2021-2022物理教科版3-2课时素养评价 第三章 2 温度传感器和光传感器

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGE6-版权所有@高考资源网学必求其心得，业必贵于专精十二温度传感器和光传感器(15分钟·30分)一、选择题(本题共3小题,每小题5分，共15分)1.金属铂的电阻值对温度的高低非常“敏感”,如图的四个图像中可能表示金属铂电阻的U—I图像是 （)【解析】选B。金属铂导体的电阻对温度的变化很敏感，电阻随温度的升高而增大,在一定温度下其U-I图线是非线性的,且图线的斜率越来越大，B正确、A、C、D错误。故选B。2。(2020·青岛高二检测)如图甲所示为由某材料制成的电阻R的阻值随温度t变化的图像,若用该电阻与电池（电动势E=1.5V，内阻不计）、电流表(量程为50mA，内阻不计)、电阻箱串联起来，连接成如图乙所示的电路，用该电阻做测温探头。将电阻箱的阻值调为R′=15Ω,把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“电阻温度计"。下列说法错误的是 (）A.温度升高,电路中的电流减小B.电流表刻度较大处对应的温度刻度较小C.电流表的示数为50mA时，电阻R的阻值为30ΩD.电流表的示数为50mA时,对应的温度为5【解析】选C。由题图甲可知,温度升高，电阻R的阻值增大,电路中电流减小，因此电流表刻度较大处对应的温度刻度较小,A、B项正确，不符合题意;电流表的示数为50mA时，电路总电阻为30Ω,电阻箱的阻值R′=15Ω,则R=15Ω，由图甲可得对应的温度为5℃,C项错误,符合题意,D项正确,不符合题意；故选3。如图所示,甲为在温度为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=20kΩ、R2=10kΩ、R3=40kΩ，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两点间的电压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a、b两点间的电压Uab〉0时，电压鉴别器会令开关S断开，停止加热，A.10℃B.20℃【解析】选C.通过审题可知Uab=0是电压的临界点，对应着开关S的动作，而开关的动作对应着温度的上升或下降。由电路分析可知,在R1、R2、R3给定的条件下，热敏电阻RT的阻值决定了Uab的正负。设电源负极的电势为零，则a点电势φa=QUOTEU,b点电势φb=QUOTEU,其中U为路端电压，令φa=φb,即Uab=0，则可得QUOTE=QUOTE，代入数据解得RT=20kΩ，由图乙得对应的温度为30℃，故选项C正确,A、B、D错误；故选C。二、非选择题(15分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）4。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图像所示.则热敏电阻R与摄氏温度t的关系为R=Ω;闭合开关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℃【解析】从图线上取两个点，运用数学函数的知识得到电阻随温度变化的关系式;先根据闭合电路欧姆定律得到热敏电阻的电阻值,然后代入电阻值与温度的函数表达式得到对应的温度。设热敏电阻的电阻值与温度关系表达式为:R=kt+R0当t=40℃时，R=3。5kΩ，代入得，3.5=40k+R0 当t=120℃时，R=2kΩ，代入得,2=120k+R0 由①②解得,k=—QUOTE,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-QUOTEt(kΩ）=-18.75t+4250（Ω）R的温度等于40℃时,R=3。5kΩ,电流表示数I1I1=QUOTE，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I2=QUOTE解得R′=2.0kΩ,代入热敏电阻R随摄氏温度t变化的关系式:R=4。25-QUOTEt(kΩ)得到温度值为t=120℃答案:-18。75t+4250120（10分钟·20分）5.（6分)(多选）如图所示Rt为正温度系数热敏电阻，R1为光敏电阻,R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E,内阻为r,为理想电压表,现发现电压表示数增大,可能的原因是 （）A.热敏电阻温度升高,其他条件不变B.热敏电阻温度降低,其他条件不变C.光照增强,其他条件不变D.光照减弱，其他条件不变【解析】选B、D。电压表示数变大,而R3为定值电阻,说明流经R3的电流增大，由电路结构可知，这可能是由于Rt减小或R1增大,由热敏电阻和光敏电阻特性知,可能是由于温度降低或光照减弱,故B、D正确,A、C错误。6.(14分）一般的电熨斗用合金丝作发热元件，合金丝电阻随温度T变化的关系如图中实线①所示,由于环境温度以及熨烫的衣服厚度、干湿等情况不同，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。用一种主要成分为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中实线②所示，根据图线分析:（1)为什么处于冷态的“PTC”熨斗刚通电时比普通电熨斗升温快?（2)通电一段时间后电熨斗温度T自动稳定在范围之内。

【解析】“PTC”熨斗在T6温度以下范围时,电阻较小,发热功率较大;在T7温度以上时，电阻较大,发热功率较小;而散热快慢取决于材料和温差，故温度会在一定范围内浮动;（1)原处于冷态的“PTC"熨斗刚通电时比普通电熨斗升温快是由于冷态时“PTC”电阻很小,根据公式P=QUOTE，电功率很大,故升温快;(2)在T6温度以下范围时，电阻较小,发热功率较大，由于温度较低，与环境温差小，故升温快；在T7温度以上时,电