高中物理第六章传感器章末复习学案新人教版选修3_2

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1、第六章《传感器》章末复习【本章学习目标】考试大纲主题内容要求传感器试验十一：传感器的简单使用【知识网络梳理】概念：传感器传感元件感受外界信息，能将非电学量转化为电学量的元件光敏电阻——光敏元件：由光强度转换为电阻干簧管——磁感元件：由磁场强弱转换为电路通断热敏电阻——热敏元件：由温度转换为电阻金属热电阻——热敏元件：由温度转换为电阻霍尔元件——磁敏元件：由磁感应强度转换为电压应变片——压敏元件：由形变量转换为电阻实验力传感器：话筒——动圈式，电容式，驻极体式电子秤——应变片声传感器：温度传感器电熨斗——双金属片电饭锅——感温铁氧体、双金属片测温仪——热敏电阻、

2、金属热电阻、热电偶、红外线敏感元件光传感器鼠标器——红外发射管、红外接收管、码盘火灾报警器——发光二极管、光电三极管应用温度报警器——斯密特触发器，热敏电阻，蜂鸣器等光控开关——斯密特触发器，光敏电阻，发光二极管等▲堂中互动▲【典题探究】专题一、传感器概念1.传感器是能将所感受到的物理量（如力、热、磁、光、声等）转换成便于测量的量（一般是电学量）的一类元件，其工作过程是通过对某一物理量敏感的元件将感受到的信号按一定规律转换成便于测量、利用或处理的信号.2.确定传感器所感受到的物理量：力、热、磁、光、声、位移、加速度、角度等.3.转换电路把输出转换成电学量信号：

3、通过元件把敏感元件的输出转换成电学量信号，最后借助于转换电路把电量信号转换为便于处理显示、记录或控制的量.【例1】如图所示，厚度为h，宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的均匀磁场中，当电流通过导体板时，在导体板上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和B的关系为U＝k，式中的比例系数k称为霍尔系数。霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场，横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力，当静电力与洛伦兹力达到平

4、衡时，导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差。设电流I是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向速度为v，电量为e，回答下列问题：（1）达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势_____________下侧面A′的电势.（填“高于”“低于”或“等于”）（2）电子所受的洛伦兹力的大小为_____________.（3）当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所受静电力的大小为_____________.（4）由静电力和洛伦兹力平衡的条件，证明霍尔系数为k＝，其中n代表导体单位体积中电子的个数.【解析】（1）自由电荷为电子，由左手定则可知，达到稳定状态时，导体板上侧面A

5、的电势低于下侧面A′的电势；（2）=evB（3）=e＝evB（4）电子受到横向静电力与洛伦兹力的作用，两力平衡，有：e＝ｅvB①得：U＝hvB②通过导体的电流强度I＝nevdh由U＝k，有hvB=k，得：k＝.答案:（1）低于　（2）=evB　（3）=e＝evB　（4）证明见解析专题二、敏感元件的原理1.光敏电阻的阻值随光强度的增大而减小.2.热敏电阻的阻值随温度的升高不一定减小，对正温度系数的热敏电阻其阻值随温度的升高而增大，而负温度系数的热敏电阻其阻值随温度的升高而减小.【例2】如图所示是彩色电视接收机的消磁电路示意图，R是金属热敏电阻（温度升高，电阻增大

6、；温度降低后电阻减小），L是消磁线圈，试说明此电路的工作过程。LR【解析】打开彩色电视接收机的时候，消磁电路同时接通，热敏电阻温度低，处于冷状态，其电阻值很小，又由于消磁线圈电阻值也很小，所以有很大的电流通过消磁线圈，这个大电流产生很强的磁场作用于显像管上，达到给显像管消磁的目的。对显像管的消磁过程时间很短，因此完成消磁后必须切断消磁线圈的电流，电压不能加在消磁线圈上，这一过程产生的电功率很大，使热敏电阻的温度升高，导致热敏电阻的阻值很大，在热敏电阻上产生的电功率减小，使热敏电阻的阻值减小。后来随着热敏电阻的温度降低，其电阻值减小，但是这时消磁线圈的电压不再加

7、上，是由热敏电阻内部的装置控制的。专题三、传感器的应用1.各种传感器广泛应用于人们日常生活、生产中，如空调、电冰箱、电饭煲、火灾报警器、路灯自动控制、电脑鼠标器等.传感器把所感受到的物理量，如力、热、磁、光、声等.转换成便于测量的电压、电流等，与电路相结合达到自动控制的目的.2.力传感器是把力信号转换成电信号；声传感器是把声音信号转换为电信号，而温度传感器往往是用来进行自动控制.3.传感器通过敏感元件来感受被测量，输出与被测量成确定关系；再通过转换元件把敏感元件的输出转换成电量信号，最后借助于转换电路把电量信号转换为便于处理、显示、记录或控制的量，输送给控制电

8、路，完成电路的自动控制.【例3】如图甲