物理粵教版選修3-2課件第3章傳感器第一～二節

第三章

傳感器第一節認識傳感器第二節傳感器的原理學習目標

1.了解傳感器的概念和種類，知道將非電學量轉化成電學量的技術意義.2.知道常見敏感元件的工作原理.3.通過實驗了解溫度傳感器、光電傳感器的工作原理，感悟基礎知識學習和應用的重要性．內容索引知識探究題型探究達標檢測知識探究1一、傳感器及傳感器的分類導學探究(1)當你走進一座大樓時，大堂的自動門是如何“看到”你而自動打開的？人體發出的紅外線被傳感器接收后傳給自動控制裝置的電動機，實現自動開關門．答案(2)你知道小轎車上都有哪些傳感器嗎？有速度、轉速傳感器、溫度傳感器、加速度傳感器等．答案知識梳理(1)傳感器是把

變化轉換為

量變化的一種元件．認識傳感器就是明確傳感器如何“感受”非電學量，常見的“感受”方式有改變接入電路的電阻、電容等．(2)傳感器的組成：一般由

元件、轉換元件和

電路三部分組成．(如圖1所示，以話筒為例)圖1非電學量電學敏感轉換(3)傳感器的分類①按被測量進行劃分，可分為

傳感器、

傳感器、位移傳感器、壓力傳感器、

傳感器、負荷傳感器、扭矩傳感器等．②按傳感器的工作原理進行劃分，可分為電阻應變式傳感器、

傳感器、

傳感器、渦流式傳感器、動圈式傳感器、磁電式傳感器、差動變壓器式傳感器等．③按能量傳遞方式進行劃分，可分為_______傳感器和________傳感器兩大類．加速度速度溫度壓電式電容式有源無源即學即用判斷下列說法的正誤．(1)所有傳感器都是由半導體材料制成的．(

)(2)傳感器不能感知氣味．(

)(3)傳感器只能通過感知電壓的變化來傳遞信號．(

)(4)金屬材料也可以制成傳感器．(

)×××√二、溫度傳感器的原理導學探究如圖2所示，將多用電表的選擇開關置于歐姆擋，再將電表的兩支表筆與負溫度系數的熱敏電阻RT(溫度升高，電阻減小)的兩端相連，這時表針恰好指在刻度盤的正中央．若在RT上擦一些酒精，表針將如何偏轉？若用吹風機將熱風吹向熱敏電阻，表針將如何偏轉？答案由于酒精蒸發，熱敏電阻RT溫度降低，電阻值增大，指針將向左偏；用吹風機將熱風吹向熱敏電阻，熱敏電阻RT溫度升高，電阻值減小，指針將向右偏．圖2(1)溫度傳感器是一種將

變化轉換為

變化的裝置．(2)熱敏電阻：用

材料制成．按熱敏電阻阻值隨溫度變化而變化的規律，熱敏電阻可分為正溫度系數的熱敏電阻和負溫度系數的熱敏電阻．①正溫度系數的熱敏電阻隨溫度升高電阻

．②負溫度系數的熱敏電阻(如氧化錳熱敏電阻)隨溫度升高電阻

．

知識梳理溫度電學量半導體增大減小即學即用判斷下列說法的正誤．(1)熱敏電阻是將溫度的高低這一熱學量轉化為電阻這一電學量．(

)(2)利用溫度傳感器可測較低或較高的溫度．(

)(3)利用溫度傳感器可以實現溫度自動控制．(

)(4)電飯煲蒸米飯，是根據蒸米飯的經驗時間，來設計固定的蒸飯時間．(

)√

√

√

×ROS電阻隨光照的增強而減小．三、光電傳感器的原理導學探究如圖3所示(1)有光照射和無光照射時，光敏電阻ROS的阻值有何不同？答案無光照射時，光敏電阻ROS電阻較大，電流表讀數較小；有光照射時，光敏電阻ROS電阻較小，電流表讀數較大．圖3(2)改變光的照射強度，光敏電阻ROS的阻值有何變化？答案1.光電傳感器是一種將

變化轉換為

變化的傳感器.2.光敏電阻一般由

材料制成，其特點為光照越強，電阻越

.知識梳理光學量電學量半導體小判斷下列說法的正誤.(1)光敏電阻的阻值隨光線的強弱變化，光照越強電阻越小.(

)(2)有光照在光敏電阻上，電阻上的自由電子會發生定向移動.(

)(3)光敏電阻的阻值只會隨人造光的強弱而變化，不能感知自然光的變化.(

)即學即用×√×2題型探究一、傳感器的理解1.傳感器的原理：2.在分析傳感器時要明確：(1)核心元件是什么；(2)是怎樣將非電學量轉化為電學量；(3)是如何顯示或控制開關的.例1

如圖4是一種測定油箱油量多少或變化多少的裝置.其中電源電壓保持不變，R是滑動變阻器，它的金屬滑片是金屬桿的一端.在裝置中使用了一只電壓表(圖中沒有畫出)，通過觀察電壓表示數，可以了解油量情況.若將電壓表分別接在b、c之間與c、d之間，當油量變化時，電壓表的示數如何變化？圖4答案解析見解析把電壓表接在b、c之間，油量增加時，R減小，電壓表的示數減小；油量減少時，R增大，電壓表的示數增大.把電壓表接在c、d之間，油量增加時，R減小，電路中電流增大，則R′兩端的電壓增大，電壓表的示數增大，同理，油量減少時，電壓表的示數減小.二、對光敏電阻、熱敏電阻的認識及應用例2

(多選)在溫控電路中，通過熱敏電阻阻值隨溫度的變化可實現對電路相關物理量的控制.如圖5所示電路，R1為定值電阻，R2為半導體熱敏電阻(溫度越高電阻越小)，C為電容器.當環境溫度降低時A.電容器C的帶電荷量增大B.電壓表的讀數增大C.電容器C兩板間的電場強度減小D.R1消耗的功率增大圖5答案解析√√又由P1＝I2R1可知，R1消耗的功率P1變小，D錯誤；例3

(多選)如圖6所示，R1、R2為定值電阻，L為小燈泡，R3為光敏電阻，當入射光強度增大時A.電壓表的示數增大B.R2中電流減小C.小燈泡的功率增大D.電路的路端電壓增大圖6答案解析√√√當入射光強度增大時，R3阻值減小，外電路電阻隨R3的減小而減小，R1兩端電壓因干路電流增大而增大，從而電壓表的示數增大，同時內電壓增大，故電路的路端電壓減小，A項正確，D項錯誤.因路端電壓減小，而R1兩端電壓增大，故R2兩端電壓必減小，則R2中電流減小，故B項正確.結合干路電流增大知流過小燈泡的電流必增大，故小燈泡的功率增大，C項正確.技巧點撥含有熱敏電阻、光敏電阻電路的動態分析步驟(1)明確熱敏電阻(或光敏電阻)的阻值隨溫度(或光線強弱)是增大還是減小.(2)分析整個回路的電阻的增減，電流的增減.(3)分析部分電路的電壓、電流如何變化.達標檢測31.關于傳感器，下列說法正確的是

A.所有傳感器都是由半導體材料制成的B.金屬材料也可以制成傳感器C.傳感器主要是通過感知電壓的變化來傳遞信號的D.水銀溫度計是一種傳感器答案解析√1212大多數傳感器是由半導體材料制成的，某些金屬也可以制成傳感器，如金屬熱電阻，故A錯，B對；傳感器將非電學量轉換為電學量，因此傳感器感知的應該是“非電信號”，故C錯；水銀溫度計能感受熱學量，但不能把熱學量轉化為電學量，因此不是傳感器，故D錯.2.如圖7所示的電路中，電源兩端的電壓恒定，L為小燈泡，R為光敏電阻，LED為發光二極管(電流越大，發出的光越強)，且R與LED間距不變，下列說法中正確的是A.當滑動觸