解析几例敏感电阻中考题.doc
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1、解析几例敏感电阻中考题 近年来,随着半导体材料在现代电子技术中的广泛应用,一些以敏感电阻为背景的试题颇受青睐,被命制到试题中,实现了与生活、生产和科学研究的紧密结合,意在引导学生关注时事,关注社会热点,关注最新科技动态,注重知识应用,反映出“从生活走向物理,从物理走向生活”的新课程理念何谓敏感电阻呢?敏感电阻就是用半导体材料制成的电阻,其阻值会随导体所处环境如气体浓度、温度、光照、磁场、压力等的变化而灵敏地变化,用这些材料制成传感器,可以灵敏地将气体浓度、温度、光强、磁感应强度、压力等非电物理量的变化转化为电流的变化,以实现自动控制或利用电表实现对这些物理量的测量,实质相当于一个变阻器通常可划
2、分为热敏、光敏、压敏、磁敏、气敏、湿敏等不同类型的敏感电阻以敏感电阻作传感器在自动控制及灵敏测量中的应用为背景编制物理试题,是新课程试题的特点之一笔者选取部分中考试题进行归类评析,以期同学们更好地认识敏感电阻 一、气敏电阻问题 气敏电阻与所处的某种气体的浓度有关,当气体的浓度发生变化时,其阻值会随着变化 图1例1(2018年江苏省无锡市)如图1所示是气体酒精浓度测试仪原理图,用于现场测试司机是否酒后驾车其中电源电压保持不变,R为定值电阻,R为二氧化锡半导体型酒精气体传感器,其阻值随气体酒精浓度的增大渐减小若某次测试中电流表示数较大,则说明() (A) 气体的酒精浓度较大,R阻值较小 (B) 气
3、体的酒精浓度较大,R阻值较大 (C) 气体的酒精浓度较小,R阻值较小 (D) 气体的酒精浓度较小,R阻值较大 解析观察电路图,这是串联电路,若某次测试中电流表示数较大,则电路中的电流变大,定值电阻R上的电压变小,总电压不变,R两端电压变小,由公式R=UI知,R阻值变小,又R为二氧化锡半导体型酒精气体传感器,其阻值随气体酒精浓度的增大渐减小,则知气体酒精浓度较大,故正确答案为(A) 例2(2018年山东省日照市)某型号天燃气泄漏检测仪器的电路如图2甲所示,图中R为气敏电阻,其阻值R与天然气浓度的变化关系如图乙所示,已知R0为定值电阻,电源电压恒定不变,用此仪器检测天然气是否泄漏,则下列判断正确的
4、是() 图2(A) 天然气浓度增大时,电压表示数变小 (B) 天然气浓度减小时,电流表示数变大 (C) 天然气浓度增大时,电路消耗的总功率变小 (D) 无论天然气浓度怎样变化,电压表与电流表示数的比值不变 解析由电路图可知,定值电阻R0与气敏电阻R串联;由图乙知气敏电阻的阻值随天然气浓度的增大而减小,由欧姆定律得电路中电流增加,即电流表示数增大,由U0=IR0知,气敏电阻两端的电压会增大,即电压表的示数会变大,据P=UI知,电路消耗的总功率变大,所以(A)(C)说法错误. 由图乙知气敏电阻的阻值随天然气浓度的减小而升高,由欧姆定律得电路中电流减小,即电流表示数减小,据欧姆定律知电压表与电流表示
5、数的比值为R0的阻值,而R0为定值电阻阻值不变,所以(B)说法错误,(D)说法正确故答案选(D) 点评本题考查学生对图像的认知及欧姆定律的使用,从图中得出气敏电阻的阻值与温度的变化关系是本题的突破口 二、光敏电阻问题 光敏电阻的阻值与光的照射强度有关,当光照强度变化时,其阻值会随着变化 图3例3(2018年福建省宁德市)将光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、电压表、开关和电源连接成图3所示电路光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小闭合开关,逐渐增大光敏电阻的光照强度,观察电表示数的变化情况是() (A) 电流表和电压表示数均变大 (B) 电流表和电压表示数均变小 (C) 电流表示数变大,电压表示数
6、变小 (D) 电流表示数变小,电压表示数变大 解析由电路图可知,光敏电阻R和定值电阻R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;因光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小,在闭合开关逐渐增大光敏电阻的光照强度时,R的阻值变小,电路的总电阻变小,据欧姆定律知电源电压不变时,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故(B)(D)不正确. 由U=IR知R0两端的电压变大, R两端的电压变小,即电压表的示数变小,故(A)不正确,(C)正确故答案选(C) 例4(2018年四川省乐山市)如图4是利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的原理示意图其中,R是光敏电阻,光敏电阻的阻值R随光照度的增强而减小
7、白天,通过太阳能电池板与蓄电池回路将太阳能转化为化学能储存在大容量蓄电池内傍晚,当光照度小于一定值时,通过蓄电池与LED回路,路灯开始工作 图4请用笔画线将电路原理图连接完整,使工作电路能正常工作(与触点的接线只能接在静触点上,图中已给出静触点D、E、F、G的四根引线;连线不能交叉) 解析读题结合并电路原理示意图知,白天通过太阳能电池板与蓄电池回路将太阳能转化为化学能储存在大容量蓄电池内,太阳能电池板与蓄电池组成一个闭合电路;白天,光敏电阻的阻值R随光照度的增强而减小,电路总电阻变小,据欧姆定律知电源电压不变时,此时电路中的电流变大,通电螺旋管A磁性增强,衔铁B被吸下,触点F、G连通,太阳能电
8、池板与蓄电池组成一个闭合电路,将太阳能转化为化学能储存在大容量蓄电池内 图5傍晚,光敏电阻的阻值R随光照度的减小而增强,电路总电阻变大,电路中的电流变小,通电螺旋管A磁性减弱,当光照度小于一定值时,螺旋管A磁性最弱,衔铁B被弹开,触点D、E连通,蓄电池与LED组成一个闭合电路,LED路灯开始工作由此可以确定电路连接图,如图5所示 三、热敏电阻问题 热敏电阻受环境温度影响,其电阻值随温度改变显著变化 图6例5(2018年福建省福州市)图6是一个环境温度监控电路原理图电源电压不变,R0为定值电阻,R是用半导体材料制成的热敏电阻,其电阻值会随温度的升高而变小若环境温度升高,闭合开关S则() (A)
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