5.2热敏电阻的温度特性基础巩固（word版含答案）

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．许多饮水机可以保证出水温度恒定，采取的方法是（　　）
A．水温低于设定温度时加热，达到设定温度时，停止加热
B．设定程序，固定各次加温时间及加热时间间隔
C．人工控制加温按钮
D．持续加温
2．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
3．如图所示，额温枪因其具有快速、无接触测温的特点，广泛应用在各类新型冠状病毒防控场所．额温枪核心部件的传感器是（　　）
A．位移传感器 B．声音传感器 C．力传感器 D．红外温度传感器
4．电热水器在使用过程中能按设置温度自动跳闸断电，是因为电热水器中安装了（ ）
A．光传感器 B．温度传感器
C．红外传感器 D．湿度传感器
5．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
6．传感器在日常生活中的应用越来越广泛，温度传感器(实质是自动开关)是其中的一种．某一食品消毒柜就是利用温度传感器来自动控制电路的．常温下，该温度传感器是闭合的；当温度达到某一设定值时，传感器自动断开，从而切断整个电路．下列关于该消毒柜的几种电路图中(图中S为电源开关)，连接正确的是(　　)
A．
B．
C．
D．
7．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
8．药物生产车间需要严格控制室内温度范围，尽量保证较小的温度波动。如图是某监控温度波动的报警原理图，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，当报警器两端的电压变化量超出设定值时，报警器就会自动报警。下列说法正确的是（　　）
A．温度升高，报警器两端电压减小
B．温度降低，热敏电阻的热功率一定增大
C．滑动变阻器接入电路的阻值大，报警器容易报警
D．滑动变阻器接入电路的阻值与报警器是否容易报警无关
9．某温控电路的原理如图所示，是半导体热敏电阻，R是滑动变阻器，某种仪器要求在的环境中工作，当环境温度偏高或偏低时，控制器会自动启动降温或升温设备，下列说法中正确的是（ ）
A．环境温度降低，的阻值减小
B．环境温度升高，变大
C．滑片P向下移动时，变大
D．调节滑片P的位置能改变降温和升温设备启动时的临界温度
10．如图所示，甲为在温度为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，a、b端电压时，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端电压时，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． B． C． D．
11．酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酒后驾车及其他严禁酒后作业人员的现场检测，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器。酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系。如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻r′的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是（　　）
A．U越大，表示c越大，c与U成正比 B．U越大，表示c越大，但是c与U不成正比
C．U越大，表示c越小，c与U成反比 D．U越大，表示c越小，但是c与U不成反比
12．某学习小组的同学在用“多用电表研究热敏电阻特性”的实验中，安装好如图所示的装置.向杯内加入冷水，此时温度计的示数为20℃，多用电表选择适当的倍率，读出热敏电阻的阻值.然后向杯内加入热水，当温度计的示数为60℃时，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．多用电表应选用电流挡，温度升高时换用大量程测量
B．多用电表应选用电流挡，温度升高时换用小量程测量
C．多用电表应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率大的挡测量
D．多用电表应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率小的挡测量
13．某电饭锅的结构如图所示，其中温度传感器的主要元件是感温铁氧体，常温下感温铁氧体具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是温度上升到约103℃时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引了。这个温度在物理学中称为该材料的“居里点”。关于该电饭锅的下列说法正确的是（　　）
A．开始煮饭时要压下开关按钮，手松开后这个按钮会马上恢复到图示状态
B．常压下煮饭时水沸腾后锅内还有一定水分的时间内，锅的温度会持续升高
C．饭煮熟后，水分被大米吸收，锅底的温度升高至“居里点”，开关按钮会自动弹起，使电饭锅停止加热
D．如果用电饭锅烧水，也能在水沸腾后立即自动断电
14．空调机、电冰箱和消毒柜都使用了（ ）
A．温度传感器 B．红外线传感器 C．生物传感器 D．压力传感器
15．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
二、填空题（共4题）
16．电饭锅在达到设定温度后就不再升温，当温度降低后又继续加热，从而保持温度在一定范围内不变．进行这样的控制，电饭锅利用的传感器是________传感器．
17．如图甲所示为在温度为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Uab＞0时，电压鉴别器会令开关S断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在________℃．
18．一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）
19．某课外实验小组欲利用如图所示的实验装置，将一灵敏电流表改装为温度计。提供的实验器材有：灵敏电流表（量程为 1.0 mA，内阻为 300 Ω），学生电源（输出电压为 U=2.0 V，内阻不计），滑动变阻器R1 （最大阻值为 2500 Ω），滑动变阻器 R2 （最大阻值为 4500 Ω），单刀双掷开关，用防水绝缘材料包裹的热敏电阻 RT，导线若干。已知热敏电阻的阻值与摄氏温度 t 的关系为 RT=2.0t-10 （Ω），实验步骤如下：
a、按照电路图连接好实验器材；
b、为不烧坏灵敏电流表，将滑动变阻器的滑片 P 调整到 a 端；然后将单刀双掷开关掷于 c 端，调节滑动变阻器，且尽可能提高测量精度应使灵敏电流表指针指在___________（选填“中央刻线”或“满刻线”）位置，并在以后的操作中使滑片 P___________（选填“位置不变”、“置于 a 端”或“置于 b 端”）；
c、在容器中倒入适量热水，将单刀双掷开关掷于 d 端，随着热水温度的下降，记录若干个灵敏电流表的示数；
d、根据热敏电阻随温度变化的特性，计算出各个电流对应的温度，重新制作灵敏电流表的刻度盘，改装成温度计。
(1)为使改装的温度计的量程足够大，将实验步骤 b 补充完整。
(2)根据实验过程，电路中的滑动变阻器应选___________（填“R1 ”或“R2 ”）。
(3)灵敏电流表的电流 I 与热水温度 t 之间的函数关系式为 I=___________ （ A ），该温度计能够测量的最低温度为___________ ℃。
(4)重新制作后的灵敏电流表的刻度盘的特点是低温刻度在刻度盘的___________（填“左”或“右”）侧，刻度盘上的刻度___________（填“均匀”或“不均匀”）。
三、综合题（共4题）
20．一般说来，物体在温度升高时膨胀，温度降低时收缩，这一现象称为热胀冷缩．在相同的条件下，气体的热胀冷缩最显著，液体次之，固体最不显著．固体、液体、气体的这种性质都可以被利用．有一些电冰箱中的自动温度控制装置，就是根据气体热胀冷缩的性质制成的．如图是它的结构示意图，其中金属盒是用薄的弹性钢片制作，表面有一些环状波纹，内部密封有一定量的气体．结合图片尝试分析它的控温原理．
21．图甲为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，电压鉴别器使开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，温度升高；当Uab>0时，电压鉴别器使开关S断开，停止加热，则恒温箱内的温度恒定在多少°C？
22．小明同学想用一只半导体热敏电阻制作一支能测量水温的温度计。通过查阅资料，他获得该热敏电阻的特性曲线如图1所示。他要求所制作的温度计的测量范围是，且在水温是时，电压表指针偏转达到最大位置。根据特性曲线，他设计的水温温度计的电路如图2所示，图中的定值电阻，电压表的量程是，电源电压恒定。
（1）根据特性曲线，该热敏电阻在、、时，阻值分别为多大？
（2）通过计算说明，当水温是、时，电压表的指针分别指在什么位置？当电压表的指针指在和时，水温各是多少？
（3）小明需要将电压表的刻度盘改成直接显示温度的刻度盘。如果每画一条刻度线，那么温度刻度线是否均匀分布？请你帮小明画出显示温度的刻度线。已知电压表的指针从的偏转角是。
23．热敏电阻的阻值会随温度的变化而发生明显的改变，可以用来监控周围温度的变化。如图甲所示是某金属热敏电阻的阻值随温度变化的图像。将热敏电阻接入如图乙所示电路，用于监控一线圈电阻的小型电动机的温度，定值电阻，电源电动势，内阻不计。当断开，稳定后理想电流表的示数；当闭合，稳定后理想电流表的示数，电动机输出的机械功率为。求：
(1)当断开，热敏电阻的温度；
(2)当闭合，热敏电阻的温度。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．B
3．D
4．B
5．C
6．A
7．C
8．A
9．D
10．C
11．B
12．D
13．C
14．A
15．D
16．温度
17．32
18． T6 T7
19． 满刻线 位置不变 R1 5 右 不均匀
20．当电冰箱内的温度高于设定温度时，金属盒内的气体膨胀，使金属盒的两个侧面凸起来，透过连杆带动控制连杆，动触点向右移动，与两静触点接触，接通工作电路，压缩机工作，电冰箱内温度降低．
当温度降低至设定温度以下，金属盒内气体体积减小，金属盒的两个侧面凹进去，通过连杆带动控制连杆，动触点向左移动，导致动触点与静触点分离，切断工作电路，压缩机停止工作．如此反复，保持电冰箱内的温度不高于设定温度．
21．箱内温度恒定在35 ℃
22．（1）；（2）1.0V；3.0V；；；
（3）由于
结合图1可知，温度刻度线不均匀。由解析（2）的方法计算出每隔时的电压表示数，绘图如下：
23．(1)；(2)
答案第1页，共2页