5.2热敏电阻的温度特性 课后练习（word 含答案）

5.2热敏电阻的温度特性
一、选择题（共14题）
1．以下家用电器中不是利用温度传感器的是（ ）
A．空调机 B．自动门 C．电冰箱 D．电饭煲
2．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
3．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
4．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
5．关于传感器，下列说法中正确的是
A．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号，
B．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器的作用是控制电路的通断
C．霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成这个电阻电学量
D．光敏电阻在光照射下其电阻会显著变大
6．下列说法正确的是（　　）
A．电饭锅中的温度传感器的主要元件是氧化铁
B．氧化铁在常温下具有铁磁性，温度很高时失去铁磁性
C．用电饭锅煮饭时，若温控开关自动断电后，它不能自动复位
D．电饭锅烧水，水开时能自动断电
7．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
8．如图所示为一种温度自动报警器的原理图，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．温度升高至时，亮灯报警 B．温度升高至时，亮灯报警
C．温度升高至时，亮灯报警 D．温度升高至时，亮灯报警
9．如图甲所示为由某材料制成的电阻R的阻值随温度t变化的图象，若用该电阻与电池(电动势E=1.5V，内阻不计)、电流表(量程为50mA，内阻不计)、电阻箱串联起来，连接成如图乙所示的电路，用该电阻做测温探头。将电阻箱的阻值调为R'=15Ω，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“电阻温度计”。下列说法错误的是（ ）
A．温度升高，电路中的电流减小
B．电流表刻度较大处对应的温度刻度较小
C．电流表的示数为50mA时，电阻R的阻值为30Ω
D．电流表的示数为50mA时，对应的温度为5℃
10．图甲是在温度为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R1=20 kΩ，R2 =10 kΩ，R3 =40 kΩ，Rt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端电压Uab ≤ 0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端电压Uab>0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．35℃
D．45℃
11．常用的温差发电装置的主要结构是半导体热电偶．如图所示，热电偶由N型半导体和P型半导体串联而成，N型半导体的载流子（形成电流的自由电荷）是电子，P型半导体的载流子是空穴，空穴带正电且电荷量等于元电荷e．若两种半导体相连一端和高温热源接触，而另一端A、B与低温热源接触，两种半导体中的载流子都会从高温端向低温端扩散，最终在A、B两端形成稳定的电势差，且电势差的大小与高温热源、低温热源间的温度差有确定的函数关系．下列说法正确的是（ ）
A．B端是温差发电装置的正极
B．热电偶内部非静电力方向和载流子扩散方向相反
C．温差发电装置供电时不需要消耗能量
D．可以利用热电偶设计一种测量高温热源温度的传感器
12．传感器是指这样一类元件，它通常能把非电学量（如力、光等）的变化，转换为电学量（如电流、电压等）的变化，或电路的通断．它在自动控制中有着广泛的应用。关于制作传感器需要的元器件，下列说法正确的是（　　）
A．热敏电阻能够把温度的变化转换为其阻值的变化
B．金属热电阻能够把温度的变化转换为其阻值的变化
C．光敏电阻能够把光照强弱的变化转换为其阻值的变化
D．所有传感器都是由半导体材料制作的
13．下列关于传感器的说法正确的是（ ）
A．热敏电阻是把温度这个热学量转化为电阻这个电学量
B．金属热电阻的电阻率随温度的升高而减小
C．电熨斗中的双金属片是温度传感器
D．霍尔元件是能够把磁学量磁感应强度转换为电压的传感元件
14．如图是自动调温式电熨斗，下列说法正确的是（　　）
A．常温时上下触点是断开的
B．双金属片温度升高时，上金属片热膨胀系数大于下层金属
C．原来温度控制在80℃断开电源，现要求60℃断开电源，应使调温旋钮下调一些
D．由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些
二、填空题
15．在空调机、电饭锅、电冰箱、日光灯等家用电器中没有利用温度传感器的是____
16．电饭煲的工作原理如图所示，可分为两部分，即控 制部分：由S2、R1和黄灯组成，工作（加热）部分；有发热 电阻 R3、R2和红灯组成，S1是一个磁钢限温开关，手动闭合， 当此开关的温度达到居里点（103℃）时，自动断开，且不能自 动复位，S2是一个双金属片自动开关，当温度达到70℃—80℃ 时，自动断开，低于70℃时，自动闭合，红灯、黄灯是指示灯， 通过其电流必须较小，所以 R1、R2起_____作用，R3是发热 电阻．接通电源并按下 S1后，黄灯熄而红灯亮，R3发热，当温度达到70℃—80℃时，S2断开，当温度达到103℃时饭熟，S1断开，，当温度降到70℃以下时， S2闭合，电饭煲处于保温状态，由以上描述可知 R2____R3（填﹤或﹦或﹥），若用电饭煲烧水时， S1_______（填“会”或“不会”）自动断开．
17．某同学利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮：当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响。图甲中继电器的供电电压，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻为。当线圈中的电流大于等于时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。
（1）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱__________相连，指示灯的接线柱D应与接线柱__________相连（均选填“A”或“B”）；
（2）当环境温度升高时，热敏电阻阻值将__________，继电器的磁性将__________（均选填“增大”、“减小”或“不变”），当环境温度达到__________℃时，警铃报警；
（3）如果要使报警电路在更高的温度报警，下列方案可行的是__________
A．适当减小 B．适当增大 C．适当减小
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”）。
三、综合题
19．如图所示是现代环保型轿车，为了实现汽车的各种功能，在汽车的车头、车轮、车门、车尾等部位都应用传感器技术，请任意选择两个部位，在下表中写出所应用的传感器的名称和主要功能。
表
汽车部位 传感器的名称 主要功能
20．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）
21．如图所示，图甲为某热敏电阻的R t图像，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单的恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为150 Ω.当线圈中的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈供电的电池的电动势E＝6 V，内阻不计．图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．
甲　　　　　　　　　　　　乙
(1)应该把恒温箱内的加热器接在A、B两端还是C、D两端？
(2)如果要使恒温箱内的温度保持100 ℃，滑动变阻器R′的阻值应调节为多少？
22．如图甲所示，电源的电动势E=10V，电源内电阻可忽略不计；G是内阻为的灵敏电流表，定值电阻R上标有“1V ”的字样，为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图乙所示．闭合开关S，当的温度等于120℃时，电路表示数．
甲 乙
（1）由图乙可知，当的温度逐渐增加时，的阻值会如何变化？
（2）电流表内阻为多大？
（3）定值电阻R两端电压为额定电压时，热敏电阻的温度为多少？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
试题分析：空调机利用了温度传感器来确保恒温工作，故应用了温度传感器，故A正确；而自动门是利用红外线，没有应用温度传感器，故B错误；电冰箱利用了温度传感器，故C正确；电饭锅，则是由电流做功产生热量，当达到103℃时，磁钢失去磁性，导致开关关闭，所以属于温度传感器，故D正确．
2．C
【详解】
一切物体都会向外辐射红外线，温度越高，辐射的红外线越多，红外线温度计是通过接收身体表面辐射出来的红外线来测温的，属于红外传感器，故C正确，ABD错误。
故选C。
3．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
4．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。
5．B
【详解】
试题分析：话筒是一种常用的声波传感器，其作用是声信号转换为电信号，故A错误；热双金属片传感器和干簧管在电路中相当于开关，可以控制电路的通断，故B正确；霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量，故C错误；光敏电阻在光照射下其电阻会显著变小，D错误；
6．C
【详解】
A、电饭锅应用了温度传感器，它的主要元件是感温铁氧体，即氧化铁，故A错误；
B、在常温下具有铁磁性，但温度升高到 时便失去了铁磁性，不能被磁铁吸引，这个温度称为这种材料的“居里温度”或“居里点”，故B错误；
C、用电饭锅煮饭时，若温控开关断电后，它不能自动复位，故C正确；
D、水的沸点为 ，因温度无法达到居里点，故可知水不能自动断电，故D错误；
故选C.
7．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。
8．D
【详解】
当温度低于78℃时，线圈中没有电流，此时灯亮，但不报警；当温度升高到78℃时，线圈中有电流，电磁铁吸引衔铁，灯被接通，所以灯亮且报警。
故选D。
9．C
【详解】
AB．由图甲可知，温度升高，电阻R的阻值增大，电路中电流减小，因此电流表刻度较大处对应的温度刻度较小，AB项正确，不符合题意；
CD．电流表的示数为50mA时，电路总电阻为30Ω，电阻箱的阻值R' =15Ω。则R=15Ω，由图甲可得对应的温度为5℃，C项错误，符合题意，D项正确，不符合题意；
故选C。
10．C
【详解】
由题意得，当时，恒温箱保持稳定，根据串并联电路电压与电阻的关系可知
只有也为2：1的时候，才有
所以可知电阻值为20kΩ，从图乙可以看出，电阻为20kΩ时，温度为35摄氏度。
故选C。
11．D
【详解】
A、N型半导体的载流子（形成电流的自由电荷）是电子，两种半导体中的载流子都会从高温端向低温端扩散，B端聚集电子，所以B端是温差发电装置的负极，故A错误；
B、热电偶内部非静电力方向和载流子扩散方向相同，故B错误；
C、根据能量守恒，温差发电装置供电时需要消耗热量，故C错误，
D、可以利用热电偶设计一种测量高温热源温度的传感器，故D正确；
故选D．
12．ABC
【详解】
ABC．热敏电阻、金属热电阻、光敏电阻等都是把温度或光照强度的变化转换为其阻值的变化，从而实验电路中电流或电压的变化的，故ABC都是正确的；
D．并非所有的传感器都是由半导体材料制成的，半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料都可以用来制作传感器，故D错误。
故选ABC。
13．ACD
【详解】
热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，且随着温度升高，其电阻在减小，故A正确；金属热电阻的电阻率随温度的升高而增大，故B错误；电熨斗中的双金属片是利用了温度传感器；利用了热胀冷缩的原理，故C正确；霍尔元件是能够把磁学量磁感应强度转换为电压的传感元件，故D正确．所以ACD正确，B错误．
14．BD
【详解】
A.常温时，通电电热丝能发热，所以上、下触点应是接触的．故A错误．
B.双金属片上下金属片的膨胀系数不同，温度升高时，上层形变大，双金属片向下发生弯曲，使电路断开．故B正确．
C.原来温度上升到80℃时，断开电源，现在要求60℃时断开电源，弹性铜片与触点接触面积要减小，应逆时针调节调温旋钮，即应使调温旋钮上调一些，故C错误．
D.由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，温度要高一点，由C的分析可知，应使调温旋钮下移一些，故D正确．
故选BD．
15．日光灯
【详解】
在空调机、电饭锅、电冰箱等家用电器中都利用温度传感器，日光灯没有利用温度传感器。
16． 限流 大于 不会
【详解】
通过红灯、黄灯的电流必须较小，根据欧姆定律可知R1、R2限流作用；电饭煲盛上食物后，接上电源，S2自动闭合，同时手动闭合S1，这时黄灯被短路，红灯亮，电饭煲处于加热状态，加热到80℃时，S2自动断开，S1仍闭合，水烧开后，温度升高到103℃时，开关S1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态，所以煮饭前温度低于70℃，所以S2是闭合的；R3是发热电阻，要产生很大的热量，所以电流要大一点，而通过R2的电流要小一点，而并联电路电压相等，根据欧姆定律可知R2＞R3．若用电饭煲烧水时，温度达不到居里点（103℃），S1不会自动断开．
17． B A 减小 增大 80 A
【详解】
（1）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱B相连，指示灯的接线柱D应与接线柱A相连；
（2）当环境温度升高时，热敏电阻阻值将减小，继电器的电流变大，则磁性将增大；[5]当线圈中的电流等于时，警铃报警；此时
解得
R=30Ω
则此时环境温度达到80℃。
（3）温度高时，R较小，则根据
可知，如果要使报警电路在更高的温度报警，则需增加R0或减小U1，故选A。
18． 增强 敏感 左大右小 左密右疏
【详解】
（1）由图可知，这种热敏电阻在温度上升时电阻减小，其导电能力增强；相对金属热电阻而言，热敏电阻受温度变化的响应更敏感。
（2）根据闭合电路的欧姆定律可知
解得
则T-I关系是非线性关系，即温度越高，电流越小，电流表的指针越偏左，即温度刻度线是左大右小；温度变化相同时，温度越高，电流变化越小，即温度刻度线是左密右疏。
19．
汽车部位 传感器的名称 主要功能
车门 报警传感器 防盗报警
车尾 尾气环保传感器 监测废气排放
【详解】
汽车部位 传感器的名称 主要功能
车门 报警传感器 防盗报警
车尾 尾气环保传感器 监测废气排放
20．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。
21．(1)应接在A、B两端　(2)100 Ω
【详解】
(1)应接在A、B两端．
(2)由题图甲可知，t＝100 ℃时R＝50 Ω，则t＝100 ℃时继电器电路中的电流：
I＝
又E＝6 V，I＝20 mA，R继＝150 Ω
代入数据，解得
R′＝100 Ω.
22．（1）逐渐减小 （2）1000Ω （3）20 C
【详解】
（1）由图乙可知，当RT的温度逐渐增加时，RT的阻值逐渐减小．
（2）由题意可知：定值电阻
由图乙可知，当RT的温度等于120 C时，RT=1.5×103Ω
由欧姆定律可知
解得
（3）定值电阻R两端电压为额定电压时
由图乙可知，当RT=3.5×103Ω时，热敏电阻RT的温度为20 C