敏感电阻引起的电路动态问题解读

朝斌

摘 要：介绍常见的七种半导体敏感电阻的特点及应用，分享由敏感电阻引起的电路动态变化问题，解读与敏感电阻相关的中考电学综合题。

關键词：敏感电阻；动态电路；中考电学

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2018）6-0037-4

随着电子技术的发展，敏感电阻在电子电路中应用广泛。敏感电阻一般都由半导体材料构成，其电阻值随温度、气体、光照、湿度、磁场、压力、电压等作用变化而敏感变化，从而转化为变化的电信号，动态调节电路，实现自动控制。动态电路综合性强，既是学习的重点，也是难点，同时又是中考的高频考点。笔者就常见的七种半导体敏感电阻在中考动态电路综合运算中的应用作以下交流。

1 热敏电阻

热敏电阻阻值随着温度的变化而变化。应用于电热器、节能灯的温度控制电路、电脑主板CPU测温、自动消磁、超温报警等。

3 光敏电阻

光敏电阻阻值随外界光照强弱变化而变化。应用于光控开关、照相机闪光控制、光电自动检测、电子验钞机、电子光控玩具等。

5 磁敏电阻

磁敏电阻阻值随着磁场的变化而变化。应用于磁场强度的测量、磁卡文字识别、磁电编码器、铁磁物质探伤、鉴别磁性油墨印的纸币和票证真伪等。

例5 （2017·枣庄中考）物理学中，用磁感应强度（用字母B表示）来描述磁场的强弱，国际单位是特斯拉（用字母T表示），磁感应强度B越大表示磁场越强；B=0表明没有磁场。有一种电阻，其阻值大小随周围磁感应强度的变化而变化，这种电阻叫磁敏电阻。为了探究电磁铁磁感应强度的大小与哪些因素有关，如图5所示，小超设计了甲、乙两图所示的电路，图甲中电源电压恒为6 V，R为磁敏电阻，图乙中的电磁铁左端靠近且正对图甲中的磁敏电阻R，磁敏电阻R的阻值随周围磁感应强度变化的关系图像如图丙所示。

（1）当图乙S2断开，图甲S1闭合时，磁敏电阻R的阻值是___Ω，电流表的示数为___mA。

（2）闭合S1和S2，图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动时，小超发现图甲中的电流表的示数逐渐减小，说明磁敏电阻R的阻值变 。电磁铁的磁感应强度变___________。

（3）闭合S1和S2，图乙中滑动变阻器的滑片P保持不动，将磁敏电阻R水平向左逐渐远离电磁铁时，小超将测出的磁敏电阻与电磁铁左端的距离L、对应的电流表的示数I及算出的磁感应强度B同时记录在下表中（表1），请计算当L=5 cm时，磁敏电阻R所在位置的磁感应强度B=____T。

（4）综合以上实验可以看出：电磁铁磁感应强度随通过电流的增大而 ；离电磁铁越远，磁感应强度越 。

考点：影响电磁铁磁性强弱的因素；欧姆定律。

（2）闭合S1和S2，图乙中R1的滑片P向右移动时，R1的阻值变小，电流变大，电磁铁磁感应强度变强；图甲中的电流表的示数逐渐减小，说明磁敏电阻R的阻值变大。

（4）综合分析得出：电磁铁磁感应强度随电流的增大而增大；离电磁铁越远，磁感应强度越弱。

6 力敏电阻

力敏电阻阻值随机械力的变化而变化。应用于压力传感器、半导体传声器（话筒）等。

例6 （2017·深圳中考）如图6所示，甲图是某电子秤的原理示意图，R1为定值电阻，托盘下方的电阻R2为压敏电阻（我国物理学将其称为“力敏电阻”，国外称为“压电电阻器”，而非“压敏电阻”，笔者注），其电阻大小与托盘内所放物体质量m大小的关系图如图乙所示。已知电源电压为6 V保持不变。

（1）当托盘为空时，R2电阻_________；

（2）若托盘为空时，电流表示数为I1=0.01 A，求定值电阻R1的阻值；

（3）若放入某物体后，电流表示数为I2=0.02 A，求该物体的质量大小。

考点：欧姆定律。

7 压敏电阻

压敏电阻阻值随电压的变化而变化。当加在压敏电阻上的电压低于某个值时，其电阻值无穷大，流过的电流极小，相当于一个断开的开关；当所加电压高于某个值时，其电阻值无穷小，流过它的电流激增，相当于一个闭合的开关。应用于家用电器、程控电话交换机等设备的过压保护。

例7 （2014·江都联考）如图7甲是压敏电阻，它是对电压敏感的元件，其I-U图像如图乙，家用电器中常用它作保护元件，图丙是某电视机中的简化电路，A、B接入家庭电路，R是熔断器，RV是压敏电阻，RV与工作电路 联，当输入电压不高于240 V时，RV中无电流，不影响工作电路工作，输入电压高于240 V时，整个电路形成 （选填“通路”“短路”或“断路”），熔丝熔断，切断电源，防止工作电路被烧坏。

考点：串联电路、并联电路和短路的特点。

解析 将压敏电阻RV和工作电路并联，其两端电压正常时阻值很大，不起作用；一旦超过保护电压，它的阻值迅速变小，绝大部分电流从RV流过，从而保护了工作电路。当RV两端的电压达到某一临界值时，其阻值会急剧变小。根据图丙可知，RV与工作电路并联；输入电压高于240 V时，熔丝熔断，保护了工作电路。故答案为：并；短路。

参考文献：

[1]王卫.初中生物理科学探究核心素养的培养策略[J].中学物理，2017，35（14）：25-27.

[2]赵训忠.剖析高考命题中的敏感电阻[J].物理教学探讨，2014，32（10）：60-63.（栏目编辑 陈 洁）