2018-2019版物理新导学笔记选修3-2江苏专用版讲义：第六章传感器1word版含答案

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1、1传感器及其工作原理［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.预习新知夯实基础自主预习一、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、化学成分等物理量,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、电流等电学量）,或转换为电路的通断的元件.2.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、光敏电阻的特点及工作原理1.当半导体材料受到光照或者温度升高时,会有更多

2、的电子获得能量成为宜虫电子，同时也形成更多的空穴，于是导电能力明显增强.2.光敏电阻是用半导体材料（如硫化镉）制成的.它的特点是光照越强，电阻越小.它能够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的特点1.热敏电阻：用生导佐材料制成.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增人.（2）负温度系数的热敏电阻（如氧化镭热敏电阻）随温度升高电阻减公2.金属热电阻：金属的电阻率随温度比鱼而增大，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.四、霍尔元件的特点1.霍尔元件在电流、电压稳定时，载流子所受电场力和洛伦兹

3、力二力平衡.1.霍尔电压：UH=lcj（d为薄片的厚度，k为霍尔系数）.其中组的变化与g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•［即学即用］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.（V）（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.（X）（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.（X）（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岀.（X）2.如图1所示，凡为定值电阻，心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

4、”或“变暗”）•答案变小变亮重点探究启迪思维探究重点一、传感器［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：_®——-I——图3（1）会发生什么现象，为什么？（2）干簧管的作用是什么？答案（1）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.（2）干簧管起到开关的作用，是一种能够感知磁场的传感器.［知识深化］1•传感器的原理:非电学量f（敏感元件、转换器件、t电学量

5、I转换电路）2.在分析传感器时要明确：⑴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11如图4是一种

6、测定油箱油量多少或变化多少的装置.其中电源电圧保持不变，R是滑动变阻器，它的金属滑片是金属杆的一端.在装置小使用了一只电压表（图中没有「画出），通过观察电压表示数可以了解油量悄况•若将电压表分别接在b、q之间与cd之间，当油量变化时,电压表的示数如何变化?答案见解析解析把电压表接在方、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.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.二、光敏电阻［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

7、图5所示为光敏电阻白动计数器的示意图，其中川为光敏电阻，&为定值电阻•此光电计信号处理系统答案当光被产品挡住时，川电阻增大，电路中电流减小，心两端电压减小，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.【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所示的闭合电路中，R是半导体光敏电阻，用为滑动变阻器.现用一束光照射光敏电阻，贝9（）A.电流表读数变大C.电源的总功率变大答案ACDB.电压表读数变大D.电源内阻的功率变大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，滑动变阻器凡与电源內

8、阻分压均增犬，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P=EI,电流增大，所以电源的总功率增大，C正确；电源内阻的功率Pr=/2r,电流增大，电源内阻的功率增大，D正确.三、热敏电阻和金属热电阻［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心（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屮央.若在&•上擦一些洒精，表针将如何偏转？