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一、光敏电阻
例1 如图1-甲，为一测量硫化镉光敏电阻特性的实验电路，电源电压恒定.电流表内阻不计，开关S闭合后，调节滑动变阻器滑片，使小灯泡发光逐渐增强，测得流过电阻的电流和光强的关系曲线如图1-乙，试根据这一特性设计一个路灯的自动光控电路.
电流][光强]
甲 乙
图1
解析 由光敏电阻的特性曲线可以看出,当入射光增强时,光敏电阻的阻值减小,流过光敏电阻的电流增大，根据题意设计一个路灯自动控制电路如图2.
光][零线][火线][衔铁][触点][电磁铁][输入端][输出端][弹簧][电流信号
放大器]
图2
当有光照时,光电流经过放大器输出一个较大的电流,驱动电磁继电器吸合,使两个常闭触点断开,路灯熄灭;当无光照时,光电流减小,放大器输出电流减小,电磁继电器释放衔铁,使两个常闭触点闭合,控制路灯电路接通,路灯开始工作.
点拨 一是测量电路中的光敏电阻的作用，二是被控制电路的目的是昼关夜开，很容易接成昼开夜关.
二、热敏电阻
例2 现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干. 如图3,试设计一个温控电路.要求温度低于某一温度时,电炉丝自动通电供热,超过某一温度时,又可以自动断电,画出电路图说明工作过程.
电源][电炉丝][热敏电阻][电磁继电器]
图3
解析 电路图如图4，工作过程：闭合S，当温度低于设计值时热敏电阻阻值大，通过电磁继电器的电流不能使它工作，K接通，电炉丝加热. 当温度达到设计值时，热敏电阻减小到某值，通过电磁继电器的电流达到工作电流，K断开，电炉丝断电，停止供热；当温度低于设计值，又重复前述过程.
电磁继电器][热敏电阻][电炉丝]
图4
点拨 一是测量电路中热敏电阻的作用，二是被控制电路的目的是温度高时关温度低时开，很容易接反.
三、压敏电阻
例3 压敏电阻对外界压力变化十分敏感，当压力变大（小）时，其电阻阻值明显地变小（大）. 压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图5-甲，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球. 小车原来向右做匀速直线运动的过程中，从某时刻开始计时，电流表示数如图5-乙，则（ ）
[A] [压敏电阻]
甲 乙
图5
A．从0到[t1]时间内，小车做匀速直线运动
B．从[t1]到[t2]时间内，小车做匀加速直线运动
C．从[t2]到[t3]时间内，小车做匀减速直线运动
D．从[t3]之后，小车做匀速直线运动
解析 从0~[t1]时间内电路中电流持续增大，电阻不断变小，由压敏电阻的原理，可知电阻所受压力持续变大，故小车的加速度变大，小车做变加速直线运动，A项错误；从[t1]到[t2]时间内，由于电流比0时刻的大且保持不变，电阻小于0时刻的电阻，则压力保持不变且大于0时刻的，可知小车做匀加速直线运动，B项正确；从[t2]到[t3]时间内，电流持续减小，电阻持续增大，得知挤压作用不断减小，小车的加速度不断减小，但速度仍然增加，C项错误；从[t3]之后，电流不再变化，则挤压作用也不变，与初状态相同，可知小车向左做匀速直线运动，D项正确.
答案 BD
点拨 对压敏电阻的理解是，当电阻受到挤压时，相当于电阻率不变，横截面积变大，长度变小，根据电阻定律，可知电阻变小. 当压力变化时，电阻的值也要发生变化. 当压力稳定时，电阻不变，电流也不变.
四、磁敏电阻
例4 磁敏电阻的阻值与所处的磁场的磁感应强度大小有关，当磁场的磁感应强度稍微增大（减弱）时，电阻的阻值明显变大（减小）. 2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家. 材料的电阻随磁场的增强而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度. 若图6为某磁敏电阻在室温下的电阻-磁感应强度特性曲线，其中[RB]、[R0]分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值. 为了测量磁感应强度[B]，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值[RB]，请按要求完成下列实验.
（1）设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，在图7的虚线框内画出实验电路原理图（磁敏电阻及所处磁场已给出，待测磁场磁感应强度大小约为0.6~1.0T，不考虑磁场对电路其它部分的影响）. 要求误差较小.
提供的器材如下：
A．磁敏电阻，无磁场时阻值[R0=]150Ω
B．滑动变阻器[R]，全电阻约20Ω
C．电流表A，量程2.5mA，内阻约30Ω
D．电压表V，量程3V，内阻约3kΩ
E．直流电源[E]，电动势3V，内阻不计
F．开关S，导线若干
根据上表可求出磁敏电阻的测量值[RB]= Ω，结合图6，可知待测磁场的磁感应强度[B]= T.
（3）结合图8简要回答，磁感应强度[B]在0~0.2T和0.4~1.0T范围内，磁敏电阻阻值的变化规律有何不同？
[1000
500][0.3 0.6][-0.6 -0.3]
图8
（4）某同学查阅相关资料时看到了如图8的磁敏电阻在一定温度下的电阻-磁感应强度特性曲线（关于纵轴对称），由图线可以得到什么结论？
解析 （1）由题意可知，待测磁场的磁感应强度大小约为0.6~1.0T，根据图8可估算磁敏电阻值约为900~1800Ω左右，远大于电流表内阻，电流表宜采用内接，又因要求测量误差较小，测磁敏电阻两端电压变化范围要大，滑动变阻器应接成分压式，实验电路原理图如图9.
因此[RBR0=10]，由图6可知待测磁场的磁感应强度[B=]0.90T.
（3）由图8，在0~0.2T范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化（或不均匀变化）；在0.4~1.0T范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化（或均匀变化）.
（4）磁场反向，磁敏电阻的阻值不变.
点拨 一是测量电路中的电流表的接法（内接法或外接法）；二是控制电路中的滑动变阻器的接法（分压式或限流式）.
五、气敏电阻
例5 气敏电阻的阻值与所处的某种气体浓度有关，当气体的浓度稍微增大（减小）时，其电阻值会明显减小（增大）. 氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳（CO）浓度的检测. 它的电阻值随CO浓度的变化而变化. 在图10的电路中，不同的CO浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与CO浓度有了对应关系，观察仪表指针就能判断CO浓度是否超标. 有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出的是电导（即电阻的倒数）-CO的浓度曲线，如图11，则电压表示数U与CO浓度C之间的对应关系，正确的是（ ）
[传感器电导][CO浓度][图11][图10] [V] [保护电阻][氧化锡
传感器]
[A B C D]
解析 从图11的电导（即电阻的倒数）-CO的浓度曲线可知，传感器的电导与CO浓度成正比，则传感器的电阻与CO浓度成反比. 假设保护电阻为[R0]，与电压表并联的电阻为[R]，由闭合电路欧姆定律，可得[U=IR=ERR传+R0+R=ER传+R0R+1]，当CO浓度增加时，传感器的电阻[R传]减小，电压表的示数[U]增大，但不是线性变化，当CO浓度很高时，传感器的电导正比增大，当[R传]→0时，最终电压表的电压趋近于[U=ERR0+R]，图12的渐近线对图线的走势进行了约束，C项正确.
[图12]
答案 C
点拨 要求紧密联系题目中的信息并加以分析，学会用数学中极限的概念、函数的观点来分析物理问题
例1 如图1-甲，为一测量硫化镉光敏电阻特性的实验电路，电源电压恒定.电流表内阻不计，开关S闭合后，调节滑动变阻器滑片，使小灯泡发光逐渐增强，测得流过电阻的电流和光强的关系曲线如图1-乙，试根据这一特性设计一个路灯的自动光控电路.
电流][光强]
甲 乙
图1
解析 由光敏电阻的特性曲线可以看出,当入射光增强时,光敏电阻的阻值减小,流过光敏电阻的电流增大，根据题意设计一个路灯自动控制电路如图2.
光][零线][火线][衔铁][触点][电磁铁][输入端][输出端][弹簧][电流信号
放大器]
图2
当有光照时,光电流经过放大器输出一个较大的电流,驱动电磁继电器吸合,使两个常闭触点断开,路灯熄灭;当无光照时,光电流减小,放大器输出电流减小,电磁继电器释放衔铁,使两个常闭触点闭合,控制路灯电路接通,路灯开始工作.
点拨 一是测量电路中的光敏电阻的作用，二是被控制电路的目的是昼关夜开，很容易接成昼开夜关.
二、热敏电阻
例2 现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干. 如图3,试设计一个温控电路.要求温度低于某一温度时,电炉丝自动通电供热,超过某一温度时,又可以自动断电,画出电路图说明工作过程.
电源][电炉丝][热敏电阻][电磁继电器]
图3
解析 电路图如图4，工作过程：闭合S，当温度低于设计值时热敏电阻阻值大，通过电磁继电器的电流不能使它工作，K接通，电炉丝加热. 当温度达到设计值时，热敏电阻减小到某值，通过电磁继电器的电流达到工作电流，K断开，电炉丝断电，停止供热；当温度低于设计值，又重复前述过程.
电磁继电器][热敏电阻][电炉丝]
图4
点拨 一是测量电路中热敏电阻的作用，二是被控制电路的目的是温度高时关温度低时开，很容易接反.
例3 压敏电阻对外界压力变化十分敏感，当压力变大（小）时，其电阻阻值明显地变小（大）. 压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图5-甲，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球. 小车原来向右做匀速直线运动的过程中，从某时刻开始计时，电流表示数如图5-乙，则（ ）
[A] [压敏电阻]
甲 乙
图5
A．从0到[t1]时间内，小车做匀速直线运动
B．从[t1]到[t2]时间内，小车做匀加速直线运动
C．从[t2]到[t3]时间内，小车做匀减速直线运动
D．从[t3]之后，小车做匀速直线运动
解析 从0~[t1]时间内电路中电流持续增大，电阻不断变小，由压敏电阻的原理，可知电阻所受压力持续变大，故小车的加速度变大，小车做变加速直线运动，A项错误；从[t1]到[t2]时间内，由于电流比0时刻的大且保持不变，电阻小于0时刻的电阻，则压力保持不变且大于0时刻的，可知小车做匀加速直线运动，B项正确；从[t2]到[t3]时间内，电流持续减小，电阻持续增大，得知挤压作用不断减小，小车的加速度不断减小，但速度仍然增加，C项错误；从[t3]之后，电流不再变化，则挤压作用也不变，与初状态相同，可知小车向左做匀速直线运动，D项正确.
答案 BD
点拨 对压敏电阻的理解是，当电阻受到挤压时，相当于电阻率不变，横截面积变大，长度变小，根据电阻定律，可知电阻变小. 当压力变化时，电阻的值也要发生变化. 当压力稳定时，电阻不变，电流也不变.
四、磁敏电阻
例4 磁敏电阻的阻值与所处的磁场的磁感应强度大小有关，当磁场的磁感应强度稍微增大（减弱）时，电阻的阻值明显变大（减小）. 2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家. 材料的电阻随磁场的增强而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度. 若图6为某磁敏电阻在室温下的电阻-磁感应强度特性曲线，其中[RB]、[R0]分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值. 为了测量磁感应强度[B]，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值[RB]，请按要求完成下列实验.
（1）设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，在图7的虚线框内画出实验电路原理图（磁敏电阻及所处磁场已给出，待测磁场磁感应强度大小约为0.6~1.0T，不考虑磁场对电路其它部分的影响）. 要求误差较小.
提供的器材如下：
A．磁敏电阻，无磁场时阻值[R0=]150Ω
B．滑动变阻器[R]，全电阻约20Ω
C．电流表A，量程2.5mA，内阻约30Ω
D．电压表V，量程3V，内阻约3kΩ
E．直流电源[E]，电动势3V，内阻不计
F．开关S，导线若干
根据上表可求出磁敏电阻的测量值[RB]= Ω，结合图6，可知待测磁场的磁感应强度[B]= T.
（3）结合图8简要回答，磁感应强度[B]在0~0.2T和0.4~1.0T范围内，磁敏电阻阻值的变化规律有何不同？
[1000
500][0.3 0.6][-0.6 -0.3]
图8
（4）某同学查阅相关资料时看到了如图8的磁敏电阻在一定温度下的电阻-磁感应强度特性曲线（关于纵轴对称），由图线可以得到什么结论？
解析 （1）由题意可知，待测磁场的磁感应强度大小约为0.6~1.0T，根据图8可估算磁敏电阻值约为900~1800Ω左右，远大于电流表内阻，电流表宜采用内接，又因要求测量误差较小，测磁敏电阻两端电压变化范围要大，滑动变阻器应接成分压式，实验电路原理图如图9.
因此[RBR0=10]，由图6可知待测磁场的磁感应强度[B=]0.90T.
（3）由图8，在0~0.2T范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化（或不均匀变化）；在0.4~1.0T范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化（或均匀变化）.
（4）磁场反向，磁敏电阻的阻值不变.
点拨 一是测量电路中的电流表的接法（内接法或外接法）；二是控制电路中的滑动变阻器的接法（分压式或限流式）.
五、气敏电阻
例5 气敏电阻的阻值与所处的某种气体浓度有关，当气体的浓度稍微增大（减小）时，其电阻值会明显减小（增大）. 氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳（CO）浓度的检测. 它的电阻值随CO浓度的变化而变化. 在图10的电路中，不同的CO浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与CO浓度有了对应关系，观察仪表指针就能判断CO浓度是否超标. 有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出的是电导（即电阻的倒数）-CO的浓度曲线，如图11，则电压表示数U与CO浓度C之间的对应关系，正确的是（ ）
[传感器电导][CO浓度][图11][图10] [V] [保护电阻][氧化锡
传感器]
[A B C D]
解析 从图11的电导（即电阻的倒数）-CO的浓度曲线可知，传感器的电导与CO浓度成正比，则传感器的电阻与CO浓度成反比. 假设保护电阻为[R0]，与电压表并联的电阻为[R]，由闭合电路欧姆定律，可得[U=IR=ERR传+R0+R=ER传+R0R+1]，当CO浓度增加时，传感器的电阻[R传]减小，电压表的示数[U]增大，但不是线性变化，当CO浓度很高时，传感器的电导正比增大，当[R传]→0时，最终电压表的电压趋近于[U=ERR0+R]，图12的渐近线对图线的走势进行了约束，C项正确.
[图12]
答案 C
点拨 要求紧密联系题目中的信息并加以分析，学会用数学中极限的概念、函数的观点来分析物理问题