多敏电阻传感器类试题随着科技的发展走入了中考，并且有逐年增多的趋势，由于此类试题综合性强、难度大、涉及面广等特点，一般为各省中考的压轴题出现。其实，在半导体中掺入少量的其他元素，它的导电性能会得到很大的改善，因此用半导体材料可制成多敏电阻，多敏电阻包括热敏、压敏、气敏、光敏、磁敏等多种电阻，对于此类试题要抓住电阻随着外在因素的改变的情况，然后利用电学知识和给定的图像等信息进行分析、求解，下面以2010年中考题为例进行归类分析：
一、气敏电阻传感器
特点解读：是一种半导体敏感器件，它是利用气体的吸附而使半导体本身的电导率发生变化这一机理来进行检测的。主要品种有：金属氧化物气敏电阻， 复合氧化物气敏电阻，陶瓷气敏电阻等。一般可以用于化工生产中气体成分的检测与控制；煤矿瓦斯浓度的检测与报警；环境污染情况的监测；煤气泄漏：火灾报警；燃烧情况的检测与控制，等等。
例1： （2010年浙江省衢州市）在治理酒后驾车中，酒精检测仪发挥了重要作用。如图1甲是酒精检测仪，图1乙是检测仪的简化电路图，R0为定值电阻，R为气敏电阻，该电阻阻值与酒精气体含量的关系如图1丙，如果图1乙中电流表示数越大，说明司机吹出的气体中酒精含量就 。
【解析】此类试题是以科技发明为情景进行命题，是对酒精检测仪原理的考查，R为气敏电阻，根据图像可知，气敏电阻的特点是随着酒精含量的增多，电阻在减小。由图可知，气敏传感器R与定值电阻R0串联，根据欧姆定律可知，当电路中电流表示数越大，说明气敏电阻的阻值越小，则酒精气体的含量越高。
【答案】越高。
【点评】此题属于电路和气敏电阻的实际应用，重点了解此类电阻的特点，属于小知识、大作用的一类，应多重视。
【练习】（2010年福建省厦门市）酒精测试仪可检测驾驶员是否酒后驾车，如图是它的原理图。图2中酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，如果测试到的酒精气体浓度越大，那么（ ）。
A.传感器的电阻越大
B.通过传感器的电流越小
C.传感器两端的电压越大
D.电压表的示数越大
二、热敏电阻传感器
特点解读：热敏电阻传感器是利用一些材料的温度变化而引起的内部电阻的变化而制成的传感器，通过它可以测量或控制温度等。一般生活、生产中的应用有：温度传感器、防爆传感器、温度报警器、热熔胶枪PTC元件、电饭锅、电冰箱等。
例2：（2010年广州市花都区）半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间，其电阻受温度影响较大。如图3甲是某种半导体材料的电阻随温度变化的关系图像。根据这种半导体材料电阻的特性，小明和他的同学设计了一个电路（如图3乙），可以测定某一空间的温度，使用的器材如下：半导体电阻、电源、电流表（0～0.6A）、开关、定值电阻R0（10Ω）、导线若干。
（1）当环境温度为20℃时，电流表的读数为0.2A，求电源的电压。
（2）电流表的读数为0.4A时，求当时环境温度和半导体电阻的电功率分别是多少。
【解析】此类传感器属于热敏电阻传感器，通过图像可知，此种半导体材料的电阻随温度的升高而减小，这是解题的切入点。根据图像可知，当环境温度为20℃时，半导体的电阻为50Ω，然后根据串联的总电压等于各部分电路两端电压之和进行求解电源电压。反之，当给定电路中电流时，可以根据欧姆定律求出此时半导体的电阻，然后根据图像查得对应的温度。
【答案】（1）由电路图R和R0串联，当t=20℃时，半导体电阻R=50Ω电源的电压U=IR+IR0=0.2A×50Ω+0.2A×10Ω=12V。
【点评】热敏电阻主要受环境温度的影响，通过外界环境温度的改变，从而改变电阻来改变电路中电流，以达到实际应用的效果，这种电阻可以应用于温度报警器等。
中考回顾：历届中考考查此类知识的有：2010年浙江省绍兴市，2009年湖北省黄冈市，江苏省南通市、宿迁市、连云港市、苏州市等。
【练习】（2010年四川省泸州市）如图4甲所示的电路中，R是一个定值电阻，Rt是一个半导体材料制成的热敏电阻，其阻值随温度变化的曲线如图4乙所示，当开关闭合且电阻Rt所处的环境温度升高时，电流表示数________，电压表示数___________。（以上两空选填“增大”、“减小”或“不变”。）
答案：增大；减小
三、压敏电阻传感器
特点解读：这类传感器一般属于半导体压敏传感器，体积小、灵敏度高、更具有实用价值，一般适用于机械制造和电器等方面。它是利用半导体的某一方向受到压力时，其电阻率会发生变化而制成，往往随着压力的增大，其电阻变小，而因此电路中电流的变化。在生活、生产中一般用于拉力、体重等力的测量。
例3：（2010年安徽省蚌埠市）有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图5中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO、压力传感器R（一个阻值可随压力大小而变化的电阻器），显示体重的仪表G（其实质是电流表），其中AO∶BO=5∶1。已知压力传感器的电阻与其所受压力的关系如下表所示：
设踏板的杠杆组件的质量不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.68V。
则：（1）利用表中数据归纳出电阻R随压力F变化的函数关系式：____________；
（2）该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘________ mA处；
（3）如果某人站在踏板上，电流表刻度盘示数为20mA，这个人的体重是________。
【解析】此题中是压力传感器的应用，压敏电阻传感器的特点是电阻随着所受压力的增大而减小，（1）问中是对数据的处理与归纳，通过函数描点法或通过待定系数法等进行求解函数关系式。（2）当该秤零刻度线时，压力F=0N，此时压力传感器电阻R=300Ω，根据欧姆定律可知，电路中电流I=U/R=4.68V/300Ω=0.0156A=15.6mA。（3）当电流表刻度盘示数为20mA时，根据欧姆定律可知，电路中电阻R= U/I=4.68V/0.02A=234Ω，然后根据（1）问的解析式R=300-0.6F，可求得压力传感器所受的压力F=（300-234）/0.6=110N，然后根据杠杆平衡条件和AO∶BO=5∶1可知，踏板上的压力为传感器上压力的5倍即550N。
中考回顾：历届中考考查此类内容的试题省份：2010云南楚雄、2009年湖州、2009年福建、2008年福建厦门、绍兴、云南、滨州、湖北仙桃等。
【练习】（2010年江苏省宿迁市）小明去超市，走到电梯前发现电梯运动较慢，当他站在电梯上时又快了起来。小明根据所学的知识，画出如图6所示的电路（R是一个压敏电阻）。小明分析：当人站在电梯上，压敏电阻的阻值减小，则电磁铁的磁性变______，衔铁与触点________（填“1”或“2”）接触，电动机的转速变__________。
答案：强，2，快。
四、光敏电阻传感器
特点解读：此类电阻传感器的原理是把光信号转换成电信号，当光照强度改变时，其阻值也发生变化，一般是光敏电阻随光强的增大而减小。主要用于光纤传感器、光电眼等，有时也和声敏电阻传感器一起用于声光控电灯的开关。
例4：（2010年浙江省绍兴市）小王利用光敏电阻受到光照时电阻变小的特性，设计了一个如图6所示的自动控制电路，要求光暗时灯亮，光亮时灯灭。在实际调试时，发现灯始终亮着，而光敏电阻和其他电路元件都正常。下列调节能使控制电路达到要求的是（ ）。
A.减少螺线管线圈的匝数B.抽出螺线管中的铁芯
C.滑动变阻器滑片P向右移动
D.减小控制电路电源电压
【解析】此题属于光敏电阻实际应用的考查，首先要认识光敏电阻与光照强度的关系，当光亮时，光敏电阻变小，电流增大，电磁铁的磁性增强，吸引衔铁，使工作电路断开，因此灯不亮。而此题的问题是发现灯始终亮着，而光敏电阻和其他电路元件都正常，这说明电磁铁的磁性较弱，影响电磁铁的磁性强弱的因素有：电流大小、线圈的匝数和螺线管是否有铁芯等，要增大磁性，应该减小电路中电阻或增加线圈匝数、增大电源电压。
【答案】C。
中考回顾：历届中考考查此类内容的省份：2009年四川省南充市、2008年湖南省株洲市、2008年江苏省镇江市，2008年成都市等。
【练习】1.（2010年江苏省镇江市）将光敏电阻 R、定值电阻 R0、电流表、电压表、开关和电源连接成如图8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应该是（ ）。
A. A表和V表示数均变小
B. A表示数变大，V表示数变小
C. A表示数变小，V表示数变大
D. A表和V表示数均变大
2.（2010年江苏省扬州市）阅读短文，回答问题。
夜幕下，扬州“第一大道”文昌路边LED灯将道路照得犹如白昼，这种LED灯是通过光电转换来供电的。下页图8是扬州某小区利用太阳能给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，此光敏电阻的阻值R、流过线圈电流I与光照度E（单位勒克斯，符号lx）之间的几次实验数据如下表所示
当线圈A中的电流I≥30.0mA时，动触点D与静触点G、H接触。
（1）由表格中数据可知，光敏电阻的阻值R随光照度E的增强而___________；
（2）白天，太阳能电池板将__________能转化为__________能，这种能量通过再次转化储存在大容量蓄电池内。傍晚，当光照度小于__________lx（勒克斯）时，路灯开始工作；
（3）请用铅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E、F、G、H的4根引线；连线不能交叉）；
（4）一只功率为6W的LED灯，通电后其发光亮度相当于30W的日光灯。某间教室有24盏30W的日光灯，每天平均使用2h，如果能用6W的LED灯进行照明，则一个月（按30天计算）可节约电能__________kw·h；
（5）据有关部门发布消息，5年内全市小区将全面覆盖LED路灯。但目前有部分市民反映LED路灯亮度不够，请你提出一条能提高亮度的合理化的建议：___________。
参考答案：1.D；2.（1）减小，（2）光（太阳） 电，15；（3）如图10；（4）34.56；（5）多布一些路灯、使用功率更大的LED灯、在LED灯下方加装凸透镜等。
五、磁敏电阻传感器
特点解读：磁敏传感器是将有关的物理量通过磁性转换成电信号，即通过磁性的强弱变化引起工作电路中电流的变化，从而来用电设备进行特定工作。一般可以用做：磁性开关、油水界面传感器等。在日常生活、生产中涉及此类传感器的有：高考使用金属探测器、刷卡机等。
例5：（2010年江苏省淮安市）如图10所示，是演示巨磁电阻（GMR）特性的原理示意图。开关S1、S2闭合时，向左稍微移动滑动变阻器的滑片P，指示灯的亮度明显变亮。
（1）滑动变阻器的滑片向左移动，流过电磁铁线圈的电流_________（选填“增大”或“减小”），电磁铁周围的磁场_______（选填“增强”、“减弱”或“不变”）；
（2）指示灯的亮度明显变亮，表明电路中GMR的阻值显著_________（选填“增大”或“减小”），引起GMR阻值变化的原因是___________。
【解析】此试题的特点是结合生产、生活实际或具有时代性的高科技知识，创设问题情景，引起学生的注意，并且能够用小知识来解决大问题，注重了知识的运用。（1）当闭合S1、S2后使滑片P向左滑动过程中，电路中电阻减小，流过电磁铁线圈的电流增大，因此电磁铁周围的磁场增强。（2）指示灯明显变亮，说明电路中的电流过大，因此可知巨磁电阻电阻变小。而滑片P向左滑动过程中，滑动变阻器连入电路中电阻变小，导致电磁铁的电流变大，电磁铁的磁性增强，可见巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小。
【答案】（1）增大，增强；（2）减小，周围磁场强弱发生变化。
【点评】要学会联系电与磁的知识，特别是磁场的强弱与电流大小的关系，然后结合欧姆定律等电学知识进行分析。
中考回顾：历届考查有关磁敏传感器的试题：2008年江苏省连云港市、2009年浙江省宁波市等。
总之，敏感电阻是指其中电阻值对于某些物理量（如温度、光照、机械力、气体的浓度、磁场等）具有敏感特性，当这些物理量发生变化时，其电阻的阻值也发生变化。此类试题的特点是起点高、落到点，具有视觉新、科学前沿信息浓，所以备受命题者的青睐，我们应培养学生多关注生活、关注热点，养成关注科学、技术和社会问题的习惯，学会运用一定的科学思维方法来解决学习、生活、工作中所遇到的问题。
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编辑/张烨
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