2015—2016学年鲁科版选修3-2 常见传感器的工作原理 教案
大显身手的传感器-鲁科版选修3-2教案
大显身手的传感器-鲁科版选修3-2教案教学目标1.了解什么是传感器以及传感器的分类2.掌握传感器的工作原理和使用方法3.能够熟练使用基本的传感器进行实验和制作简单的应用系统教学内容1. 传感器的介绍定义传感器是指将被测量的物理量转换为可读取的电信号或其他形式输出信号的装置，它能转换为电信号或其他形式输出信号的物理量就成为传感器的测量参数。
分类传感器按特定的测量参数分类，一般可以分为以下几类：•机械或物理量传感器：可以测量物体的位置、速度、加速度、力、扭矩、压力等物理量。
•光、电、热、化学等敏感元件传感器：可以转换其他物理量如光、电、热、化学等为电信号或其他形式输出信号。
2. 常用传感器在传感器的分类中，机械或物理量传感器是应用最为广泛的一类，下面列出一些常见的机械或物理量传感器：压力传感器压力传感器（pressure sensor）是一种用于检测压力的传感器，其主要原理是利用物理效应将被测压力转换成与之成正比的输出电信号（比如电压、电流等），以供被测压力的测量和控制。
其常用于工业、医疗、生物、体育等领域。
温度传感器温度传感器（temperature sensor）是用于测量热量的传感器，其工作原理主要有热电效应、温度感应与电阻变化三种方式。
温度传感器在工业自动化控制、环境监测、医学、电子、航空等领域中应用广泛。
输液检测传感器输液检测传感器（infusion detection sensor）是一种用于检测输液滴数的传感器，常用亚毫升级别，可以用于临床输液，检测瓶子中药液的流速，保证药液的恰当流量。
光电传感器光电传感器（photoelectric sensor）是使用光电效应原理制作而成的传感器，分为发射器和接收器两部分，当受到光线照射时，接收器会产生相应的电信号输出与此同时也有发射器角色来发射光线，被照射的物体反弹回来的光线也会被接收器收集，被敏感元件接受转换成电信号，用于测量物体的透明度、距离、速度以及颜色等参数。
鲁科版选修3-2 第5章 第1、2节 揭开传感器的“面纱”常见传感器的工作原理
揭开传感器的“面纱”第1、2节常见传感器的工作原理1.传感器能够将非电学量转化为电学量，按工作原理可分为物理传感器、化学传感器和生物传感器。
2．传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路组成，其中敏感元件是传感器的核心部分。
3．光敏电阻由半导体材料制成，光照越强电阻越小，导电性越好。
4．热敏电阻的电阻率随温度的变化有明显变化，常见两种类型，即正温度系数热敏电阻(PTC热敏电阻)，其电阻率随温度的升高而增大；负温度系数热敏电阻(NTC热敏电阻)，其电阻率随温度的升高而减小。
一、什么是传感器1．定义能够感受外界信息，并将其按照一定的规律转换成电信号的器件或装置。
2．作用传感器在自动测量和自动控制系统中担负着信息采集和转化任务，把非电学量转化为电学量。
二、种类繁多的传感器1．传感器的分类(按工作原理)及特点2．传感器的一般结构 非电学量电学量 三、光电传感器和温度传感器1．自主思考——判一判(1)传感器能够将非电学量转化为电学量，其核心部件是敏感元件。
(√)(2)光电传感器、温度传感器属于物理传感器，气敏传感器、湿敏传感器属于化学传感器。
(√)(3)光敏电阻电学性质随光照增强电阻减小。
(√)(4)热敏电阻电学性质随温度升高，电阻一定减小。
(×)(5)干簧管继电器在电路中作用相当于一个开关。
(√)2．合作探究——议一议(1)在家庭生活中，人们不必直接接触就可以控制一些机器，试举一些生活中的例子，看哪些生活用品是通过传感器来完成的。
提示：电视机及空调机的遥控器、电冰箱、自动干手机、自动水龙头、楼道内的声控灯等。
(2)在光电报警装置中，干簧管的工作原理是什么？它在电路中所起的作用是什么？提示：如图所示，当干簧管处于磁场中时，两个软铁质簧片被磁化，相互吸引而接通电路，它在电路中起到开关的作用。
(3)热敏电阻的阻值一定随温度的升高而减小吗？提示：热敏电阻的阻值随温度的升高不一定减小，正温度系数的热敏电阻(PTC)，其阻值随温度的升高而增大；而负温度系数的热敏电阻(NTC)，其阻值随温度的升高而减小。
(完整版)《常见传感器的工作原理》教学设计完美版
《常见传感器的工作原理》教学设计山东版高中物理选修3-2第六章第二节福建省建阳一中李瑜一.教学思路：根据《课程标准》强调对传感器教学应侧重从技术应用的角度展示物理，强调物理学科与技术的结合，着重体现物理学的应用性、实践性。
本课的教学思路是通过创设问题情境，引发对传感器工作原理的探究，进入新课教学。
整节课以实验贯穿始终，通过对实验的观察、思考和探究，了解什么是光电传感器、温度传感器,传感器是如何将非电学量转换成电学量的，并抓住这一共性原理特征，使学生学会利用传感器的工作原理设计、制作简单的自控装置。
但由于学生思维能力发展上的不成熟性，还不能成为完全独立的探究主体等特点,本节课的实验探究过程是在教师引导和启发下,学生独立思考、主动探索的过程。
教学时力避深奥的理论，侧重于联系实际，让学生感受传感器的巨大作用,进而提高学生的学习兴趣，培养学生热爱科学的情感和崇尚科学的精神。
本节课计划用2课时完成,该教学设计为第一课时。
二.教学重点：实验探究光敏电阻和热敏电阻的特性，理解传感器是如何将非电学量转变为电学量的三. 教学难点:本节的教学难点是设计简易温度报警器。
虽然原理比较简单,但要学生独立设计出来却不容易.本教学难点的突破应在学生对光电报警电路原理的充分理解和熟知热敏电阻的阻值特性的基础上,通过提升传感器控制电路的共性特征，使设计简易温度报警器的难度降低，水到渠成。
四．教学目标:通过对光敏电阻阻值特性、热敏电阻阻值特性的实验探究,让学生在了解传感器是如何将非电学量转变为电学量的基础上，学会利用传感器设计简单的自控装置。
在此过程中让学生经历科学探究过程，学习科学研究方法,培养学生的观察能力、实践能力和创新思维能力。
通过动手实验，激发学生的学习兴趣,拓展学生的知识视野，并加强物理与STS的联系。
培养学生实事求是的科学态度、团队合作精神和创新意识。
五．教学资源：光敏电阻，小光源，热敏电阻，烧杯，学生用万用表,酒精灯，五号干电池6个，电磁继电器,蜂鸣器，开水，冷水,导线若干，多媒体.六．教学流程图七．教学过程:不论何时，都要尽可能让思考与反省预见到突发的激情，这于审慎者可轻而易举做到。
大显身手的传感器-鲁科版选修3-2教案
大显身手的传感器-鲁科版选修3-2教案一、教学目标1.理解传感器的概念和分类。
2.了解传感器的工作原理和特点。
3.学会使用传感器进行实验和控制。
二、教学内容1.传感器的概念和分类–传感器的定义和作用–传感器的分类和常见应用2.传感器的工作原理和特点–传感器的结构和材料–传感器的工作原理和特点3.传感器的实验和控制–传感器的实现原理和技术流程–传感器的数据采集和处理–传感器的控制应用实例三、教学方法1.理论讲解：教师通过课件或黑板进行传感器的概念和分类、结构和材料、工作原理和特点等方面的讲解。
2.实验操作：教师引导学生实际操作传感器，从数据采集到数据处理的过程中逐步深入了解传感器的工作过程。
3.课堂讨论：教师设立相关问题，引导学生参与讨论，帮助学生深入理解传感器的运作原理和控制技术。
四、教学重点和难点教学重点：传感器的概念和分类、工作原理和特点、数据采集和控制应用实例。
教学难点：传感器的工作原理和控制应用实例。
五、教学评价1.传感器实验成果：目的就是了解传感器的实际操作和控制流程，评价学生在实验中的耐心和方法。
2.课堂讨论表现：评价学生课堂参与和讨论能力，是否能够展示出对传感器理解的深度和广度。
3.作业和测试成绩：对于每个单元的知识点和实验操作进行测试，评价学生的掌握情况。
六、教学评估1.教学效果评估：通过学生的实际操作和讨论表现来评估教学效果。
2.教学质量评估：学生对于实验操作和课堂讨论的反馈以及对于教师讲解的理解程度的评估。
3.教学节奏评估：通过学生的实际操作和课堂讨论来评估课程的节奏和质量。
七、总结本节课程为选修3-2中的一个教学例子，主要介绍了传感器的工作原理和控制应用，通过理论讲解、实验操作和课堂讨论的形式进行教学，针对学生的不同需求来制定教学目标和评估标准，使学生能够全面深入地了解传感器的工作原理和控制技术，提高其实验操作和控制应用的能力。
创新设计20152016学年高二物理鲁科版选修32ppt课件52常见传感器的工作原理讲授式
特性：热敏电阻的阻值会随着温度的升高而_减__小__，具有负 温度系数
二、探究温度传感器的原理 我爱祖国，但用的是奇异的爱情！
二、探究温度传感器的原理 我爱祖国，但用的是奇异的爱情！
金属热电阻
铂电阻
二、探究温度传感器的原理 我爱祖国，但用的是奇异的爱情！
二、探究温度传感器的原理 我爱祖国，但用的是奇异的爱情！
红外线热像仪是根据物体发射的红外线的频率和强度不同而工作的
我 爱 祖 国 ， 但用的 是奇异 的爱情 ！
3.如图所示是观察电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( ) A．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
思考与讨论： ②熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣 物需要设定不同的温度，这是 如何使用调温旋钮来实现的？
答：熨烫棉麻衣物和熨 烫丝绸衣物需要设定不同的 温度，此时可通过调温旋钮调节升降螺丝，升降螺丝带动弹性 钢片升降，从而改变触点接触的难易，达到控制在不同温度的 目的．
我 爱 祖 国 ， 但用的 是奇异 的爱情 ！
热敏电阻或金属热电阻： 把温度这个热学量转换为电阻这个电学 量
电阻——温度特性曲线
二、探究温度传感器的原理 我爱祖国，但用的是奇异的爱情！
你能设计一个简易温度报警器吗？
我 爱 祖 国 ， 但用的 是奇异 的爱情 ！
3
如图所示，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( ) A．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
鲁科版选修(3-2)第二节《常见传感器工作原理》学案
鲁科版选修(3-2)第二节《常见传感器工作原理》学案【学习目标】1、知道什么是传感器，传感器的工作原理。
2、知道传感器中常见的三种敏感元件及其它们的工作原理。
3、了解电容式传感器的应用。
【课前预习】1. 传感器：能够感受诸如等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为、等电学量，或转换为的通断。
2. 制作传感器一些元器件：⑴光敏电阻：光照，电阻，可以把这个光学量转换为这个电学量。
⑵金属热电阻和热敏电阻：金属热电阻的电阻率随温度的升高而；用半导体材料制作的热敏电阻的电阻率随温度升高而。
热敏电阻和金属热电阻能够把这个热学量转换为这个电学量。
⑶霍尔元件：能够把这个磁学量转换为这个电学量。
【典型例题】【典型例题】例1、如图所示是一种测定压力的电容式传感器。
当待测压力F作用于可动膜片电极上时，可使膜片产生形变，引起电容变化。
如果将这个电容式传感器、灵敏电流计和电源串接成闭合电路，那么( )A.当F向上压膜片电极时，电容将变小。
B.当F向上压膜片电极时，电容将变大。
C.若电流计有示数，则压力F发生变化。
D.若电流计有示数，则压力F不发生变化。
例2.在自动恒温箱中，某种半导体材料的电阻率ρ与温度t的关系如图所示，已知这种材料具有发热和控温双重功勇，下列判断正确的是⑴通电前材料温度低于t 1，通电后，电压保持不变，它的功率( )A.先增大后减小B.先减小后增大C.达到某一湿度后功率不变D.功率一直在变化⑵当其产生的热量跟散失的热量相等时，温度保持在( )A.t1B.t2C.t1至t2间某值D.大于t2的某值例 3.传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透宇宙开发、环境保护、交通运输以及家庭生活等各个领域。
如图所示为几种电容式传感器，其中通过改变电容器两极间距离而引起电容变化的是( )例 4.2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效应”。
基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术，被认为是纳米技术的第一次真正应用。
鲁科版选修32传感器及其应用常见传感器的工作原理
气敏电阻传感器气敏电阻传感器是一种将检测到的气体(特别是可燃气体)的成分、浓度等变化转换成电阻值的变化，最终以电压输出的传感器。
1 气敏电阻的工作原理气敏电阻是由金属氧化物添加催化剂按一定比例烧结而成的半导体材料，有N型和P型之分。
N型气敏电阻的型号有SnO2，ZnO，TiO2等；P型气敏电阻的型号有NiO，Cu2O，CrO3；等。
气敏电阻最主要的特点是对可燃件气体(如CO、H2，SO2，H2S)非常敏感。
当气敏电阻遇到此类可燃性气体时，由于可燃件气体易失去电子，这些电子向半导体元件的气敏电阻移动，半导体中载流子浓度变化(N型增加，P型减小)，从而使气敏电阻阻值变化(N型阻值减小，P型阻值增加)。
为了增加气敏电阻对气体的吸附作用，常在气敏电阻工作时，加热到(200一300)℃。
2 自动通风扇采用SnO2半导体气敏电阻的TGSl09型传感器，可以用于各种可燃性气体、有毒性气体的预警。
图2—2l是TGSl09传感器的结构图，图中兼作电极的加热器直接理入块状SnO2半导体内。
图2—22是这种传感器用于自动通风扇的原理框图。
如果气敏电阻感受气体污染，浓度达一定值，它的阻值发生变化，经过放大电路转换成电压送入比较器，与比较电压不相等，产生触发脉冲，使晶体管电路导通产生直流电压，给排风扇提供电源，白动通风，还可以产生报警信号。
图2—23是白动通风扇电路图。
气敏电阻申联一个4KΩ的负载电阻，外加l00v的电路电压。
当空气污染达一定程度，气敏电阻的阻值变化达一定值，超的给定值，VTr导通，继电器工作，启动通风扇。
当污染低于某一点，VTr 过RP2，用于补偿元件固有电阻和灵敏度偏差。
截止，通风扇停止工作。
图中Rl，RP1图中风扇的开启方式可以有白动和手动切换两种方式。
家用有毒气体报警器一氧化碳、液化气、甲烷、丙烷等都是有毒可燃件气体。
在家庭中，若有毒可燃性气体浓度超过一定值，将危及人身安全。
这里介绍的报警器有很高的灵敏度。
52《常见传感器的工作原理》教案1(鲁科版选修3-2)
5.2《常有传感器的工作原理》教案【学习目标】1．经过实验研究光敏电阻的特征。
2．知道光电传感器拥有将光信号转变成电信号的作用。
3．经过实验研究热敏电阻的特征。
4．知道温度传感器拥有将温度信号转变成电信号的作用。
【学习重点】常有传感器的工作原理【知识重点】1．光电传感器是一种可以感觉___________信号，并依据必定规律把___________信号变换成 ___________信号的器件或装置。
光敏电阻器常用来做为光电传感器的___________元件，宽泛用于各样光电控制系统。
如光电 ___________门户，航标灯、路灯和其余照明系统的___________，自动给水和自动停水装置，机械上的自动保护装置和“地点检测器”，极薄部件的厚度检测器，照相机自动曝光装置，光电计数器，烟雾报警器，光电追踪系统等方面。
光光电敏感自动开关自动亮灭2．温度传感器是一种将___________变化变换为 ___________变化的。
热敏电阻常用来做为温度传感器的___________元件半导体资料的导电能力拥有 ___________ 特征，用半导体资料制成的热敏电阻的电阻值对温度变化表现出特别敏感，是一种敏捷度极高的温度传感器。
它能丈量出温度的细小变化，而且体积 ___________ ，工作 ___________，构造 ___________。
所以，它在测温技术、无线电技术、自动化和遥控等方面都有宽泛的应用。
温度电学量敏感热敏小稳固简单【典型例题】例给你光电管、电磁继电器、直流电源、开关、照明零线电路、路灯及导线，设计一个用于街道的路灯自动控制开火线···关，达到日出路灯熄，日落路灯亮的成效，并说明设计原衔铁触点理。
光电管S解读：设计电路如图，当光照增强时，光电管电阻变小，经过线圈的电流变大，电磁铁磁性变强，把衔铁吸下，离开触点，照明电路断开，灯熄灭；当光照减弱时，光电管电阻变大，电流减小，电磁铁磁性减弱，衔铁被弹簧弹回与触点接触，照明电路接通，灯亮。
鲁科版高二物理选修3《常见传感器工作原理》说课稿
鲁科版高二物理选修3《常见传感器工作原理》说课稿一、引言感谢大家的到来。
今天我将为大家分享鲁科版高二物理选修3中《常见传感器工作原理》这一单元的授课内容。
本单元的学习将帮助学生理解常见传感器的基本原理和应用，培养学生的科学观察和实验设计能力，为将来科学研究和工程技术打下坚实的基础。
二、教学目标本单元的教学目标主要分为以下几个方面： - 理解常见传感器的工作原理； - 掌握常见传感器的分类和应用； - 培养学生的科学观察和实验设计能力； - 培养学生对科学研究和工程技术的兴趣和探索精神。
三、教学重点和难点本单元的教学重点主要包括： - 了解常见传感器的工作原理； - 熟悉常见传感器的分类和应用； - 培养学生的实验设计能力。
教学难点主要包括： - 理解常见传感器的纳米尺度原理；- 运用物理知识分析传感器的工作原理。
四、教学过程4.1 导入阶段在导入阶段，我将通过提问和讲解的方式激发学生对传感器的兴趣，并引导学生回顾前几节课学习的内容，为本节课的学习做好铺垫。
4.2 讲解传感器的基本原理在这一环节，我将通过多媒体展示的方式，详细讲解传感器的基本原理。
主要包括以下内容： - 传感器的定义和作用；- 传感器的分类和常见应用； - 传感器的工作原理和信号处理方法； - 传感器的灵敏度和精度。
4.3 进行实验演示和讨论在这一环节，我将引导学生进行实验演示，并通过观察、记录和讨论的方式加深学生对传感器工作原理的理解。
具体的实验演示可以包括以下内容： - 用压敏电阻测量外界力的大小； - 利用温度传感器测量物体的温度变化； - 使用光敏传感器检测光线的强度变化。
4.4 引导学生进行小组讨论和分享在这一环节，我将引导学生进行小组讨论和分享，让学生们在互相交流的过程中进一步深化对传感器工作原理的理解，培养学生的团队合作和表达能力。
4.5 总结和展望在这一环节，我将对本节课的内容进行总结和展望，激发学生进一步学习和探索的兴趣。
(鲁科版)物理选修3-2课件：第5章-第2+3节-常见传感器的工作原理
LK ·物理
教 学 教 法 分 析
选修3-2
课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
演示结束
课 时 作 业
LK ·物理
教 学 教 法 分 析
选修3-2
课 堂 互 动 探 究
课
标
解
读
重
点
难
点
教 学 方 案 设 计
1.认识光敏电阻和热敏电阻这两 种敏感元件，知道其特性． 2.了解光电传感器和温度传感器 的工作原理． 3.了解生活中传感器的简单应用 及给人类生产、生活带来的便 利． 4.了解传感器的设计思路.
LK ·物理
教 学 教 法 分 析
选修3-2
课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
LK ·物理
教 学 教 法 分 析
选修3-2
课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
教 学 方 案 设 计
(1)光传感器和温度传感器
光传感器
温度传感器
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学
一种能够感受 光信号 ， 定 并按照一定规律把光信 一种将 温度变化 转换成 义 号转换成 电信号 的 电学量变化的装置 器件或装置
课 时 作 业
菜
单
LK ·物理
教 学 教 法 分 析
选修3-2
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学
时，门会自动打开；电梯关门，当两门靠拢到接触人体时， 门又会重新自动打开等等．
选修3-2第六章第1节传感器及其工作原理学案
选修3-2第六章第1节传感器及其工作原理学案第一部分：概述1.1传感器的定义传感器是一种能够将周围环境中的各种物理量、化学量、生物量等转换成电信号输出的装置。
1.2传感器的分类传感器可以按照测量的物理量进行分类，常见的分类有温度传感器、压力传感器、湿度传感器、光传感器等。
1.3传感器的工作原理传感器的工作原理多种多样，常见的有电阻式、电容式、电感式、压阻式、电势式、霍尔式等。
下面分别介绍几种典型的传感器工作原理。
第二部分：传感器的工作原理2.1电阻式传感器电阻式传感器是通过测量电阻值的变化来获得被测量物理量的一种传感器。
常见的电阻式传感器有温度传感器、湿度传感器等。
2.2电容式传感器电容式传感器是通过测量电容值的变化来获得被测量物理量的一种传感器。
常见的电容式传感器有接近开关、位移传感器等。
2.3电感式传感器电感式传感器是通过测量电感值的变化来获得被测量物理量的一种传感器。
常见的电感式传感器有磁场传感器、电流传感器等。
2.4压阻式传感器压阻式传感器是通过测量电阻值的变化来获得被测量物理量的一种传感器。
常见的压阻式传感器有压力传感器、重量传感器等。
2.5电势式传感器电势式传感器是通过测量电势值的变化来获得被测量物理量的一种传感器。
常见的电势式传感器有气体浓度传感器、酸碱度传感器等。
2.6霍尔式传感器霍尔式传感器是通过测量磁场的变化来获得被测量物理量的一种传感器。
常见的霍尔式传感器有磁场传感器、速度传感器等。
第三部分：传感器的应用3.1温度传感器温度传感器广泛应用于工业控制、家用电器等领域，用于测量物体的温度。
3.2压力传感器压力传感器广泛应用于汽车、航空、机械等领域，用于测量物体的压力。
3.3湿度传感器湿度传感器广泛应用于气象、环境监测、医疗、农业等领域，用于测量空气中的湿度。
3.4光传感器光传感器广泛应用于光学仪器、自动控制、汽车、家电等领域，用于检测光的强度、方向、颜色等。
第四部分：总结传感器是现代科技中不可或缺的重要组成部分，它的广泛应用使得物体的测量和控制更加准确、方便。
2015-2016学年高二物理鲁科版选修3-2学案：第5章 第1讲 揭开传感器的“面纱”
第1讲 揭开传感器的“面纱”[目标定位] 1.知道什么是传感器，了解传感器的基本构成及各部分作用.2.知道非电学量转化成电学量的技术意义.3.通过动手操作体会传感器的工作原理．一、什么是传感器1．定义：能够感受外界信息，并将其按照一定的规律转换成电信号的器件或装置． 2．作用：传感器在自动测量和自动控制系统中担负着信息采集和转化任务，把非电学量转化为电学量． 二、种类繁多的传感器 常见传感器原理举例特点物理传感器利用物质的物理性质和物理效应感知并检测出待测对象信息电容传感器、电感传感器、光电传感器、压电传感器等 品种多、应用广、发展快化学传感器利用化学反应识别和检测信息气敏传感器、湿敏传感器广泛应用于环保、火灾报警、医疗卫生生物传感器利用生物化学反应识别和检测信息组织传感器、细胞传感器、酶传感器含有生命物质，专一性好，易操作、快速、准确 2.传感器的一般结构一、对传感器的正确理解1．传感器的原理传感器感受的通常是非电学量，如压力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等，而它输出的大多是电学量，如电压、电流、电荷量等，这些输出信号是非常微弱的，一般要经过放大等处理后，再通过控制系统产生各种控制动作．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的．(3)是如何显示的或如何控制开关的．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．传感器担负着信息采集和转化任务C．传感器是将非电学量转变为电学量的装置D．以上说法都不正确答案ABC解析光敏和热敏电阻分别应用了半导体的不同特性制成，A正确；传感器通常应用在自动测量和自动控制系统中，担负着信息采集和转化任务，B正确．传感器由感知电阻、电压、电流等各种变化来传递信号，D错误，C正确．二、常见的传感器1．与温度控制相关的家用电器：电饭煲、电冰箱、微波炉、空调、消毒碗柜等，都用到温度传感器．2．红外传感器：自动门、家电遥控器、生命探测器、非接触红外测温仪以及防盗、防火报警器等．3．照相机中的光传感器和家用便携式电子秤的压力传感器等．4．农业生产中的传感器(1)湿度传感器：判断农田的水分蒸发情况，自动供水或停水．(2)温度传感器和湿度传感器，可对上百个点进行温度和湿度监测．由于有了十分先进可靠的测试技术，有效地减少了霉变现象．5．工业生产中的传感器(1)生产的自动化和半自动化．用机器人、自动化小车、自动机床、各种自动生产线或者系统，代替人完成加工、装配、包装、运输、存储等工作．各种传感器使生产的自动运行保持在最佳状态，以确保产品质量，提高效率和产量，节约原材料等．(2)在数控机床中的位移测量装置，就是利用高精度位移传感器进行位移测量，从而实现对零部件的精密加工．例2“嫦娥一号”卫星上装有8种24件探测仪器，其中可能有()A．味觉传感器B．气体传感器C．听觉传感器D．视觉传感器答案 D解析“嫦娥一号”月球卫星是为探测月球而发射的在轨卫星，而月球上无气体，所以不需要气体传感器和听觉传感器，当然也用不到味觉传感器，真正需要的是为月球“画像”的视觉传感器——立体相机．例3如图1所示，电吉他的弦是磁性物质，当弦振动时，线圈中产生感应电流，感应电流输送到放大器、喇叭，把声音播放出来，下列说法正确的是()图1A．电吉他是光电传感器B．电吉他是温度传感器C．电吉他是声音传感器D．弦改用尼龙材料，原理不变答案 C解析由电吉他发声原理可知是将声音的变化转变为电流的变化，C对，A、B、D错．例4压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图2甲所示的电路中，电流表示数变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是()图2A．0～t1时间内，升降机一定匀速运动B．0～t1时间内，升降机可能减速上升C．t1～t2时间内，升降机可能匀速上升D．t1～t2时间内，升降机可能匀加速上升答案 B解析在0～t1时间内，电流恒定，表明压敏电阻的阻值恒定，则重物对压敏电阻压力恒定，则升降机可能处于静止、匀速运动或匀变速直线运动，故A选项错误，B选项正确；t1～t2时间内，电流在增加，表明压敏电阻的阻值在减小，则重物对压敏电阻的压力在增大，故不可能做匀速运动或匀加速运动，C、D两项都错．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答案 A解析遥控器是利用红外线传输信号的，故A项正确．2．当前传感器被广泛应用于各种电器、电子产品中，下述关于常用的几种家用电器所采用传感器的说法中，不正确的是()A．电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了光电传感器B．电子体温计中主要是采用了温度传感器C．电脑所用的光电鼠标主要是采用了声波传感器D．电子秤中主要是采用了力电传感器答案 C解析电脑所用的光电鼠标主要采用了光传感器，所以C错误．常见传感器的应用3．在下列有关一些电阻应用的说法中，错误的是()A．热敏电阻可应用于温度测控装置中B．光敏电阻是一种光电传感器C．电阻丝可应用于电热设备中D．电阻在电路中主要起通过直流、阻碍交流的作用答案 D解析热敏电阻对温度很敏感，光敏电阻对光照很敏感，电阻丝可用于电加热，这很常见，所以A、B、C三项均正确．交流电、直流电均可通过电阻，电阻对它们均可产生阻碍作用，所以D项错误．4．电子打火机的点火原理是压电效应，压电片在受压时会在两侧形成电压且电压大小与压力近似成正比，现有一利用压电效应制造的电梯加速度传感器，如图3所示．压电片安装在电梯地板下，电压表与压电片构成闭合回路用来测量压电片两侧形成的电压，若发现电压表示数增大，下列说法正确的是()图3A．电梯一定加速上升B．电梯一定减速下降C．电梯加速度一定向上D．电梯加速度一定向下答案 C解析由题意知，电压表示数增大说明电梯地板对压电片压力增大，故电梯处于超重状态，加速度一定向上，C对，D错；电梯可能加速上升也可能减速下降，A、B错.(时间：60分钟)题组一 对传感器的理解1．有一些星级宾馆的洗手间装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就开通电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近自动干手机能使传感器工作，是因为( )A ．改变湿度B ．改变温度C ．改变磁场D ．改变电容 答案 D解析 根据自动干手机工作的特征，手靠近自动干手机，电热器工作，手撤离后电热器停止工作，人是一种导体，可以与其他导体构成电容器．手靠近时相当于连接一个电容器，可以确定干手机内设有电容式传感器，由于手的靠近改变了电容大小，故D 正确；用湿度和温度来驱动电热器工作，理论上可行，但是假如干手机是由于温度、湿度的变化而工作就成了室内烘干机．2. 传感器是把非电学量(如位移、压力、流量、声强等)转换成电学量的一种元件．如图1所示为一种电容式传感器，电路可将声音信号转化为电信号．电路中a 、b 构成一个电容器，b 是固定不动的金属板，a 是能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜．若声源S 发出频率恒定的声波使a 振动，则a 在振动过程中( )图1A ．a 、b 板之间的电场强度不变B ．a 、b 板所带的电荷量不变C ．电路中始终有方向不变的电流D ．向右位移最大时，电容器的电容最大 答案 D解析 a 、b 始终跟电源相连，电势差U 不变，由于a 、b 间距离变化，由E ＝Ud知场强变化，A 错误；由C ＝εS4πkd 知d 变化时C 变化，a 向右位移最大时，电容最大，D 正确；由Q ＝CU知a 、b 所带电荷量变化，电路中电流方向改变，B 、C 错误．3．电容式传感器是用来将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，从而引起电容的变化，如图2所示是四个电容式传感器的示意图，关于这四个传感器的作用，下列说法正确的是()图2A．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的高度C．丙图的传感器可以用来测量压力D．丁图的传感器只能用来测量速度答案ABC4．有一种在光照或温度升高时排气扇都能启动的自动控制装置，下列说法正确的是() A．两个传感器都是光电传感器B．两个传感器分别是光电传感器和温度传感器C．两个传感器可能分别是温度传感器、电容式传感器D．只有光照和温度都适合时排气扇才能工作答案 B解析题中提到有光照或温度升高时排气扇都能自动控制，由此可见两个传感器一个是光电传感器，一个是温度传感器，而且排气扇自动工作只需光照和温度一个满足条件即可，A、C、D错，B对．题组二常见电容器的应用5．电子秤使用的是()A．超声波传感器B．压力传感器C．温度传感器D．红外传感器答案 B6．传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用的传感器是()A．生物传感器B．红外传感器C．温度传感器D．压力传感器答案 C7．压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小．一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如图3甲所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体m，升降机静止时电流表示数为I0.某过程中电流表的示数如图乙所示，则在此过程()图3A．物体处于失重状态B．物体处于超重状态C．升降机一定向上做匀加速运动D．升降机可能向下做匀减速运动答案BD解析电流表的示数变为2I0且保持不变，说明压敏电阻的阻值比升降机静止时小，压敏电阻所受压力变大，物体处于超重状态，即物体具有向上的加速度，B、D正确，A、C错误．8. 小强用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制．经检查，恒温箱的控制器没有故障．参照图4，下列对故障判断正确的是()图4A．只可能是热敏电阻出现故障B．只可能是温度设定装置出现故障C．热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障D．可能是加热器出现故障答案 C解析由恒温箱原理图可知，若热敏电阻出现故障或温度设定装置出现故障都会向控制器传递错误信息，导致控制器发出错误指令，故C正确，A、B错误．若加热器出现故障，只有一种可能，即不能加热，而题中加热器一直加热才会使温度持续升高，故D错误．9. 演示位移传感器的工作原理如图5所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小s.假设电压表是理想的，则下列说法正确的是()图5A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化C．物体M不动时，电路中没有电流D．物体M不动时，电压表没有示数答案 B解析电压表为理想电表，则电压表不分流，故滑杆移动时不会改变电路的电阻，也就不会改变电路中的电流，故A错误；电压表测的是滑杆P左侧电阻分得的电压，故示数随物体M的移动亦即滑杆的运动而变化，故B正确，C、D错误．10. 如图6所示是某种汽车上的一种自动测定油箱内油面高度的装置．R是滑动变阻器．它的金属滑片是杠杆的一端，从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度，当滑动变阻器的金属滑片向下移动时()图6A．电路中的电流减小，油箱油面降低B．电路中的电流减小，油箱油面升高C．电路中的电流增大，油箱油面降低D．电路中的电流增大，油箱油面升高答案 D解析当油箱油面升高时，由于浮力作用使金属滑片向下移动，而回路电阻减小，电流增大，故D项正确．11．氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测．它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化，在如图7甲所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察仪表指针就能判断一氧化碳浓度是否超标．有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出的电导(即电阻的倒数)－CO浓度曲线如图乙所示，请判断，下列选项中电压表示数U0与一氧化碳浓度c之间的对应关系正确的是()图7答案 B。
选修3-2第六章第3节传感器的应用(二)教案精选全文
可编辑修改精选全文完整版选修3-2第六章第3节：传感器的应用〔二〕教案一、教材分析本节继第二节之后再介绍四种传感器的应用实例，进一步拓展学生的视野，提高学生的认识和分析能力，了解这几种传感器的工作原理，了解敏感元件的特征，学会分析控制电路，并能够迁移到其他控制电路的分析和简单设计中去。
二、教学目标1．知识目标：〔1〕、理解温度传感器的应用――电饭锅的工作原理。
〔2〕、理解温度传感器的应用――测温仪的工作原理。
( 3 )、理解光电传感器的应用――鼠标器的工作原理〔4〕、理解光电传感器的应用――火灾报警器的工作原理。
2．能力目标：〔1〕通过对电饭锅的构造和原理的探究以及测温仪的了解，进一步地深入认识温度传感器的应用〔2〕通过小组对鼠标器以及火灾报警器的原理的探究和讨论，认识光传感器的应用。
3．情感、态度和价值观目标：培养学生的学习兴趣，激发创造的欲望。
三、教学重点难点重点：温度、光传感器的应用原理及结构。
难点：温度、光传感器的应用原理及结构。
四、学情分析五、教学方法PPT课件，演示实验，讲授六、课前准备1．学生的学习准备：预习新课，初步把握传感器的原理和方法步骤。
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
3．教学环境的设计和布置：四人一组，课前准备好电饭锅，鼠标器，烟雾式火灾报警器等材料用具。
七、课时安排：1课时八、教学过程〔一〕预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
上节课我们学习了力传感器、温度传感器、声音传感器及其工作原理。
请大家回忆一下我们学了哪些具体的力、温度、声音传感器学生思考后答复：电子秤，动圈式话筒，电容式话筒，驻极体话筒，电熨斗，他们都是传感器。
（三）合作探究、精讲点拨。
探究一：温度传感器——电饭锅电饭锅的主要部件铁氧体，它的特点是常温下，具有铁氧体，能够被磁铁吸引，但是温度上升到约为103℃时，就失去了磁性，不能被磁体吸引了。
2015-2016学年高二物理鲁科版选修3-2学案：第5章 第2、3讲 常见传感器的工作原理 大显身手的传感器
第2讲常见传感器的工作原理第3讲大显身手的传感器[目标定位] 1.认识光敏电阻和热敏电阻这两种敏感元件，知道其特性.2.理解光电传感器和温度传感器的工作原理.3.了解传感器的设计思路，了解生活中传感器的简单应用及给人类生产、生活带来的便利．一、光电传感器的原理1．光电传感器是一种能够感受光信号，并按照一定规律把光信号转换成电信号的器件或装置．2．光敏电阻在被光照射时，它的电阻发生变化，这样光敏电阻可以把光照强弱转换为电阻这个电学量．3．光敏电阻的阻值随光照的增强而减小．4．常见的光电传感器：光敏电阻、光敏晶体管、光电二极管、光电三极管、光电池等，它们都是利用某些物质在光照射下电学特性随之变化的性质制成的．二、探究温度传感器的原理1．温度传感器温度传感器是一种将温度变化转换为电学量变化的装置．常见的温度传感器有热敏电阻和热电偶等．2．热敏电阻热敏电阻利用半导体材料制成，其电阻值随温度变化明显．3．热敏电阻器的两种型号及其特性热敏电阻是电阻值随温度变化而变化的敏感元件．在工作温度范围内，电阻值随温度的升高而增大的是正温度系数(PTC)热敏电阻；电阻值随温度的升高而减小的是负温度系数(NTC)热敏电阻．三、传感器在生产、生活中的应用举例1．洗衣机水位控制装置——压力传感器如图1所示，筒中水位到达设定的高度时，凸起的膜片使动触点a 与静触点b 脱离，并与静触点c 接触，从而接通控制电路，关闭进水电磁阀门，接通洗涤电动机电源，开始洗涤衣物．图12．自动门的开关——红外线传感器 接收人体发出的红外线，产生电压输出信号．3．指纹识别器——电容式传感器 获取指纹信息，转换成电信号．4．机器人中的传感器分类⎩⎪⎨⎪⎧ 外部传感器：感知外部工作环境和外界事物对 机器人的刺激.内部传感器：用于检测机器人自身的状态.一、光电传感器原理1．光敏电阻的特点：阻值随光照强度的增大而减小．2．光敏电阻的机理：光敏电阻一般由半导体材料做成，当半导体材料受到光照而温度升高时，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，导电性能变好，电阻变小．例1 在如图2所示的电路中，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 之间的距离不变，下列说法正确的是( )图2A ．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消耗的功率都不变答案 A解析发光二极管为光敏电阻R提供光源，当光照强度增大时光敏电阻R电阻变小，电源两端的电压恒定，电流增加，L消耗的功率增大．二、探究温度传感的原理1．热敏电阻(1)特点：热敏电阻的阻值大小与温度的高低有关．温度变化，阻值有明显变化．(2)分类：由半导体材料制成，其导电性能对温度的变化很敏感，热敏电阻所用材料根据其温度特性可分为三类：正温度系数热敏电阻、负温度系数热敏电阻和临界温度系数热敏电阻．①正温度系数的热敏材料(PTC)，它的电阻随温度上升而增大．②负温度系数的热敏材料(NTC)，它的电阻随温度的上升而减小．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)内急剧减小．2．金属热电阻特点：电阻率随温度的升高而增大．例2如图3所示是观察电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3A．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NTC热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变小，读数变化非常明显D．如果R为NTC热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变小，读数变化不明显答案 C解析若为金属热电阻，温度升高后，电阻变大，读数变化不明显，A、B错．若为热敏电阻，读数将明显变化，C对，D错．例3关于光敏电阻和热敏电阻，下列说法中正确的是()A．光敏电阻是用半导体材料制成的，其阻值随光照增强而减小，随光照的减弱而增大B．光敏电阻是能把光照强度这个光学量转换为电流这个电学量的传感器C．热敏电阻是用金属铂制成的，它对温度感知很灵敏D．热敏电阻是把热量这个热学量转换为电阻这个电学量的传感器答案 A解析光敏电阻是把光照强度转换为电阻的元件；热敏电阻是把温度转换为电阻的元件，故B、D错误；热敏电阻和光敏电阻都是半导体材料制成的，半导体具有光敏性和热敏性，金属铂与热敏电阻相反，故C错误．三、自动控制电路的分析与设计例4如图4所示为用热敏电阻R和继电器L等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小．电源甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器(图中未画出)相连接．则()图4A．当温度降低到某一数值，衔铁P将会被吸下B．当温度升高到某一数值，衔铁P将会被吸下C．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在C、D端D．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A、C端答案 B解析当温度降低到某一数值，热敏电阻R的阻值增大，电路中电流减小，继电器L对衔铁P吸引力减小，P将不会被吸下，故A错误．当温度升高到某一数值，热敏电阻R的阻值减小，电路中电流增大，继电器L对衔铁P吸引力增大，P将会被吸下．故B正确．恒温箱内温度高到一定数值后，应与电源断开停止加热，由以上分析可知，温度升高后，A、B端断开，所以工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A、B端．故C、D错误．故选B.光传感器的应用1．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．该仪器的使用不会因为白天和晚上受到影响答案 A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错．温度传感器的应用2．如图6所示，由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的电路中，当闭合开关S后，小灯泡正常发光，若用酒精灯加热电阻丝时，发现小灯泡的亮度变化是________，发生这一现象的主要原因是()图6A．小灯泡的电阻发生了变化B．小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化C．电阻丝的电阻率随温度发生了变化D．电源的电压随温度发生了变化答案变暗 C解析电阻丝的电阻率随温度的升高而增大，电阻也增大，电路中电流减小，根据P＝I2R 知，小灯泡的实际功率减小，所以变暗．自动控制电路的分析与设计3．如图7所示为一自动控制温度的电路图，请说明其工作原理．图7答案见解析解析当开关P在弹簧拉力作用下拉到上面与a接触时，电热丝工作；随着温度升高，热敏电阻温度升高，阻值减小，通过电磁铁的电流增大，电磁铁磁性增强到一定程度时把P 吸到b，电热丝停止工作，指示灯亮.(时间：60分钟)题组一光传感器的应用1．在电梯门口放置一障碍物，会发现电梯门不停地开关，这是由于在电梯门上装有的传感器是()A．光传感器B．温度传感器C．声传感器D．压力传感器答案 A解析在电梯门口放置一障碍物，电梯门不停地开关，说明电梯门口有一个光传感器，故A 选项正确．2．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 B3. 如图1所示，将一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，用光照射光敏电阻时，表针的偏角为θ；现用手掌挡住部分光线，表针的偏角为θ′，则可判断()图1A．θ′＝θB．θ′＜θC．θ′＞θD．不能确定答案 B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，表针的偏转角度变小．题组二温度传感器的应用4．在防治“非典”期间，在机场、车站等交通出入口，使用了红外线热像仪，红外线热像仪通过红外线遥感，可检测出经过它时的发热病人，从而可以有效控制疫情的传播．关于红外线热像仪，下列说法正确的是()A．选择红外线进行检测，主要是因为红外线具有荧光效应B．红外线热像仪通过发射红外线照射人体来检测C．红外线热像仪同时还具有杀菌作用D．一切物体都能发射红外线，而且物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同答案 D解析红外线热像仪是根据物体发射的红外线的频率和强度不同而工作的，故D正确．5. 如图2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2A．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L并联后与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，电流表读数变小，R1两端电压减小，灯L两端电压增大，灯泡亮度变强，故C正确，其余各项均错．6．如图3所示是家用电冰箱的压缩启动装置的电路图．其中的运行绕阻是电冰箱在工作时电动机的定子，由于交流是单相的，启动时必须依靠启动绕阻的帮助才能产生旋转磁场，在启动绕阻的支路中串联有一个PTC元件，这是一种以酞酸钡为主要材料的热敏电阻器，电流流过PTC元件，元件发热，它的电阻率随温度升高而发生显著变化，当电动机正常转动以后，PTC元件温度较高，电阻很大，启动绕阻电流很小．以下判断正确的是()图3A．电冰箱的电动机启动时比正常工作时耗电少B．电冰箱的电动机正常工作时比启动时耗电少C．电冰箱启动后，启动绕阻功率不变，运行绕阻功率是变化的D．电冰箱启动后，启动绕阻功率是变化的，运行绕阻功率不变答案BD解析启动时，由于PTC元件温度低，电阻小，故耗电多，B正确；启动后，随PTC元件温度升高，PTC元件电阻增大，通过启动绕阻的电流减小，故启动绕阻功率是变化的，而运行绕阻电压不变，故功率不变，则D正确．7．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的．如图4甲所示，电源的电动势E＝9 V，内阻不计；G为灵敏电流表，内阻R g保持不变；R为热敏电阻，其电阻阻值与温度的变化关系如图乙所示．闭合开关S，当R的温度等于20 ℃时，电流表示数I1＝2 mA；当电流表的示数I2＝3.6 mA时，热敏电阻的温度是()图4A．60 ℃B．80 ℃C ．100 ℃D ．120 ℃答案 D解析 在20 ℃时，E ＝(R g ＋R 1)I 1，得R g ＝500 Ω，在温度为t 时，E ＝(R g ＋R 2)I 2，即9＝(500＋R 2)×3.6×10－3，得R 2＝2000 Ω，从题图乙中可以看出t ＝120 ℃，故选D.8．如图5甲所示为在温度为10 ℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R 1＝20 kΩ，R 2＝10 kΩ，R 3＝40 kΩ，R t 为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示．当a 、b 端电压U ab ＜0时，电压鉴别器会令开关S 接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当U ab ＞0时，电压鉴别器会令开关S 断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在________℃.图5答案 32(31～33)解析 设电路路端电压为U ，当U ab ＝0时，有U R 1＋R 2R 1＝U R 3＋R t·R 3，解得R t ＝20 kΩ. 由题图可知，当R t ＝20 kΩ时，t ＝32 ℃.题组三 自动控制电路的分析与设计9．如图6所示是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图．门打开时，红外光敏电阻R 3受到红外线照射，电阻减小；门关闭会遮蔽红外线源(红外线源没有画出)．经实际试验，灯的亮灭能反映门的开、关状态．门打开时两灯的发光情况以及R 2两端电压U R 2与门关闭时相比( )图6A．红灯亮，U R2变大B．绿灯亮，U R2变大C．绿灯亮，U R2变小D．红灯亮，U R2变小答案 D解析门打开R3减小，导致R总减小和I总增大，U r和U R1变大，U R2＝E－(U R1＋U r)减小，I R3＝I总－U R2R2增大，电磁继电器磁性增强把衔铁拉下，红灯亮，绿灯灭，A、B、C均错误，D正确．10．如图7所示，是自动水位报警器的示意图，其中继电器的线圈通过电流时，磁铁吸引衔铁1，使它与触头3断开，与触头2接触．若要求水位正常时绿灯亮，高出一定水位时红灯亮，现有红、绿灯泡各一个，红灯泡应安在________位置，绿灯泡应安在________位置．(均选填A或B)图7答案B A解析水位较低时，线圈中没有电流，衔铁1与触头3接触，这时应绿灯亮，所以A处应安装绿灯泡，当高出一定水位时，线圈中有电流，磁铁吸引衔铁1，使它与触头3断开，与触头2接触，这时应红灯亮，所以红灯泡应安在B位置．11．如图8是一种防汛报警器的原理图，S是触点开关，B是一个漏斗形的竹片圆筒，里面有浮子A，请你说明这种报警器的工作原理．图8答案见解析解析由题图可以看出，水面上升时，浮子A在漏斗形的竹片圆筒内上浮，顶起金属板．当水面上升达到警戒水位时，使触点开关S闭合，电磁铁电路连通，电磁铁通电有磁性，吸下衔铁使报警电路的触点开关闭合，灯亮发出防汛警报．。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
5.2 常见传感器的工作原理
［课时安排］1课时
［教学目标］：
（一）知识与技能
1．通过实物认识光敏电阻，了解光传感器的工作原理。
了解光传感器的用途。
2．通过实物认识热电偶和热敏电阻，了解温度传感器的工作原理。
了解温度传感器的用途。
3．利用传感器制作简单的自动控制装置，通过实验认识传感器，体会非电学量转换成电学量好处。
（二）过程与方法
实验探究及要求学生使用多种资源去收集信息，多整理信息，最后形成书面报告在课堂上与教师和同学交流。
（三）情感、态度与价值观
激发学生的学习兴趣，拓展他们的视野，培养学生收集信息、与他人进行交流的能力，提高他们的创新意识。
通过分析事例，培养学生全面认识和对待事物的科学态度。
［教学重难点］：光敏电阻和热敏电阻的工作原理及实验设计
［教学器材］：光敏电阻和热敏电阻，小灯炮，干簧管，欧姆表，烧杯，导线，二极管，干电池，开水等
［教学方法］：实验探究，讲授
［教学过程］
（一）引入新课
通过教师演示实验，用光敏电阻控制小灯炮的亮暗。
（二）进行新课
一、.光电传感器原理
1、工作原理：光电传感器是指能够感受光信号，并按照一定规律把光信号
转换成电学量信号器件。
光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信号（红外、可见及紫外光辐射）转变成为电信号的器件。
光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。
它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。
光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。
近年来，新的光电器件不断涌现，特别是CCD图像传感器的诞生，为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。
2、干簧管：
3、光敏电阻：
A：实验探究及见课件：
用多用电表测量光敏电阻的阻值，改变入射到光敏电阻上光的强度，再次测量阻值，并将各数据记人表格
注意事项：
应不断改变对光敏电阻的照射光强度，其方法是用手指张开与并拢、手掌上下移动；也可用白纸挡住部分光线。
B：填写90页表格
C：结论：①无光照时，光敏电阻阻值很大，如2000千欧。
②有弱光照时，光敏电阻阻值较大，如200千欧。
③有强光照时，光敏电阻阻值很小，如20千欧。
4、光电报警装置的工作原理：
课本87页迷你实验室
5.光电传感器应用：
一种简易水污染指示器课本第89页
二、温度传感器
1、工作原理：：温度传感器是指能够感受温度变化信号，并按照一定规律把温度变化信号转换成电学量信号器件。
2、热电偶：利用温差电效应制成金属感温元件（见选修1-1第133页）
热电阻：根据金属受热后电阻会增大的原理制成的。
3、热敏电阻：
A：实验探究及见课件：
实验步骤：
（1）将绝缘处理好的热敏电阻放入烧杯内的水中，测量记录水温和热敏电阻的阻值，填人事先制好的表格中．
（2）改变水的温度，多次测量水的温度和热敏电阻的阻值，记入表格．注意事项：
（1）在做热敏特性实验时，烧杯中先要放入少量冷水，为了明显观察热敏电阻的阻值随温度变化的关系，应分几次向烧杯中倒入开水，这样通过多次观察，才能总结出热敏电阻随温度变化的关系。
（2）用多用电表测电阻时，应注意选择开关和调零旋钮的使用。
B：填写90页表格
C：结论：①冷水时，热敏电阻阻值很大，如2000千欧。
②放入热水中时，随着热敏电阻温度变高时，热敏电阻阻值越来越小。
③有强光照时，光敏电阻阻值很小，如20千欧。
4、温度报警装置的工作原理：
课本89页，设计实验电路图
5. 温度传感器应用：
①空调遥控器---介绍
②PTC热敏电阻--介绍
小结：．通过实验认识光敏电阻和热敏电阻，了解光传感器温度传感器的工作原理及用途。
利用传感器制作简单的自动控制装置，体会非电学量转换成电学量好处。
[作业布置]
［教学反思］：。