高中物理6.1传感器及其工作原理导学案新人教版选修3

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1、第六章传感器第一节传感器及其工作原理【学习目标】1、了解什么是传感器，知道非电学量转化为电学量的技术意义；2、知道传感器中常见的三种敏感元件光敏电阻、热敏电阻和霍尔元件及其它们的工作原理。3、了解传感器的应用。4、通过对实验的观察、思考和探究，让学牛:在了解传感器、熟悉传感器工作原理的同时，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。【重点、难点】理解并掌握传感器的三种常见敏感元件的工作原理。分析并设计传感器的应用电路。预习案【自主学习】1、传感器是能够把易感受的力、

2、温度、光、声、化学成分等按照一定的规律转换为容易进行测操，传输处理和控制的电压、电流等、或转换为电路的的一类元件.2、光敏电阻的特性：,光敏电阻能够把这个光学量转换为这个电学量.3、金属热电阻的电阻率随温度的升•高而,热敏电阻的电阻率随温度的升高而,金属热电阻和热敏•电阻都可以制作传感器.与热敏电阻相比，金属热电阻的，测温范围，但较差.4、如图1所示,E、F间通入恒定电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,则M、N间出现霍尔电压U〃，U汙.式中为薄片的厚度，为霍尔系数，它的大小与薄片的材料有关.图15.关于

3、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口动控制的5.霍尔元件能转换哪个物理量()A.把温度这个热学量转换成电阻这个电沖量A.把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电注量B.把力这个力学量转换成电压这个电学量0.把光照强弱这个光学量转换成电阻这个电学量【学始于疑】探究案【合作探究】（一）传感器1、概念：2、原理图：3、三种常见的敏感元件（1）光敏电阻①材料及构造②工作原理③功能

4、：把（光学量）转换为（电学量）。（2）热敏电阻和金属热电阻①热敏电阻a）材料b）特点c）功能：把转换为（电学量）。d）分类：正温度系数PTC热敏电阻（特点）负温度系数NTC热敏电阻（特点）②金属热电阻a）材料b）特点c）功能：把转换为（电学量）。（3）霍尔元件①材料及构造②霍尔电压：O推导：①功能：把（磁学量）转换为（电学量）。传感器功能：能将力、温度、光、声、物质成分等转化为的元件。【课堂小结/本节知识网络】【当堂检测】1.知识点一光敏电阻1.如图2所示，将多卅电表的选择开关置于欧姆挡，再将电表的两支

5、表笔分别与光敏电阻肌的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的中央.若用不透光的黑纸将&包裹起来，表针将向（填“左”或“右”）转动;若用手电筒的光照射也,表针将向（填•“左”或“右”）转动.欧姆表/✓Rg图22•如图3所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中Ri为光敏电阻,R2为定值电阻•此光电计数器的基木工作原理是什么？信号处理系统知识点二热敏电肌和金属热电阳.3.如图4所示，K为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻，力为小灯泡，当温度降低时（）图4A.R1两端的电压增大B.电流表的示数增人0.小灯泡的亮度变

6、强A.小灯泡的亮度变弱4.如图5所示为电阻R随温度T变化的图线，下列说法中正确的是（）A・图线1是热傲电阻的图线，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的材料化学稳定性茅、测温范围小、灵敏度高知识点三霍尔元件4.如图6所示，有电流I流过长方体金属块，金属块宽为d,高为b,有一磁感应强度为B的匀强磁场垂直于纸面向里，金属块单位体积内的H由电子数为n,问：金属块上、下表面哪面电势高？电势茅是多少？图65.图7是霍尔元

7、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I恒定，则可以验证U〃随B的变化情况.以下说法中正•确的是（工作面是指较人的平面）（）3图7A.将永磁体的一个磁极逐渐靠近塞尔元件的工作面，UH将变人B.在测定地球两极的磁场强弱时，崔尔元件的工作面应保持水平C.在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平D.改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，山将发牛变化6.如图8所示.，乩、R2为定值电阻，厶为小灯泡，&为光敏电阻，当照射光强度增大时（）图8A.

8、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7.如图9所示是一火警报警装置的部分电路示意图，其中&是半导体热敏传感器，它的电肌随温度升-高而减小，a、b接报警器.肖传感器&所在处出现火情时，电流表的电流T和a、b两端两压U与出现火情前相比（）a——_E中』b—<图9A.I变大，U变大B・I变小，U变小A.I变小，U变大D.I变大，U变小【课后巩固】1.关于光敏电阻，下列说法正确的是（）A.光敏电阻能够把光照强