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1、高考试题中的敏感电阻问题一些材料制成的导体的电阻会随导体所处环境的温度、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，可以灵敏的将温度、光照、磁场、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流表实现对温度、光强、磁感、强度、压力等非电物理量的测量。 以敏感电阻传感器在自动控制及灵敏测量中的应用为背景， 编制探究性、开放性物理试题，是新课程高考试题的特点之一。1热敏电阻问题例 1（2008 广东物理 -15）某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性。现有器材：直流恒流电源（在正常工作状态下输出的电流恒定）。电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等。（1）
2、若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性，请你在图1 的实物图上连线。（2）实验的主要步骤：正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源， 调节并记录电源输出的电流值；在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，断开开关；重复第步操作若干次，测得多组数据。（ 3）实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得图2 的 R-t 关系图线，请根据图线写出该热敏电阻的R-t 关系式： R=+t （ ）（保留3 位有效数字）。解析：本实验研究的是热敏电阻的温度特性，需建立的是电阻的R-t 曲线，温度可由温度计测出， 而与不同温度对应的电阻，借助于电压表的读数及电源的输出电流，由欧
3、姆定律算出。此法属于测电阻的常用方法，属于“伏安法 ”的变通，故电路应如图3 所示连接。实验中需测的量有电压和温度，所以（ 2）中两空应填 “读出温度计示数”“读取电压表示数”。在图象上任选两点，可计算出图象斜率为04，由于图象的纵截距为100，所以图象的方程应是：。本实验研究热敏电阻的R-t 特性，但实验的电学操作部分实际是电阻的测量，把传统的测量电阻实验原理及方法，放到了研究热敏电阻 R-t 特性的背景中，解答此题，关键还是对伏安法的熟练掌握。2光敏电阻问题例 2（ 2009 山东理综 23-2）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
4、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 ）。某光敏电阻 RP 在不同照度下的阻值如下表：根据表中数据，请在给定的坐标系（图 4）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。如图 5 所示，当 1、2 两端所加的电压上长至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10（ 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RP（符号，阻值见上表）；直流电源E（电动势3V ，内阻不计）；定值电阻：
5、R1 10k，R220k，R3 40k（限选其中之一并在图中标出）；开关 S 及导线若干。解析：光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如图4 所示。特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小电路原理图如图5 所示。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20k，两端电压为2V ，而电源电动势为3V ，所以应加上一个分压电阻，由闭合电路欧姆定律或串联分压定律可算得，分压电阻阻值为10k，即选用 R1。此题属于利用光敏电阻设计路灯自动控制开关问题，题中给出与路灯开关开启时刻照度对应的电阻值为20k，此时能够启动控制开关的电压是2V ，只要将光敏电阻与另一定值电阻串联接入电源
6、，将控制开关与光敏电阻并联，则当光敏电阻两端电压为2V 时，控制开关将开启路灯照明。此题的设计电路部分，实际上是分压电路的设计问题。熟练掌握串联电路的分压关系，是求解本题的关键。有些光敏电阻， 当光照非常弱时， 电阻非常大， 此时它相当于断路，作用相当于开关。3磁敏电阻问题例 3（ 2008 山东理综 -23） 2007 年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻 ”效应的物理学家。 材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应， 利用这种效应可以测量磁感应强度。若图 6 为某磁敏电阻在室温下的电阻一磁感应强度特性曲线，其中 RB R0 分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。为了测量磁感应强度B
7、 ，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB 。请按要求完成下列实验。（ 1）设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，在图7 的虚线框内画出实验电路原理图（磁敏电阻及所处磁场已给出，待测磁场磁感应强度大小约为06 10T，不考虑磁场对电路其它部分的影响）。要求误差较小。提供的器材如下：A 磁敏电阻，无磁场时阻值Ro=150B滑动变阻器R，全电阻约20C电流表，量程25mA ，内阻约30D电压表，量程3V ，内阻约3kE直流电源E，电动势3V ，内阻不计F开关 S，导线若干（ 2）正确接线后，将磁敏电阻置入待测磁场中，测量数据如下表。根据下表可求出磁敏电阻的测量值RB= ，结合图 6 可知待测
8、磁场的磁感应强度B=_T 。（ 3）试结合图 8 简要回答，磁感应强度 B 在 0 0 2T 和 04 1 0T 范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同？（ 4）某同学查阅相关资料时看到了图 8 所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻一磁感应强度特性曲线（关于纵轴对称），由图线可以得到什么结论？解析：（ 1）测量不同磁感时的电阻， 属于电阻的测量问题， 结合题中所给仪器器材，可确定实验原理是“伏安法 ”。由于滑动变阻器总电阻较小，滑动变阻器采用分压式接法。从图 8 可以看出，加上磁场后，待测电阻阻值较大（远大于电流表内阻），为使误差较小，测量电路采用电流表内接法。实验电路连接如图9 所示。（ 2）由表
9、中数据，根据部分电路欧姆定律可算知磁敏电阻的阻值为1500，由图读出对应的磁感强度为0 90T。（3）由图 8 可以看出，在00 2T 范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化（或不均匀变化）；在0 4 10T 范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化（或均匀变化）6 可（4）由图 8 可知，磁场反向，磁敏电阻的阻值不变。此题中实验电路的设计，关键还在于对 “伏安法 ”测电阻这一基本方法的熟练掌握与理解。4压敏电阻例 4（2007 广东物理 -8）压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图 10（ a）所示，将压敏电阻和一块挡板
10、固定在绝缘小车上， 中间放置一个绝缘重球。 小车向右做直线运动过程中， 电流表示数如图 10（ b）所示，下列判断正确的是（）A 从 t1 到 t2 时间内，小车做匀速直线运动B从 t1 到 t2 时间内，小车做匀加速直线运动C从 t2 到 t3 时间内，小车做匀速直线运动D从 t2 到 t3 时间内，小车做匀加速直线运动解析：运动中小球与小车始终保持相对静止，两者具有相同的加速度和瞬时速度。由电流变化图象可以看出：从0 到 t1 时间内、从t2 到 t3 时间内电路中的电流保持恒定不变，由闭合电路欧姆定律可知，压敏电阻的电阻值保持不变，由题意可知， 这两段时间里， 压敏电阻受到的小球水平向左的压力保持不变，由牛顿第三定律可知，压敏电阻对小球水平向右的压力保持不变，由牛顿第二定律可知小球做匀加速直线运动，即小车匀加速直线运动，故C 错 D 对；从 t1 到 t2 时间内，电流变大，说明压敏电阻的电阻值减小，受到的小球水平向右的压力逐渐增大，压敏电阻对小球水平向右的压力增大，小球做加速度增大的加速运动，即小车做加速度增大的加速运动，故AB 错。本题选D 。此题的分析求解过程， 是电阻的压敏特性 （题意）与闭合电路欧姆定律、 牛顿第二定律的综合运用，关键是对压敏电阻的电阻值与所受压力关系的正确理解。