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《2019版高中物理第六章1传感器及其工作原理课件新人教版选修.pptx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第六章传感器1传感器及其工作原理1.传感器了解传感器的概念,知道非电学量转化为电学量的技术意义,感受传感器在信息时代的作用。2.三种敏感元件通过实验知道光敏电阻、热敏电阻和霍尔元件的工作原理、性能及作用。12341.传感器能够感受诸如力、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的元件。在技术上将非电学量转换为电学量有什么意义呢?提示: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。12342.光敏电阻(1)特点:光照越强,电阻越小。(2)原因:无光照时,载流子极少,导电性能不好;随着光照的增强,载流子增
2、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。声控灯有一种有趣的现象,那就是光线充足时,任你发出多大的声音都不亮;但在黑夜,轻轻响一声它就发出亮光,这是为什么呢?提示:声控灯全名应该为声光控灯。声控灯中有光控电路,使其在光线足够的时候不工作,所以声控灯的控制盒实际上是由声、光同时控制的。12343.热敏电阻和金属热电阻1234温馨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。若题目中无特别说明,一般是指负温度系数的热敏电阻。12344.霍尔元
3、件(1)构造:很小的矩形半导体薄片上,制作4个电极E、F、M、N。(3)作用:能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。1234若霍尔元件中的载流子只有负电荷,M、N两端哪端电势高?若载流子只有正电荷呢?提示:M端N端12341.敏感元件、转换元件、转换电路的比较12342.为什么霍尔元件能把磁学量转换成电学量呢霍尔元件是利用霍尔效应来设计的。一个矩形半导体薄片,在其前、后、左、右分别引出一个电极,如图所示,沿PQ方向通入电流I,垂直于薄片加匀强磁场B,则在MN间会出现电势差U,设薄片厚度为d,PQ方向长度为l1,MN方向为l2。薄片中的带电粒子受到洛伦兹力发生偏转,使M
4、侧电势高于N侧(载流子为自由电子),造成半导体内部出现电场。带电粒子同时受到电场力作用。当洛伦兹力与电场力平衡时,MN间电势差达到恒定。此时有1234U与B成正比,这就是为什么霍尔元件能把磁学量转换成电学量的原因了。12343.几种敏感元件的对比分析123412344.电容式传感器的原理及用途电容器的电容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。如果某一物理量(如角度θ、位移x、深度h等)的变化能引起上述某个因素的变化,从而引起电容的变化,那么通过测定电容器的电容就可以确定上述物理量的变化。有这种用途的电容器称为电容式传感器。1234类型一类型二类型一热
5、敏、光敏电阻的特性【例题1】(多选)如图所示,R1、R2为定值电阻,L为小灯泡,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点拨:R3的变化→R并变化→R总变化→I总变化→U端变化→各电流、电压的变化。类型一类型二解析:当光照强度增大时,R3阻值减小,外电路电阻随R3的减小而减小,总电流增大,R1两端电压因干路电流增大而增大,同时内电压增大,故路端电压减小,而电压表的示数增大,A项正确,D项错误;由路端电压减小,和R1两端电压增大知,R2两端电压必减小,则R2中电流减小,故B项正确;结合干路电流增大可知流
6、过小灯泡的电流必增大,则小灯泡的功率增大,C项正确。答案:ABC题后反思熟知光敏电阻与热敏电阻的特性是解决此类问题的关键,即光敏电阻的阻值随光照的增强而减小;热敏电阻的阻值随温度的升高,负温度系数的电阻减小、正温度系数的电阻增大。触类旁通若将例题1中的光敏电阻R3换为负温度系数的热敏电阻,那么温度升高时,电压表的示数、小灯泡的功率如何变化?答案:增大增大类型一类型二类型二霍尔元件的特性【例题2】如图所示,截面为矩形的金属导体放在磁场中,当导体中通有电流时,导体的上下表面的电势的大小关系是()A.UM>UNB.UM=UNC.UM7、移动形成电流,然后根据左手定则判断电荷所受洛伦兹力的方向,进而判断出导体上、下表面电势的高低。解析:霍尔效应是因为带电粒子在磁场中受到洛伦兹力作用做定向移动形成的,根据左手定则,电子受到向下的洛伦兹力作用,向N板运动,所以UM>UN。类型一类型二答案:A题后反思金属导体中能够自由移动的是电子,电子带负电。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方向定向移动不等效。
