例談特殊電阻的應(yīng)用題

周曉飛

特殊電阻是指與普通電阻不一樣的特別電阻，主要特點(diǎn)是其阻值會(huì)隨一些因素的影響而發(fā)生改變，常見的特殊電阻有熱敏電阻、壓敏電阻、光敏電阻、聲敏電阻、氣敏電阻和巨磁電阻等。近些年特殊電阻在中考動(dòng)態(tài)電路題中出現(xiàn)的頻率有所增加，下面舉例介紹。

考題再現(xiàn)

例1 如圖1是交警用來(lái)檢查“酒駕”的測(cè)試儀。測(cè)試儀里面的酒精氣體傳感器是一種氣敏電阻，它的阻值隨酒精氣體濃度的增大而減小。酒精氣體濃度越大，測(cè)試儀中電壓表的示數(shù)也越大。下列四個(gè)電路圖符合其原理的是（）。

解析：圖A中兩電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)電源電壓，示數(shù)不變，故A錯(cuò)誤。

圖B、C中，兩電阻串聯(lián)，B中電壓表測(cè)定值電阻兩端的電壓，C中電壓表測(cè)氣敏電阻兩端的電壓，根據(jù)氣敏電阻的阻值隨酒精氣體濃度的增大而減小可知R阻值變小，由串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知R兩端電壓減小，由于電源電壓不變，所以R0兩端電壓增大，故B正確，C錯(cuò)誤。

圖D中，電壓表與兩電阻串聯(lián)，測(cè)電源電壓，示數(shù)不變，故D錯(cuò)誤。

答案：B

例2 某科技小組為快遞公司設(shè)計(jì)的分揀計(jì)數(shù)裝置簡(jiǎn)化電路如圖2所示。R2為定值電阻，R1為光敏電阻，當(dāng)有光照射光敏電阻時(shí)其阻值變小。激光被遮擋一次，計(jì)數(shù)器（可視為電壓表）就會(huì)自動(dòng)計(jì)數(shù)一次。閉合開關(guān)，激光被遮擋瞬間，下列說(shuō)法正確的是（）。

A. 電阻R1的阻值變小

B. 通過(guò)R2的電流變大

C. 電阻R1兩端的電壓變大

D. 電阻R2兩端的電壓變大

解析：根據(jù)電路圖可知，閉合開關(guān)時(shí)，兩電阻串聯(lián)，計(jì)數(shù)器（電壓表）測(cè)R1兩端的電壓，當(dāng)有光照射光敏電阻時(shí)其阻值變小，則激光被遮擋瞬間（無(wú)光照）時(shí)電阻R1的阻值變大，故A錯(cuò)誤；

由于電阻R1的阻值變大，由串聯(lián)電路的電阻規(guī)律可知電路的總電阻變大，由歐姆定律可知，電路中的電流變小，即通過(guò)R2的電流變小，故B錯(cuò)誤；

由于通過(guò)R2的電流變小，根據(jù)U = IR可知R2兩端的電壓變小，由于電源電壓不變，由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知R1兩端的電壓變大，故C正確，D錯(cuò)誤。

答案：C

方法歸納

解含有特殊電阻的動(dòng)態(tài)電路問(wèn)題的方法與其他動(dòng)態(tài)電路問(wèn)題處理方法相同：首先明確電路類型，其次分析各個(gè)電表的測(cè)量對(duì)象，再次分析特殊電阻阻值的變化情況，最后結(jié)合串、并聯(lián)電路電流、電壓和電阻的關(guān)系以及歐姆定律或串聯(lián)分壓、并聯(lián)分流等知識(shí)解題。

能力提升

1. 如圖3所示，GMR為巨磁電阻，其阻值隨著磁場(chǎng)的增強(qiáng)而急劇減小，閉合開關(guān)S1和S2，將滑片P從中點(diǎn)移到b端，則以下判斷正確的是（）。

A. 電磁鐵的右端是 N 極

B. R兩端的電壓變大

C. 圖中右邊電路的總功率變大

D. 電壓表的示數(shù)變大

2. （多選）如圖4，某科技小組設(shè)計(jì)了一種預(yù)防電梯超員的壓力傳感報(bào)警裝置，其工作電路如圖甲所示。模擬實(shí)驗(yàn)中獲得的數(shù)據(jù)如下：電源電壓保持3 V不變，報(bào)警器R0的阻值恒為5 Ω，壓敏電阻Rx隨所受壓力F的變化圖象如圖乙所示。當(dāng)Rx所受壓力達(dá)到10 N時(shí)，報(bào)警器R0開始發(fā)出報(bào)警信號(hào)，則（）。

A. 壓力越大，壓敏電阻Rx越大

B. 壓力為5 N時(shí)，Rx兩端的電壓為2.5 V

C. 當(dāng)電路中電流達(dá)到0.3 A時(shí)，報(bào)警器啟動(dòng)報(bào)警

D. 裝置待機(jī)時(shí)間1 h，電路消耗的電能為1.08 × 103 J

3. （多選）如圖5，圖甲電路中，電源電壓不變，R0為定值電阻，R為熱敏電阻，其阻值隨溫度變化的圖象如圖乙所示，閉合開關(guān)S，溫度升高時(shí)（）。

A. 電流表示數(shù)變小

B. 電壓表示數(shù)變小

C. 電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值不變

D. 電路中的總功率變大

4.如圖6，在圖甲所示電路中，電源電壓不變，R為熱敏電阻，其阻值隨溫度變化關(guān)系如圖乙所示，R0是定值電阻，閉合開關(guān)S，則：

（1）溫度升高時(shí)，電壓表的示數(shù)_________（選填“變大”“變小”或“不變”）；

（2）溫度降低時(shí)，電壓表示數(shù)變化量與電流表示數(shù)變化量的比值_________（選填“變大”“變小”或“不變”）。

答案：1. D 2. CD 3. BD 4. （1）變大 （2）不變

（作者單位：錦州市實(shí)驗(yàn)學(xué)校）