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《2021_2022学年高中物理第三章传感器2温度传感器和光传感器学案教科版选修3_220210319257.doc》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、高考温度传感器和光传感器目标导航核心素养1.了解双金属片、热电阻和热敏电阻传感器的特性和工作原理。2.知道光传感器的工作原理和实际应用。3.体会温度传感器和光传感器如何将非电信息转化为电信息以及在应用中的设计思路。物理观念:热敏电阻、光敏电阻科学探究:通过实验知道热敏电阻、光敏电阻的特性科学思维:图像法科学态度与责任:知道火灾报警器在现实生活的重要作用必备知识·自主学习一、温度传感器1.热双金属片温度传感器:(1)原理:不同金属的膨胀系数不同,将两种膨胀系数相差较大的不同金属片焊接或轧制成为一体后,温度升高时,由于两面金属膨胀程度不同,双金属片受热变形,并且向膨
2、胀系数小的一方弯曲。(2)应用:日光灯启动器,电机过热保护器等。2.热电阻传感器:(1)原理:金属丝的电阻随温度升高而增大。(2)电阻与温度的关系:R=R0(1+θt)。(3)应用:测温度、测流量。3.热敏电阻传感器:(1)NTC热敏电阻:温度升高,电阻减小。常用于测温、温度控制或过热保护。-19-/19高考(2)PTC热敏电阻:温度升高,电阻增大。在某个特定温度附近时电阻急剧变化,适用于制成热保护开关。二、光传感器(1)光敏电阻是靠什么导电的?(2)光敏电阻的阻值随光强如何变化?提示:(1)制作光敏电阻的材料是半导体,半导体是靠空穴和自由电子即载流子导电的。(
3、2)光敏电阻的阻值随光线的强弱而变化,光照越强电阻越小。1.作用:光传感器是转换光信号的传感器。2.原理:有些金属或半导体材料,在电路中受到光照时,产生电流或电压,实现光信号向电信号的转化。3.应用:自动门、光电式烟尘浓度计、光电式转速表。关键能力·合作学习知识点一光敏电阻的特性1.探究光敏电阻的特性:(1)实验器材:电压直流电源、滑动变阻器、小灯泡、多用电表、光敏电阻、导线、黑纸。(2)实验步骤:①将光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器按如图所示电路连接好,并将多用电表置于“×100”挡。②先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值,并记录数据。-19-/19
4、高考③打开电源,让小灯泡发光,调节小灯泡的亮度使之逐渐变亮,观察表盘指针显示电阻阻值的情况,并记录。④用黑纸遮光,观察表盘指针显示电阻阻值的情况,并记录。(3)数据处理:把记录的结果填入表中,根据记录数据分析光敏电阻的特性。光照强度弱中强无光照射阻值/Ω结论:光敏电阻的阻值被光照射时发生变化,光照增强电阻变小,光照减弱电阻变大。2.认识光敏电阻:(1)光敏电阻的材料是一种半导体,无光照时,载流子极少,导电性能不好;随着光照的增强,载流子增多,导电性能变好。(2)光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。它就像人的眼睛,可以看到光线的强弱。光线愈强,阻
5、值愈低。一般光敏电阻的阻值在不受光照时是受光照时的100～1000倍。(3)光敏电阻灵敏度高、体积小、重量轻、性能稳定、价格便宜,因此在自动化技术中应用非常广泛。3.光传感器的应用——火灾报警器:(1)如图所示为利用烟雾对光的散射来工作的一种火灾报警器,其工作原理是:带孔的罩子内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板。平时,光电三极管收不到LED发出的光,呈现高电阻状态。-19-/19高考(2)烟雾进入罩内后对光有散射作用,使部分光线照射到光电三极管上,其电阻变小。与传感器连接的电路检测出这种变化,就会发出警报。光敏电阻的导电特性【典例】机器人装有作为眼
6、睛的“传感器”,犹如大脑的“控制器”,以及可以行走的“执行器”,在它碰到障碍物前会自动避让并及时转弯。下列有关该机器人“眼睛”的说法中正确的是( )A.该机器人“眼睛”利用了光传感器B.该机器人“眼睛”利用了力传感器C.该机器人“眼睛”利用了温度传感器D.该机器人“眼睛”利用了声音传感器【解析】选A。遇到障碍物会绕开,说明该机器人“眼睛”利用了光传感器,故选A。-19-/19高考1.街道旁的路灯利用半导体的电学特性制成了白天自动熄灭,夜晚自动点亮的装置,该装置的工作原理是应用了半导体的( )A.热敏性B.压敏性C.光敏性D.三个特性同时应用【解析】选C。路灯
7、要求夜晚亮、白天熄。白天有光,黑夜没有光,则是由光导致电路的电流变化,所以电路中光传感器导致电阻变化,实现自动控制,因此是利用半导体的光敏性,故C正确、A、B、D错误。故选C。2.如图所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置,R1为光敏电阻、R2为定值电阻,A、B接监控装置。则( )A.当有人通过而遮蔽光线时,A、B之间电压升高B.当有人通过而遮蔽光线时,A、B之间电压降低C.当仅增大R2的阻值时,可减小A、B之间的电压D.当仅减小R2的阻值时,可增大A、B之间的电压【解析】选B。R1是光敏电阻,有光照射时,电阻变小,当有人通过遮蔽光线时,R1的阻值
8、变大,回路中的电流I减小
