2019-2020版物理新导学笔记选修3-2江苏专用版课件:第六章 传感器 1 .pptx
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1、1 传感器及其工作原理,第六章 传感器,学习目标,1.了解什么是传感器,感受传感技术在信息时代的作用与意义. 2.知道将非电学量转化为电学量的意义. 3.了解光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻和霍尔元件的性能,知道其工 作原理及作用.,内容索引,自主预习 预习新知 夯实基础,重点探究 启迪思维 探究重点,达标检测 检测评价 达标过关,自主预习,一、传感器及工作原理 1.传感器的定义:能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等 量,并能把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的另一个物理量(通常是电压、电流等 量),或转换为电路的 的元件. 2.非电学量转换为电学量的意义:把 转换为电学量,可以方便地
2、进行测量、传输、处理和 .,物理,电学,通断,非电学量,控制,二、光敏电阻的特点及工作原理 1.当半导体材料受到 或者温度 时,会有更多的电子获得能量成为 电子,同时也形成更多的空穴,于是导电能力明显增强. 2.光敏电阻是用 材料(如硫化镉)制成的.它的特点是光照越强,电阻越 .它能够把 这个光学量转换为 这个电学量.,光照,升高,自由,半导体,小,光照强弱,电阻,三、热敏电阻和金属热电阻的特点 1.热敏电阻:用 材料制成.可分为正温度系数的热敏电阻和负温度系数的热敏电阻. (1)正温度系数的热敏电阻随温度升高电阻 . (2)负温度系数的热敏电阻(如氧化锰热敏电阻)随温度升高电阻 . 2.金属
3、热电阻:金属的电阻率随温度 而增大,利用这一特性,金属丝也可以制作成 传感器,称为热电阻.,半导体,增大,减小,升高,温度,四、霍尔元件的特点 1.霍尔元件在电流、电压稳定时,载流子所受 和 二力平衡. 2.霍尔电压:UHk (d为薄片的厚度,k为霍尔系数).其中 的变化与 成正比,所以霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量.,电场力,洛伦兹力,UH,B,1.判断下列说法的正误. (1)传感器可以把非电学量转化为电学量.( ) (2)光敏电阻的阻值随光照的强弱而变化,光照越强电阻越大.( ) (3)热敏电阻一般用半导体材料制作,导电能力随温度的升高而增强,但灵敏度低.( ) (4
4、)霍尔元件一共有两个电极,电压这个电学量就通过这两个电极输出. ( ),答案,即学即用,2.如图1所示,R1为定值电阻,R2为负温度系数的热敏电阻,L为小灯泡,当温度降低时,电流表的读数_(填“变大”或“变小”),小灯泡的亮度_(填“变亮”或“变暗”).,变小,变亮,答案,图1,重点探究,(1)会发生什么现象,为什么?,导学探究 干簧管结构:如图2所示,它是玻璃管内封入的两个软磁性材料制成的簧片,接入图3电路,当条形磁铁靠近干簧管时:,一、传感器,图2,答案 灯泡会亮,因为当条形磁铁靠近干簧管时,两个簧片被磁化而接通.,答案,图3,(2)干簧管的作用是什么?,答案 干簧管起到开关的作用,是一种
5、能够感知磁场的传感器.,答案,知识深化 1.传感器的原理:,2.在分析传感器时要明确: (1)核心元件是什么; (2)是怎样将非电学量转化为电学量; (3)是如何显示或控制开关的.,例1 如图4是一种测定油箱油量多少或变化多少的装 置.其中电源电压保持不变,R是滑动变阻器,它的金 属滑片是金属杆的一端.在装置中使用了一只电压表(图 中没有画出),通过观察电压表示数可以了解油量情况. 若将电压表分别接在b、c之间与c、d之间,当油量变 化时,电压表的示数如何变化?,答案 见解析,答案,解析,图4,解析 把电压表接在b、c之间,油量增加时,R减小,电压表的示数减小;油量减少时,R增大,电压表的示数
6、增大.把电压表接在c、d之间,油量增加时,R减小,电路中电流增大,则R两端的电压增大,电压表的示数增大,同理,油量减少时,电压表的示数减小.,导学探究 在工厂生产车间的生产线上安装 计数器后,就可以准确得知生产产品的数量,如 图5所示为光敏电阻自动计数器的示意图,其中 R1为光敏电阻,R2为定值电阻.此光电计数器的基 本工作原理是什么?,二、光敏电阻,答案,答案 当光被产品挡住时,R1电阻增大,电路中电流减小,R2两端电压减小,信号处理系统得到低电压,每通过一个产品就获得一次低电压,并计数一次.,图5,例2 (多选)(2017扬州、泰州、南通、淮安、宿迁、 徐州六市3月联考)如图6所示的闭合电
7、路中,R是半 导体光敏电阻,R1为滑动变阻器.现用一束光照射光 敏电阻,则 A.电流表读数变大 B.电压表读数变大 C.电源的总功率变大 D.电源内阻的功率变大,解析,答案,图6,解析 一束光照射光敏电阻,光敏电阻的阻值变小,根据闭合电路欧姆定律可得总电流变大,电流表读数变大,滑动变阻器R1与电源内阻分压均增大,光敏电阻两端的电压减小,电压表读数变小,A正确,B错误; 电源的总功率PEI,电流增大,所以电源的总功率增大,C正确; 电源内阻的功率PrI2r,电流增大,电源内阻的功率增大,D正确.,导学探究 如图7所示,将多用电表的选择开关置于欧姆 挡,再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻RT
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