Question

6．阅读短文，回答问题：
热敏电阻
热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度特性不同分为正温度系数热敏电阻器（PTC）和负温度系数热敏电阻器（NTC）．PTC热敏电阻器在温度越高时电阻值越大，NTC热敏电阻器在温度越高时电阻值越低．目前普遍使用的热敏电阻器中有陶瓷热敏电阻器和有机材料热敏电阻器．图甲、乙分别为这两种热敏电阻的阻温曲线图．
热敏电阻常用在过流保护上．室温下电阻较小，而当电路因短路或过载故障而出现过大电流时，热敏电阻由于发热功率增加导致温度上升，当温度超过一定值（转变点）时，电阻瞬间剧增，回路中的电流迅速减小到安全值而起保护作用．当故障排除后，热敏电阻还可正常使用，所以其又经常被人们称为自恢复保险丝．当温度超过转变点温度时，电阻随温度变化更大的更适宜制作自恢复保险丝．
热敏电阻还可用在温度控制及温度补偿上．生活中的电蚊香加热器（如图丙）就是采用图甲所示的陶瓷热敏电阻代替电热丝作为恒温加热器的．它的工作原理如图丁，当把电蚊香片放入后，接上电源即可对其加热驱蚊、灭蚊．航天器在太空工作，当进入地球阴影时温度会急剧降低，航天器上的一些金属电阻元件的阻值会减小，而当太阳直射时温度又会升得很高，它们的阻值会增大．这一问题对于需要精确工作的航天器而言，常常是致命的伤害．为了防止这一现象的发生，可以串联一个热敏电阻对其进行补偿．
（1）图甲中的陶瓷热敏电阻在温度低于170℃时具有NTC （PTC/NTC）效应，图乙中的有机材料热敏电阻属于PTC（选填“PTC”、“NTC”）热敏电阻．
（2）航天器在太空工作，需给金属电阻元件串联一个NTC （陶瓷/有机材料/NTC/PTC）热敏电阻对其进行补偿．
（3）在电路正常时，自恢复保险丝消耗的电功率很小．（填“大或小”）
（4）制作自恢复保险丝适宜选择有机材料（陶瓷/有机材料/NTC）热敏电阻．
（5）当将图丙所示电蚊香加热器接入电路后，其功率随时间变化图象最可能的是图戊中的C．

Answer 1

分析 （1）根据PTC热敏电阻器在温度越高时电阻值越大和NTC热敏电阻器在温度越高时电阻值越低的特点分析即可．
（2）根据航天器在太空中的工作特点可知应串联的热敏电阻是具有当温度降低阻值会升高，而当温度升高时，阻值会降低的特点．由此判断可知串联的是具有NTC效应的热敏电阻．
（3）在电路正常时，室温下热敏电阻的阻值最小，根据P=I²R可知保险丝消耗的电功率很小．
（4）保险丝的电阻必须是温度越高阻值越大，且超过一定值（转变点）时，电阻值瞬间剧增；根据这一特点找出符合的材料即可．
（5）根据电蚊香加热器里的电阻值的变化特点，利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析功率的变化规律．

解答 解：（1）由甲图可知：陶瓷热敏电阻在温度低于170℃时，电阻值是随温度升高而降低的，所以具有NTC效应．
由乙图可知：在温度低于170℃时，电阻值是随温度升高而变大，所以有机材料热敏电阻属于PTC热敏电阻．
（2）因为航天器在太空工作，当进入地球阴影时温度会急剧降低，航天器上的一些金属电阻元件的阻值会减小，而当太阳直射时温度又会升得很高，它们的阻值会增大．所以为了对其进行补偿，应串联一个能在温度降低阻值会升高，温度升高时阻值会降低的电阻．即具有NTC效应的热敏电阻．
（3）因为在电路正常时，热敏电阻是串联在电路中，并且处于室温的环境下，阻值最小，根据P=I²R可知保险丝消耗的电功率很小．
（4）由保险丝的工作特点知：保险丝必须是温度越高阻值越大，且超过一定值（转变点）时，电阻瞬间剧增，所以由甲乙图可知具有这一特点的是有机材料热敏电阻；所以应选用有机材料制作保险丝．
（5）生活中的电蚊香加热器是采用陶瓷热敏电阻代替电热丝作为恒温加热器的，而陶瓷热敏电阻其阻值特点是随温度的升高先降低，超过一定的温度时阻值升高的很快，减小加热，然后温度减低，阻值减小，阻值减小，再次加热，这样反复使加热功率保持几乎不变；根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$和电源电压不变的条件可知，加热器的功率是先变大、再降低，最后功率几乎保持不变；故图象C符合．
故答案为：（1）NTC、PTC；（2）NTC；（3）小；（4）有机材料；（5）C．

点评 本题考查学生对阅读材料和图象的理解及应用，会从材料和图象中找出知识点，这是物理中常用方法，应熟练应用．在应用图象信息时重点掌握：①图象中坐标的含义；②图象的变化．