光敏電阻、干黃管繼電器、開關、電源按如圖甲所示電路連接,

制成光電報警裝置，當報警器有光照射時，蜂鳴器發(fā)聲，當沒有光照或者光照很

弱時，蜂鳴器不發(fā)聲。光敏電阻：光敏電阻受光照射后，阻值會變?。桓苫晒芾^

甩器：由干簧管和繞在干簧管外的線圈組成，如圖乙所示。當線圈中布一定的甩

流時，線圈產生的磁場使密封在干簧管內的兩個鐵質簧片磁化，兩個簧片在磁力

作用下由原來的分離狀態(tài)變成閉合狀態(tài)。當線圈中沒有電流或者電流很微弱時，

磁場消失，簧片在彈力的作用下恢復到分離狀態(tài)，試說明光電報警器的工作原理。

干黃管繼電器

甲乙

解析：當報警器有光照射時，光敏電阻阻值減小，電路中電流增大，線圈產

生的磁場使密封在干黃管內的兩個鐵質簧片磁化，兩個黃片由原來的分離狀態(tài)變

成閉合狀態(tài)，蜂鳴器電路接通，蜂鳴器發(fā)聲；反之，當沒有光照射或光照很微弱

時，光敏電阻阻值很大，電路中的電流很小，干簧管內的兩個鐵質簧片處于分離

狀態(tài)，連接蜂鳴器的電路斷開，蜂鳴器不發(fā)聲。

答案：見解析

錯誤！

機器人易傳飄吊

1.視覺：20世紀50年代后期出現(xiàn)，發(fā)展十分迅速，是機器人中最重要的傳

感器之一。

機器視覺從20世紀60年代開始首先處理積木世界，后來發(fā)展到處理室外的

現(xiàn)實世界。20世紀70年代以后，實用性的視覺系統(tǒng)出現(xiàn)了。

視覺一般包括三個過程：圖像獲取、圖像處理和圖像理解。相對而言，圖像

理解技術還很落后。

2.力覺：機器人力傳感器就安裝部位來講，可以分為關節(jié)力傳感器、腕力傳

感器和指力傳感器。

國際上對腕力傳感器的研究是從20世紀70年代開始的，主要研究單位有美

國的DRAPER實驗室、SRI研究所、IBM公司和日本的日立公司、東京大學等單

位。

3.觸覺：作為視覺的補充，觸覺能感知目標物體的表面性能和物理特性：柔

軟性、硬度、彈性、粗糙度和導熱性等。

觸覺研究從2()世紀8()年代初開始，到20世紀90年代初已取得了大量的成

果。

4.接近覺：研究它的目的是使機器人在移動或操作過程中獲知目標(障礙)物

的接近程度，移動機器人可以實現(xiàn)避障，操作機器人可避免手爪對目標物由于接

近速度過快造成的沖擊。

5.聽覺：（1）特定人語音識別方法，是將事先指定的人的聲音中的每一個字

音的特征矩陣存儲起來，形成一個標準模板（或叫模板），然后再進行匹配。它首

先要記憶一個或幾個語音特征，而且被指定人講話的內容也必須是事先規(guī)定好的

有限的幾句話。特定人語音識別系統(tǒng)可以識別講話的人是否是事先指定的人，講

的是哪一句話。

（2）非特定人的語音識別系統(tǒng)大致可以分為語音識別系統(tǒng)、單詞識別系統(tǒng)，及

數(shù)字音（0?9）識別系統(tǒng)，非特定人的語音識別方法則需要對一組有代表性的人的

語音進行訓練，找出同一語音的共性，這種訓練往往是開放式的，能對系統(tǒng)進行

不斷的修正。在系統(tǒng)工作時，將接收到的聲音信號用同樣的辦法求出它們的特征

矩陣，再與標準模式相比較?？此c哪個模板相同或相近，從而識別該信號的含

義。

■■■隨堂知能演練■■■

1.（光敏電阻及口圖甲所示，光敏電阻R2上加上如圖乙所示的光照，那么治

兩端的電壓變化是下列圖中的（）

產光強

與電

r\T\T\

o

甲乙

解析：選B。光敏電阻阻值隨光照的增強而減小，根據(jù)題圖乙知此兩端的電

壓隨之同頻率地先減小后增大，但不會是0,選B。

（熱敏電阻）（多選）如圖為電阻R隨溫度7變化的圖線，下列說法正確的是

（）

A.圖線1是熱敏電阻的圖線，它是用金屬材料制成的

B.圖線2是熱敏電阻的圖線，它是用半導體材料制成的

C.圖線1對應的可料化學穩(wěn)定性好、測溫范圍大、靈敏度高

D.圖線2對應的材料化學穩(wěn)定性差、測溫范圍小、靈敏度高

解析；選BD。金屬熱電阻的阻值隨溫度外高而增大，半導體材劑的熱敏電

阻的阻值隨溫度升高而減小，A錯誤，B正確；圖線1對應的材料化學穩(wěn)定性好

但靈敏度低，圖線2對應的材料化學穩(wěn)定性差但靈敏度高，C錯誤，D正確。

3.

（自動控制電路的分析與設計）為了節(jié)能和環(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的照度

而發(fā)生變化的元件（照度可以反映光的強弱，光越強照度越大，照度單位為lx）o

某光敏電阻2在不同照度下的阻值如下表：

照度(lx)0.20.40.60.81.01.2

電阻(kC)754028232018

(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請在給定的坐標系中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并說

明阻值隨照度變化的特點。

(2)

如圖所示，當1、2兩端所加電壓上升至2V時，控制開關自動啟動照明系統(tǒng)。

請利用下列器材設計一個簡單電路，給1、2兩端提供電壓，要求當天色漸暗照度

降低至1.()lx時啟動照明系統(tǒng)，在虛線框內完成電路原理圖。(不考慮控制開關對

所設計電路的影響)

提供的器材如下：

光敏電阻以錯誤!；

直流電源反電動勢3V,內阻不計)；

定值電阻：R=l()kQ,&=2()k。，A=40kC(限選其中之一并在圖中標出);

開關S及導線若干。

解析：(1)光敏電阻的阻值隨照度變化的曲線如圖甲所示。特點：光敏電阻的

阻值隨照度的增大非線性減小。

乙

(2)控制開關自動啟動照明系統(tǒng)，給1、2兩端提供電壓，要求當天色漸暗照

度降低至1.0lx時啟動照明系統(tǒng)，即此時光敏電阻阻值為20kQ,兩端電壓為2V,

電源電動勢為3V,所以應加上一個分壓電阻，分壓電阻阻值為10kQ,即選用

Ri,電路原理圖如圖乙所示。

答案：見解析

課后達標▼。（回。包以練促學?補短揚長?

（建議用時:45分鐘）

【基礎鞏固】

1.（多選）對負溫度系數(shù)的熱敏電阻，正確的敘述是（）

A.受熱后，電阻隨溫度的升高而迅速減小

B.受熱后，電阻基本不變

C.熱敏電阻可以用來測量很小范圍內的溫度變化，反應快，而且精確度高

D.以上說法都不對

解析：選ACo負溫度系數(shù)的熱敏電阻隨溫度的升高其電阻值減小，熱敏電

阻可以用來測量很小范圍內的溫度，反應快，而且精確度高。

2.（多選）下列器件可作為傳感器的有（）

A.發(fā)光二極管B.熱敏電阻

C.霍爾元件D.干電池

解析：選BCo熱敏電阻可以把溫度轉化為電學量，霍爾元件可以把磁感應

強度轉化為電壓這個電學量，B、C正確；發(fā)光二極管具有單向導電性，可以發(fā)

光，但不能做傳感器，A錯誤；干電池是電源，入是傳感器，D錯誤。

3.

觀察電阻R隨溫度變化情況的示意圖如圖所示?，F(xiàn)在把杯中的水由冷水換為

熱水，關于歐姆表的讀數(shù)變化情況，說法正確的是（）

A.如果/T為金屬熱電阻，讀數(shù)變大，且變化非常明顯

B.如果R為金屬熱電阻，讀數(shù)變小，且變化不明顯

C.如果R為熱敏電阻（用半導體材料制作），讀數(shù)變化非常明顯

D.如果R為熱敏電阻（用半導體材料制作），讀數(shù)變化不明顯

解析：選C。若為金屬熱電阻，溫度升高后，電阻變大，但由于金屬熱電阻

靈敏度較低，故歐姆表讀數(shù)變大且不明顯，A、B錯誤；若為用半導體材料制作

的熱敏電阻，由于熱敏電阻的靈敏度較高，讀數(shù)將明顯變化，C正確，D錯誤。

4.（多選）用光敏電阻LDR和燈泡制成的一種簡易水污染指示器如圖所示,

下列說法中正確的是（）

A.嚴重污染時，LDR是高電阻

B.輕度污染時，LDR是高電阻

C.無論污染程度如何，LDR的電阻不變，阻值大小由材料本身因素決定

D.該儀器的使用會因為白天和晚上受到影響

解析：選AD。嚴豆污染時，透過污水照到LDR上的光線較少，LDR電阻較

大,A正確，B錯誤；LDR由半導體材料制成，受光照影響電阻會發(fā)生變化，C

錯誤；白天和晚上自然光強弱不同，或多或少會影響LDR的電阻，D正確。

5.一火警報警裝置的一部分電路如圖甲所示，其中凡是半導體熱敏電阻（傳

感器），它的電阻R隨溫度7變化的關系如圖乙所示，該電路的輸出端。、。接報

警器，當傳感器所在處出現(xiàn)火情時，通過電流表的電流/和。、力兩端電壓U與

出現(xiàn)火情前相比（）

A./變大，U變大B./變小，U變小

C./變小，U變大D./變大，U變小

解析：選D。當傳感器所在處出現(xiàn)火情時，溫度升高，則電阻&的阻值減小，

故外電阻減小，干路電流增大，內電壓、Ri兩端的電壓均增大，故。、b兩端電

壓減?。徊⒙?lián)電路的電壓減小，通過R3的電流減小，而總電流增大，所以R2上

通過的電流增大，故D正確。

6.（多選）電容式傳感器是用來將非電信號轉變?yōu)殡娦盘柕难b置。由于電容器

的電容C取決于極板正對面積S、極板間距離d以及極板間的電介質這兒個因素,

當某一物理量發(fā)生變化時就能引起上述某個因素的變化，從而引起電容的變化，

如圖所示是三個電容式傳感器的示意圖，關于這三個傳感器的作用，下列說法正

確的是（）

金屬芯

/固定電極

中可動電極

待測壓力尸

丙

A.甲圖的傳感器可以用來測量角度

B.乙圖的傳感器可以用來測量液面的高度

C.丙圖的傳感器可以用來測量壓力

D.這三個傳感器都是利用改變極板間的正對面積來改變電容的

解析：選ABC。甲、乙、丙中的電容器分別與。、爪尸有關，均能測量對應

的物理量，甲、乙是通過改變極板間的正對面積改變電容，丙是通過改變極板間

的距離改變電容。

7.

一熱敏電阻在溫度為80C時阻值很大，當溫度達到100C時阻值就很小，

今用一電阻絲給水加熱，并配以熱敏電阻以保持水溫在80℃到100°C之間，可

將電阻絲與熱敏電阻并聯(lián)，一并放入水中，如圖所不，圖中R\為熱敏電阻，Ri

為電阻絲。請簡述其工作原理。

解析：開始水溫較低時，Ri阻值較大，電阻絲R2對水進行加熱；當水溫達到

100℃左右時，Ri阻值變得很小，R2被短路，將停止加熱；當溫度降低到80℃

時，Ri阻值又變得很大，后又開始加熱。這樣就可達到保溫的效果。

答案：見解析

【能力提升】

某同學設計的散熱排風控制電路如圖所示，M為排風扇，R是可變電阻，Ro

是半導體熱敏電阻，其阻值隨溫度升高而減小?？刂崎_關電路具有下列特性：當

4點電勢WAV。。時，控制開關處于斷路狀態(tài)；當外2州時，控制開關接通電路，

M開始運轉。下列說法中正確的是（）

A.環(huán)境溫度升高時，A點電勢升高

B.可變電阻R阻值調大時，A點電勢降低

C.可變電阻R阻值調大時，排風扇開始工作的臨界溫度升高

D.若用金屬熱電阻代替半導體熱敏電阻，電路仍能正常工作

解析：選A。當環(huán)境溫度升高時，半導體熱敏電阻Ro的阻值隨溫度升高而減

小。則電路中的電流增大，所以A點的電勢升高，故A正確；可變電阻R阻值調

大時，導致電路的電流減小，則A點電勢升高，故B錯誤；當A點電勢必＜90

時，控制開關處于斷路狀態(tài)：當網力”時，控制開關接通電路，M開始運轉。工

作臨界溫度沒變，而是提前被接通，故C錯誤；若用金屬熱電阻代替半導體熱敏

電阻，當溫度升高時，其阻值增大，導致A點電勢降低，則開關會處于斷開狀態(tài)，

所以起不到散熱排風的作用，故D錯誤。

9.

（多選）某居住小區(qū)門口利用光敏電阻設計的行人監(jiān)控裝置如圖所示，凡為光

敏電阻，型為定值電阻，A、8接監(jiān)控裝置。則（）

A.當有人通過而遮蔽光線時，A、8之間電壓升高

B.當有人通過而遮蔽光線時，A、8之間電壓降低

C.當僅增大&的阻值時，可增大A、8之間的電壓

D.當僅減小R2的阻值時，可增大A、8之間的電壓

解析：選BC。R是光敏電阻，有光照射時，電阻變小，當有人通過而遮蔽

光線時，R的阻值變大，回路中的電流/減小，A、8間的電壓U=/A減小，故

A錯誤，B正確；由閉合電路歐姆定律得：U=ET（Ri+r）,當僅增大&的阻值

時，電路中的電流減小，A、B間的電壓U增大，故C正確；當僅減小&的阻值

時，電路中的電流增大，A、B間的電壓U減小，故D錯誤。

10.（多選）在如圖甲所示的電路中，RT是半導體熱敏電阻，其電阻RT隨溫度

丁變化的關系圖像如圖乙所示，當RT所在處溫度升高時，下列關于通過理想電流

表的電流人間電壓U和電容器電荷量q的說法正確的是()

C.U變小，q變小D.U變大，夕變大

解析：選BC。當RT所在處溫度升高時，RT戒小,并聯(lián)部分電阻減小，總電

阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知：干路電流增大，路端電壓U變小，RT和

R2并聯(lián)的電壓。并=七一/總(Ri+r),/g增大，E、4、，?均不變，則U肝減小,通

過心的電流/2減小，通過電流表的電流/=〃一/2,/總增大，及減小，則/變大。

所以/變大，U變小。根據(jù)公式。=￡,在電容不變的情況下，電壓減小，故電容

器電荷量減小，故B、C正確。

11.溫度傳感器廣泛應用于家用電器中，它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變

化的特性來工作的。如圖甲所示為某裝置中的傳感器工作原理圖，已知電源的電

動勢E=9.()V,內電阻不計；G為靈敏電流表，其內阻心保持不變；R