物理选择性必修第二册(RJ)2、教师用书 第2节 常见传感器的工作原理及应用 第3节 利用传感器制作简单的自动控制装置

第2节常见传感器的工作原理及应用

第3节利用传感潜制作简单的自动控制装置

学习目标核心素养形成脉络

r

1.了解光敏电阻的特性及其在生活、生产中七t敏电阻

u应用)

的应用。

金属热电阻1特性

和热岐电阳Ikum

2.了解金属热电阻和热敏电阻的特性及其常她传述器的工

作原理及应用"/特性）

-［电网应变片

在生活、生产中的应用。1应用）

一电容式位移）

（应用

传照器-

J3了•解J电HTi阻口应ItLL变A一片|、电>容［_.式T-位TU移K传""感1<器♦心的口hUJ实验器材和装困］

「［门窗防盗报'号装置｝监控工竹原理）

特性及其在生活、生产中的应用。利用传感器制作

实验操作）

简率的自动控制一

4.会设计简单的有关传感器应用的控制电装置ri实验器&才和装置j

L［光控开关卜电路工f限理］

路。实验操fU

>预习导学▼⑸期的第梳理知识•夯实基础.

基础梳理，

一、常见传感器的工作原理及应用

（一）光敏电阻

1.特点：光敏电阻在暗环境中电阻很大,在强光照射下电阻很小。

2.原理：无光照时，载流子极少,导电性能差；随着光照的增强，载流子增

型.，导电性变好。

3.作用：把比照强度这个光学量转换为电阻这个电学量。

4.应用：自动计数装置

没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值较小；有物品挡住由

A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大。

（二）热敏电阻和金属热电阻

热敏电阻金属热电阻

特点电阻率随温度升高而减小电阻率随温度升高而增大

制作材料半导体金属

优点灵敏度高化学稳定性好，测量范围大

作用将温度这个热学量转换为电阻这个电学量

（三）电阻应变片

1.电阻应变片原理：电阻应变片是一种使用非常广泛的力M元件。我们知道,

电阻与导体的材料、长度和横截面积有关。当金属丝受到拉力时，长度变长、横

截面积变小，导致电阻变大；当金属丝受到压力时，长度变短、横截面积变大，

导致电阻变小。金属导体在外力作用下发生机械形变（伸长或缩短）时，其电阻随

着它所受机械形变的变化而发生变化的现象，称为金属的电阻应变效应。金属电

阻应变片就是利用这一原理制成的。除了金属电阻应变片外，常用的电阻应变片

还有半导体电阻应变片，它的工作原理是基于半导体材料的压阻效应。

2.作用：电阻应变片能够把物诞变这个力学量转换为电阻这个电学量。

我们经常见到的电子秤，它所使用的测力器件是力传感器。常用的一种力传

感器是由金属梁和电阻应变片组成的,称为应变式力传感器。

3.应变式力传感器原理：这种力传感器的工作原理如图所示。弹簧钢制成的

梁形元件右端固定，在梁的上下表面各贴一个应变片。在梁的自由端施力尸，则

梁发生弯曲，上表面拉伸，下表面压缩，上表面应变片的电阻变大，下表面应变

片的电阻变小。力尸越大，弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越大。如让应变

片中通过的电流保持恒定，那么上表面应变片两端的电压变大，下表面应变片两

端的电压变小。传感器把这两个电压的差值输出。力厂越大，输出的电压差值也

就越大。

.沙梁।，应变片「

I11

应变片

4.电容式位移传感器（位移传感器）

原理：它可以将位移变化转化为电容信号,如图所示，当物体向左运动时,

电容增大；当物休向右运动时，电容减小。

二、利用传感器制作简单的自动控制装置

（一）门窗防盗报警装置

1.电路

门窗防盗报瞥装置电路图

2.工作原理：闭合电路开关S,系统处于防盗状态。当门窗紧闭时，磁体M

靠近干簧管SA,干簧管两个簧片被磁化相吸而接通继电线圈K,使继电器工作。

继电器的动触点c与蜜狂触点且接通，发光二极管LED发光。当门窗开启时，磁

体离开干簧管，干簧管失磁断开，继电器被断电。继电器的动触点c与常闭触点

b接通，蜂鸣滞H发声报警。

（二）光控开关

1.电路

ov

2.工作原理：当环境光比较强时，光敏电阻RG的阻值很小，三极管不导通,

发光二极管或继电器所在的回路相当于断壁，即发光二极管不工作;继电器处于

常开状态，小灯泡L丕亮。

当环境光比较弱时，光敏电阻RG的阻值蛆，三极管垦通，且获得足够的

基板电流，产生较大的集电极电流，点亮发光一极管或驱动继电器吸合而点亮小

灯泡Lo

自谈检测＞

Q思维辨析

（1）光敏电阻本身就是一种传感器。（）

（2）光敏电阻的阻值随光线的强弱而变化，光照越强电阻越小。（）

（3）热敏电阻是用金属钠制成的，它对温度的感知很灵敏。（）

(4)半导体制成的热敏元件温度升高时电阻大幅度变化。()

(5)金属热电阻的温度升高时电阻升高。()

(6)应变式力传感器可以用来测量重力，也可用来测牵引力。()

提示：(1)X(2)7(3)X(4)J(5)V(6)V

❷深度思考

(1)热敏电阻的阻值是否一定随温度的升高而减小？

⑵测定位移x的电容式传感器如图所示，其工作原理是哪个量的变化，造成

其电容的变化？

琴板

1x,、极板

提示：(1)不一定，有的随温度的升高而增大(PTC元件)，有的随温度的升高

而减小(NTC元件)。

(2)由原理图可知，要测定的位移x发生变化，则电介质进入极板的长度发生

变化，从而引起电容的变化，而两极板间距、正对面积及电介质种类均未变化。

突破疑难•演练提升.

探究1光敏电阻

◎问题导引

1.将一只光敏电阻接到多用电表的两端，电表置于倍率为1()()的欧姆挡。分

别记录用手掌遮光、用室内自然光照射和用阳光直射时的阻值，三种情况下光敏

电阻的阻值有何变化？由此可以得出什么结论？

2.换用一只普通的电阻，小心地把电阻器表面的漆层除去一些，使里面的导

电膜露出来接受光照。重做上述实验，结果相同吗？

I要点提示］1.实验现象：同一只光敏电阻，用多用电表测量其阻值，用手掌

遮光时，电阻值较大，在室内自然光的照射下电阻值变小，改用阳光直接照射时,

电阻值变得更小。

实验结论：通过上述实验我们得到：光敏电阻的阻值随光照强度的增强而明

显减小。

2.实验现象：普通电阻在不同光照的情况下其阻值是相同的。

实验结论：普通电阻的阻值不受光照强度的影响，而光敏电阻的阻值随光照

强度的变化发生明显的变化。

【核心深化】

1.光敏电阻是用半导体材料制成。

2.特点是在被光照射时电阻会发生变化，光照增强电阻减小，光照减弱电阻

增大。

3.作用是把光学量转换为电学量。

【典题例析】

例il

4~~P

如图所示，将多用电表两表笔接在一光敏电阻两端，将多用电表的选择开关

置于欧姆挡，用光照射光敏电阻时，表针的偏角为仇现用手掌挡住部分光线，

表针的偏角为夕，则可判断（）

A.7=6B.0'<0

C.e>8D.不能确定

I解析］光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，用手掌挡住部分光线，

阻值变大，指针自左向右偏转角度变小。

［答案］B

【针对训练】

1.（多选）计算机光驱的主要部分是激光头，它可以发射脉冲激光信号，激光

扫描光盘信息时，激光头利用光敏自动计数器将反射回来的脉冲信号传输给信号

处理系统，再通过计算机显示出相应信息。光敏电阻自动计数器的示意图如图所

示，其中凡为光敏电阻，R2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是（）

激光

A.当有光照射心时，处理系统获得高电压

B.当有光照射岛时，处理系统获得低电压

C.信号处理系统每获得一次低电压就计数一次

D.信号处理系统每获得一次高电压就计数一次

解析：选AD。当有光照射凡时，Q的电阻减小，处理系统获得高电压；信

号处理系统每获得一次高电压就计数一次。

2.

（多选）（2020•苏州中学高二检测）如图所示，Ri、&为定值电阻，L为小灯泡,

R3为光敏电阻，当照射光强度增大时（）

A.甩压表的示数二曾大

B.R2中电流减小

C.小灯泡的功率增大

D.电路的路端电压增大

解析：选ABC。光的强度是被测量，光敏电阻R3为光敏元件，同时也是转

换器件，当光强度增大时，R阻值减小，外电路电阻随R3的减小而减小，Ri两

端电压因干路电流增大而增大，同时内电压增大，故电路路端电压减小，而电压

表的示数增大，A正确，D错误；由路端电压减小，而Ri两端电压增大，可知

R2两端电压必减小，则R2中电流减小，B正确：结合干路电流增大知流过小灯泡

的电流必增大，则小灯泡的功率增大，C正确。

探究2热敏电阻

◎问题导引

欧姆表

如图所示，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将多用电表的两支表笔与

负温度系数的热敏电阻RT（温度升高，电阻减小）的两端相连，这时表针恰好指在

刻度盘的正中央。若在RT上擦一些酒精，表针将如何偏转？若用吹风机将热风吹

I可热敏电阻，表针将如何偏转？

［要点提示］由于酒精蒸发，热敏电阻RT温度降低，电阻值增大，表针将向

左偏；用吹风机将热风吹向热敏电阻，热敏电阻KT温度升高，电阻值减小，表针

将向右偏。

【核心深化】

含有热敏电阻电路的动态分析步骤

(1)明确热敏电阻的阻值随温度的增加是增大还是减小。

(2)分析整个回路的电阻、电流的增减。

(3)分析部分电路的电压、电流如何变化。

【典题例析】

例21某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的/一，

关系曲线图如图甲所示。

将该热敏电阻连入如图乙所示电路中，电源电压恒为9V,电流表读数为70

mA,定值电阻Ri=250C。由热敏电阻的/一口关系曲线可知，热敏电阻两端的

电压为V；电阻R2的阻值为Q。

［思路点拨］/—U图线中，图线的斜率表示电阻的倒数，从图甲可看出，该图

线的斜率逐渐增大，故可知其阻值随着温度升高而减小。

I解析］电阻R两端的电压为9V,电阻4=250。，故流过凡的电流/尸卷

9

==A=0.036A,所以流过热敏电阻的电流〃=/。-/i=0.07A-0.036A=0.034

Ao由热敏电阻的/一口关系图线可知当/=0.034A=34mA时，U=5.4V,所以

_U-U_9-5A

t。。

=h=0.0342105.9

［答案］5.4105.9

【针对训练】

3.

如图所示，由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的电路中，当闭合开关S后，

小灯泡正常发光，若用酒精灯加热电阻丝，发现小灯泡亮度变化是变暗，发生这

一现象的主要原因是（）

A.小灯泡的电阻发生了变化

B.小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化

C.电阻丝的电阻率随温度发生了变化

D.电源的电压随温度发生了变化

解析：选C。也阻丝的电阻率随温度的升高而增大，电阻丝的电阻也增大，

电路中电流减小，根据P=/R知，小灯泡的实际功率减小，所以变暗。

4.

如图所示，油为定值电阻，幻为负温度系数的热敏电阻，L为小灯泡，当温

度降低时，下列描述正确的是（）

A.凡两端的电压增大

B.电流表的示数博大

C.小灯泡的亮度变强

D.小灯泡的亮度变弱

解析：选C。心与灯L并联后与W中联，与电源构成闭合电路。当温度降低

时，电阻R2增大，外电路电阻增大，电路中电流减小，外电路电压增大，电流表

读数减小，油两端电压减小，灯L电压增大，灯泡亮度变强，故C正确。

探究3自动控制电路的分析与设计

【核心深化】

设计自动控制电路时，一般按照以下的思路进行

(1)根据题目给出的仪器和要求画出控制电路和工作电路。

控制电路由电源、开关、光敏电阻(或热敏电阻等其他敏感元件)、电磁继电

器和导线等组成；工作电路由电源、用电器(灯泡、电热丝或其他用电器)、导线

等组成。这两个电路相互独立，又通过电磁继电器相关联，电磁继电器实际上是

工作电路的开关。

(2)分析自控电路的合理性

电路设计完成后，要对它的合理性进行分析，用光照射光敏电阻或对热敏电

阻加热，检查工作电路的接通和断开是否符合实际要求。例如，自控路灯电路的

设计要求是白天切断工作电路，使路灯熄灭，晚上接通工作电路，使路灯发光。

【典题例析】

例团如图所示，图甲为热敏电阻的R—/图像，图乙为用此热敏电阻R和继

电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为150。。当线圈中的

电流大于或等于2()mA时，继电器的衔铁被吸合c为继电器线圈供电的电池的电

动势七=6V,内阻可以不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。

甲乙

⑴应该把恒温箱内的加热器接在端(选填或“CD”)；

(2)如果要使恒温箱内的温度保持100°C,可变电阻R的值应调节为

________Q。

［思路点拨］(1)当温度低的时候，电路与AB相连，此时加热器要工作，所以

加热器的电路要与相连；

(2)要使恒温箱内的温度保持100UC,当温度达到100℃,电路就要断开，

即电流要达到20mA。根据闭合电路欧姆定律即可求得电阻的大小。

［解析］(1)当温度降低时，热敏电阻的阻值增加，继电器线圉中的电流减小，

衔铁被弹开，A8将接入加热电路中，故恒温箱内的加热器接在AB端。

⑵由甲图查出热敏电阻在7=100°C时，R=50Q。

设Ri为继电器线图的电阻

则继电器电路中电流在1=100°C时，1=

代人数据得R'=100Q。

［答案1⑴48(2)100

【针对训练】

5.现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若

十，如图所示。试设计一个温控电路，要求温度低于某一温度时，电炉丝自动通

电供热，超过某一温度时，又可以自动断电，画出电路图并说明工作过程。

Q

为”II

■oo-iyS—oEf

e

电炉

n热敏电阻:E丝

u

鹰r公

I

电磁继电器O

治

解析：电路图如图所示。

危

工作过程：闭合S,当温度低于设计值时热敏电阻阻值大，通过电磁继电器

的电流不能使它工作，K接通电炉丝加热，当温度达到设计值时，热敏电阻减小

到某值，通过电磁继电器的电流达到工作电流，K断开，电炉丝断电，停止供热。

当温度低于设计值时，又重复前述过程。

答案：见解析

6.把蜂鸣器、光敏电阻、干黄管继电器、开关、电源按如图甲所示电路连接,

制成光电报警装置，当报警器有光照射时，蜂鸣器发声，当没有光照或者光照很

弱时，蜂鸣器不发声。光敏电阻：光敏电阻受光照射后，阻值会变小；干簧管继

甩器：由干簧管和绕在干簧管外的线圈组成，如图乙所示。当线圈中布一定的甩

流时，线圈产生的磁场使密封在干簧管内的两个铁质簧片磁化，两个簧片在磁力

作用下由原来的分离状态变成闭合状态。当线圈中没有电流或者电流很微弱时，

磁场消失，簧片在弹力的作用下恢复到分离状态，试说明光电报警器的工作原理。

干黄管继电器

甲乙

解析：当报警器有光照射时，光敏电阻阻值减小，电路中电流增大，线圈产

生的磁场使密封在干黄管内的两个铁质簧片磁化，两个黄片由原来的分离状态变

成闭合状态，蜂鸣器电路接通，蜂鸣器发声；反之，当没有光照射或光照很微弱

时，光敏电阻阻值很大，电路中的电流很小，干簧管内的两个铁质簧片处于分离

状态，连接蜂鸣器的电路断开，蜂鸣器不发声。

答案：见解析

错误！

机器人易传飘吊

1.视觉：20世纪50年代后期出现，发展十分迅速，是机器人中最重要的传

感器之一。

机器视觉从20世纪60年代开始首先处理积木世界，后来发展到处理室外的

现实世界。20世纪70年代以后，实用性的视觉系统出现了。

视觉一般包括三个过程：图像获取、图像处理和图像理解。相对而言，图像

理解技术还很落后。

2.力觉：机器人力传感器就安装部位来讲，可以分为关节力传感器、腕力传

感器和指力传感器。

国际上对腕力传感器的研究是从20世纪70年代开始的，主要研究单位有美

国的DRAPER实验室、SRI研究所、IBM公司和日本的日立公司、东京大学等单

位。

3.触觉：作为视觉的补充，触觉能感知目标物体的表面性能和物理特性：柔

软性、硬度、弹性、粗糙度和导热性等。

触觉研究从2()世纪8()年代初开始，到20世纪90年代初已取得了大量的成

果。

4.接近觉：研究它的目的是使机器人在移动或操作过程中获知目标(障碍)物

的接近程度，移动机器人可以实现避障，操作机器人可避免手爪对目标物由于接

近速度过快造成的冲击。

5.听觉：（1）特定人语音识别方法，是将事先指定的人的声音中的每一个字

音的特征矩阵存储起来，形成一个标准模板（或叫模板），然后再进行匹配。它首

先要记忆一个或几个语音特征，而且被指定人讲话的内容也必须是事先规定好的

有限的几句话。特定人语音识别系统可以识别讲话的人是否是事先指定的人，讲

的是哪一句话。

（2）非特定人的语音识别系统大致可以分为语音识别系统、单词识别系统，及

数字音（0〜9）识别系统，非特定人的语音识别方法则需要对一组有代表性的人的

语音进行训练，找出同一语音的共性，这种训练往往是开放式的，能对系统进行

不断的修正。在系统工作时，将接收到的声音信号用同样的办法求出它们的特征

矩阵，再与标准模式相比较。看它与哪个模板相同或相近，从而识别该信号的含

义。

■■■随堂知能演练■■■

1.（光敏电阻及口图甲所示，光敏电阻R2上加上如图乙所示的光照，那么治

两端的电压变化是下列图中的（）

产光强

与电

r\T\T\

o

甲乙

解析：选B。光敏电阻阻值随光照的增强而减小，根据题图乙知此两端的电

压随之同频率地先减小后增大，但不会是0,选B。

（热敏电阻）（多选）如图为电阻R随温度7变化的图线，下列说法正确的是

（）

A.图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的

B.图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的

C.图线1对应的可料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高

D.图线2对应的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高

解析；选BD。金属热电阻的阻值随温度外高而增大，半导体材剂的热敏电

阻的阻值随温度升高而减小，A错误，B正确；图线1对应的材料化学稳定性好

但灵敏度低，图线2对应的材料化学稳定性差但灵敏度高，C错误，D正确。

3.

（自动控制电路的分析与设计）为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关

控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度

而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx）o

某光敏电阻2在不同照度下的阻值如下表：

照度(lx)0.20.40.60.81.01.2

电阻(kC)754028232018

(1)根据表中数据，请在给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说

明阻值随照度变化的特点。

(2)

如图所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统。

请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度

降低至1.()lx时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图。(不考虑控制开关对

所设计电路的影响)

提供的器材如下：

光敏电阻以错误!；

直流电源反电动势3V,内阻不计)；

定值电阻：R=l()kQ,&=2()k。，A=40kC(限选其中之一并在图中标出);

开关S及导线若干。

解析：(1)光敏电阻的阻值随照度变化的曲线如图甲所示。特点：光敏电阻的

阻值随照度的增大非线性减小。

乙

(2)控制开关自动启动照明系统，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照

度降低至1.0lx时启动照明系统，即此时光敏电阻阻值为20kQ,两端电压为2V,

电源电动势为3V,所以应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10kQ,即选用

Ri,电路原理图如图乙所示。

答案：见解析

课后达标▼。（回。包以练促学•补短扬长♦

（建议用时:45分钟）

【基础巩固】

1.（多选）对负温度系数的热敏电阻，正确的叙述是（）

A.受热后，电阻随温度的升高而迅速减小

B.受热后，电阻基本不变

C.热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精确度高

D.以上说法都不对

解析：选ACo负温度系数的热敏电阻随温度的升高其电阻值减小，热敏电

阻可以用来测量很小范围内的温度，反应快，而且精确度高。

2.（多选）下列器件可作为传感器的有（）

A.发光二极管B.热敏电阻

C.霍尔元件D.干电池

解析：选BCo热敏电阻可以把温度转化为电学量，霍尔元件可以把磁感应

强度转化为电压这个电学量，B、C正确；发光二极管具有单向导电性，可以发

光，但不能做传感器，A错误；干电池是电源，入是传感器，D错误。

3.

观察电阻R随温度变化情况的示意图如图所示。现在把杯中的水由冷水换为

热水，关于欧姆表的读数变化情况，说法正确的是（）

A.如果/T为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显

B.如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显

C.如果R为热敏电阻（用半导体材料制作），读数变化非常明显

D.如果R为热敏电阻（用半导体材料制作），读数变化不明显

解析：选C。若为金属热电阻，温度升高后，电阻变大，但由于金属热电阻

灵敏度较低，故欧姆表读数变大且不明显，A、B错误；若为用半导体材料制作

的热敏电阻，由于热敏电阻的灵敏度较高，读数将明显变化，C正确，D错误。

4.（多选）用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器如图所示,

下列说法中正确的是（）

A.严重污染时，LDR是高电阻

B.轻度污染时，LDR是高电阻

C.无论污染程度如何，LDR的电阻不变，阻值大小由材料本身因素决定

D.该仪器的使用会因为白天和晚上受到影响

解析：选AD。严豆污染时，透过污水照到LDR上的光线较少，LDR电阻较

大,A正确，B错误；LDR由半导体材料制成，受光照影响电阻会发生变化，C

错误；白天和晚上自然光强弱不同，或多或少会影响LDR的电阻，D正确。

5.一火警报警装置的一部分电路如图甲所示，其中凡是半导体热敏电阻（传

感器），它的电阻R随温度7变化的关系如图乙所示，该电路的输出端。、。接报

警器，当传感器所在处出现火情时，通过电流表的电流/和。、力两端电压U与

出现火情前相比（）

A./变大，U变大B./变小，U变小

C./变小，U变大D./变大，U变小

解析：选D。当传感器所在处出现火情时，温度升高，则电阻&的阻值减小，

故外电阻减小，干路电流增大，内电压、Ri两端的电压均增大，故。、b两端电

压减小；并联电路的电压减小，通过R3的电流减小，而总电流增大，所以R2上

通过的电流增大，故D正确。

6.（多选）电容式传感器是用来将非电信号转变为电信号的装置。由于电容器

的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这儿个因素,

当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化，从而引起电容的变化，

如图所示是三个电容式传感器的示意图，关于这三个传感器的作用，下列说法正

确的是（）

金属芯

/固定电极

中可动电极

待测压力尸

丙

A.甲图的传感器可以用来测量角度

B.乙图的传感器可以用来测量液面的高度

C.丙图的传感器可以用来测量压力

D.这三个传感器都是利用改变极板间的正对面积来改变电容的

解析：选ABC。甲、乙、丙中的电容器分别与。、爪尸有关，均能测量对应

的物理量，甲、乙是通过改变极板间的正对面积改变电容，丙是通过改变极板间

的距离改变电容。

7.

一热敏电阻在温度为80C时阻值很大，当温度达到100C时阻值就很小，

今用一电阻丝给水加热，并配以热敏电阻以保持水温在80℃到100°C之间，可

将电阻丝与热敏电阻并联，一并放入水中，如图所不，图中R\为热敏电阻，Ri

为电阻丝。请简述其工作原理。

解析：开始水温较低时，Ri阻值较大，电阻丝R2对水进行加热；当水温达到

100℃左右时，Ri阻值变得很小，R2被短路，将停止加热；当温度降低到80℃

时，Ri阻值又变得很大，后又开始加热。这样就可达到保温的效果。

答案：见解析

【能力提升】

某同学设计的散热排风控制电路如图所示，M为排风扇，R是可变电阻，Ro

是半导体热敏电阻，其阻值随温度升高而减小。控制开关电路具有下列特性：当

4点电势WAV。。时，控制开关处于断路状态；当外2州时，控制开关接通电路，

M开始运转。下列说法中正确的是（）

A.环境温度升高时，A点电势升高

B.可变电阻R阻值调大时，A点电势降低

C.可变电阻R阻值调大时，排风扇开始工作的临界温度升高

D.若用金属热电阻代替半导体热敏电阻，电路仍能正常工作

解析：选A。当环境温度升高时，半导体热敏电阻Ro的阻值随温度升高而减

小。则电路中的电流增大，所以A点的电势升高，故A正确；可变电阻R阻值调

大时，导致电路的电流减小，则A点电势升高，故B错误；当A点电势必＜90

时，控制开关处于断路状态：当网力”时，控制开关接通电路，M开始运转。工

作临界温度没变，而是提前被接通，故C错误；若用金属热电阻代替半导体热敏

电阻，当温度升高时，其阻值增大，导致A点电势降低，则开关会处于断开状态，

所以起不到散热排风的作用，故D错误。

9.

（多选）某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置如图所示，凡为光

敏电阻，型为定值电阻，A、8接监控装置。则（）

A.当有人通过而遮蔽光线时，A、8之间电压升高

B.当有人通过而遮蔽光线时，A、8之间电压降低

C.当仅增大&的阻值时，可增大A、8之间的电压

D.当仅减小R2的阻值时，可增大A、8之间的电压

解析：选BC。R是光敏电阻，有光照射时，电阻变小，当有人通过而遮蔽

光线时，R的阻值变大，回路中的电流/减小，A、8间的电压U=/A减小，故

A错误，B正确；由闭合电路欧姆定律得：U=ET（Ri+r）,当仅增大&的阻值

时，电路中的电流减小，A、B间的电压U增大，故C正确；当仅减小&的阻值

时，电路中的电流增大，A、B间的电压U减小，故D错误。

10.（多选）在如图甲所示的电路中，RT是半导体热敏电阻，其电阻RT随温度

丁变化的关系图像如图乙所示，当RT所在处温度升高时，下列关于通过理想电流

表的电流人间电压U和电容器电荷量q的说法正确的是()

C.U变小，q变小D.U变大，夕变大

解析：选BC。当RT所在处温度升高时，RT戒小,并联部分电阻减小，总电

阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知：干路电流增大，路端电压U变小，RT和

R2并联的电压。并=七一/总(Ri+r),/g增大，E、4、，•均不变，则U肝减小,通

过心的电流/2减小，通过电流表的电流/=〃一/2,/总增大，及减小，则/变大。

所以/变大，U变小。根据公式。=£,在电容不变的情况下，电压减小，故电容

器电荷量减小，故B、C正确。

11.温度传感器广泛应用于家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变

化的特性来工作的。如图甲所示为某装置中的传感器工作原理图，已知电源的电

动势E=9.()V,内电阻不计；G为灵敏电流表，其内阻心保持不变；R