例談特殊電阻的應用題

周曉飛

特殊電阻是指與普通電阻不一樣的特別電阻，主要特點是其阻值會隨一些因素的影響而發生改變，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態電路題中出現的頻率有所增加，下面舉例介紹。

考題再現

例1 如圖1是交警用來檢查“酒駕”的測試儀。測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，測試儀中電壓表的示數也越大。下列四個電路圖符合其原理的是（）。

解析：圖A中兩電阻串聯，電壓表測電源電壓，示數不變，故A錯誤。

圖B、C中，兩電阻串聯，B中電壓表測定值電阻兩端的電壓，C中電壓表測氣敏電阻兩端的電壓，根據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，由串聯電路電壓規律可知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錯誤。

圖D中，電壓表與兩電阻串聯，測電源電壓，示數不變，故D錯誤。

答案：B

例2 某科技小組為快遞公司設計的分揀計數裝置簡化電路如圖2所示。R2為定值電阻，R1為光敏電阻，當有光照射光敏電阻時其阻值變小。激光被遮擋一次，計數器（可視為電壓表）就會自動計數一次。閉合開關，激光被遮擋瞬間，下列說法正確的是（）。

A. 電阻R1的阻值變小

B. 通過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：根據電路圖可知，閉合開關時，兩電阻串聯，計數器（電壓表）測R1兩端的電壓，當有光照射光敏電阻時其阻值變小，則激光被遮擋瞬間（無光照）時電阻R1的阻值變大，故A錯誤；

由于電阻R1的阻值變大，由串聯電路的電阻規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R2的電流變小，故B錯誤；

由于通過R2的電流變小，根據U = IR可知R2兩端的電壓變小，由于電源電壓不變，由串聯電路的電壓規律可知R1兩端的電壓變大，故C正確，D錯誤。

答案：C

方法歸納

解含有特殊電阻的動態電路問題的方法與其他動態電路問題處理方法相同：首先明確電路類型，其次分析各個電表的測量對象，再次分析特殊電阻阻值的變化情況，最后結合串、并聯電路電流、電壓和電阻的關系以及歐姆定律或串聯分壓、并聯分流等知識解題。

能力提升

1. 如圖3所示，GMR為巨磁電阻，其阻值隨著磁場的增強而急劇減小，閉合開關S1和S2，將滑片P從中點移到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. 電壓表的示數變大

2. （多選）如圖4，某科技小組設計了一種預防電梯超員的壓力傳感報警裝置，其工作電路如圖甲所示。模擬實驗中獲得的數據如下：電源電壓保持3 V不變，報警器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Rx所受壓力達到10 N時，報警器R0開始發出報警信號，則（）。

A. 壓力越大，壓敏電阻Rx越大

B. 壓力為5 N時，Rx兩端的電壓為2.5 V

C. 當電路中電流達到0.3 A時，報警器啟動報警

D. 裝置待機時間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S，溫度升高時（）。

A. 電流表示數變小

B. 電壓表示數變小

C. 電壓表示數與電流表示數的比值不變

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系如圖乙所示，R0是定值電阻，閉合開關S，則：

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

（2）溫度降低時，電壓表示數變化量與電流表示數變化量的比值_________（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：錦州市實驗學校）