5.2热敏电阻的温度特性 学科素养提升练（word解析版）

5.2热敏电阻的温度特性 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．如图所示，甲为在温度为10℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻、、 ，为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示，当a、b两点间的电压时，电压鉴别器会令开关 S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当a、b两点间的电压时，电压鉴别器会令开关S断开，停止加热，则恒温箱内的温度可保持在（ ）
A．10℃ B．20℃ C．30℃ D．40℃
2．在信息技术高速发展、电子计算机广泛应用的今天，担负着信息采集任务的传感器在自动控制、信息处理技术中发挥着越来越重要的作用，其中热电传感器是利用热敏电阻将热信号转换成电信号的元件，某学习小组的同学在用多用电表研究热敏电阻特性的实验时，安装好如图所示装置，向杯内加入冷水，温度计的示数为20℃，多用电表选择适当的倍率，读出热敏电阻的阻值R1，然后向杯内加入热水，温度计的示数为60℃，发现多用电表的指针偏转角度较大，则下列说法正确的是（　　）
A．应选用电流挡，温度升高换用大量程测量
B．应选用电流挡，温度升高换用小量程测量
C．应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率大的挡
D．应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率小的挡
3．如图所示，图甲表示某半导体热敏电阻R随温度t的变化情况。把该半导体电阻与电池、电流表串联起来，如图乙所示，用该半导体作测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，于是就得到一个最简单的热敏电阻温度计。则下列说法正确的是（　　）
A．电流表示数大说明温度较高
B．电流表示数小说明温度较高
C．电流表示数与温度成正比
D．所改装的温度表刻度是均匀的
4．如图是电熨斗的结构图，下列说法错误的是（　　）
A．需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移
B．常温下，上下触点接触；温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分离
C．双金属片的膨胀系数上层金属小于下层金属
D．双金属片温度传感器的作用是控制电路的通断
5．用电饭煲煮饭，当饭熟后，它会自动换为保温状态．其使用的传感器是（　　）
A．红外线传感器 B．温度传感器 C．压力传感器 D．生物传感器
6．如图所示为一种温度自动报警器的原理图，在水银温计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的（）
A．温度升高至74℃时，灯亮报警
B．温度升高至74℃时，灯亮报警
C．温度升高至78℃时，灯亮报警
D．温度升高至78℃时，灯亮报警
7．下列说法正确的是（　　）
A．穿过闭合电路的磁通量发生变化时，这个闭合电路中就有感应电流产生
B．只要导体相对磁场运动，导体中一定会产生感应电流
C．话筒是一种能够将电信号转换为声音信号的传感器
D．热敏电阻能把热量这个热学量转换为电阻这个电学量
8．许多饮水机，可以保证出水温度恒定，采取的方法是(　　)
A．持续加温
B．设定程式，固定各次加温时间及加热时间间隔
C．水温低于设定温度时加热，达到设定温度时，停止加热
D．人工控制加温按钮
9．传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用的传感器是(　　 )
A．生物传感器 B．红外传感器 C．温度传感器 D．压力传感器
10．冠状病毒疫情期间，口罩脱销了，消毒酒精脱销了，其实医用的额温枪也脱销了，一枪难求，因为其快速测温（1秒测温），无接触测温的特点而成了名副其实的防疫物质，其核心部件为一个传感器，外部还有几个按键，小型液晶屏，电池等构成。额温枪的核心部件是什么传感器？（ ）
A．光传感器 B．声音传感器
C．力传感器 D．红外温度传感器
11．下列关于生活中的物理现象，说法正确的是（　　）
A．电磁炉对于锅具材质要求不高，铁锅、铝锅或者陶瓷锅均可正常使用
B．灵敏电流表在运输时总要用导体把正负接线柱连起来是为了避免指针因剧烈摆动而损坏
C．利用霍尔元件能够把电压这个电学量转换为磁感应强度这个磁学量的特性，可以制出测磁感应强度大小的仪器
D．用家用电饭煲烧水，水沸腾后也可以自动进入保温状态
12．在全国“抗疫”过程中，新冠病毒感染者的其中一个表现是体温升高，为测量人的体温，非接触式的额温枪得到广泛使用，其测温原理是利用传感器接收人体辐射出的（ ）
A．红外线 B．紫外线
C．无线电波 D．光波
13．有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三个元件，将这三个元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后．用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是(　　)
A．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这个元件一定是热敏电阻
B．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这个元件一定是定值电阻
C．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这个元件一定是光敏电阻
D．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数不变化，这个元件一定是定值电阻
14．如图，在电路中接一段钨丝（从旧白炽灯中取出），闭合开关，灯泡正常发光，当用打火机给钨丝加热时灯泡亮度明显变暗，根据钨丝的上述特性，可用钨丝来制作一个温度传感器，下面的说法中正确的是（ ）
A．该传感器利用了钨丝的化学性质
B．该传感器的原理是把电学量（电阻）转换为热学量（温度）
C．该传感器的原理是把热学量（温度）转换为电学量（电阻）
D．该传感器的原理是利用了钨丝电阻随温度变化而变化的特性
15．如图为电阻R随温度T变化的图线，下列说法中正确的是（　　）
A．图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的
B．图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的
C．图线1对应的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高
D．图线2对应的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高
二、解答题
16．如图（a）所示是电饭煲的结构示意图，其温度传感器的主要元件是感温铁氧体。感温铁氧体的特点是常温下具有铁磁性，能够被磁铁吸引，但温度上升到约103℃时，就失去了铁磁性，不再被磁铁吸引。
（1）饭熟后，水分被大米吸收，煲底的温度会有什么变化？试根据电饭煲的结构说明这时电饭煲会自动发生哪些动作；
（2）如果用电饭煲烧水，能否在水沸腾后自动断电？为什么？
（3）已知某型号的保温式自动电饭煲在220V电压下正常工作时，加热状态与保温状态交替运行，从通电开始，其工作电流随时间变化的关系如图（b）所示，求1h内该电饭煲消耗的电能。
17．图为电熨斗构造的示意图，其中温度敏感元件是双金属片，在温度升高时上层金属的膨胀大于下层金属，可造成双金属片的形变。观察电熨斗的构造，并回答下列问题：
(1)常温下，电熨斗的上下触点应当是接触的还是分离的？当温度过高时双金属片将怎样起作用？
(2)熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度，熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度，这是如何利用调温旋钮来实现的？
参考答案
1．C
【详解】
通过审题可知是电压的临界点，对应着开关S的动作，而开关的动作对应着温度的上升或下降。由电路分析可知，在、、给定的条件下，热敏电阻的阻值决定了的正负。设电源负极的电势为零，则a点电势
，
b点电势
，
其中U为路端电压，令，即，则可得
，
代入数据解得，由图乙得对应的温度为30℃，故选项C正确，ABD错误
故选C。
2．D
【详解】
AB．多用电表与热敏电阻构成的回路中未接入电源，故不能选用电流挡，A、B错误；
CD．当温度升高时多用电表指针偏转角度较大，说明热敏电阻的阻值变小了，应该换用欧姆挡倍率小的挡，C错误，D正确．
故选D。
3．A
【详解】
AB．电流表示数大，则电阻R越小，由图像可知，温度较高，选项A正确，B错误；
CD．根据闭合电路欧姆定律
因R与温度成非线性关系，则电流表示数与温度不成正比，所改装的温度表刻度也不是均匀的，选项CD错误。
故选A。
4．C
【详解】
AB．常温下，上下触点接触，温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分开，起到调温作用，需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移，当温度升到较高时，双金属片发生弯曲，触点断开，故AB正确；
C．双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属片，故C错误；
D．双金属片温度传感器的作用是控制电路的通断，D正确。
本题选错误的，故选C。
5．B
【详解】
电饭煲使用的传感器是与温度有关的，即使用的是温度传感器。
故选B。
6．D
【详解】
由题干中图可知：金属丝下端所指的示数为78℃；当温度升高到78℃，水银温度计顶端封入的一段金属丝就和水银相接，接通电路，电磁铁有了磁性，把衔铁吸引下来，L2亮，报警．故选D．
【点睛】
要解答本题需掌握：①题干中该温度计的最小刻度值为2℃，直接根据液柱（或所指示）的位置即可读出该点处的温度值，读数时要从绝对值小的示数向绝对值大的示数读起；②电磁继电器由两部分构成：①低压控制电路，②工作电路；其实质是一个自动控制开关．
7．A
【详解】
A．穿过闭合电路的磁通量发生变化时，这个闭合电路中就有感应电流产生，选项A正确；
B．只有当闭合电路的部分导体切割磁感线运动时，导体中才会产生感应电流，选项B错误；
C．话筒是一种能够将声音信号转换为电信号的传感器，选项C错误；
D．热敏电阻是由半导体制成的，电阻随温度的升高而减小；从而把温度这个热学量转换为电阻这个电学量；故D错误；
故选A。
8．C
【详解】
饮水机温度控制系统以调节饮水机温度为目的，其输入参数主要是水温信号和设置的设定温度．输出信号主要是温度显示、声光报警和执行加热．工作时传感器将温度传给单片机，当水温低于设定温度时，单片机控制加热模块加热，当温度低于设定温度，继电器断开，加热停止．从而实现温度控制的目标．
故选C.
【点睛】
需要掌握常见的传感器的功能和用途．
9．C
【详解】
空调机根据温度调节工作状态，所以内部使用了温度传感器，故C正确，ABD错误。
故选C。
10．D
【详解】
任何物体在高于绝对零度以上时都会向外发出红外线，额温枪通过红外温度传感器接收红外线, 计算出温度数据，所以，额温枪的核心部件是红外温度传感器，ABC选项错误，D正确；
故选择:D。
11．B
【详解】
A、根据电磁炉工作原理,变化的电磁场中,炉陶瓷锅不能正常使用,故A错误;
B、将两个接线柱连接起来,从而形成闭合电路,当因晃动,导致线圈切割磁感线,从而产生感应电流,出现安培阻力,进而阻碍其运动,是利用电磁阻尼原理减弱表针的摆动,进而保护表针不被损坏,所以B选项是正确的;
C、霍尔元件能够把磁学量转换为电学量,故C错误;
D、家用电饭煲烧水,水沸腾后,不会自动进入保温状态,只有当温度达到时,才会进入保温状态,故D错误;
故选B
12．A
【详解】
测温度是因为温度不同的人体辐射的红外线强弱不同，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
13．AC
【详解】
一般定值电阻的阻值不会随光照强度或温度的变化而变化太大；对于热敏电阻来说，热敏电阻的阻值会随温度的升高而逐渐变小，它对温度的反应是十分灵敏的；对于光敏电阻来说，它的阻值随光照强度的变化而变化，当光照强度增强时光敏电阻的电阻值会随之而减小．本题是采用用黑纸包裹和放入热水中两个条件来改变电阻周围的环境的．不管放入热水中还是用黑纸包裹，一般电阻的阻值都不会发生太大变化；若电阻是光敏电阻，则当用黑纸包裹电阻时欧姆表的示数会有明显的改变；而当电阻是热敏电阻时，当把电阻放在热水中时，电阻值会发生明显的变化．所以本题答案是AC.
14．CD
【详解】
由题目中的实验现象可知，钨丝的电阻随温度的升高而增大，随温度的降低而减小，利用该特性可以制成温度传感器，传感器能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量。故CD正确，AB错误。
故选CD。
15．BD
【详解】
AB．金属热电阻的阻值随温度升高而增大，负温度系数半导体材料制成的热敏电阻的阻值随温度升高而减小，故A错误，B正确；
CD．图线1对应的材料化学稳定性好、测温范围大，但灵敏度低，图线2对应的材料化学稳定性差、测温范围小，但灵敏度高，故C错误，D正确．
故选BD。
16．(1)锅底温度升高，感温铁氧体失去磁性，弹簧弹开，自动断电；(2)如果用电饭锅烧水，在水沸腾后自动不会断电．因为水沸腾是温度为100℃，小于居里温度，感温铁氧体不失去磁性；(3)2.904×106J
【详解】
(1)锅底温度升高，感温铁氧体失去磁性，弹簧弹开，自动断电。
(2)如果用电饭锅烧水，在水沸腾后自动不会断电．因为水沸腾是温度为100℃，小于居里温度，感温铁氧体不失去磁性.
(3)1小时内电饭锅的加热时间共为40分钟，保温时间共为20分钟．
加热时
U=220V
I1=5A
t1=40min
则生热为
Q1=UI1t1
解得
Q1＝2.64×106J
保温时
U=200V
I2=1A
t2=20min
则生热为
Q2=UI2t2
解得
Q2＝2.64×105J
1小时内该电饭锅产生的热量为
Q=Q1+Q2=2.904×106J
17．（1）常温下，电熨斗上的触点是接触的，当温度过高，由于上层金属的膨胀大于下层金属，使双金属片向下弯曲，弯曲到一定程度时，触点分离，电路断开，电热丝不在加热；
（2）熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度，调温旋钮应该向下旋，熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度，调温旋钮应该向上旋。
【详解】
(1)常温下，电熨斗上的触点是接触的，这样接通电源后能进行加热。当温度过高，由于上层金属的膨胀大于下层金属，使双金属片向下弯曲，弯曲到一定程度时，触点分离，电路断开，电热丝不在加热，当温度降低后，双金属片恢复原状，电路接通继续加热；
(2) 熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度，调温旋钮应该向下旋，使得双金属片弯曲较大时，触点点才分离，这样保证了较高的温度，熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度，调温旋钮应该向上旋，使得双金属片弯曲较小时，触点就分离，这样保证了温度不会过高。