高中物理 第4章 传感器与现代社会 4.14.2 传感器的原理 探究热敏电阻的温度特性曲线课件 沪科选修32

4.1 传感器的原理 4.2 探究热敏电阻的温度特性曲线 第4章 传感器与现代社会 目标定位 1.知道传感器的定义，理解其工作原理. 2.了解光敏电阻、热敏电阻等元件的特征. 3.会探究热敏电阻的温度特性曲线. 内容索引 知识探究 新知探究 点点落实 达标检测 当堂检测 巩固反馈 知识探究 光声控延时开关的敏感元件有哪些？你能画出它的原理图吗？ 一、什么是传感器 答案 答案答案 有光敏感元件和声敏感元件. 要点总结要点总结 1.传感器是通过测量外界的 量、 量 量来捕捉和识别信息，并将被测量的 量转化成 量的装置. 2.各种传感器的作用都是把 量转换成 量. 3.传感器的结构 非电学量 非电信息 元件 电路 电信息电学量 4.敏感元件是传感器中的关键性元件，它承担着直接“ ”和_ 的任务. 5.根据 的不同，传感器可分为物理型、化学型和生物型. 物理 化学 生物 非电学 电学 非电学 电学 敏感 处理 感知 转换外 界信息 检测量 典型例题典型例题 例例1 如图1是一种测定油箱油量多少或变化多少的装置. 其中电源电压保持不变，R是滑动变阻器，它的金属滑片是金属杆的一端.在装置中使用了一只电压表(图中没有画出)，通过观察电压表示数，可以了解油量情况. 将电压表分别接在b、c之间与c、d之间，当油量变化时，电压表的示数变化有何不同？ 答案 解析 图1 答案答案 见解析 二、研究光敏电阻的导电特性 在工厂生产车间的生产线上安装计数器后，就可以准确得知生产产品的数量，如图2所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻.此光电计数器的基本工作原理是什么？ 答案 答案答案 当光被产品挡住时，R1电阻增大，电路中电流减小，R2两端电压减小，信号处理系统得到低电压，每通过一个产品就获得一次低电压，并计数一次. 图2 要点总结要点总结 1.光敏电阻是用 材料(如硫化镉)制成的. 特点：光照越强，电阻越 . 2.光敏电阻能够把 这个光学量转换为 这个电学量. 半导体 小 光照强弱 电阻 典型例题典型例题 例例2 (多选)如图3所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当入射光强度增大时 答案 解析 图3 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 三、探究热敏电阻的温度特性 如图4所示，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将多用电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻Rt的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中央.若在Rt上擦一些酒精，表针将如何摆动？若用吹风机将热风吹向电阻，表针将如何摆动？ 图4 答案答案 由于酒精蒸发，热敏电阻Rt温度降低，电阻值增大，指针应向左偏；用吹风机将热风吹向电阻，Rt温度升高，电阻值减小，指针将向右偏. 答案 要点总结要点总结 1.金属导体的电阻率随温度升高而 . 2.热敏电阻一般用人工合成的新型陶瓷材料制成，也可用半导体材料制成. 3.热敏电阻所用材料根据其温度特性可分为三类 (1)正温度系数的热敏材料(PTC)：电阻随温度的上升而 . (2)负温度系数的热敏材料(NTC)：电阻随温度的上升而 . (3)临界温度系数的热敏材料(CTC)：电阻在很小的温度范围(临界)内急剧 . 增大 增加 下降 下降 典型例题典型例题 例例3 (多选)在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制.如图5所示电路，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻(温度越高电阻越小)，C为电容器.当环境温度降低时 答案 解析 A.电容器C的带电荷量增大 B.电压表的读数增大 C.电容器C两板间的电场强度减小 D.R1消耗的功率增大 图5 达标检测 1.(对传感器的认识对传感器的认识)关于传感器，下列说法正确的是 A.所有传感器都是由半导体材料制成的 B.金属材料也可以制成传感器 C.传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的 D.水银温度计是一种传感器 答案 1 2 3 解析解析 大多数传感器是由半导体材料制成的，某些金属也可以制成传感器，如金属热电阻，故A错，B对； 传感器将非电学量转换为电学量，因此传感器感知的应该是“非电信号”，故C错； 水银温度计能感受热学量，但不能把热学量转化为电学量，因此不是传感器，故D错. 解析 解析解析 滑动触头P左移，滑动变阻器接入电路的电阻减小，流过二极管的电流增大，从而发光增强，使光敏电阻R减小，最终达到增大流过灯泡的电流的效果. 2.(光敏电阻的特性光敏电阻的特性)如图6所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，R与L之间用挡板(未画出)隔开，LED为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与LED间距不变，下列说法中正确的是 答案 1 2 3 解析 图6 A.当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大 B.当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小 C.当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率可能不变 D.无论怎样移动滑动触头P，L消耗的功率都不变 3.(对热敏电阻对热敏电阻、光敏电阻的认识光敏电阻的认识)如图7所示为某传感装置内部部分电路图，RT为正温度系数热敏电阻，其特性为随着温度的升高阻值增大；R1为光敏电阻，其特性为随着光照强度的增强阻值减小；R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，V为理想电压表.若发现电压表示数增大，可能的原因是 热敏电阻温度降低，其他条件不变 热敏电阻温度升高，其他条件不变 光照减弱，其他条件不变 光照增强，其他条件不变 A. B. C. D. 1 2 3 图7 答案 解析 。