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(xiàn)課件 滬科版選修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(xiàn)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(xiàn).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) 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

2、_ 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)解析解析解析把電壓表接在b、c之間，油量增加時(shí)，R減小，電壓表的示數(shù)減小；油量減少時(shí)，R增大，電壓表的示數(shù)增大.把電壓表接在c、d之間，油量增加時(shí)，R減小，

3、電路中電流增大，則R兩端的電壓增大，電壓表的示數(shù)增大，同理，油量減少時(shí)，電壓表的示數(shù)減小.二、研究光敏電阻的導(dǎo)電特性在工廠生產(chǎn)車(chē)間的生產(chǎn)線(xiàn)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

4、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，R3為光敏電阻，當(dāng)入射光強(qiáng)度增大時(shí)答案解析圖3A.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解析解析當(dāng)入射光強(qiáng)度增大時(shí)，R3阻值減小，外電路總電阻隨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(shù)增大，同時(shí)內(nèi)電壓增大，故電路的路端電壓減小，A項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤.由路端電壓減小，而R1兩端電壓增大知，R2兩端電壓必減小，則R2中電流減小，故B項(xiàng)正確.結(jié)合干路電流增大知流過(guò)小燈泡的電流必增大，故小燈泡的功率增大，C項(xiàng)正確.三、探究熱敏電阻的溫度特性如圖4所示，將多用電表的選

5、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

6、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又由P1I2R1可知，R1消耗的功率P1變小，D錯(cuò)誤；達(dá)標(biāo)檢測(cè)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.

7、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123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，

8、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123解析圖6A.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、光敏電阻的認(rèn)識(shí)對(duì)熱敏電阻、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??；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

9、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.123圖7答案解析123解析解析熱敏電阻溫度降低時(shí)，其阻值減小，外電路總電阻減小，總電流增大，路端電壓隨之減小，通過(guò)光敏電阻的電流減小，通過(guò)R3的電流增大，電壓表的讀數(shù)增大，符合題意，故正確.同理可得熱敏電阻溫度升高，其他條件不變，電壓表的示數(shù)減小，不符合題意，故錯(cuò)誤.光照減弱，光敏電阻的阻值增大，外電路總電阻增大，路端電壓增大，則電壓表的示數(shù)增大，故正確.光照增強(qiáng)，光敏電阻的阻值減小，外電路總電阻減小，路端電壓減小，則電壓表的示數(shù)減小，故錯(cuò)誤.本題選A.