教科版高中物理选修(32)3.12《传感器 温度传感器和光传感器》word学案

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高中物理第三章传感器2温度传感器和光传感器课件教科版选修3

高中物理第三章传感器2温度传感器和光传感器课件教科版选修3

(2)烟雾进入罩内后对光有散射作用,使部分光线照射 到光电三极管上,其电阻变小。与传感器连接的电路检 测出这种变化,就会发出警报。
【特别提醒】 (1)热敏电阻随温度的升高,电阻有可能减小,也有可能 增大。 (2)并非所有半导体材料都可以当成光敏电阻或热敏电 阻使用。
【过关训练】 1.如图所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行 人监控装置,R1为光敏电阻、R2为定值电阻,A、B接监 控装置。则 ( )
【素养解读】
核心 素养 素养 角度
素养任务
科学 问题 利用图像探究热敏电阻与温度的关 探究 解释 系
科学 科学 根据闭合电路欧姆定律分析求出温 思维 推理 度的数值
【核心归纳】 1.探究热敏电阻: (1)实验器材:热敏电阻、多用电表、 铁架台、烧杯、冷水、热水、导线等。 (2)实验步骤: ①按图连接好电路,将热敏电阻绝缘处理。
答案:见正确解答
【核心归纳】 1.探究光敏电阻的特性: (1)实验器材:电压直流电源、滑动变阻器、小灯泡、 多用电表、光敏电阻、导线、黑纸。
(2)实验步骤: ①将光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器按如 图所示电路连接好,并将多用电表置于“×100”挡。
②先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值,并记 录数据。 ③打开电源,让小灯泡发光,调节小灯泡的亮度使之逐 渐变亮,观察表盘指针显示电阻阻值的情况,并记录。 ④用黑纸遮光,观察表盘指针显示电阻阻值的情况,并 记录。
二、光传感器 1.作用:光传感器是转换_光__信__号__的传感器。 2.原理:有些金属或半导体材料,在电路中受到光照时, 产生_电__流__或_电__压__,实现光信号向电信号的转化。 3.应用:_自__动__门__、光电式烟尘浓度计、光电式转速 表。

高二物理教科版3~2课件3.1-3.2 传感器 温度传感器和光传感器

高二物理教科版3~2课件3.1-3.2 传感器 温度传感器和光传感器
第三章
传感器
1.传感器 2.温度传感器和光传感器
在流感高发的季节,许多场合都使用了非接触式红外测温仪.那么非接触 式红外测温仪使用了什么传感器?在使用过程中相比接触式测温仪有什么 优点?
1.了解传感器的概念、结构及各部分的作用,感受传感器在信息时代的应 用. 2.通过实验感知半导体热敏电阻的热敏特性,了解干簧管的构造及作用. 3.了解温度传感器与光传感器常用的敏感元件及其他的热敏性能,了解温 度传感器与光传感器在生活、生产中的应用.
探究二
【例题 2】 关于干簧管,下列说法正确的是( A.干簧管接入电路中相当于电阻的作用 B.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的 C.干簧管接入电路中相当于开关的作用
探究一
探究二
点拨:光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小,随光照强度的减弱而 增大. 解析:本题考查了光敏电阻的特性及电路分析知识.电源电压恒定,也就 是说,并联电路两端的电压恒定,当滑动触头向左移动时,发光二极管发光变 强,光敏电阻的电阻变小,所以电流变大,则 L 的功率变大. 答案:A 反思:搞清光敏电阻的特点和注意电源电压是恒定的是解决本题的关键.
探究一
探究二
探究一
半导体的导电原理是什么
半导体热敏、 光敏电阻随着温度和光照情况的不同,电阻会发生明显的变化, 这其中的原理是什么呢?下面,我们以硅原子为例作一简单分析.
探究一
探究二
如图所示是硅原子排列示意图,每个原子的最外层有 4 个电子.由于热 运动或其他原因,其中极少数电子可能获得较大的能量,挣脱原子的束缚而 成为自由电子.这样,在原来的地方就留下一个空位,称为“空穴”.空穴相当 于一个正电荷.当这个空穴由附近原子中的电子来填补时,就出现了一个新 的空穴,这种变化相当于空穴在移动. 如果有了外电场,自由电子和空穴会向相反的方向做定向移动,于是在 半导体中形成了电流.自由电子和空穴都叫作载流子. 当半导体材料受到光照或者温度升高时,会有更多的电子获得能量成 为自由电子,同时也形成更多的空穴,于是导电性能明显地增强.

教科版高中物理选修(32)第三章《传感器》word学案

教科版高中物理选修(32)第三章《传感器》word学案

四川省广安市岳池县第一中学高中物理《第三章传感器》学案教科版选修3-2传感器⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧定义:是把被测的非电信息,按一定规律转换成与之对应的电信息的器件或装置结构框图:――→非电信息敏感元件―→处理电路――→电信息敏感元件⎩⎪⎨⎪⎧力敏元件光敏元件热敏元件磁敏元件气敏元件应用⎩⎪⎨⎪⎧温度传感器光传感器洗衣机、电冰箱等电器中的传感器一、常见敏感元件的特点及应用1.光敏电阻:光敏电阻的阻值与所受光照的强度有关,光照增强阻值减小,光照减弱阻值增大.2.金属热电阻:金属热电阻的电阻率随温度升高而增大.3.热敏电阻:热敏电阻有正温度系数和负温度系数两种.正温度系数的热敏电阻的阻值随温度升高而增大,负温度系数的热敏电阻的阻值随温度升高而减小.4.霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量.例1如图1所示是一火警报警器的部分电路示意图.其中R2为用半导体负温度系数热敏材料制成的传感器,电流表为值班室的显示器,a、b之间接报警器.当传感器R2所在处出现火情时,显示器的电流I,报警器两端的电压U的变化情况是()图1A.I变大,U变大B.I变大,U变小C.I变小,U变大D.I变小,U变小针对训练如图2所示是某居民小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置,R1为光敏电阻,R2为定值电阻,A、B接监控装置.则()图2①当有人通过而遮蔽光线时,A、B之间电压升高②当有人通过而遮蔽光线时,A、B之间电压降低③当仅增大R2的阻值时,可增大A、B之间的电压④当仅减小R2的阻值时,可增大A、B之间的电压A.①③B.①④C.②③D.②④二、传感器的应用1.传感器的应用传感器的应用过程包括三个环节:感、传、用.(1)“感”是指传感器的敏感元件感应信息,并转化为电学量.(2)“传”是指通过电路等将传感器敏感元件获取并转化的电学信息传给执行机构.(3)“用”是指执行机构利用传感器传来的信息进行某种显示或某种动作.2.传感器电路问题的设计思路处理与传感器有关的电路设计问题时,可将整个电路分解为:(1)传感器所在的信息采集部分;(2)转化传输部分(这部分电路往往与直流电路的动态分析有关);(3)执行电路.例2传感器担负着信息的采集任务,在自动控制中发挥着重要作用,传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量),例如热敏传感器,主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻,某热敏电阻RT阻值随温度变化的图线如图3甲所示,图乙是由该热敏电阻RT作为传感器制作的简单自动报警器线路图.问:图3(1)为了使温度过高时报警器铃响,c应接在________(填“a”或“b”)处.(2)若要使启动报警的温度提高些,应将滑动变阻器的滑片P向________移动(填“左”或“右”).(3)如果在调试报警器达到最低报警温度时,无论如何调节滑动变阻器的滑片P都不能使报警器工作,且电路连接完好,各电路元件都能处于工作状态,则造成工作电路实际不能工作的原因可能是______________________________________________________________.例3一热敏电阻阻值随温度变化的图像如图4甲所示.请应用这一热敏电阻自行设计一控制电路.当温度高于某一值后红色指示灯亮,则温度低于这一值时绿色指示灯亮.图4给你的器材有:如图乙所示的继电器一个(a 、b 为常闭触点.c 、d 为常开触点)、热敏电阻一只、滑动变阻器一只、红绿色指示灯各一个、两个独立的电池组、开关两个、导线若干等.1.(常见敏感元件的特点及应用)如图5所示,RT 为正温度系数热敏电阻,R1为光敏电阻,R2和R3均为定值电阻,电源电动势为E ,内阻为r ,为理想电压表,现发现电压表示数增大,可能的原因是( )图5①热敏电阻温度升高,其他条件不变 ②热敏电阻温度降低,其他条件不变 ③光照增强,其他条件不变 ④光照减弱,其他条件不变 A .①③ B .①④ C .②③ D .②④2.(传感器的应用)如图6所示是一种水位自动报警器的原理示意图,当杯中的水的水位到达金属块B 时,出现的情况是 ( )图6A .L1灯亮B .L2灯亮C .L1、L2两灯同时亮D .L1、L2两灯都不亮3.(传感器的应用)如图7所示为大型电子地磅电路图,电源电动势为E ,内阻不计.不称物体时,滑片P 在A 端,滑动变阻器接入电路的有效电阻最大,电流较小;称物体时,在压力作用下滑片P 下滑,滑动变阻器有效电阻变小,电流变大,这样把电流对应的重量值刻在刻度盘上,就可以读出被称物体的重量值.若滑动变阻器上A 、B 间距离为L ,最大阻值等于定值电阻的阻值R0,已知两弹簧的总弹力与形变量成正比,比例系数为k ,则所称物体的重量G 与电流大小I 的关系为 ( )图7A .G =2kL -EkLIR0B .G =kL +EkLIR0C .G =EIR0+kLD .G =kL4.(传感器的应用)用如图8所示的电磁继电器设计一个高温报警器,要求是:正常情况绿灯亮,有险情时电铃报警.可供选择的器材如下:热敏电阻、绿灯泡、小电铃、学生用电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线.。

【精选课件】教科版高中物理选修3-2第3章第2讲《温度传感器和光传感器》课件.ppt

【精选课件】教科版高中物理选修3-2第3章第2讲《温度传感器和光传感器》课件.ppt

图线1是金属热电阻的图线,灵敏度低 图线2是热敏电阻的图线
对点练习
温度传感器的应用
2.图是一火警报警器的部分电路 示意图.其中R2为用半导体热敏材 料制成的传感器,电流表为值班室 的显示器,a、b之间接报警器.当 传感器R2所在处出现火情时,显示 器的电流I,报警器两端的电压U的 变化情况是( )
4.如图所示为实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的示意图,A为 光源,B为光电接收器,A、B均固定在小车上,C为小车的车轮.车轮转动 时,A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号,被B接收并 转换成电信号,由电路记录和显示.若实验显示单位时间的脉冲数n,累积 脉冲数为N,则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理数据是 ________车__轮__的__半__径__R_和__齿__轮__的__齿__数__P__________________________,
小车速度的表达式为v=2_π_R__n_/P____;行程的表达式为s=____2_π_R_N__/P___.
单位时间内齿轮转动圈数为n/P 则有v=2πRn/P 车轮转动的累积圈数为N/P 则有s=2πRN/P
再见
课堂讲义
温度传感器和光传感器
例3 在街旁的路灯、江海里的航标都要求在夜
晚亮,白天熄,它们是利用半导体的电学特性制
成了自动点亮、熄灭的装置,实现了自动控制,
这是利用半导体的( )
A.压敏性
B.光敏性
C.热敏性
D.三种特性都利用
利用了半导体的光敏性 夜晚电阻大,白天电阻小
课堂讲义
例4 如图所示,电源两端的电压恒 定,L为小灯泡,R为光敏电阻, LED为发光二极管(电流越大, 发出的光越强),且R与LED间 距不变,闭合开关S后,下列说 法中正确的是( ) A.当滑动触头P向左移动时, L消耗的功率增大 B.当滑动触头P向左移动时, L消耗的功率减小 C.当滑动触头P向右移动时, L消耗的功率可能不变 D.无论怎样移动滑动触头P, L消耗的功率都不变

2017教科版高中物理选修第3章 第1、2节《传感器 温度传感器和光传感器》word学案

2017教科版高中物理选修第3章 第1、2节《传感器 温度传感器和光传感器》word学案

2017教科版高中物理选修第3章 第1、2节《传感器 温度传感器和光传感器》word 学案 学案1 传感器 温度传感器和光传感器[目标定位] 1.明白传感器的定义,懂得其工作原理.2.了解热敏电阻、敏锐元件的特性.3.了解几种温度传感器及光传感器的原理.一、传感器[咨询题设计]在现代生活中,我们时刻能感受到自动操纵带给我们的便利.如马路上的路灯夜晚发光,白天自动熄灭;当你走近自动门时它会自动打开,当你离开时它会自动关闭;电冰箱启动后,会自动操纵压缩机工作,使冰箱内保持所设定的低温……,这其中的“机关”是什么?答案 在这些电路中分别安装了不同的传感器.[要点提炼]1.定义:把被测的非电信息,按一定规律转换成与之对应的电信息的器件或装置.2.传感器的结构――→非电信息敏锐元件―→处理电路――→电信息3.敏锐元件能直截了当感受非电信息,并把其变换成易于测量的物理量,形成电信号.常见的敏锐元件有力敏元件、光敏元件、热敏元件、磁敏元件、气敏元件等.4.处理电路能把微小的信号进行放大,并除去干扰信号,使敏锐元件输出的电信号转变成便于显示、记录、处理和操纵的电学量.二、敏锐元件的原理[咨询题设计]1. 如图1所示,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,再将多用电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻Rt 的两端相连,这时表针恰好指在刻度盘的正中央.若在Rt 上擦一些酒精,表针将如何摆动?若用吹风机将热风吹向电阻,表针将如何摆动?图1答案由于酒精蒸发,热敏电阻Rt温度降低,电阻值增大,指针应向左偏;用吹风机将热风吹向电阻Rt,电阻Rt温度升高,电阻值减小,指针将向右偏.2.如图2所示连接电路,把磁铁靠近或远离干簧管,观看电路中所发生的现象.你认为干簧管起了什么作用?图2答案把磁铁靠近干簧管时,簧片在磁场的作用下会磁化为异名磁极相对的磁铁.当磁力大于簧片的弹力时,两者紧密地接触,电路连通,灯亮.因此,干簧管串联在电路中就成为一个由磁场操纵的开关.[要点提炼]1.热敏电阻是用半导体材料制成的,它具有电阻随温度灵敏变化的特性,能够实现对温度的测量.2.干簧管是一种能感知磁场的敏锐元件,在电路中的作用确实是一个由磁场操纵的开关.三、温度传感器[咨询题设计]如图3所示为电熨斗的构造,其中双金属片上层金属的热膨胀系数大于下层金属.图3(1)常温下,电熨斗的上、下触点应当是接触的依旧分离的?当温度过高时双金属片将如何样起作用?(2)熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度,熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度,这是如何利用调温旋钮来实现的?答案(1)常温时,电熨斗的上、下触点接触,如此电熨斗接通电源后能进行加热.当温度过高时双金属片膨胀,因上层的热膨胀系数较大,故上层膨胀的厉害,双金属片向下弯曲,弯曲到一定程度后,两触点分离,电路断开,电热丝停止加热;当温度降低后,双金属片复原原状,重新接通电路加热.(2)熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度,也确实是要求双金属片弯曲程度较大时,两触点分离,因此应使调温旋钮下旋.反之,熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度,应使调温旋钮上旋.[要点提炼]1.热双金属片温度传感器是由两种膨胀系数相差较大的不同金属片焊接或轧制成一体后组成.它对温度的感知表现为热双金属片的形变,能够用它操纵电路的通断.2.热敏电阻:用半导体材料制成.按热敏电阻阻值随温度变化的规律,热敏电阻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增大.(2)负温度系数的热敏电阻(如氧化锰热敏电阻)随温度升高电阻减小.3.金属热电阻:金属的电阻率随温度升高而增大,利用这一特性,金属丝也能够制作成温度传感器,称为热电阻.4.热敏电阻和金属热电阻都能够把温度那个热学量转换为电阻那个电学量.金属热电阻的化学稳固性好,测温范畴大,但灵敏度较差.四、光传感器1.原理:有些金属或半导体材料在电路中受到光照时,产生电流或电压,实现光信号向电信号的转化.2.应用:(1)自动门和公共场所的非触摸式自动水龙头利用了红外光传感器.(2)在环境监测、火灾报警等装置中通常利用光电式烟尘浓度计工作.(3)在工农业生产、交通运输等行业中较多地采纳光电式转速表进行转数的测量.一、对传感器的认识例1如图4是一种测定油箱油量多少或变化多少的装置.图4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.(1)若把一只电压表接在c、d之间,当油箱中油量减少时,电压表的示数将________(选填“增大”或“减小”).(2)将电压表接在b、c之间,当油量减少时,电压表的示数将________ (选填“增大”或“减小”).解析(1)由题图可知当油箱内液面高度变化时,R的金属滑片将会移动,从而引起R两端电压的变化.当油量减少时,R的数值会增大,电路中的电流会减小,c、d间的电压会减小.当把电压表接在c、d两点间,电压表示数减小时,表示油量在减少.(2)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,电压表的示数增大.答案(1)减小(2)增大二、对热敏电阻的认识及应用例2一热敏电阻在温度为80 ℃时阻值专门大,当温度达到100 ℃时阻值就专门小,今用一电阻丝给水加热,并配以热敏电阻以保持水温在80 ℃到100 ℃之间,可将电阻丝与热敏电阻并联,一并放入水中,如图5所示,图中R1为热敏电阻,R2为电阻丝,请简述其工作原理.图5解析开始水温较低时,R1阻值较大,电阻丝R2对水进行加热;当水温达到100 ℃左右时,R1阻值变得专门小,R2被短路,将停止加热;当温度降低到80 ℃时,R1阻值又变得专门大,R2又开始加热,如此就可达到保温的成效.答案见解析三、对光传感器的认识及应用例3如图6所示为光电式烟尘浓度计的原理图,试讲明其工作原理.图6解析光源1发出的光线经半透半反镜3,分成两束强度相等的光线.一束光线直截了当到达光电转换电路7上,产生作为被测烟尘浓度的参比信号.另一束光线经反射镜4穿过被测烟尘5到达光电转换电路6上,其中一部分光线被烟尘吸取或因散射而衰减,烟尘浓度越高,光线的衰减量越大,到达光电转换电路6的光就越弱.两路光线分别转换成电压信号U1、U2,如果U1=U2,讲明被测的光路上没有烟尘;相反,如果U1、U2相差较大,讲明烟尘浓度较大,因此可用两者之比,算出被测烟尘的浓度.答案见解析例4如图7所示,R1、R2为定值电阻,L 为小灯泡,R3为光敏电阻,当入射光强度增大时()图7A.电压表的示数增大B.R2中电流减小C.小灯泡的功率增大D.电路的路端电压增大解析当入射光强度增大时,R3阻值减小,外电路电阻随R3的减小而减小,R1两端电压因干路电流增大而增大,即电压表的示数增大,同时内电压增大,故电路的路端电压减小,A项正确,D项错误.由路端电压减小,而R1两端电压增大知,R2两端电压必减小,则R2中电流减小,故B项正确.结合干路电流增大知,流过小灯泡的电流必增大,故小灯泡的功率增大,C项正确.答案ABC1.(对传感器的认识)关于传感器,下列讲法正确的是()A.所有传感器差不多上由半导体材料制成的B.金属材料也能够制成传感器C.传感器要紧是通过感知电压的变化来传递信号的D.水银温度计是一种传感器答案B解析大多数传感器是由半导体材料制成的,某些金属也能够制成传感器,如金属热电阻,故A错,B对;传感器将非电学量转换为电学量,因此传感器感知的应该是“非电信号”,故C错;水银温度计能感受热学量,但不能把热学量转化为电学量,因此不是传感器,故D错.2.(对电容式传感器的认识)电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置,由于电容器的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素,当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化,从而又可推出另一物理量的值.如图8所示是四种电容式传感器的示意图,关于这四种传感器的作用,下列讲法不正确的是( )图8A.甲图的传感器能够用来测量角度B.乙图的传感器能够用来测量液面高度C.丙图的传感器能够用来测量压力D.丁图的传感器能够用来测量速度答案D解析甲图角度变化能导致极板正对面积变化;乙图液面高度变化能导致极板正对面积变化;丙图压力F变化能导致极板间距变化;丁图中位置变化导致电介质变化.因此,甲、乙、丙、丁分别是测角度、液面高度、压力、位移的传感器,故选D.3. (对光敏电阻、热敏电阻的认识及电路分析)如图9所示电路中,电源电动势为E,内阻为r,Rt为负温度系数热敏电阻,Rg为光敏电阻,闭合开关后,小灯泡L正常发光,由于环境改变(光照或温度),发觉小灯泡亮度变暗,则引起小灯泡变暗的缘故可能是()图9A.温度不变,光照增强B.温度升高,光照不变C.温度降低,光照增强D.温度升高,光照减弱答案AC4.(对光传感器的认识)烟雾散射火灾报警器使用的是()A.光传感器B.温度传感器C.红外传感器D.超场波传感器答案A解析烟雾散射火灾报警器是烟雾进入报警器后,光被散射,照到报警器中的光传感器上,使电路接通,报警器工作,发出警报,A对,B、C、D错.题组一对传感器的认识1.传感器担负着信息采集的任务,它能够()A.将力学量(如形变量)转变成电学量B.将热学量转变成电学量C.将光学量转变成电学量D.将电学量转变成力学量答案ABC解析传感器是将所感受到的不便于测量的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量的物理量(一样是电学量)的一类元件,故选项A、B、C 对,选项D错.2.关于干簧管,下列讲法正确的是()A.干簧管接入电路中相当于电阻的作用B.干簧管是按照热胀冷缩的原理制成的C.干簧管接入电路中相当于开关的作用D.干簧管是作为电控元件以实现自动操纵的答案CD解析干簧管能感知磁场,是因为当两个簧片所处位置的磁场方向相同时,两个簧片被磁化而接通,因此是做开关来使用的,当磁场靠近或远离的时候,就会实现闭合或断开.3. 如图1所示是电容式话筒的示意图,它是利用电容制成的传感器,话筒的振动膜前面有薄薄的金属涂层,膜后距膜几十微米处有一金属板,振动膜上的金属涂层和那个金属板构成电容器的两极.在两极间加一电压U,人对着话筒讲话时,振动膜前后振动,使电容发生变化,从而使声音信号被话筒转化为电信号,其中导致电容变化的缘故是电容器两板间的( )图1A.距离变化B.正对面积变化C.电介质变化D.电压变化答案A解析振动膜前后振动,使振动膜上的金属涂层与金属板间的距离发生变化,从而将声音信号转化为电信号.题组二对热敏电阻、金属热电阻的认识及电路分析4. 如图2所示是观看电阻R的阻值随温度变化情形的示意图,现在把杯中的水由冷水变为热水,关于欧姆表的读数变化情形正确的是()图2A.如果R为金属热电阻,读数变大,且变化专门明显B.如果R为金属热电阻,读数变小,且变化不明显C.如果R为热敏电阻(用半导体材料制作),读数变化专门明显D.如果R为热敏电阻(用半导体材料制作),读数变化不明显答案C解析如果R为金属热电阻,则读数变大,但可不能专门明显,故A、B均错;如果R为热敏电阻,读数变化专门明显,故C对,D错.5. 如图3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()图3A.R1两端的电压增大B.电流表的示数增大C.小灯泡的亮度变强D.小灯泡的亮度变弱答案C解析R2与灯泡L并联后再与R1串联,与电源构成闭合电路,当温度降低时,热敏电阻R2的阻值增大,外电路电阻增大,电流表读数减小,R1两端的电压减小,灯泡L两端的电压增大,灯泡的亮度变强,故只有C 正确.6. 如图4所示,Rt为负温度系数的热敏电阻,R为定值电阻,若往Rt 上擦些酒精,在环境温度不变的情形下,关于电压表示数的变化情形,下列讲法中正确的是()图4A.变大B.变小C.先变大后变小再不变D.先变小后变大再不变答案D解析往Rt上擦酒精后,酒精蒸发吸热,热敏电阻Rt温度降低,电阻值增大,按照串联电路的分压特点,电压表示数变小.当酒精蒸发完毕后,Rt的温度逐步升高到环境温度后不变,因此热敏电阻Rt的阻值逐步变小,最后不变,故电压表的示数将逐步变大,最后不变,因此选项D正确.题组三对光传感器的认识及电路分析7.遥控器能调换电视机频道,利用的是光传感器.下列属于应用这类传感器的是()A.红外报警装置B.金属电阻温度计C.电子电路中使用的“干簧管”D.霍尔元件答案A解析红外报警装置是利用的光敏电阻制成的光传感器,A正确;金属电阻温度计是利用的热敏电阻制成的传感器,B错误;干簧管利用的磁敏电阻,C错误;霍尔元件利用的是霍尔效应,D错误.8.街旁的路灯,江海里的航标都要求在夜晚亮,白天熄,利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置,实现了自动操纵,这是利用半导体的()A.压敏性B.光敏性C.热敏性D.三种特性都利用答案B解析灯要求夜晚亮、白天熄,白天有光,夜晚没有光,则是由光导致电路的电流变化,因此电路中光传感器导致电阻变化,实现自动操纵,因此是利用半导体的光敏性,故选B.9.如图5所示,用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器,下列讲法中正确的是()图5A.严峻污染时,LDR是高电阻B.轻度污染时,LDR是高电阻C.不管污染程度如何,LDR的电阻不变,阻值大小由材料本身因素决定D.该仪器的使用会因为白天和晚上受到阻碍答案AD解析严峻污染时,透过污水照到LDR上的光线较少,LDR电阻较大,A对,B错;LDR由半导体材料制成,受光照阻碍电阻会发生变化,C错;白天和晚上自然光强弱不同,或多或少会阻碍LDR的电阻,D对.10.如图6所示是利用硫化镉制成的光敏电阻自动计数的示意图,其中A是发光仪器,B是光敏电阻(光照增强时电阻变小),下列讲法中正确的是()图6A.当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻的阻值变小,电压表读数变小B.当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻的阻值变大,电压表读数变大C.当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻的阻值变小,电压表读数变小D.当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻的阻值变大,电压表读数变大答案AD解析光敏电阻的阻值与光照强度有关,光照强度越大,光敏电阻阻值越小.当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻阻值变小,电路中电流变大,电源内阻上的电压变大,路端电压变小,因此电压表读数变小,选项A正确;相反,当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻的阻值变大,电路中电流变小,电源内阻上的电压变小,路端电压变大,因此电压表读数变大,选项D正确.11. 如图7所示,R3是光敏电阻(光照时电阻变小),当开关S闭合后,在没有光照耀时,a、b两点等电势.当用光照耀电阻R3时,则()图7A.a点电势高于b点电势B.a点电势低于b点电势C.a点电势等于b点电势D.a点电势和b点电势的大小无法比较答案A解析R3是光敏电阻,当有光照耀时电阻变小,R3两端电压减小,故a点电势升高,因其他电阻的阻值不变,因此a点电势高于b点电势.。

教科版高中物理选修3-2课件:3.2温度传感器和光传感器

教科版高中物理选修3-2课件:3.2温度传感器和光传感器
光,由于环境改变(光照或温度),发现小灯泡亮度
变暗,则引起小灯泡变暗的原因可能是 ( AC )
A.温度不变,光照增强 B.温度升高,光照不变 C.温度降低,光照增强 D.温度升高,光照减弱
2.(对光传感器的认识)烟雾散射火灾报警器使用
的是 ( A )
A.光传感器
B.温度传感器
C.红外传感器
D.超场波传感器
固定电极
膜片电极
待测压力F
2、传感器的工作原理: 非电学量 敏感元件 转换器件
转换电路 电学量
3、敏感元件: (1)光敏电阻(光电传感器) (2)热敏电阻和热电阻( 温度传感器) (3)电容式传感器(位移传感器) (4)霍尔元件(磁传感器)
1.(对光敏电阻、热敏电阻的认识及电路分析)如图所示电路中,
电源电动势为 E,内阻为 r,RT 为负温度系数热敏电 阻,RG 为光敏电阻,闭合开关后,小灯泡 L 正常发
3.2 温度传感器和光 传感器
传感器定义
传感器是把非电学量(如位 移、速度、力、磁感应强度、 温度、光、声等)按一定的规 律转换为电学量(如电压、电 流、电阻、电容等)的元器件.
一、温度传感器
分类:
1)热双金属片温度传感器 2)热敏电阻传感器 3)金属热电阻传感器
1.热双金属片温度传感器
热双金属片温度传感器:是由两种膨胀系 数相差较大的不同金属片焊接或轧制成一体 后组成.它对温度的感知表现为热双金属片的 形变,可以用它控制电路的通断.
3、金属热电阻传感器
金属热电阻:金属的电阻率随温度升 高而增大,利用这一特性,金属丝也 可以制作成温度传感器,称为热电阻.
注:热敏电阻和金属热电阻都能够把温度这个热 学量转换为电阻这个电学量.金属热电阻的化学 稳定性好,测温范围大,但灵敏度较差.

高中物理教科版选修3-2课件:3-1、2 传感器 温度传感器和光传感器

高中物理教科版选修3-2课件:3-1、2 传感器 温度传感器和光传感器
答案:ACD
)
解析:宾馆的自动门采用了光电传感器,故选项A对;家 用电饭煲的跳闸和保温采用了热电传感器,故选项C对;声控 开关采用了声电传感器,故选项D对。
要点2 温度传感器
1.分类 (1)热双金属片温度传感器。 (2)热电阻传感器。 (3)热敏电阻传感器。
减小 。 ①NTC型:电阻值随温度升高而_____
02ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ题型分类指导
No.1 例1
对传感器的认识 下列关于物理传感器、化学传感器和生物传感器的说 )
法中,正确的是(
A.物理传感器是利用材料的某种物理性质来工作的,因而 只能用于机械加工行业,而不能用于化工领域 B.化学传感器是利用某种化学反应来工作的,因而只能输 出某种化学物质,而不能输出电学量 C.生物传感器的适用范围广,可在任意温度条件下工作 D.生物传感器由于含有生命物质,因而对使用传感器的环 境条件有一定要求
3.热敏电阻 (1)分类: ①负温度系数热敏电阻(NTC):电阻值随温度升高而减 小。 ②正温度系数热敏电阻( 大。 PTC):电阻值随温度升高而增
(2)特点: 对温度变化的响应敏感、灵敏度高。 (3)应用: 测温、温度控制或过热保护。
2.如图所示是电阻R随温度T变化的图象,下列说法中正确的 是( ) A.图线1是热敏电阻的R-T关系图象,它是用金属材料制 成的 B.图线2是热敏电阻的R-T关系图象,它可以用半导体材 料制成
②实验装置:如图所示。 ③实验过程及数据处理:用酒精灯加热,测出水中各温度 下欧姆表的读数,由实验数据绘出R-t图象。
(2)实验结论:热敏电阻的阻值随温度的变化而变化,正温 度系数的热敏电阻的阻值随温度的升高而_____ 增大 ,负温度系数的 热敏电阻的阻值随温度的升高而_____ 减小 。

高中物理教科版选修(3-2)3.2 教学课件 《温度传感器和光传感器》(教科)

高中物理教科版选修(3-2)3.2 教学课件 《温度传感器和光传感器》(教科)

教育科学出版社 高二 | 选修3-2
[再判断] (1)温度传感器的敏感元件一定是热敏电阻.( × ) (2)光敏电阻可以将电信号转化为光信号.( × ) (3)双金属片热保护器是一种温度传感器.( √ )
教育科学出版社 高二 | 选修3-2
[后思考] 热敏电阻是如何将温度这一信息转化为电信息的?
教育科学出版社 高二 | 选修3-2
第三单元 · 传感器
温度传感器和光传感器
学习目标
教育科学出版社 高二 | 选修3-2
(一)知识与技能 (1)了解温度传感器应用的一般模式; (2)了解光传感器应用的一般模式。 (二)过程与方法 通过实验或演示实验,了解传感器在生产、生活中的应用。 (三)情感、态度与价值观 在了解传感器原理及应用时,知道已学知识在生活、生产、科技社会中的价值,增强 学习兴趣,培养良好的科学态度。
教育科学出版社 高二 | 选修3-2
2.如图3­1­3所示,将一个光敏电阻接入多用电表两表笔上,将多用电表的选择开关 置于欧姆挡,用光照射电阻时,表针自左向右偏角为θ ;现用手掌挡住部分光线,表针 的自左向右偏角为θ′,则可判断( B )
教育科学出版社 高二 | 选修3-2
2.光传感器 (1)概念 光传感器是利用光敏电阻把_光__强___这个光学量转换为_电__阻___这个电学量,光敏电阻的阻 值随光照强度的增大而_减___小___. (2)应用:_火__灾__报__警___器__、光电式转速器等都是利用了光电传感器来工作的.
教育科学出版社 高二 | 选修3-2
【提示】 当温度发生变化时连接在电路中的热敏电阻的阻值发生变化,通过它的 电流或加在它两端的电压就发生变化,从而可通过电压表或电流表反映出来,即电 压或电流的变化表示温度的变化.

【高考必备】高中物理教科版选修3-2练习:3-1、2传感器温度传感器和光传感器b含..doc

【高考必备】高中物理教科版选修3-2练习:3-1、2传感器温度传感器和光传感器b含..doc

04课后巩固训练A组/夯实双基/ hmgshish uangji1.传感器担负着信息采集的任务,它可以()A.将力学量(如形变量)转换成电学量B.将热学量转换成电学量C.将光学量转换成电学量D.将电学量转换成力学量解析:传感器是将所感受到的不便于测量的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量的物理量(一般是电学量)的一类元件。

故选项A、B、C对,选项D错。

答案:ABC2.下列关于传感器的说法中正确的是()A.所有传感器都是由半导体材料制成的B.金属材料也可以制成传感器C.传感器主要是通过感知电压的变化来传递信息的D.以上说法均不正确解析:传感器的种类很多,不全是由半导体材料制成的,例如利用金属热电阻可感受温度的变化,选项A错误,B正确;传感器感受的不一定都是电压的变化,也可以是力、温度、光、声等的变化,选项C错误。

答案:B3.关于光敏电阻,下列说法中正确的是()A・受到的光照越强,电阻越小B.受到的光照越弱,电阻越小C・它的电阻与光照强度无关D ・以上说法均不正确解析:光敏电阻一般是由半导体材料制成的,受到的光照越强, 电阻越小,选项A 正确。

答案:A4. 现有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三个元件,将这三个元件分别接入如图所示电路中的/、〃两点后,用黑纸包住元件或者把元件置入热水中,观察欧姆表的示数,下列说法中正确的是()这个元件一定是热敏电阻个元件一定是定值电阻这个元件一定是光敏电阻个元件一定是定值电阻解析:热敏电阻的阻值随温度变化而变化,定值电阻和光敏电阻 的阻值不随温度变化;光敏电阻的阻值随光照强度变化而变化,定值 电阻和热敏电阻的阻值不随光照强度变化。

故选项A 、C 正确。

答案:ACA.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数变化较大,则B.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数不变化,则这C.用黑纸包住与不用黑纸包住相比,欧姆表示数变化较大,则D.用黑纸包住与不用黑纸包住相比,欧姆表示数不变化,则这欧姆表5.如图所示,&是光敏电阻,当开关闭合后没有光照射时,a、方两点电势相等。

高中物理第三章传感器第节传感器温度传感器和光传感器教学案教科版选修338.doc

高中物理第三章传感器第节传感器温度传感器和光传感器教学案教科版选修338.doc

第1、2节 传感器__温度传感器和光传感器一、传感器 1.定义把被测的非电信息,按一定规律转换成与之对应的电信息的器件或装置。

2.组成一般由敏感元件和处理电路组成。

(1)敏感元件:将要测量的非电信息变换为易于测量的物理量,形成电信号的元件。

(2)处理电路:将敏感元件输出的电信号转变成便于显示、记录、处理和控制的电学量的电路。

3.敏感元件的原理(1)物理类:基于力、热、光、电磁和声等物理效应。

(2)化学类:基于化学反应的原理。

(3)生物类:基于酶、抗体和激素等分子识别功能。

二、温度传感器 1.分类(1)热双金属片温度传感器。

(2)热电阻传感器。

1.传感器通常是把被测的非电信息,按一定规律转换成与之对应的电信息的器件或装置。

它一般由敏感元件和处理电路组成。

2.敏感元件是传感器的重要组成部分,它可以分为如下三类:物理类、化学类、生物类。

3.温度传感器有热双金属片温度传感器、金属热电阻传感器、热敏电阻传感器等。

4.光传感器是测量光信号的传感器,实现光信号向电信号的转化。

(3)热敏电阻传感器。

①NTC型:电阻值随温度升高而减小。

②PTC型:电阻值随温度升高而增大。

2.作用将温度变化转换为电学量变化,通过测量传感器元件的电学量随温度的变化来实现温度的测量。

3.热敏电阻的热敏特性(1)实验探究①实验器材:热敏电阻(正温度系数或负温度系数)、烧杯、水、酒精灯、欧姆表、开关、温度计。

②实验装置:如图3­1­1所示。

图3­1­1③实验过程及数据处理:用酒精灯加热,测出水中各温度下欧姆表的读数,由实验数据绘出R­t图像。

(2)实验结论:热敏电阻的阻值随温度的变化而变化,正温度系数的热敏电阻的阻值随温度的升高而增大,负温度系数的热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。

三、光传感器1.原理某些金属或半导体材料,在电路中受到光照时,产生电流或电压,实现光信号向电信号的转化。

教科版高中物理选修3-2课件 3 温度传感器和光传感器课件(教科)

教科版高中物理选修3-2课件 3 温度传感器和光传感器课件(教科)

A.θ′=θ C.θ′>θ
B.θ′<θ D.不能确定
图3-1-3
【解析】 光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小,用手掌挡住部分光线,阻值 变大,指针自左向右的偏转角度变小,故B正确.
3.用图3-1-4甲所示电路测量电流表 的内阻,闭合电键S,当变阻器的滑片滑至c处 时,电流表 和电压表 的读数分别为40 mA、9 V,已知图甲中热敏电阻的I-U关系图 线如图乙所示,则电流表 的内阻为( B )
[后思考] 热敏电阻是如何将温度这一信息转化为电信息的?
【提示】 当温度发生变化时连接在电路中的热敏电阻的阻值发生变化,通过它的 电流或加在它两端的电压就发生变化,从而可通过电压表或电流表反映出来,即电 压或电流的变化表示温度的变化.
[合作探讨] 探讨1:热敏电阻是温度传感器中的重要元件,是不是所有的热敏电阻的阻值都随温 度的升高而下降?
②热电阻传感器 a.敏感元件:用金属丝制作的_感__温__电阻.(又叫热电阻) b.热电阻阻值与温度t的关系 R=_R__0_(1_+__θ_t_)__. (R0为t=0 ℃时导体电阻,θ为温度系数)
③热敏电阻传感器 a.敏感元件:_半__导__体____热敏电阻. b.热敏电阻的分类 一种是随温度升高而电阻_减__小___的热敏电阻,用NTC符号表示;另一类随温度升高而 电阻_增__大__的热敏电阻,用PTC符号表示. c.特点及用途 热敏电阻对温度变化的响应_很__敏__感__,常用于_测__温__、温度_控__制__或_过__热__保__护_.
2.光传感器
(1)概念 光传感器是利用光敏电阻把_光__强___这个光学量转换为_电__阻___这个电学量,光敏电阻的阻 值随光照强度的增大而_减___小___. (2)应用:_火__灾__报__警___器__、光电式转速器等都是利用了光电传感器来工作的.

2017教科版高中物理选修(3-2)第3章 第1、2节《传感器 温度传感器和光传感器》word学案

2017教科版高中物理选修(3-2)第3章 第1、2节《传感器 温度传感器和光传感器》word学案

学案1 传感器温度传感器和光传感器[目标定位] 1.知道传感器的定义,理解其工作原理.2.了解热敏电阻、敏感元件的特性.3.了解几种温度传感器及光传感器的原理.一、传感器[问题设计]在现代生活中,我们时刻能感受到自动控制带给我们的便利.如马路上的路灯夜晚发光,白天自动熄灭;当你走近自动门时它会自动打开,当你离开时它会自动关闭;电冰箱启动后,会自动控制压缩机工作,使冰箱内保持所设定的低温……,这其中的“机关”是什么?答案在这些电路中分别安装了不同的传感器.[要点提炼]1.定义:把被测的非电信息,按一定规律转换成与之对应的电信息的器件或装置.电信息2.传感器的结构――→敏感元件→处理电路――→3.敏感元件能直接感受非电信息,并把其变换成易于测量的物理量,形成电信号.常见的敏感元件有力敏元件、光敏元件、热敏元件、磁敏元件、气敏元件等.4.处理电路能把微小的信号进行放大,并除去干扰信号,使敏感元件输出的电信号转变成便于显示、记录、处理和控制的电学量.二、敏感元件的原理[问题设计]1. 如图1所示,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,再将多用电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻R t的两端相连,这时表针恰好指在刻度盘的正中央.若在R t上擦一些酒精,表针将如何摆动?若用吹风机将热风吹向电阻,表针将如何摆动?图1答案由于酒精蒸发,热敏电阻R t温度降低,电阻值增大,指针应向左偏;用吹风机将热风吹向电阻R t,电阻R t温度升高,电阻值减小,指针将向右偏.2.如图2所示连接电路,把磁铁靠近或远离干簧管,观察电路中所发生的现象.你认为干簧管起了什么作用?图2答案把磁铁靠近干簧管时,簧片在磁场的作用下会磁化为异名磁极相对的磁铁.当磁力大于簧片的弹力时,两者紧密地接触,电路连通,灯亮.因此,干簧管串联在电路中就成为一个由磁场控制的开关.[要点提炼]1.热敏电阻是用半导体材料制成的,它具有电阻随温度灵敏变化的特性,可以实现对温度的测量.2.干簧管是一种能感知磁场的敏感元件,在电路中的作用就是一个由磁场控制的开关.三、温度传感器[问题设计]如图3所示为电熨斗的构造,其中双金属片上层金属的热膨胀系数大于下层金属.图3(1)常温下,电熨斗的上、下触点应当是接触的还是分离的?当温度过高时双金属片将怎样起作用?(2)熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度,熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度,这是如何利用调温旋钮来实现的?答案(1)常温时,电熨斗的上、下触点接触,这样电熨斗接通电源后能进行加热.当温度过高时双金属片膨胀,因上层的热膨胀系数较大,故上层膨胀的厉害,双金属片向下弯曲,弯曲到一定程度后,两触点分离,电路断开,电热丝停止加热;当温度降低后,双金属片恢复原状,重新接通电路加热.(2)熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度,也就是要求双金属片弯曲程度较大时,两触点分离,所以应使调温旋钮下旋.反之,熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度,应使调温旋钮上旋.[要点提炼]1.热双金属片温度传感器是由两种膨胀系数相差较大的不同金属片焊接或轧制成一体后组成.它对温度的感知表现为热双金属片的形变,可以用它控制电路的通断.2.热敏电阻:用半导体材料制成.按热敏电阻阻值随温度变化的规律,热敏电阻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增大.(2)负温度系数的热敏电阻(如氧化锰热敏电阻)随温度升高电阻减小.3.金属热电阻:金属的电阻率随温度升高而增大,利用这一特性,金属丝也可以制作成温度传感器,称为热电阻.4.热敏电阻和金属热电阻都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量.金属热电阻的化学稳定性好,测温范围大,但灵敏度较差.四、光传感器1.原理:有些金属或半导体材料在电路中受到光照时,产生电流或电压,实现光信号向电信号的转化.2.应用:(1)自动门和公共场所的非触摸式自动水龙头利用了红外光传感器.(2)在环境监测、火灾报警等装置中通常利用光电式烟尘浓度计工作.(3)在工农业生产、交通运输等行业中较多地采用光电式转速表进行转数的测量.一、对传感器的认识例1如图4是一种测定油箱油量多少或变化多少的装置.图4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.(1)若把一只电压表接在c、d之间,当油箱中油量减少时,电压表的示数将________(选填“增大”或“减小”).(2)将电压表接在b、c之间,当油量减少时,电压表的示数将________(选填“增大”或“减小”).解析(1)由题图可知当油箱内液面高度变化时,R的金属滑片将会移动,从而引起R两端电压的变化.当油量减少时,R的数值会增大,电路中的电流会减小,c、d间的电压会减小.当把电压表接在c、d两点间,电压表示数减小时,表示油量在减少.(2)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,电压表的示数增大.答案(1)减小(2)增大二、对热敏电阻的认识及应用例2一热敏电阻在温度为80 ℃时阻值很大,当温度达到100 ℃时阻值就很小,今用一电阻丝给水加热,并配以热敏电阻以保持水温在80 ℃到100 ℃之间,可将电阻丝与热敏电阻并联,一并放入水中,如图5所示,图中R1为热敏电阻,R2为电阻丝,请简述其工作原理.图5解析开始水温较低时,R1阻值较大,电阻丝R2对水进行加热;当水温达到100 ℃左右时,R1阻值变得很小,R2被短路,将停止加热;当温度降低到80 ℃时,R1阻值又变得很大,R2又开始加热,这样就可达到保温的效果.答案见解析三、对光传感器的认识及应用例3如图6所示为光电式烟尘浓度计的原理图,试说明其工作原理.图6解析光源1发出的光线经半透半反镜3,分成两束强度相等的光线.一束光线直接到达光电转换电路7上,产生作为被测烟尘浓度的参比信号.另一束光线经反射镜4穿过被测烟尘5到达光电转换电路6上,其中一部分光线被烟尘吸收或因散射而衰减,烟尘浓度越高,光线的衰减量越大,到达光电转换电路6的光就越弱.两路光线分别转换成电压信号U1、U2,如果U1=U2,说明被测的光路上没有烟尘;相反,如果U1、U2相差较大,说明烟尘浓度较大,因此可用两者之比,算出被测烟尘的浓度.答案见解析例4如图7所示,R 1、R2为定值电阻,L为小灯泡,R3为光敏电阻,当入射光强度增大时( )图7A.电压表的示数增大B.R2中电流减小C.小灯泡的功率增大D.电路的路端电压增大解析当入射光强度增大时,R3阻值减小,外电路电阻随R3的减小而减小,R1两端电压因干路电流增大而增大,即电压表的示数增大,同时内电压增大,故电路的路端电压减小,A项正确,D 项错误.由路端电压减小,而R1两端电压增大知,R2两端电压必减小,则R2中电流减小,故B 项正确.结合干路电流增大知,流过小灯泡的电流必增大,故小灯泡的功率增大,C项正确.答案ABC1.(对传感器的认识)关于传感器,下列说法正确的是( )A.所有传感器都是由半导体材料制成的B.金属材料也可以制成传感器C.传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的D.水银温度计是一种传感器答案 B解析大多数传感器是由半导体材料制成的,某些金属也可以制成传感器,如金属热电阻,故A 错,B对;传感器将非电学量转换为电学量,因此传感器感知的应该是“非电信号”,故C错;水银温度计能感受热学量,但不能把热学量转化为电学量,因此不是传感器,故D错.2.(对电容式传感器的认识)电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置,由于电容器的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素,当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化,从而又可推出另一物理量的值.如图8所示是四种电容式传感器的示意图,关于这四种传感器的作用,下列说法不正确...的是( )图8A.甲图的传感器可以用来测量角度B.乙图的传感器可以用来测量液面高度C.丙图的传感器可以用来测量压力D.丁图的传感器可以用来测量速度答案 D解析甲图角度变化能导致极板正对面积变化;乙图液面高度变化能导致极板正对面积变化;丙图压力F变化能导致极板间距变化;丁图中位置变化导致电介质变化.所以,甲、乙、丙、丁分别是测角度、液面高度、压力、位移的传感器,故选D.3. (对光敏电阻、热敏电阻的认识及电路分析)如图9所示电路中,电源电动势为E,内阻为r,R t为负温度系数热敏电阻,R g为光敏电阻,闭合开关后,小灯泡L正常发光,由于环境改变(光照或温度),发现小灯泡亮度变暗,则引起小灯泡变暗的原因可能是( )图9A.温度不变,光照增强B.温度升高,光照不变C.温度降低,光照增强D.温度升高,光照减弱答案AC4.(对光传感器的认识)烟雾散射火灾报警器使用的是( )A.光传感器 B.温度传感器C.红外传感器 D.超场波传感器答案 A解析烟雾散射火灾报警器是烟雾进入报警器后,光被散射,照到报警器中的光传感器上,使电路接通,报警器工作,发出警报,A对,B、C、D错.题组一对传感器的认识1.传感器担负着信息采集的任务,它可以( )A.将力学量(如形变量)转变成电学量B.将热学量转变成电学量C.将光学量转变成电学量D.将电学量转变成力学量答案ABC解析传感器是将所感受到的不便于测量的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量的物理量(一般是电学量)的一类元件,故选项A、B、C对,选项D错.2.关于干簧管,下列说法正确的是 ( )A.干簧管接入电路中相当于电阻的作用B.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的C.干簧管接入电路中相当于开关的作用D.干簧管是作为电控元件以实现自动控制的答案CD解析干簧管能感知磁场,是因为当两个簧片所处位置的磁场方向相同时,两个簧片被磁化而接通,所以是做开关来使用的,当磁场靠近或远离的时候,就会实现闭合或断开.3. 如图1所示是电容式话筒的示意图,它是利用电容制成的传感器,话筒的振动膜前面有薄薄的金属涂层,膜后距膜几十微米处有一金属板,振动膜上的金属涂层和这个金属板构成电容器的两极.在两极间加一电压U,人对着话筒说话时,振动膜前后振动,使电容发生变化,从而使声音信号被话筒转化为电信号,其中导致电容变化的原因是电容器两板间的 ( )图1A.距离变化 B.正对面积变化C.电介质变化 D.电压变化答案 A解析振动膜前后振动,使振动膜上的金属涂层与金属板间的距离发生变化,从而将声音信号转化为电信号.题组二对热敏电阻、金属热电阻的认识及电路分析4. 如图2所示是观察电阻R的阻值随温度变化情况的示意图,现在把杯中的水由冷水变为热水,关于欧姆表的读数变化情况正确的是( )图2A.如果R为金属热电阻,读数变大,且变化非常明显B.如果R为金属热电阻,读数变小,且变化不明显C.如果R为热敏电阻(用半导体材料制作),读数变化非常明显D.如果R为热敏电阻(用半导体材料制作),读数变化不明显答案 C解析如果R为金属热电阻,则读数变大,但不会非常明显,故A、B均错;如果R为热敏电阻,读数变化非常明显,故C对,D错.5. 如图3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( )图3A.R1两端的电压增大B.电流表的示数增大C.小灯泡的亮度变强D.小灯泡的亮度变弱答案 C解析R2与灯泡L并联后再与R1串联,与电源构成闭合电路,当温度降低时,热敏电阻R2的阻值增大,外电路电阻增大,电流表读数减小,R1两端的电压减小,灯泡L两端的电压增大,灯泡的亮度变强,故只有C正确.6. 如图4所示,R t为负温度系数的热敏电阻,R为定值电阻,若往R t上擦些酒精,在环境温度不变的情况下,关于电压表示数的变化情况,下列说法中正确的是( )图4A.变大B.变小C.先变大后变小再不变D.先变小后变大再不变答案 D解析往R t上擦酒精后,酒精蒸发吸热,热敏电阻R t温度降低,电阻值增大,根据串联电路的分压特点,电压表示数变小.当酒精蒸发完毕后,R t的温度逐渐升高到环境温度后不变,所以热敏电阻R t的阻值逐渐变小,最后不变,故电压表的示数将逐渐变大,最后不变,所以选项D正确.题组三对光传感器的认识及电路分析7.遥控器能调换电视机频道,利用的是光传感器.下列属于应用这类传感器的是( ) A.红外报警装置B.金属电阻温度计C.电子电路中使用的“干簧管”D.霍尔元件答案 A解析红外报警装置是利用的光敏电阻制成的光传感器,A正确;金属电阻温度计是利用的热敏电阻制成的传感器,B错误;干簧管利用的磁敏电阻,C错误;霍尔元件利用的是霍尔效应,D 错误.8.街旁的路灯,江海里的航标都要求在夜晚亮,白天熄,利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置,实现了自动控制,这是利用半导体的( )A.压敏性 B.光敏性C.热敏性 D.三种特性都利用答案 B解析灯要求夜晚亮、白天熄,白天有光,夜晚没有光,则是由光导致电路的电流变化,所以电路中光传感器导致电阻变化,实现自动控制,因此是利用半导体的光敏性,故选B.9.如图5所示,用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器,下列说法中正确的是( )图5A.严重污染时,LDR是高电阻B.轻度污染时,LDR是高电阻C.无论污染程度如何,LDR的电阻不变,阻值大小由材料本身因素决定D.该仪器的使用会因为白天和晚上受到影响答案AD解析严重污染时,透过污水照到LDR上的光线较少,LDR电阻较大,A对,B错;LDR由半导体材料制成,受光照影响电阻会发生变化,C错;白天和晚上自然光强弱不同,或多或少会影响LDR 的电阻,D对.10.如图6所示是利用硫化镉制成的光敏电阻自动计数的示意图,其中A是发光仪器,B是光敏电阻(光照增强时电阻变小),下列说法中正确的是 ( )图6A.当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻的阻值变小,电压表读数变小B.当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻的阻值变大,电压表读数变大C.当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻的阻值变小,电压表读数变小D.当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻的阻值变大,电压表读数变大答案AD解析光敏电阻的阻值与光照强度有关,光照强度越大,光敏电阻阻值越小.当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻阻值变小,电路中电流变大,电源内阻上的电压变大,路端电压变小,所以电压表读数变小,选项A正确;相反,当传送带上有物品挡住由A射向B 的光信号时,光敏电阻的阻值变大,电路中电流变小,电源内阻上的电压变小,路端电压变大,所以电压表读数变大,选项D正确.11. 如图7所示,R3是光敏电阻(光照时电阻变小),当开关S闭合后,在没有光照射时,a、b 两点等电势.当用光照射电阻R3时,则( )图7A.a点电势高于b点电势B.a点电势低于b点电势C.a点电势等于b点电势D.a点电势和b点电势的大小无法比较答案 A解析R3是光敏电阻,当有光照射时电阻变小,R3两端电压减小,故a点电势升高,因其他电阻的阻值不变,所以a点电势高于b点电势.。

【教师】高中物理第3章传感器12传感器温度传感器和光传感器教师用书教科版选修32

【教师】高中物理第3章传感器12传感器温度传感器和光传感器教师用书教科版选修32

【关键字】教师1.传感器2.温度传感器和光传感器2.敏感元件的原理(1)根据感知原理分类①物理类:基于力、热、光、电磁和声等物理效应.②化学类:基于化学反应的原理.③生物类:基于酶、抗体和激素等分子识别功能.(2)原理:大多数传感器是通过敏感元件把非电学量转变为电学量,或转化为电路的控制开关,从而实现方便的显示、记录、处理和控制.(3)应用实例:半导体热敏电阻:具有电阻随温度灵敏变化的特性,可以实现对温度的测量.常用于温度传感器.干簧管:感知磁场的敏感元件,常用于磁场控制开关.[再判断](1)干簧管是一种磁传感器.(√)(2)传感器担负着采集信息的任务.(√)(3)传感器是力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的主要工具.(√)[后思考]街旁的路灯,江海里的航标都要求在夜晚亮,白天熄,利用半导体的电学特性可以制成自动点亮、熄灭的装置,从而实现自动控制.想一下,这是利用了半导体的什么性质呢?【提示】利用了半导体敏感元件的光敏特性.[合作探讨]探讨1:干簧管的工作原理及在电路中的作用是什么?【提示】干簧管可以感受外界磁场,当干簧管的两个铁质簧片处在磁场中时,两个簧片被磁化,在磁力的作用下由原来的分离状态变成紧闭状态,磁场减弱时两个簧片又分开,它在电路中的作用就是一个磁控开关.探讨2:举例说明:不便于测量和控制的非电学量有哪些?便于测量和控制的电学量有哪些?【提示】不便于测量和控制的非电学量主要有角度、位移、速度、压力、温度、声强、光照等,便于测量和控制的电学量有电压、电流等.[核心点击]1.传感器的工作流程和传感器组成(1)传感器的工作流程(2)传感器的组成①敏感元件:相当于人的感觉器官,是传感器的核心部分,是利用材料的某种敏感效应(如热敏、光敏、压敏、力敏、湿敏等)制成的.②转换元件:是传感器中能将敏感元件输出的,与被测物理量成一定关系的非电信号转换成电信号的电子元件.③转换电路:是将转换元件输出的不易测量的电学量转换成易于测量的电学量,如电压、电流、电阻等.2.传感器的原理传感器感受的通常是非电学量,如力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等,而输出的通常是电学量,如电压、电流、电荷量等.这些输出的信号是非常微弱的,通常需要经过放大后,再传送给控制系统产生各种控制动作.3.分类(1)按传感器所测量物理量分为:位移、力、速度、温度、流量、气体成分等传感器.(2)按传感器工作原理分为:电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、热电偶等传感器.(3)按传感器输出信号性质分:输出为开关量(“或“或“开”和“关”)的开关型传感器;输出为模似信号的模拟型传感器;输出为脉冲或代码的数字型传感器.1.关于传感器的下列说法正确的是( )A.所有传感器的材料都是由半导体材料做成的B.金属材料也可以制成传感器C.传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的D.以上说法都不正确【解析】半导体材料可以制成传感器,其他材料也可以制成传感器,如金属氧化物氧化锰就可以制成温度计,所以A错,B正确;传感器不但能感知电压的变化,还能感受力、温度、光、声、化学成分等非电学量,所以C错.【答案】 B2.关于传感器工作的一般流程,下列说法中正确的是( )【导学号:31310142】A.非电学量→敏感元件→转换电路→电学量→转换元件B.电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量C.非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量D.非电学量→转换电路→转换元件→敏感元件→电学量【答案】 C3.传感器可以进行信息采集并把采集到的信息转换为易于控制的量,其工作过程可能是( )A.将力学量(如形变量)转换成磁学量B.将电学量转换成热学量C.将光学量转换成电学量D.将电学量转换成力学量【解析】传感器是指能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量或转换为控制电路的通断的一类元件;故只有C项正确.【答案】 C电学量的优点电学量具有便于控制、放大、衰减、波形整理、显示、可储存、远距离传输等技术方面的优点,尤其是将电学量与计算机技术结合,可以方便地实现信息的采集、处理、输出的自动化和智能化,所以现代信息技术与自动控制中常将非电学量转化成电学量进行信息收集.1.温度传感器(1)概念:温度传感器是把温度转换为电信号的传感器.(2)几种常用的温度传感器:①热双金属片温度传感器a.敏感元件:两种热膨胀系数相差较大的金属片焊接或轧制成的热双金属片.b.工作原理:温度升高时,由于两面金属膨胀程度不同,双金属片就会变形.因此热双金属片可作为温度的敏感元件.利用了热双金属片对温度的感知表现为形变的特性.②热电阻传感器a.敏感元件:用金属丝制作的感温电阻.(又叫热电阻)b.热电阻阻值与温度t的关系R=R0(1+θt).(R0为t=0 ℃时导体电阻,θ为温度系数)③热敏电阻传感器a.敏感元件:半导体热敏电阻.b.热敏电阻的分类一种是随温度升高而电阻减小的热敏电阻,用NTC符号表示;另一类随温度升高而电阻增大的热敏电阻,用PTC符号表示.c.特点及用途热敏电阻对温度变化的响应很敏感,常用于测温、温度控制或过热保护.2.光传感器(1)概念光传感器是利用光敏电阻把光强这个光学量转换为电阻这个电学量,光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小.(2)应用:火灾报警器、光电式转速器等都是利用了光电传感器来工作的.(3)两种实用的光传感器a.光电式烟尘浓度计,靠监测烟尘浓度来工作.b.光电式转速表光源发出的光经透镜会聚成平行光束照到被测旋转物体上,被反光纸反射回来,再经透镜聚焦落到光敏二极管上,产生与转速对应的电脉冲信号,经信号处理电路处理后,显示出转速.[再判断](1)温度传感器的敏感元件一定是热敏电阻.(×)(2)光敏电阻可以将电信号转化为光信号.(×)(3)双金属片热保护器是一种温度传感器.(√)[后思考]热敏电阻是如何将温度这一信息转化为电信息的?【提示】当温度发生变化时连接在电路中的热敏电阻的阻值发生变化,通过它的电流或加在它两端的电压就发生变化,从而可通过电压表或电流表反映出来,即电压或电流的变化表示温度的变化.[合作探讨]探讨1:热敏电阻是温度传感器中的重要元件,是不是所有的热敏电阻的阻值都随温度的升高而下降?【提示】不是.正温度系数热敏电阻器(PTC)在温度升高时电阻值增大,负温度系数热敏电阻器(NTC)在温度升高时电阻值减小.探讨2:医院里给病人测体温时,使用一种先进的非接触式红外测温仪,这种测温仪使用了温度传感器还是光传感器?与传统测温仪相比,它有什么优点?【提示】使用了红外线传感器即光传感器,与传统测温仪相比,它有如下优点:第一:可以远距离测量,不必接触被测人体,避免交叉感染.第二:可以立即获取温度数据.[核心点击]1.光传感器和温度传感器的不同当光敏电阻受到光照射时,会有更多的电子获得能量成为自由电子,同时也形成更多的空穴,于是导电性明显地增强,电阻减小.3.热敏电阻的种类及特性曲线常见的有两种类型,图中3­1­1甲为PTC型,乙为NTC型.PTC型为正温度系数热敏电阻,NTC型为负温度系数热敏电阻.图3­1­14.(多选)如图3­1­2所示为电阻R随温度T变化的图线,下列说法中正确的是( )图3­1­2【导学号:31310143】A.图线1是热敏电阻的图线,它是用金属材料制成的B.图线2是热敏电阻的图线,它是用半导体材料制成的C.图线1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高D.图线2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高【解析】由题图可知,图线1是金属热电阻的R­T图线,图线2是热敏电阻的R­T图线,根据它们的材料性质和图像特点可知,选项B 、D 正确.【答案】 BD图3­1­35.如图3­1­3所示,将一个光敏电阻接入多用电表两表笔上,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,用光照射电阻时,表针自左向右偏角为θ;现用手掌挡住部分光线,表针的自左向右偏角为θ′,则可判断( )A .θ′=θB .θ′<θC .θ′>θD .不能确定【解析】 光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小,用手掌挡住部分光线,阻值变大,指针自左向右的偏转角度变小,故B 正确.【答案】 B6.用图3­1­4甲所示电路测量电流表的内阻,闭合电键S ,当变阻器的滑片滑至c 处时,电流表和电压表的读数分别为40 mA 、9 V ,已知图甲中热敏电阻的I ­U 关系图线如图乙所示,则电流表的内阻为( )【导学号:31310144】甲 乙图3­1­4A .0.14 ΩB .85 ΩC .140 ΩD .225 Ω【解析】 当电流表读数为40 mA 时,说明热敏电阻的电流为40 mA ,由题图知热敏电阻两端电压U R =5.6 V ,则电流表两端电压U =9 V -5.6 V =3.4 V ,由欧姆定律得R mA =U I=3.440×10-3 Ω=85 Ω,B 正确. 【答案】 B常见敏感电阻问题的处理方法1.明确各敏感电阻的特性明确这些敏感电阻随所处环境的温度、光照、磁场、压力等的变化而灵敏变化的情况,能从各自的特性曲线上了解或求得所需要的信息.2.明确所考查电学实验的原理及方法,这是解题的关键.3.将敏感电阻的特性与电学实验的原理方法相结合,运用所学的电学规律(如欧姆定律等)或力学规律(如牛顿运动定律等)解题.此文档是由网络收集并进行重新排版整理.word 可编辑版本!。

高中物理第三章传感器1+2温度传感器和光传感器课件教科版选修3

高中物理第三章传感器1+2温度传感器和光传感器课件教科版选修3

解析:当 F 向上压膜片电极时,电容器的电容将增大,A 错误,B 正确;电流表有
示数,则电容发生了变化,即压力 F 发生了变化,C 正确,D 错误. 答案:BC
工作原理不同的三类传感器
分类
工作原理
举例
物理传 利用物质的物理性质和物理效应感 压电传感器、温度传感器、光电传感
感器 知并检测出待测对象信息
三、光传感器 1.原理 某些金属或半导体材料,在电路中受到光照时,产生电流或电压,实现光信号 向电 信号的转化. 2.作用 感知 光线的变化或场景的变换,使“机器”作出反应.
3.应用 (1)光电式烟尘浓度计
1.光源 2.聚光透镜 3.半透半反镜 4.反射镜 5.被测烟尘 6、7.光电转换电路 8.运算电路 9.显示器
[解析] 滑杆 P 相当于分压器,电压表所测为滑片左边电阻的电压,由于物体 M 和 滑杆 P 相连,当物体 M 在导轨上平移时,滑杆 P 也跟着左右移动,根据串联电路 的分压原理,则电压表示数也随之变化,故 B 正确.而电阻与电源串联的电路中, 电阻不变,则电路中电流不变,故电源电流也不变,而对于电压表,无论物体 M 是 否移动,只要与电压表并联部分的电阻不为零,电压表均有示数. [答案] B
连接在电路中的热敏电阻的阻值随温度的变化而变化,从而对电路产生影响,解决 这类问题的方法是: (1)明确热敏电阻的阻值随温度的变化情况. (2)结合热敏电阻阻值的变化,利用闭合电路的欧姆定律及串、并联电路的特点等进 行分析及计算.
1.如图所示是一火警报警器的一部分电路示意图,其中 R2 为用 NTC 半导体热敏材料制成的传感器,电流表为值班室的显示器, a、b 之间接报警器,当传感器 R2 所在处出现火情时,显示器的 电流 I、报警器两端的电压 U 的变化情况是( ) A.I 变大,U 变大 B.I 变小,U 变小 C.I 变小,U 变大 D.I 变大,U 变小

教科版高中物理选修《传感器温度传感器和光传感器》word学案

教科版高中物理选修《传感器温度传感器和光传感器》word学案

教科版高中物理选修《传感器温度传感器和光传感器》word 学案[学习目标定位] 1.明白传感器的定义,明白得其工作原理.2.了解热敏电阻、敏锐元件的特性.3.了解几种温度传感器及光传感器的原理.1.用多用电表测电阻时,第一选择 挡,然后进行 ,指针指在表盘的 测得的阻值较准确.2.电阻率ρ是反映材料导电性能好坏的物理量,电阻率越小,导电性能越好,定义式为ρ=RS l. 3.平行板电容器的电容C =εrS 4πkd.一、传感器1.定义:把被测的 按一定规律转换成与之对应的 的器件或装置.2.结构:由 元件和 电路组成.二、敏锐元件的原理敏锐元件就其感知外界信息的原理而言,可分为如下几类:1. 类:基于力、热、光、电磁和声等物理效应.2. 类:基于化学反应的原理.3. 类:基于酶、抗体和激素等分子识别功能.三、温度传感器1.热双金属片温度传感器:针对热双金属片对温度的感知表现为 的特性,常常用在 装置中.2.热电阻传感器:电阻与温度关系为R =3.热敏电阻传感器:(1)NTC 热敏电阻:温度升高,电阻(2)PTC 热敏电阻:温度升高,电阻四、光传感器1.原理:有些金属或半导体材料在电路中受到光照时,产生 或 ,实现 信号向 信号的转化.2.应用:光电式 计、光电式 表.一、传感器[问题设计]在现代生活中,我们时刻能感受到自动操纵带给我们的便利,如马路上的路灯夜晚发光白天自动熄灭;当你走近自动门时它会自动打开,当你离开时它会自动关闭;电冰箱启动后,会自动操纵压缩机工作,使冰箱内保持所设定的低温……,这其中的“机关”是什么?[要点提炼]1.各种传感器的作用差不多上把 量转换成 量.2.传感器的结构――→非电信息敏锐元件―→处理电路――→电信息3.敏锐元件能直截了当感受 信息,并把其变换成易于测量的物理量,形成 .常见的敏锐元件有力敏元件、 元件、 元件、磁敏元件、气敏元件等.4.处理电路能把微小的信号进行 ,并除去 信号,使敏锐元件输出的电信号转变成便于显示、记录、处理和操纵的电学量.二、敏锐元件的原理[问题设计]1.如图1所示,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,再将多用电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻Rt 的两端相连,这时表针恰好指在刻度盘的正中央.若在Rt 上擦一些酒精,表针将如何摆动?若用吹风机将热风吹向电阻,表针将如何摆动?图12.如图2所示连接电路.把磁铁靠近或远离干簧管,观看电路中所发生的现象.你认为干簧管起了什么作用?图2[要点提炼]1.热敏电阻是用 材料制成的,它具有电阻随 灵敏变化的特性,能够实现对 的测量.2.干簧管是一种能感知 的敏锐元件,在电路中的作用确实是个 的开关.三、温度传感器[问题设计]如图3所示为电熨斗的构造,其中双金属片上层金属的热膨胀系数大于下层金属.图3(1)常温下,电熨斗的上、下触点应当是接触的依旧分离的?当温度过高时双金属片将如何样起作用?(2)熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度,熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度,这是如何利用调温旋钮来实现的?[要点提炼]热双金属片温度传感器是由两种膨胀系数相差的不同金属片焊接或轧制成一体后组成.它对温度的感知表现为热双金属片的,能够用它操纵电路的2.热敏电阻:用材料制成.按热敏电阻阻值随温度变化的规律,热敏电阻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3.金属热电阻:金属的电阻率随温度而增大,利用这一特性,金属丝也能够制作成传感器,称为热电阻.4.热敏电阻和金属热电阻都能够把那个热学量转换为那个电学量.金属热电阻的化学稳固性好,测温范畴大,但灵敏度较差.四、光传感器1.自动门和公共场所的非触摸式自动水龙头利用了传感器.2.在环境监测、火灾报警等装置中通常利用工作.3.在工农业生产、交通运输等行业中较多地采纳进行转数的测量.一、对传感器的认识例1如图4是一种测定油箱油量多少或变化多少的装置.图4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),通过观看电压表示数,能够了解油量情形.(1)你认为电压表应该接在图中的________两点之间,按照你的接法请回答:当油箱中油量减少时,电压表的示数将________(选填“增大”或“减小”).(2)将电压表分别接在b、c之间与c、d之间,当油量变化时,电压表的示数变化有何不同?二、对热敏电阻的认识及应用例2如图5所示为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变,且对温度专门敏锐)的I-U关系曲线图.图5(1)为了通过测量得到图示的I-U关系的完整曲线,在图6甲、乙两个电路中应选择的是图________;简要说明理由:________________________________________________________________________________________________________________________.(电源电动势为9 V,内阻不计,滑动变阻器的阻值为0~100 Ω)图6(2)在图丙所示电路中,电源电压恒为9 V,电流表读数为70 mA,定值电阻R1=250 Ω.由热敏电阻的I-U关系曲线可知,热敏电阻两端的电压为______ V;电阻R2的阻值为________ Ω.(3)举出一个能够应用热敏电阻的例子:______________________________________.三、对光传感器的认识及应用例3如图7所示为光电式烟尘浓度计的原理图,试说明其工作原理.图7例4如图8所示,R1、R2为定值电阻,L为小灯泡,R3为光敏电阻,当入射光强度增大时()图8 A.电压表的示数增大B.R2中电流减小C.小灯泡的功率增大D.电路的路端电压增大1.(对传感器的认识)关于传感器,下列说法正确的是()A.所有传感器差不多上由半导体材料制成的B.金属材料也能够制成传感器C.传感器要紧是通过感知电压的变化来传递信号的D.水银温度计是一种传感器2.(对电容式传感器的认识)电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置,由于电容器的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素,当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化,从而又可推出另一物理量的值.如图9所示是四种电容式传感器的示意图,关于这四种传感器的作用,下列说法不正确的是()图9A.甲图的传感器能够用来测量角度B.乙图的传感器能够用来测量液面高度C.丙图的传感器能够用来测量压力D.丁图的传感器能够用来测量速度3.(对光敏电阻、热敏电阻的认识及电路分析)如图10所示电路中,电源电动势为E,内阻为r,RT为负温度系数热敏电阻,RG为光敏电阻,闭合开关后,小灯泡L正常发光,由于环境改变(光照或温度),发觉小灯泡亮度变暗,则引起小灯泡变暗的缘故可能是()图10A.温度不变,光照增强B.温度升高,光照不变C.温度降低,光照增强D.温度升高,光照减弱4.(对光传感器的认识)烟雾散射火灾报警器使用的是()A.光传感器B.温度传感器C.红外传感器D.超场波传感器。

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学案1 传感器温度传感器和光传感器
[学习目标定位] 1.知道传感器的定义,理解其工作原理.2.了解热敏电阻、敏感元件的特性.3.了解几种温度传感器及光传感器的原理.
1.用多用电表测电阻时,首先选择挡,然后进行,指针指在表盘的测得的阻值较准确.
2.电阻率ρ是反映材料导电性能好坏的物理量,电阻率越小,导电性能越好,定义式为ρ=RS l.
3.平行板电容器的电容C=
εrS 4πkd.
一、传感器
1.定义:把被测的按一定规律转换成与之对应的的器件或装置.
2.结构:由元件和电路组成.
二、敏感元件的原理
敏感元件就其感知外界信息的原理而言,可分为如下几类:
1.类:基于力、热、光、电磁和声等物理效应.
2.类:基于化学反应的原理.
3.类:基于酶、抗体和激素等分子识别功能.
三、温度传感器
1.热双金属片温度传感器:针对热双金属片对温度的感知表现为的特性,常常用在装置中.
2.热电阻传感器:电阻与温度关系为R=
3.热敏电阻传感器:
(1)NTC热敏电阻:温度升高,电阻
(2)PTC热敏电阻:温度升高,电阻
四、光传感器
1.原理:有些金属或半导体材料在电路中受到光照时,产生或,实现信号向信号的转化.
2.应用:光电式计、光电式表.
一、传感器
[问题设计]
在现代生活中,我们时刻能感受到自动控制带给我们的便利,如马路上的路灯夜晚发光白天自动熄灭;当你走近自动门时它会自动打开,当你离开时它会自动关闭;电冰箱启动后,会自动控制压缩机工作,使冰箱内保持所设定的低温……,这其中的“机关”是什么?
[要点提炼]
1.各种传感器的作用都是把量转换成量.
2.传感器的结构 ――→非电信息敏感元件―→处理电路――→电信息
3.敏感元件能直接感受 信息,并把其变换成易于测量的物理量,形成 .常见的敏感元件有力敏元件、 元件、 元件、磁敏元件、气敏元件等.
4.处理电路能把微小的信号进行 ,并除去 信号,使敏感元件输出的电信号转变成便于显示、记录、处理和控制的电学量. 二、敏感元件的原理 [问题设计]
1.如图1所示,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,再将多用电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻Rt 的两端相连,这时表针恰好指在刻度盘的正中央.若在Rt 上擦一些酒精,表针将如何摆动?若用吹风机将热风吹向电阻,表针将如何摆动?
图1
2.如图2所示连接电路.把磁铁靠近或远离干簧管,观察电路中所发生的现象.你认为干簧管起了什么作用?
图2
[要点提炼]
1.热敏电阻是用 材料制成的,它具有电阻随 灵敏变化的特性,可以实现对 的测量.
2.干簧管是一种能感知 的敏感元件,在电路中的作用就是个 的开关. 三、温度传感器 [问题设计]
如图3所示为电熨斗的构造,其中双金属片上层金属的热膨胀系数大于下层金属.
图3
(1)常温下,电熨斗的上、下触点应当是接触的还是分离的?当温度过高时双金属片将怎样起作用? (2)熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度,熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度,这是如何利用调温旋钮来实现的?
[要点提炼]
热双金属片温度传感器是由两种膨胀系数相差 的不同金属片焊接或轧制成一体后组成.它对温度的感知表现为热双金属片的 ,可以用它控制电路的
2.热敏电阻:用 材料制成.按热敏电阻阻值随温度变化的规律,热敏电阻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
3.金属热电阻: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.
4.热敏电阻和金属热电阻都能够把这个热学量转换为这个电学量.金属热电阻的化学稳定性好,测温范围大,但灵敏度较差.
四、光传感器
1.自动门和公共场所的非触摸式自动水龙头利用了传感器.
2.在环境监测、火灾报警等装置中通常利用工作.
3.在工农业生产、交通运输等行业中较多地采用进行转数的测量.
一、对传感器的认识
例1如图4是一种测定油箱油量多少或变化多少的装置.
图4
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.
(1)你认为电压表应该接在图中的________两点之间,按照你的接法请回答:当油箱中油量减少时,电压表的示数将________(选填“增大”或“减小”).
(2)将电压表分别接在b、c之间与c、d之间,当油量变化时,电压表的示数变化有何不同?
二、对热敏电阻的认识及应用
例2如图5所示为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变,且对温度很敏感)的I-U关系曲线图.
图5
(1)为了通过测量得到图示的I-U关系的完整曲线,在图6甲、乙两个电路中应选择的是图________;简要说明理由:
________________________________________________
________________________________________________________________________.
(电源电动势为9 V,内阻不计,滑动变阻器的阻值为0~100 Ω)
图6
(2)在图丙所示电路中,电源电压恒为9 V,电流表读数为70 mA,定值电阻R1=250 Ω.由热敏电阻的I-U关系
曲线可知,热敏电阻两端的电压为______ V;电阻R2的阻值为________ Ω.
(3)举出一个可以应用热敏电阻的例子:______________________________________.
三、对光传感器的认识及应用
例3如图7所示为光电式烟尘浓度计的原理图,试说明其工作原理.
图7
例4如图8所示,R1、R2为定值电阻,L为小灯泡,R3为光敏电阻,当入射光强度增大时()
图8
A.电压表的示数增大B.R2中电流减小
C.小灯泡的功率增大D.电路的路端电压增大
1.(对传感器的认识)关于传感器,下列说法正确的是()
A.所有传感器都是由半导体材料制成的
B.金属材料也可以制成传感器
C.传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的
D.水银温度计是一种传感器
2.(对电容式传感器的认识)电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置,由于电容器的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素,当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化,从而又可推出另一物理量的值.如图9所示是四种电容式传感器的示意图,关于这四种传感器的作用,下列说法不正确的是()
图9
A.甲图的传感器可以用来测量角度
B.乙图的传感器可以用来测量液面高度
C.丙图的传感器可以用来测量压力
D.丁图的传感器可以用来测量速度
3.(对光敏电阻、热敏电阻的认识及电路分析)如图10所示电路中,电源电动势为E,内阻为r,RT为负温度系数热敏电阻,RG为光敏电阻,闭合开关后,小灯泡L正常发光,由于环境改变(光照或温度),发现小灯泡亮度变暗,则引起小灯泡变暗的原因可能是()
图10
A.温度不变,光照增强B.温度升高,光照不变
C.温度降低,光照增强D.温度升高,光照减弱
4.(对光传感器的认识)烟雾散射火灾报警器使用的是()
A.光传感器B.温度传感器
C.红外传感器D.超场波传感器。

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