5.2热敏电阻的温度特性专项测试 （word版含答案）

5.2、热敏电阻的温度特性
一、单选题
1．驱动中国2018年6月19日消息，京东的智慧物流有20余台配送机器人上阵，开启了全球首次全场景常态化配送运营．该配送机器人能够识别红绿灯信号、规避道路障碍和来往车辆、主动礼让行人．机器人主动礼让行人，是利用了（　　）
A．力传感器 B．光传感器 C．温度传感器 D．声传感器
2．冬季容易爆发流行性疾病，在此期间，许多公共场合都使用一种非接触式的仪器快速测量体温，该仪器使用的传感器是( )
A．压力传感器 B．红外线传感器
C．声音传感器 D．光传感器
3．传感器的应用改变了我们的生活，没有传感器，就不可能有现代化的自动控制技术，下列有关传感器的判断正确的是（ ）
A．传感器是将电学量（如电压、电流等）转化成非电学量（如压力温度、位移等）的装置
B．热敏电阻的电压随温度变化而变化
C．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的
D．光敏电阻在有光照射时，电阻会变小
4．有一热敏电阻的电阻值在t1~t4的温度变化范围内，R t图像如图所示。现将该热敏电阻接在欧姆表的两表笔上，做成一个电阻温度计。为了便于读数，再把欧姆表上的电阻值转换成温度值。现在要使该温度计对温度的变化反应较为灵敏，那么该温度计测量哪段范围内的温度较为适宜（设在t1~t4温度范围内，欧姆表的倍率不变）（　　）
A．t1~t2 B．t2~t3 C．t3~t4 D．都可以
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．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
7．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
8．物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用。下面列举的四种器件中，其工作原理主要与安培力有关的是（　　）
A．回旋加速器 B．电动机 C．示波器 D．电熨斗
9．关于传感器，下列说法中正确的是（　　）
A．干簧管是一种能够感知电场的传感器
B．火灾报警器都是利用温度传感器实现报警
C．电熨斗通过温度传感器实现温度的自动控制
D．话筒是将电信号转换为声信号的传感器
10．电磁炉里面安装了温度感应装置，可以感应器皿温度的变化，控制加热的温度，这种装置最重要的元件是热敏电阻，其特点是(　　)
A．温度变化，电阻值随之变化
B．温度变化，电阻内部会产生感应电流
C．温度变化，电阻值保持恒定
D．以上说法都不对
11．在新冠肺炎疫情防控期间，测量体温成为重要的防疫措施之一。医学上常用的水银体温计可以在家庭中使用，红外测温枪在居民区、办公楼、商场等公共场所广泛应用。某同学查阅资料，获得以下信息：自然界中任何高于绝对零度的物体都在随时随地的向外辐射能量。单位时间内，物体表面单位面积上所发射的总辐射能叫辐射功率，辐射功率与该物体的温度有确定的关系，非接触式温度测量即是测量辐射功率的大小，并由此得到一个与该物体温度成一定关系的信号。红外测温枪是能够测量物体辐射功率大小并转化为物体温度的仪器。根据以上信息和学过的知识，他做出如下判断。其中正确的是（　　）
A．水银体温计可以用来测量沸水的温度
B．水银体温计离开人体后，水银迅速流回水银泡
C．红外测温枪向人体发射红外线，从而测量人体温度
D．红外测温枪测量人体温度时，离人体越远，显示温度越低
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
二、多选题
13．关于传感器及其应用,下列说法正确的是(　　)
A．能像人的感觉器官那样感受外界信息,并能按照一定的规律和要求把这些信息转换成可用输出信息的器件或装置,就叫传感器
B．温度传感器是用得最多的传感器之一,它能把光的强弱转变成电信号
C．用半导体材料制成的电阻器,其电阻值会随温度值的变化而改变,这样的电阻器叫热敏电阻器.利用热敏电阻器可以制作温度传感器
D．生物传感器是利用各种生物或生物物质的特性做成的,用以检测与识别生物体内化学成分的传感器.生物传感器最典型的应用是在医疗卫生行业,医院中各种进行生化分析检验的仪器大多要用到生物传感器
14．图示是温度自动报警器的工作原理图，1是电磁铁、2是衔铁、3是触点、4是水银温度计则下列说法正确的是（　　）
A．当温度低于警戒温度时，电铃报警
B．当温度高于警戒温度时，电铃报警
C．当温度低于警戒温度时，指示灯亮
D．当温度高于警戒温度时，指示灯亮
15．下列关于电饭锅的说法正确的是（）
A．电饭锅中的温度传感器的主要组件是铁氧体
B．铁氧体在常温下具有铁磁性，温度很高时失去铁磁性
C．用电饭锅烧水，水开时能自动断电
D．用电饭锅煮饭时，当温控开关自动断电后，它不能自动复位
三、填空题
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．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．
18．如图所示，是自动水位报警器的示意图，其中继电器的线圈通过电流时，磁铁吸引衔铁1，使它与触头3断开，与触头2接触．若要求水位正常时绿灯亮，高出一定水位时红灯亮，现有红、绿灯泡各一个，红灯泡应安在________位置，绿灯泡应安在________位置（填A或B）．
19．广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中的温度传感器，是利用热敏电阻随温度变化而变化的特性工作的．在图甲中，电源的电动势E=9.0V，内电阻不可忽略，G为内阻不计的灵敏电流表，R0为保护电阻，R为热敏电阻，其电阻值与温度变化关系如图乙的R-t图象所示．则热敏电阻R与摄氏温度t的关系为R=______kΩ；闭合电键S，当R的温度等于40℃时，电流表示数I1=2.25mA，则当电流表的示数I2=3.6mA时，热敏电阻R的温度是______摄氏度．
四、解答题
20．电熨斗的构造如图所示,其内部装有双金属片温度传感器来控制温度.请结合如图所示结构图分析电熨斗的自动控温原理.
21．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。
22．化学实验常用到恒温箱。如图（a）所示为简单恒温箱温控电路图，它由热敏电阻和继电器组成。如图（b）所示为热敏电阻的图像。设继电器线圈中电流大于或等于20mA 时，继电器衔铁吸合。若继电器线圈电阻为，为继电器线圈供电的电源（内阻可以不计）时，要使恒温箱内温度保持120℃，可变电阻的值应调节为多少。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
人体是有温度的，机器人主动礼让行人就是利用了温度传感器的原理，故C正确，ABD错误．
2．B
【解析】
【详解】
红外线最显著的特性是热效应，非接触式体温测量仪工作时利用的电磁波是红外线，故为红外线传感器，故B正确，ACD错误。
3．D
【解析】
【详解】
A. 传感器是把非电学物理量（如位移、速度、压力角度等转换成电学物理量（如电压、电流、电量等)的一种元件，故A不符合题意；
B. 热敏电阻的电阻随温度变化而变化将热量转化为电流这个电学量故B不符合题意；
C. 干簧管是将一对磁性材料制成的弹性舌簧片密封于玻璃管中，舌簧端面互叠，但留有空隙，当干簧管处在磁场中，舌簧由于磁化而吸引，利用磁化及磁极间的相互作用，故C不符合题意．
D. 光敏电阻在有光照射时，电阻会变小故D符合题意．
4．B
【解析】
【分析】
【详解】
在t2~t3温度范围内，随温度的变化电阻值变化得较快，即电阻值对温度的变化较为灵敏，B正确。
故选B。
5．B
【解析】
【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．B
【解析】
【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
7．B
【解析】
【分析】
【详解】
环境温度发生变化时，孵化机内仍可保持比较恒定的温度，可以判断：自动孵化机运用了温度传感器。
故选B。
8．B
【解析】
【详解】
A．回旋加速器是带电粒子在电场中加速和磁场中转动原理工作的，故A错误；
B．电动机是线圈在磁场中受力转动而工作的，故用到了安培力，故B正确；
C．示波器是带电粒子在电场中的偏转原理工作的，故C错误；
D．电熨斗是利用电流的热效应原理工作的，故D错误。
故选B。
9．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．干簧管是一种能够感知磁场的传感器，选项A错误；
B．火灾报警器利用光传感器即烟雾传感器报警的，故B错误；
C．电熨斗通过温度传感器实现温度的自动控制，选项C正确；
D．话筒是将声信号转换为电信号的传感器，选项D错误。
故选C。
10．A
【解析】
【详解】
热敏电阻，其特点是温度变化，电阻值随之变化，即温度越高阻值越小，故A正确，BCD错误．
11．D
【解析】
【详解】
A．水银体温计量程不高于40℃，则不可以用来测量沸水的温度，选项A错误；
B．体温计存储水银的玻璃泡上方有一段缩口。测量体温时，水银膨胀通过该处上升，当体温计离开人体后，水银因温度降低而收缩，水银柱便在该处断开，使上面的水银柱不能退回玻璃泡中，选项B错误；
C．红外测温枪接收人体发射出来的红外线，从而测量人体温度，选项C错误；
D．红外测温枪测量人体温度时，离人体越远，接收到人体辐射出来的功率越少，显示温度越低，选项D正确。
故选D。
12．D
【解析】
【详解】
测电阻应选用欧姆挡.当温度升高时，热敏电阻的阻值受温度变化的影响，多用电表的指针偏转角度增大，说明电阻的阻值变小，所以应换用倍率小的挡测量，选项D正确.
故选D
【点睛】
欧姆表表盘上的刻度是左大右小，而欧姆表的偏转是从左向右的，所以偏角变大，说明电阻变小了，此时应该换倍率较小的档位．
13．ACD
【解析】
【详解】
能像人的感觉器官那样感受外界信息，并能按照一定的规律和要求把这些信息转换成可用输出信息的器件或装置，就叫传感器，选项A正确；温度传感器是用得最多的传感器之一，它能把温度的高低转变成电信号，选项B错误； 用半导体材料制成的电阻器，其电阻值会随温度值的变化而改变，这样的电阻器叫热敏电阻器；利用热敏电阻器可以制作温度传感器，选项C正确； 生物传感器是利用各种生物或生物物质的特性做成的，用以检测与识别生物体内化学成分的传感器；生物传感器最典型的应用是在医疗卫生行业，医院中各种进行生化分析检验的仪器大多要用到生物传感器，选项D正确；故选ACD.
14．BC
【解析】
【分析】
【详解】
AB．当温度升高时，水银柱升高。当温度计高于警戒温度时，左侧电路接通，电磁铁吸引衔铁，使衔铁与3接通，电铃报警，A错误，B正确；
CD ．当温度计低于警戒温度时，左侧电路不接通，衔铁与2接通，指示灯亮，C正确，D错误；
故选BC。
15．ABD
【解析】
【详解】
电饭锅应用了温度传感器，它的主要元件感温铁氧体，故A正确；在常温下具有铁磁性，但温度升高到103℃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正确；水的沸点为100℃，由B可知不能自动断电，故C错误；用电饭锅煮饭时，若温控开关断电后，它不能自动复位，故D正确；
【点睛】
电饭锅应用了温度传感器，它的主要元件感温铁氧体，特点：在常温下具有铁磁性，但温度升高到103℃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”．
16．温度
【解析】
【详解】
开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态，则触点接通，电热板通电加热，水沸腾后，由于锅内保持100℃不变，故感温磁体仍与永磁体相吸，继续加热，直到饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点103℃”时，感温磁体失去铁磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源，从而停止加热．家用电饭锅使用的传感器类型是温度传感器．
故答案为温度
17． 限流 大于 不会
【解析】
【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．
点睛：本题考查了电阻的串联和并联通过以及电功率公式的灵活应用，关键是根据题意和电路图得出电饭煲的工作过程，对学生的分析能力和获取信息的能力要求较高．
18． B A
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]当水位正常时，容器中的金属片断开，电磁铁断电没有磁性，绿灯所在电路接通，绿灯亮；当水位升高，水是导体，当水位达到一定高度是容器中金属片接通时，电磁铁通电有磁性，把衔铁吸引下来，红灯所在电路接通，红灯亮，发出报警信号．故红灯泡应安在B位置，绿灯泡应安在A位置。
19． 120
【解析】
【详解】
（1）设热敏电阻的电阻值与温度关系表达式为：R=kt+R0
当t=40°C时，R=3.5kΩ，有3.5=40k+R0 ①
当t=120°C时，R=2kΩ，有2=120k+R0 ②
由①②解得 ，R0=4.25
故热敏电阻R随摄氏温度t变化的关系式为R=4.25-t（kΩ）
（2）R的温度等于40℃时，R=3.5kΩ，电流表示数I1=2.25mA，根据闭合电路欧姆定律，有
代入数据，解得r+R0=0.5kΩ
当电流表的示数I2=3.6mA时，根据闭合电路欧姆定律，有
解得R′=2.0kΩ，代入热敏电阻R随摄氏温度t变化的关系式：
得到温度值为t=120°C
20．常温下,上、下触点应是接触的,但温度过高时,由于双金属片受热膨胀系数不同,上部金属膨胀大,下部金属膨胀小,则双金属片向下弯曲,使触点分离,从而切断电源,停止加热.温度降低后,双金属片恢复原状,重新接通电路加热,这样循环进行,起到自动控制温度的作用.
【解析】
【详解】
常温下,上、下触点应是接触的,但温度过高时,由于双金属片受热膨胀系数不同,上部金属膨胀大,下部金属膨胀小,则双金属片向下弯曲,使触点分离,从而切断电源,停止加热.温度降低后,双金属片恢复原状,重新接通电路加热,这样循环进行,起到自动控制温度的作用.
【点睛】本题是热传感器在电熨斗中的应用，要知道双金属片的特性，同时结合欧姆定律分析．
21．(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
【解析】
【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
22．100Ω
【解析】
【详解】
要使恒温箱内温度保持120℃，则热敏电阻的阻值为
根据闭合电路的欧姆定律
解得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页