高中物理 第4章 傳感器與現(xiàn)代社會(huì) 4.14.2 傳感器的原理 探究熱敏電阻的溫度特性曲線課件 滬科選修32

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1、4.1 傳感器的原理 4.2 探究熱敏電阻的溫度特性曲線 第4章 傳感器與現(xiàn)代社會(huì) 目標(biāo)定位 1.知道傳感器的定義，理解其工作原理. 2.了解光敏電阻、熱敏電阻等元件的特征. 3.會(huì)探究熱敏電阻的溫度特性曲線. 內(nèi)容索引 知識(shí)探究 新知探究 點(diǎn)點(diǎn)落實(shí) 達(dá)標(biāo)檢測(cè) 當(dāng)堂檢測(cè) 鞏固反饋 知識(shí)探究 光聲控延時(shí)開(kāi)關(guān)的敏感元件有哪些？你能畫(huà)出它的原理圖嗎？ 一、什么是傳感器 答案 答案答案 有光敏感元件和聲敏感元件. 要點(diǎn)總結(jié)要點(diǎn)總結(jié) 1.傳感器是通過(guò)測(cè)量外界的 量、 量 量來(lái)捕捉和識(shí)別信息，并將被測(cè)量的 量轉(zhuǎn)化成 量的裝置. 2.各種傳感器的作用都是把 量轉(zhuǎn)換成 量. 3.傳感器的結(jié)構(gòu) 非電學(xué)量 非電信

2、息 元件 電路 電信息電學(xué)量 4.敏感元件是傳感器中的關(guān)鍵性元件，它承擔(dān)著直接“ ”和_ 的任務(wù). 5.根據(jù) 的不同，傳感器可分為物理型、化學(xué)型和生物型. 物理 化學(xué) 生物 非電學(xué) 電學(xué) 非電學(xué) 電學(xué) 敏感 處理 感知 轉(zhuǎn)換外 界信息 檢測(cè)量 典型例題典型例題 例例1 如圖1是一種測(cè)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(dòng)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(méi)有畫(huà)出)，通過(guò)觀察電壓表示數(shù)，可以了解油量情況. 將電壓表分別接在b、c之間與c、d之間，當(dāng)油量變化時(shí)，電壓表的示數(shù)變化有何不同？ 答案 解析 圖1 答案答案 見(jiàn)解析 二、研究光敏電阻

3、的導(dǎo)電特性 在工廠生產(chǎn)車(chē)間的生產(chǎn)線上安裝計(jì)數(shù)器后，就可以準(zhǔn)確得知生產(chǎn)產(chǎn)品的數(shù)量，如圖2所示為光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)器的示意圖，其中R1為光敏電阻，R2為定值電阻.此光電計(jì)數(shù)器的基本工作原理是什么？ 答案 答案答案 當(dāng)光被產(chǎn)品擋住時(shí)，R1電阻增大，電路中電流減小，R2兩端電壓減小，信號(hào)處理系統(tǒng)得到低電壓，每通過(guò)一個(gè)產(chǎn)品就獲得一次低電壓，并計(jì)數(shù)一次. 圖2 要點(diǎn)總結(jié)要點(diǎn)總結(jié) 1.光敏電阻是用 材料(如硫化鎘)制成的. 特點(diǎn)：光照越強(qiáng)，電阻越 . 2.光敏電阻能夠把 這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為 這個(gè)電學(xué)量. 半導(dǎo)體 小 光照強(qiáng)弱 電阻 典型例題典型例題 例例2 (多選)如圖3所示，R1、R2為定值電阻，L為小燈泡，

4、R3為光敏電阻，當(dāng)入射光強(qiáng)度增大時(shí) 答案 解析 圖3 A.電壓表的示數(shù)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 三、探究熱敏電阻的溫度特性 如圖4所示，將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)置于歐姆擋，再將多用電表的兩支表筆與負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻Rt的兩端相連，這時(shí)表針恰好指在刻度盤(pán)的正中央.若在Rt上擦一些酒精，表針將如何擺動(dòng)？若用吹風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)吹向電阻，表針將如何擺動(dòng)？ 圖4 答案答案 由于酒精蒸發(fā)，熱敏電阻Rt溫度降低，電阻值增大，指針應(yīng)向左偏；用吹風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)吹向電阻，Rt溫度升高，電阻值減小，指針將向右偏. 答案 要點(diǎn)總結(jié)要點(diǎn)總結(jié) 1.金屬導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而 . 2.熱

5、敏電阻一般用人工合成的新型陶瓷材料制成，也可用半導(dǎo)體材料制成. 3.熱敏電阻所用材料根據(jù)其溫度特性可分為三類(lèi) (1)正溫度系數(shù)的熱敏材料(PTC)：電阻隨溫度的上升而 . (2)負(fù)溫度系數(shù)的熱敏材料(NTC)：電阻隨溫度的上升而 . (3)臨界溫度系數(shù)的熱敏材料(CTC)：電阻在很小的溫度范圍(臨界)內(nèi)急劇 . 增大 增加 下降 下降 典型例題典型例題 例例3 (多選)在溫控電路中，通過(guò)熱敏電阻阻值隨溫度的變化可實(shí)現(xiàn)對(duì)電路相關(guān)物理量的控制.如圖5所示電路，R1為定值電阻，R2為半導(dǎo)體熱敏電阻(溫度越高電阻越小)，C為電容器.當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí) 答案 解析 A.電容器C的帶電荷量增大 B.電壓表的

6、讀數(shù)增大 C.電容器C兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度減小 D.R1消耗的功率增大 圖5 達(dá)標(biāo)檢測(cè) 1.(對(duì)傳感器的認(rèn)識(shí)對(duì)傳感器的認(rèn)識(shí))關(guān)于傳感器，下列說(shuō)法正確的是 A.所有傳感器都是由半導(dǎo)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(guò)感知電壓的變化來(lái)傳遞信號(hào)的 D.水銀溫度計(jì)是一種傳感器 答案 1 2 3 解析解析 大多數(shù)傳感器是由半導(dǎo)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(cuò)，B對(duì)； 傳感器將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，因此傳感器感知的應(yīng)該是“非電信號(hào)”，故C錯(cuò)； 水銀溫度計(jì)能感受熱學(xué)量，但不能把熱學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量，因此不是傳感器，故D錯(cuò). 解析 解析解析 滑動(dòng)觸頭P左移，滑

7、動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小，流過(guò)二極管的電流增大，從而發(fā)光增強(qiáng)，使光敏電阻R減小，最終達(dá)到增大流過(guò)燈泡的電流的效果. 2.(光敏電阻的特性光敏電阻的特性)如圖6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，R與L之間用擋板(未畫(huà)出)隔開(kāi)，LED為發(fā)光二極管(電流越大，發(fā)出的光越強(qiáng))，且R與LED間距不變，下列說(shuō)法中正確的是 答案 1 2 3 解析 圖6 A.當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率增大 B.當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率減小 C.當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向右移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率可能不變 D.無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)觸頭P，L消耗的功率都不變 3.(對(duì)熱敏電阻對(duì)熱敏電阻、光敏電阻的認(rèn)識(shí)光敏電阻的認(rèn)識(shí))如圖7所示為某傳感裝置內(nèi)部部分電路圖，RT為正溫度系數(shù)熱敏電阻，其特性為隨著溫度的升高阻值增大；R1為光敏電阻，其特性為隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)阻值減小；R2和R3均為定值電阻，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，V為理想電壓表.若發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大，可能的原因是 熱敏電阻溫度降低，其他條件不變 熱敏電阻溫度升高，其他條件不變 光照減弱，其他條件不變 光照增強(qiáng)，其他條件不變 A. B. C. D. 1 2 3 圖7 答案 解析