人教版高二物理选修：传感器及其工作原理
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人教版高二物理选修-第六章-传感器及其工作原理-ppt精品课件
表的示数，下列说法中正确的是（ ）AC
A．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化 较大，这只元件一定是热敏电阻
B．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变 化，这只元件一定是定值电阻
C．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表 示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻
D．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表 示数相同，这只元件一定是定值电阻
C．信号处理系统每获得一次低电压就记数一次 D．信号处理系统每获得一次高电压就记数一次
人教版 高二物理 选修3-1 第六章：6.1 传感器及其工作原理 (共23张PPT)
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例2、有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将 这三只元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后， 用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆
人教版 高二物理 选修3-1 第六章：6.1 传感器及其工作原理 (共23张PPT)
人教版 高二物理 选修3-1 第六章：6.1 传感器及其工作原理 (共23张PPT)
例1、如图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（ AC）
A．当有光照射 R1时，信号处理系统获得高电压 B．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压
推导霍尔电压的公式
•
设载流子的电荷量为q，沿电流方向定向运动的平
• 均速率为v，单位体积内自由移动的载流子数为n，垂直电
• 流方向导体板的横向宽度为a，则电流的微观表达式为
•
I nqadv ①
• 载流子在磁场中受到的洛伦兹力 • 载流子在洛伦兹力作用下侧移，两个侧面出现电势差
A．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化 较大，这只元件一定是热敏电阻
B．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变 化，这只元件一定是定值电阻
C．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表 示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻
D．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表 示数相同，这只元件一定是定值电阻
C．信号处理系统每获得一次低电压就记数一次 D．信号处理系统每获得一次高电压就记数一次
人教版 高二物理 选修3-1 第六章：6.1 传感器及其工作原理 (共23张PPT)
人教版 高二物理 选修3-1 第六章：6.1 传感器及其工作原理 (共23张PPT)
例2、有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将 这三只元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后， 用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆
人教版 高二物理 选修3-1 第六章：6.1 传感器及其工作原理 (共23张PPT)
人教版 高二物理 选修3-1 第六章：6.1 传感器及其工作原理 (共23张PPT)
例1、如图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（ AC）
A．当有光照射 R1时，信号处理系统获得高电压 B．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压
推导霍尔电压的公式
•
设载流子的电荷量为q，沿电流方向定向运动的平
• 均速率为v，单位体积内自由移动的载流子数为n，垂直电
• 流方向导体板的横向宽度为a，则电流的微观表达式为
•
I nqadv ①
• 载流子在磁场中受到的洛伦兹力 • 载流子在洛伦兹力作用下侧移，两个侧面出现电势差
最新人教版高中物理选修3-2课件：6.1 传感器及其工作原理
1．特点：光照越强，电阻___越__小___． 2．原理：无光照时，载流子少，导电性能___不__好___；随着光 照的增强，载流子___增__多___，导电性__变__好____． 3．作用：把光__照__强__弱__这个光学量转换为___电__阻___这个电学量．
三、热敏电阻和金属热电阻
阅读教材第 54 页“热敏电阻和金属热电阻”部分
(2) 作 用 ： 在 电 路 中 起 到 ___开__关___ 的 作 用 ， 它 是 一 种 能 够 感__知__磁__场__的传感器．
3．非电学量转换为电学量的意义：把非电学量转换为电学量， 可以方便地进行___测__量___、传输、处理和___控__制___．
二、光敏电阻
阅读教材第53页“光敏电阻”部分
【答案】 C
点拨： 分析霍尔效应的原理时，首先建立霍尔效应模型，明确在霍尔 现象中负电荷向某一方向定向移动与正电荷向相反反向移动不等 效．
【变式训练 2】 如图所示是一火警报警器的一部分电路示意 图，其中 R2 为用半导体热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)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( )
答案：D
传感器问题的分析方法 ①明确传感器的类型，了解传感器的工作原理． ②确定传感器中的什么量变化时可以引起电学量的变化． ③根据电学量的变化确定相关物理量的变化．
要点二 对敏感元件的认识
几种敏感元件的对比分析
元件
特点
光敏 电阻
半导体材料受到的光照增强时，会有更多的电子获得能量成 为自由电子，即载流子数增多，于是导电性明显增强，电阻 减小
答案：CDБайду номын сангаас
三、热敏电阻和金属热电阻
阅读教材第 54 页“热敏电阻和金属热电阻”部分
(2) 作 用 ： 在 电 路 中 起 到 ___开__关___ 的 作 用 ， 它 是 一 种 能 够 感__知__磁__场__的传感器．
3．非电学量转换为电学量的意义：把非电学量转换为电学量， 可以方便地进行___测__量___、传输、处理和___控__制___．
二、光敏电阻
阅读教材第53页“光敏电阻”部分
【答案】 C
点拨： 分析霍尔效应的原理时，首先建立霍尔效应模型，明确在霍尔 现象中负电荷向某一方向定向移动与正电荷向相反反向移动不等 效．
【变式训练 2】 如图所示是一火警报警器的一部分电路示意 图，其中 R2 为用半导体热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)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( )
答案：D
传感器问题的分析方法 ①明确传感器的类型，了解传感器的工作原理． ②确定传感器中的什么量变化时可以引起电学量的变化． ③根据电学量的变化确定相关物理量的变化．
要点二 对敏感元件的认识
几种敏感元件的对比分析
元件
特点
光敏 电阻
半导体材料受到的光照增强时，会有更多的电子获得能量成 为自由电子，即载流子数增多，于是导电性明显增强，电阻 减小
答案：CDБайду номын сангаас
人教版高中物理选修(32)第6章第1讲《传感器及其工作原理》PPT课件
①正温度系数的热敏材料(PTC)，它的电阻随温度上升而增加． ②负温度系数的热敏材料(NTC)，它的电阻随温度的上升而下降． ③临界温度系数的热敏材料(CTC)，它的电阻在很小的温度范围 (临界)内急剧下降．
课堂讲义
传感器及其工作原理
二、常见的传感器 3．金属热电阻 特点：电阻率随温度的升高而增大．金属电阻随温度的升高而增加．
课堂讲义
传感器及其工作原理
例1 关于传感器，下列说法正确的是( ) A．光敏电阻和热敏电阻都是由半导体材料制成的 B．传感器主要是通过感知电阻的变化来传递信号的 C．传感器是将非电学量转变为电学量的装置 D．以上说法都不正确
课堂讲义
传感器及其工作原理
二、常见的传感器
1．光敏电阻
(1)特点：阻工作原理
例3 在信息技术高速发展、电子计算机广泛应用 的今天，担负着信息采集任务的传感器在自动控制、 信息处理技术中发挥着越来越重要的作用，其中热 电传感器是利用热敏电阻将热信号转换成电信号的 元件．某学习小组的同学在用多用电表研究热敏特 性实验中，安装好如图所示装置．向杯内加入冷水， 温度计的示数为20 ℃，多用电表选择适当的倍率， 读出热敏电阻的阻值R1.然后向杯内加入热水，温度 计的示数为60 ℃，发现多用电表的指针偏转角度较 大，则下列说法正确的是( ) A．应选用电流挡，温度升高换用大量程测量 B．应选用电流挡，温度升高换用小量程测量 C．应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率大的挡 D．应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率小的挡
电场力与洛伦兹力平衡时，有 eUb＝evB， 电流 I＝neSv＝nev·bd 故 U＝nIeBd
故下表面电势高
对点练习
传感器及其工作原理
对传感器的理解 1．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光 信号转化为电信号的过程．下列属于这类传感器的是( ) A．红外报警装置 B．走廊照明灯的声控开关 C．自动洗衣机中的压力传感装置 D．电饭煲中控制加热和保温的温控器
课堂讲义
传感器及其工作原理
二、常见的传感器 3．金属热电阻 特点：电阻率随温度的升高而增大．金属电阻随温度的升高而增加．
课堂讲义
传感器及其工作原理
例1 关于传感器，下列说法正确的是( ) A．光敏电阻和热敏电阻都是由半导体材料制成的 B．传感器主要是通过感知电阻的变化来传递信号的 C．传感器是将非电学量转变为电学量的装置 D．以上说法都不正确
课堂讲义
传感器及其工作原理
二、常见的传感器
1．光敏电阻
(1)特点：阻工作原理
例3 在信息技术高速发展、电子计算机广泛应用 的今天，担负着信息采集任务的传感器在自动控制、 信息处理技术中发挥着越来越重要的作用，其中热 电传感器是利用热敏电阻将热信号转换成电信号的 元件．某学习小组的同学在用多用电表研究热敏特 性实验中，安装好如图所示装置．向杯内加入冷水， 温度计的示数为20 ℃，多用电表选择适当的倍率， 读出热敏电阻的阻值R1.然后向杯内加入热水，温度 计的示数为60 ℃，发现多用电表的指针偏转角度较 大，则下列说法正确的是( ) A．应选用电流挡，温度升高换用大量程测量 B．应选用电流挡，温度升高换用小量程测量 C．应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率大的挡 D．应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率小的挡
电场力与洛伦兹力平衡时，有 eUb＝evB， 电流 I＝neSv＝nev·bd 故 U＝nIeBd
故下表面电势高
对点练习
传感器及其工作原理
对传感器的理解 1．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光 信号转化为电信号的过程．下列属于这类传感器的是( ) A．红外报警装置 B．走廊照明灯的声控开关 C．自动洗衣机中的压力传感装置 D．电饭煲中控制加热和保温的温控器
高中物理(新人教版)选择性必修2：常见传感器的工作原理及应用【精品课件】
5．实验结论 热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增大。 6．注意事项 实验时，加热水后要等一会儿再测热敏电阻阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并 同时读出水温。
6、热敏电阻的应用
一些汽车的低油位报警装置采用热敏电阻来检测油箱的警戒液位。若给热敏电阻通以一定的电流， 热敏电阻会发热。当液面高于热敏电阻的高度时，热敏电阻发出的热量会被液体带走，温度基本不变， 阻值较大，指示灯不亮（图甲）。当液体减少、热敏电阻露出液面时，发热导致它的温度上升、阻值 较小，指示灯亮（图乙）。通过判断热敏电阻的阻值变化，就可以知道液面是否低于设定值。
电容传感器
五、拓展学习
12、霍尔元件
霍尔元件的应用及原理1—测量磁场的大小
半导体的霍尔效应要强于导体。在一个很小的矩形半导体（如砷化铟）薄片 上，制作四个电极E、F、M、N，它就成了一个霍尔元件（右图下）。在E、F 间 通入恒定的电流I，同时外加与薄片垂直的磁感应强度为B的磁场，则在M、N 间 可出现霍尔电压UH。通过分析可知，霍尔电压UH与磁感应强度B有线性关系，因 此利用霍尔元件可以测量磁感应强度的大小和方向。霍尔元件能够把磁感应强度 这个磁学量转换为电压这个电学量。
液位报警示意图
三、电阻应变片—力传感器
7、电阻应变片的工作原理
电阻应变片是一种使用非常广泛的力敏元件，电阻与导体的材料、 长度和横截面积有关。当金属丝受到拉力时，长度变长、横截面积变小， 导致电阻变大；当金属丝受到压力时，长度变短、横截面积变大，导致 电阻变小。金属导体在外力作用下发生机械形变（伸长或缩短）时，其 电阻随着它所受机械形变的变化而发生变化的现象，称为金属的电阻应 变效应。金属电阻应变片就是利用这一原理制成的。
当堂小练
例 1 、 (多选)利用光敏电阻制作的光传感器,记录了传送带上工件的输送情况。如图
6、热敏电阻的应用
一些汽车的低油位报警装置采用热敏电阻来检测油箱的警戒液位。若给热敏电阻通以一定的电流， 热敏电阻会发热。当液面高于热敏电阻的高度时，热敏电阻发出的热量会被液体带走，温度基本不变， 阻值较大，指示灯不亮（图甲）。当液体减少、热敏电阻露出液面时，发热导致它的温度上升、阻值 较小，指示灯亮（图乙）。通过判断热敏电阻的阻值变化，就可以知道液面是否低于设定值。
电容传感器
五、拓展学习
12、霍尔元件
霍尔元件的应用及原理1—测量磁场的大小
半导体的霍尔效应要强于导体。在一个很小的矩形半导体（如砷化铟）薄片 上，制作四个电极E、F、M、N，它就成了一个霍尔元件（右图下）。在E、F 间 通入恒定的电流I，同时外加与薄片垂直的磁感应强度为B的磁场，则在M、N 间 可出现霍尔电压UH。通过分析可知，霍尔电压UH与磁感应强度B有线性关系，因 此利用霍尔元件可以测量磁感应强度的大小和方向。霍尔元件能够把磁感应强度 这个磁学量转换为电压这个电学量。
液位报警示意图
三、电阻应变片—力传感器
7、电阻应变片的工作原理
电阻应变片是一种使用非常广泛的力敏元件，电阻与导体的材料、 长度和横截面积有关。当金属丝受到拉力时，长度变长、横截面积变小， 导致电阻变大；当金属丝受到压力时，长度变短、横截面积变大，导致 电阻变小。金属导体在外力作用下发生机械形变（伸长或缩短）时，其 电阻随着它所受机械形变的变化而发生变化的现象，称为金属的电阻应 变效应。金属电阻应变片就是利用这一原理制成的。
当堂小练
例 1 、 (多选)利用光敏电阻制作的光传感器,记录了传送带上工件的输送情况。如图
高二物理传感器及其工作原理
高中物理新人教版 选修３-２系列课件
第六章《传感器》
第一节 《传感器及其工作原理》
教学目标
• 1.知识与技能：①知道非电学量转换成电学量的技术意义； ②通过实验，知道常见传感器的工作原理；③初步探究利 用和设计简单的传感器. • 2.过程与方法：①通过对实验的观察、思考和探究，让学 生了解传感器、熟悉传感器工作原理；②让学生自己设计 简单的传感器，经历科学探究过程，学习科学研究方法， 培养学生的实践能力和创新思维能力. • 3.情感态度与价值观：在理解传感器工作原理的基础上， 通过自己设计简单的传感器，体验科技创新的乐趣，激发 学习物理的兴趣. • 教学重、难点 • 1.几种常见传感器的工作原理（演示实验）；2.学生自己 设计简单的传感器.
a E r A R1 R3 R2
b
友情提示：掌握各种元件的特性和闭合 电路的动态分析是解题的关键
例题：尝试体验
• 1．如图所示，R1、R2为定值电阻，L是小 灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大 时，（ ） 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
返回
I
F N －
－ － － ＋ ＋ － － ＋ ＋ ＋ ＋
M
E B UH 返回
载 流 子
E
返回
三、例题
例1 有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只 元件分别接入如图所示电路中A、B两点后， 用黑纸包住元件置入热水中，观察欧姆表的 A 示数，下列说法正确的是（ ）
B
A.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元 件一定是热敏电阻
C. I 变小，U 变大 D.
a E r b A R1
I 变小，U 变小
I 变大，U 变小
第六章《传感器》
第一节 《传感器及其工作原理》
教学目标
• 1.知识与技能：①知道非电学量转换成电学量的技术意义； ②通过实验，知道常见传感器的工作原理；③初步探究利 用和设计简单的传感器. • 2.过程与方法：①通过对实验的观察、思考和探究，让学 生了解传感器、熟悉传感器工作原理；②让学生自己设计 简单的传感器，经历科学探究过程，学习科学研究方法， 培养学生的实践能力和创新思维能力. • 3.情感态度与价值观：在理解传感器工作原理的基础上， 通过自己设计简单的传感器，体验科技创新的乐趣，激发 学习物理的兴趣. • 教学重、难点 • 1.几种常见传感器的工作原理（演示实验）；2.学生自己 设计简单的传感器.
a E r A R1 R3 R2
b
友情提示：掌握各种元件的特性和闭合 电路的动态分析是解题的关键
例题：尝试体验
• 1．如图所示，R1、R2为定值电阻，L是小 灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大 时，（ ） 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
返回
I
F N －
－ － － ＋ ＋ － － ＋ ＋ ＋ ＋
M
E B UH 返回
载 流 子
E
返回
三、例题
例1 有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只 元件分别接入如图所示电路中A、B两点后， 用黑纸包住元件置入热水中，观察欧姆表的 A 示数，下列说法正确的是（ ）
B
A.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元 件一定是热敏电阻
C. I 变小，U 变大 D.
a E r b A R1
I 变小，U 变小
I 变大，U 变小
高二物理人教版选修3-2传感器及其工作原理
传感器及其工作原理重/难点重点：理解并掌握传感器的三种常见敏感元件的工作原理。
难点：光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件的工作原理。
重/难点分析重点分析：传感器是指将非电学物理量转换为电学物理量或实现电路通断的元件。
难点分析：1．干簧管：感知磁场的元件，实现电路的通断。
2．光敏电阻：将光学量转换为电学量的元件。
3．热敏电阻和金属热电阻：将热学量转换为电学量的元件。
突破策略1．什么是传感器演示实验1：如图1所示，小盒子的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关，当把磁铁放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁铁移开，灯泡熄灭。
盒子里有怎样的装置，才能实现这样的控制？打开盒子，用实物投影仪展示盒内的电路图（图2），了解元件“干簧管”的结构。
探明原因：当磁体靠近干簧管时，两个由软磁性材料制成的簧片因磁化而相互吸引，电路导通，干簧管起到了开关的作用。
点拨：这个装置反过来还可以让我们通过灯泡的发光情况，感知干簧管周围是否存在着磁场。
演示实验2：教师出示一只音乐茶杯，茶杯平放桌上时，无声无息，提起茶杯，茶杯边播放悦耳的音乐，边闪烁着五彩的光芒。
音乐茶杯的工作开关又在哪里？开启的条件是什么？提起茶杯，用手压杯的底部，音乐并没有停止。
用书挡住底部（不与底部接触），音乐停止，可见音乐茶杯受光照强度的控制。
总结：现代技术中，我们可以利用一些元件设计电路，它能够感受诸如力、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，或转换为电路的通断。
我们把这种元件叫做传感器。
它的优点是：把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。
实验1中的干簧管是怎样的传感器，实验2音乐茶杯中所用的元件又是怎样的传感器？2、认识一些制作传感器的元器件（1）光敏电阻学生实验1：学生两人一组，用万用电表的欧姆挡测量一只光敏电阻的阻值，实验分别在暗环境和强光照射下进行。
学生总结实验结果：光敏电阻在暗环境下电阻值很大，强光照射下电阻值很小。
高中物理选修3-2-传感器及其工作原理
传感器及其工作原理知识元常见传感器的工作原理知识讲解传感器的工作原理1．概念：传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、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，或转换为电路的通断。
2．组成：一般由敏感元件、转换元件、转换电路三个部分组成。
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。
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。
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。
3．原理：通过对某一物理量敏感的元件，将感受到的物理量按一定规律转换成便于测量的量。
例如，光电传感器利用光敏电阻将光信号转换成电信号；热电传感器利用热敏电阻将温度信号转换成电信号。
4．工作流程：5．类别：最简单的传感器由一个敏感元件(兼转换器)组成，它感受被测量时，直接输出电学量，如热电偶．有的传感器由敏感元件和转换器件组成，设有转换电路，如光电池、光电管等；有的传感器，转换电路不止一个，要经过若干次转换。
6．传感器的分类：目前对传感器尚无一个统一的分类方法，常用的分类方法有两个：（1）按输入量分类，如输入量分别为温度、压力、位移、速度、加速度等非电学量时，相应的传感器称为温度传感器、压力传感器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器。
（2）按传感器的工作原理分类，可分为电阻传感器、电容传感器、电感传感器、电压传感器、霍尔传感器、光电传感器、光栅传感器等。
7．传感器的元件：制作传感器时经常使用的元件有光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻、霍尔元件等。
例题精讲常见传感器的工作原理例1.传感器是把非电学量转换成电学量的一种元件。
如图所示，乙、丙是两种常见的电容式传感器，现将乙、丙两种传感器分别接到图甲的电路中进行实验（电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏），下列实验现象中正确的是（）A．当乙传感器接入电路实验时，若F变小，则电流表指针向右偏转B．当乙传感器接入电路实验时，若F变大，则电流表指针向左偏转C．当丙传感器接入电路实验时，若液体深度h变大，则电流表指针向左偏D．当丙传感器接入电路实验时，若液体深度h变小，则电流表指针向左偏例2.关于传感器，下列说法正确的是（）A．霍尔元件能把光学量转化为电学量B．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的C．话筒中的传感器将电信号转化成声音信号D．传感器是把非电信号转换为电信号的主要元件例3.利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况。
人教版高中物理(选修3-2)传感器及其工作原理优质PPT课件
为解决楼道的照明，在楼道内安装一个传感器与电灯的 控制电路相接．当楼道内有走动而发出声响时，电灯即与电源 接通而发光，这种传感器为________传感器，它输入的是 ________信号，经传感器转换后，输出的是________信号．
解析： 声音信号 → 声传感器 → 电信号 → 控制开关
答案： 声 声音 电
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： 热敏电阻的图线是非线性的，即图线2，A错误， 热敏电阻由半导体制成，B对，半导体材料化学稳定性差，测温 范围小，灵敏度高．D正确．图1显然稳定性好，测温范围大， 但灵敏度低，C错误．
解析： R2与灯L并联后与R1串联，与电源构成闭合电路，
当温度降低时，电阻R2增大，外电路电阻增大，电流表读数减
小，灯L电压增大，灯泡亮度变强，R1两端电压减小，故C正确，
其余各项均错．
答案： C
【反思总结】 解此类问题时，R2相当于一个滑动变阻 器．要把R2与金属热电阻区别开．
【跟踪发散】 1－1：如图所示，将多 用电表的选择开关置于“欧姆”挡，再将 电表的两支表笔与一热敏电阻 Rt 的两端相 连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间．若往 Rt 上擦一些酒精， 表针将向________(填“左”或“右”)移动；若用吹风机将热 风吹向电阻，表针将向________(填“左”或“右”)移动．
→IU分分的的变变化化
【跟踪发散】 2－1：如右图所示，将 多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将电表 的两支表笔分别与光敏电阻 RG 的两端相 连，这时表针恰好指在刻度盘的中央．若用 不透光的黑纸将 RG 包裹起来，表针将向________(填“左”或 “右”)转动；若用手电筒照射 RG，表针将向________(填 “左”或“右”)转动．
高二物理人教版选修3-2第六章 1 传感器及其工作原理
三、热敏电阻和金属热电阻 1.热敏电阻 热敏电阻由半导体材料制成,其电阻随温度的变化明显,温度升 高电阻减小,如图甲所示为某一热敏电阻的电阻随温度变化的特性 曲线。
2.金属热电阻 有些金属的电阻率随温度的升高而增大,这样的电阻也可以制作 温度传感器,称为热电阻,如图乙所示为某金属导线电阻的温度特 性曲线。
探究一
探究二
探究三
探究四
典例剖析
【例题1】 全面了解汽车的运行状态(速度、水箱温度、油量)是 确保汽车安全行驶和驾驶员安全的举措之一,为模仿汽车油表原理, 某同学自制一种测定油箱油量多少或变化多少的装置。如图乙所
示,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。该同学在装置中使用了一只电压表(图中没有画出),通过
3.霍尔电压:UH=kIdB 。 (1)其中d为薄片的厚度,k为霍尔系数,其大小与薄片的材料有关。 (2)一个霍尔元件的d、k为定值,再保持电流I恒定,则UH的变化就 与磁感应强度B成正比。 4.作用:把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。
搜索“玉兔探月机器人”,了解我国“玉兔”探月机器人 拥有哪些传感器,以后的探月机器人的发展方向等。
B.θ'<θ C.θ'>θ
D.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,指针自左向右偏转角度变小,故B正确。
答案:B
探究一
探究二
探究三
探究四
热敏电阻和金属热电阻
问题探究
如图所示,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(温度升高,电阻减小)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 如何偏转?若用吹风机将热风吹向热敏电阻,表针将如何偏转?
人教版高二物理选修3-2课件：6.1传感器及其工作原理
5、霍尔元件 磁感应强度 电压 （磁传感器）
6、电容式位移传感器 力学量 电容 （力传感器）
7、电容式压力传感器
●传感器应用的一般模式
传 放大 感 转换 器 电路
执行 机构
显示器 （指针式电 表 数字屏）
计算机 系统
力传感器
金属梁
1.力传感器由什么元件组成的? 组成:金属梁和应变片
3.应变片能够把什么力学量转化为什么电学量？
电学量，或转化为电路的通断。
2、传感器的作用：
非电学量
电学量
3、特点（优点）： 易测量、易传输、易处理、易控制
什 么
1、干簧管
是
演示实验：
传
小盒子 A 的侧面露出一个小
感 灯泡，盒外没有开关，但是把磁铁
器 B 放到盒子上面灯泡就发光，把磁
？ 铁移走，灯泡熄灭。
盒子里有什么装置？
什 么 是 传 感 器 ？
第六章 传感器
制作人：飞说万物
学习目标：
1、知道什么是传感器． 2、知道什么是光敏电阻、热敏电阻、金属 热电阻以及霍尔元件． 3、知道传感器的工作原理．
一 、传感器简介
1.传感器的定义：
传感器是指这样一类元件：它能够感知诸
如力、温度、光、声、化学成分等非电学量， 并把它们按照一定的规律转化成电压、电流等
的
敏
感
元 特性：光敏电阻对光敏感。当改变光照强度 件 时，电阻的大小也随着改变。一般会随着光
照强度的增大而电阻值减小。
如图6－1－4所示，将多用电表的选择左开关置于
电阻挡，再将电表的两支表笔分别与光敏电阻Rt的
两端右相连，这时表针恰好指在刻度盘的中央．若用
不透光的黑纸将Rt包裹起来，表针将向______(选填 “左”或“右”)转动；若用手电筒光照射Rt，表针将向 ________(选填“左”或“右”)转动．
高中物理第六章传感器第一节传感器及其工作原理课件新人教选修32.ppt
1．干簧管是一种________的传感器． 2．传感器是一种能够感受诸如力、温度、光、声、 化学成分等________，并能把它们按照一定的规律转换为 电压、电流等________，或转换为________的一类元件． 3．光敏电阻能够把________转换为________． 4 ． 热 敏 电 阻 或 金 属 热 电 阻 能 够 把 ________ 转 换 为 ________这个电学量． 5．霍尔元件能够把________转换为________这个电 学量．
当运动电荷所受电场力与洛伦兹力平衡时，即 qUb ＝qvB 又因为导体中的电流 I＝neSv＝nev·bd，故 U＝nIeBd
点评：①判断电势高低时注意载流子是正电荷还是负电 荷．
②由以上计算得上、下两表面间的电压稳定时 U＝nIdBe， 其中 n 为单位体积内的自由电荷数，e 为电子电荷量，对固 定的材料而言为定值，若令 k＝n1e，则 U＝kIdB，此即课本 所给出的公式．
答案：1.能够感知磁场 2．非电学量；电学量；电路的通断 3．光照强弱这个光学量；电阻这个电学量 4．温度这个热学量；电阻 5．磁感应强度这个磁学量；电压
(1)传感器是这样一类元件：它能够感受诸如力、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，或转化为电路的通断．
如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d表
示薄片的厚度，k为霍尔系数，对于一个霍尔元件d、k为
定值，如果保持电流I恒定，则可以验证UH随B的变化情
况．以下说法中正确的是
()
A．将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面 时，UH将变大
B．在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作 面应保持水平
高二物理人教版选修3-2：第六章 1 传感器及其工作原理 PPT
答案 设薄片厚度为d，EF方向长度为l1，MN方向长度为 l2，薄片中的载流子受到洛伦兹力发生偏转，使半导体内 部出现电场，载流子同时受到电场力和洛伦兹力的作用， 当洛伦兹力与电场力平衡时，M、N间电势差达到稳定. 即 qUl2＝qvB 再根据电流的微观表达式I＝nqvS，S＝l2d 整理得：U＝nIqBd
三、热敏电阻和金属热电阻
问题设计
如图4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 (温度升高，电阻减小)的两端相连，这时表针恰 图4 好指在刻度盘的正中央.若在RT上擦一些酒精，表针将如何 偏转？若用吹风机将热风吹向热敏电阻，表针将如何偏转？
答案 由于酒精挥发，热敏电阻RT温度降低，电阻值增 大，指针将向左偏；用吹风机将热风吹向热敏电阻，热 敏电阻RT温度升高，电阻值减小，指针将向右偏.
(2)将电压表接在b、c之间，当油箱中油量减少时，电压 表的示数将 增大 (选填“增大”或“减小”).
解析 把电压表接在b、c之间，油量减少时，R增大，电 压表的示数增大.
二、对光敏电阻、热敏电阻的认识及应用
例2 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( )
知识探究
图1
盒子里有什么样的装置，才能出现这样的现象？
答案 盒子里用到了干簧管.把干簧管串入电路，当磁铁 靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，所以干簧管能 起到开关的作用.
要点提炼
1.干簧管结构：如图2所示，它只是玻璃管内封
入的两个 软磁性材料 制成的簧片.
作用：在电路中起到 开关 的作用，它是一种能
二、光敏电阻
问题设计
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3所示为光敏电阻自动计数器
人教版 高二物理 选修3-1 第六章：6.1 传感器及其工作原理 (共23张PPT)
四．霍尔元件
一个确定的霍尔元件
的d、k、为定值，再保 持I不变，则UH的变化 就与B成正比。这样，霍
尔元件能够把磁感应强 度这个磁学量转化为电 压这个电学量。
人教版 高二物理 选修3-1 第六章：6.1 传感器及其工作原理 (共23张PPT)
人教版 高二物理 选修3-1 第六章：6.1 传感器及其工作原理 (共23张PPT)
干簧管和音乐茶杯能够感受非电学量并将它按照 一定的规律转化成电学量的一类元件或组件。
传感器的定义：
传感器是指这样一类元件：它能够感知诸如力、温度、 光、声、化学成分等非电学量，并把它们按照一定的 规律转化成电压、电流等电学量，或转化为电路的通
断。
（2）传感器的作用是什么？ 传感器的作用链轮是把非电学量转化为电学量
或电路的通断，从而实现很方便地测量、传 输、处理和控制。
非电学量→传感器→电学量
角度 位移 速度 压力 温度 湿度 声强 光照
传感器
电压 电流 电阻 电容
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（3）传感器的工作原理
非电学量
敏感元件
转换器件
转换电路
人教版 高二物理 选修3-1 第六章：6.1 传感器及其工作原理 (共23张PPT)
演示：
出示一只音乐茶杯，茶杯平放桌上时，无声无息，提 起茶杯，茶杯边播放悦耳的音乐，边闪烁着五彩的光芒。
音乐茶杯的工作开关又在哪里？开启的条件是什么？
能够感受非电学量并将它按照一定的规律转化 成电学量的一类元件或组件。
用书挡住底部（不与底部接触），音乐停止，可见音乐 茶杯受光照强度的控制。
光照变化（光强变化）光照时光敏电阻阻值减小 电路接通，音乐响起。
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推导霍尔电压的公式
设载流子的电荷量为q，沿电流方向定向运动的平
均速率为v，单位体积内自由移动的载流子数为n，垂直电
流方向导体板的横向宽度为a，则电流的微观表达式为
I nqadv ①
载流子在磁场中受到的洛伦兹力 f qvB
UH
k
IB d
F
C
D
EB
UH
霍尔元件工作原理图
K为比例系数，称为霍尔系数，其大小与元件的材料有关。 一个霍尔元件的d、k为定值，再保持I恒定，则UH 的变化就与B成正比。因此霍尔元件又称磁敏元件。
霍尔元件把磁学量（磁感应强度）转换为电学量（电压）。
人教版 高二物理 选修3-2 第六章：6.1 传感器及其工作原理(共19张PPT)
电容式位移传感器把力学量（位移） 转换为电学量（电容）。
人教版 高二物理 选修3-2 第六章：6.1 传感器及其工作原理(共19张PPT)
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5、霍尔元件（磁传感器）
I
（1）材料：半导体 如：砷化铟
（2）工作原理：
（3）霍尔电压:
电子秤
电磁流量计
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2、光敏电阻（光电传感器）
（1）光敏电阻受到光照时电阻会变小。硫化镉 （CdS）是一种半导体材料，无光照时，载流子极 少，导电性能不好；光照增强，载流子增多，导电 性能变好。 （2）光敏电阻将光学量（光照强度）转化为电学 量（电阻）。
§6.1传感器及其工作原理
防盗报警器
报警器里面用了一个干簧管，干簧管可以感 知磁场而接通或断开电路。
1、什么是传感器?
传感器是指这样一些元件：它能够感受诸 如力、温度、光、声、化学成分等非电学量， 并能把它们按照一定规律转换为电压、电流 等电学量，或转换为电路的通断。
传
非电学量
感
角度
器
位移
速度
则上式可写为
UH
k IB d
④
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动圈式话筒
电容式话筒
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电熨斗 电饭锅
人教版 高二物理 选修3-2 第六章：6.1 传感器及其工作原理(共19张PPT)
1、传感器：
小结
传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、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，或转换为电路的通断。
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）
人教版 高二物理 选修3-2 第六章：6.1 传感器及其工作原理(共19张PPT)
4、电容式传感器
（1）测定角度θ
动片 θ
（2）测定液面高度h
金属芯）测定压力F
固定电极
可动电极
（4）测定位移x 极板 电介质
待测压力F
x
极板
人教版 高二物理 选修3-2 第六章：6.1 传感器及其工作原理(共19张PPT)
电容式位移传感器
电容器极板
x
电介质板 被测物体
示意图
人教版 高二物理 选修3-2 第六章：6.1 传感器及其工作原理(共19张PPT)
例题1．如图所示，R1、R2为定值电阻，L 是小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度
增大时，（ ABC ）
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
3、热敏电阻和金属热电阻
（1）导电性能与温度的变化关系。R 半导体材料的导电性能随温度升
高而变好（电阻率随温度升高而 减小）；
金属导线
金属导体的导电性能随温度升高 而降低（电阻率随温度升高而增 O 大）。
热敏电阻
T
（2）热敏电阻灵敏度高，但化学稳定性较差，
测量范围较小；金属热电阻的化学稳定性较
好，测量范围较大，但灵敏度较差。
载流子在洛伦兹力作用下侧移，两个侧面出现电势差
载流子受到的电场力为 F q U H a
当达到稳定状态时，洛伦兹力与电场力平衡，即 qvB q U H ②
由①②式得
UH
IB nqd
③
a
式中的nq与导体的材料有关，对于确定的导体，nq是常数。
令 k 1 nq
人教版 高二物理 选修3-2 第六章：6.1 传感器及其工作原理(共19张PPT)
加速度
压力
温度
湿度
声强
光照强度
………
电学量
电压 电流
电阻
电容
传感器的种类
（按感受信息的学科特点不同）
物理传感器、化学传感器、生物传感器
物理传感器：用于完成视觉、听觉、触觉 功能的传感器，其接受的是光、声波、压 力等的物理信息。
化学传感器或生物传感器：代替嗅觉、味 觉功能的传感器。
人教版 高二物理 选修3-2 第六章：6.1 传感器及其工作原理(共19张PPT)
离子感烟器
明火探测器 温度传感器
人教版 高二物理 选修3-2 第六章：6.1 传感器及其工作原理(共19张PPT)
人教版 高二物理 选修3-2 第六章：6.1 传感器及其工作原理(共19张PPT)
光电传感器
湿度传感器
人教版 高二物理 选修3-2 第六章：6.1 传感器及其工作原理(共19张PPT)
（3）热敏电阻或金属热电阻能够将热学量(温 度)转化为电阻这个电学量。
例题2.下图是一个温度传感器的原理示意图,Rt是一 个热敏电阻器。试说明传感器是如何把温度值转变
为电信号的。
Rt
R
V
【解答】温度升高或降低导致Rt阻值发生变化，使电路中 电流也发生变化，导致R上的电压也发生改变，因此电压 表读数将会发生变化，从而就将温度的化转变为电信号。