5.2热敏电阻的温度特性基础巩固-2021-2022学年高二下学期物理沪教版（2019）选择性必修第二册（word含答案）

5.2热敏电阻的温度特性基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第二册
一、选择题（共15题）
1．传感器在日常生活中有着广泛的应用，它的种类多种多样，其性能也各不相同，电热水壶有水烧干自动断电装置，电热水壶内实现这一功能的传感器是（　　）
A．力传感器 B．温度传感器 C．声传感器 D．光传感器
2．下列说法不正确的是
A．温度传感器通常是利用物体的某一物理性质随温度的变化而改变制成的
B．红外线传感器接收携带着信息的红外线，转换成电信号，从而得知辐射源的相关信息．
C．目前常用的传感器有温度传感器、生物传感器、及压力传感器等
D．热敏电阻是由绝缘材料制成的电阻器，其电阻值会随温度值的变化而改变．
3．在现代生活中，许多地方需要传感器，例如，电冰箱制冷系统的自动控制就要用到(　　)
A．压力传感器 B．声传感器
C．光传感器 D．温度传感器
4．随着生活质量的提高，自动干手机已经进入家庭．洗手后，将湿手靠近自动干手机，机内的传感器便驱动电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近自动干手机能使传感器工作，是因为（ ）
A．改变了湿度 B．改变了温度
C．改变了磁场 D．改变了电容
5．以下家用电器中没有利用温度传感器的是（　　）
A．洗衣机 B．电冰箱 C．空调 D．电饭锅
6．传感器在日常生活中有着广泛的应用，它的种类多种多样，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，空调机内实现这一功能的传感器是（ ）
A．力传感器 B．光传感器 C．温度传感器 D．声传感器
7．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
8．通常当人走向银行门口时，门就会自动打开，是因为门上安装的传感器是
A．温度传感器 B．压力传感器 C．声音传感器 D．红外线传感器
9．为了更加安全、快捷地测量体温，医疗机构大量采用了非接触式体温计，这种体温计采用了（　　）
A．压力传感器 B．声音传感器
C．红外传感器 D．生物传感器
10．如图所示为一种自动高温报警器的原理图。在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是（　　）
A．温度升高至72°C时，L1亮灯报警
B．温度升高至72°C时，L2亮灯报警
C．温度升高至78°C时，L1亮灯报警
D．温度升高至78°C时，L2亮灯报警
11．家禽养殖场里的自动孵化机由于运用了传感器，当环境温度发生变化时，孵化机内仍可保持比较恒定的温度。由此可以判断：自动孵化机运用了（　　）
A．压力传感器 B．温度传感器 C．气体传感器 D．光传感器
12．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℃
13．如图所示的电路。当对R0，进行加热升温时，小灯的亮度将可能（ ）
A．变亮 B．不变 C．变暗 D．无法判断
14．某品牌空调主机装有一种传感器，其作用是当室内温度与室外温度相差到一定值时，会自动启动主机工作，这种传感器称为（　　）
A．温度传感器 B．压力传感器
C．光电传感器 D．气体传感器
15．广州二中高中部有不少电子设备，其中没有应用了电磁感应原理的是（　　）
A．教职工洗手间的红外感应水龙头
B．图书馆书籍的电子感应标签
C．教工宿舍铁门的电子感应钥匙
D．教工宿舍使用的电磁炉
二、填空题（共4题）
16．一般的电熨斗用合金丝作发热元件，合金丝电阻随温度t变化的关系如图实线①所示．由于环境温度以及熨斗的散热功率不同，因而熨斗的温度可能会在较大范围内波动，易损坏衣物．有一种用主要成分为BaTIO3，被称为“PTC”的特殊材料作发热元件的电熨斗，具有升温快、能自动控制温度的特点．PTC材料的电阻随温度变化的关系如图实线②所示．根据图线分析：通电一段时间后电熨斗温度t自动地稳定在________＜t＜________范围之内．（填下标数字）
17．如图所示是饮水器的自动控制电路．左边是对水加热的容器，内有密封绝缘的电热丝发热器和接触开关S1．只要有水浸没S1，它就会导通；水面低于S1时，不会加热．饮水器的使用原理是同时满足水位高于S1及水温较低，饮水器对水加热．
（1）Rx是一个热敏电阻，低温时呈现高电阻，右边P是一个___________（选填“与”、“或”、“非”）逻辑门，接在0～5V电源之间，图中J是一个继电器，可以控制发热器工作与否．Ry是一个可变电阻，低温时Rx应_____________（选填“远大于”、“远小于”）Ry．
（2）为了提高加热起始温度，变阻器Ry应该调的_____________（选填“大一些”或“小一些”）．
18．（1）热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。图1为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度T变化的示意图。由图可知，这种热敏电阻在温度上升时的导电能力________（选填“增强”或“减弱”）；相对金属热电阻而言，热敏电阻受温度变化的响应更________（选填“敏感”或“不敏感”）。
（2）把这段金属热电阻与电池、电流表串联起来，如图2所示，用这段金属丝做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易温度计，温度刻度线是________（选填“左大右小”或“左小右大”），温度刻度线是________（选填“均匀的”、“左疏右密”或“左密右疏”）。
19．某同学想自制一个以热敏电阻为敏感元件的恒温箱。
（1）他用图甲的电路测量热敏电阻RT的阻值随温度变化的关系，该热敏电阻在25℃时的标称阻值RC=105Ω，热敏电阻放在控温箱M内。使用的器材有：毫安表A、电阻箱R1、滑动变阻器R2（阻值0～5Ω）、直流电源E、开关和导线若干。实验步骤如下：
①用笔划线代替导线，在图乙上完成图甲的电路连接；（__________）
②将电阻箱R1与滑动变阻器R2调到适当的值；
③调节M内的温度为25℃，闭合开关，调节电阻箱R1，使电流表示数达到接近满偏值，记录此时电阻箱的示数RA；
④调节M内的温度t1=80C；保持R2的滑片P的位置不变，调节电阻箱R1，使得电流表示数保持不变，记录此时电阻箱的示数RB；
⑤温度为t1时热敏电阻阻值RT1=___________（用RA、RB、RC表示）；
⑥M内的温度每次降低10℃，重复④⑤的操作，直至30℃为止；
⑦根据测量结果描出热敏电阻的阻值随温度变化的RT-t图线如图丙所示。
（2）该同学根据热敏电阻的温度特性，制作一个恒温箱，其电路如图丁。图中N为干簧管继电器，当线圈中电流i≥0.1A时，管中磁性簧片被磁化而相互吸引，电路接通，电热丝工作；当i<0.1A时，电路断开，电热丝不工作。已知E1=20V，内阻不计，若恒温箱温度保持65℃，则电阻箱R3=___________Ω。（结果过保留整数）
三、综合题（共4题）
20．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？
21．如图所示为一自动控制温度的电路，请说明其工作原理。（已知温度升高时热敏电阻阻值减小）
22．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。
23．电饭锅的工作原理如图所示，煮饭时开关是闭合的，红色指示灯亮；饭熟后（温度大约为103 ℃）开关S自动断开，黄灯亮。
(1)电阻R1的作用是保护红色指示灯不会因电流过大而烧毁，R1与电饭锅发热板的等效电阻相比，二者大小应有什么关系？为什么？
(2)通常情况下，用这种电饭锅烧水时它的自动断电功能能不能起作用？为什么？
参考答案
1．B
2．D
3．D
4．D
5．A
6．C
7．B
8．D
9．C
10．D
11．B
12．C
13．A
14．A
15．A
16．T6 T7
17．（1） “与”；远大于
（2）小一些
18．增强 敏感 左大右小 左密右疏
19． RA+RC－RB 55
20．（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。
21．
当开关P在弹簧拉力作用下拉到上面与a接触时，电热丝工作；随着温度升高，热敏电阻阻值减小，通过电磁铁的电流增大，电磁铁磁性增强到一定程度时把P吸到b，电热丝停止工作，指示灯亮。
22．(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
23．
(1)R1应该远大于发热板的等效电阻。因为R1和红灯只起指示作用，消耗的电功率远小于发热板的功率，两者又是并联接入电路的，电压相同，所以流过R1和红灯的电流应远小于流过发热板的电流，因此R1应该远大于发热板的等效电阻；
(2)不能。通常情况下水的沸腾温度为100℃，因此当水烧开时水温不会达到103℃，所以自动断电功能不起作用。