人教版物理選修3-2全冊精品課件-第六章第一節(jié)

1、第六章傳感器第六章傳感器第一節(jié)傳感器及其工作原理學習目標：1.了解傳感器的概念，知道非電學量轉(zhuǎn)換成電學量的技術(shù)意義2通過實驗，知道常見敏感元件的工作原理3能夠結(jié)合已學的知識，分析傳感器在實際中的應(yīng)用事例重點難點：對傳感器工作原理的理解目標導(dǎo)航新知初探自主學習一、什么是傳感器1.定義：感受_量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為_量，或轉(zhuǎn)換為電路的_的一類元件2.工作原理非電學電學通斷二、光敏電阻自主探究實驗現(xiàn)象：將一只光敏電阻接到多用電表的兩端，電表置于倍率為100的歐姆擋，用手掌遮光時電阻值很大；在室內(nèi)自然光的照射下,電阻值較??；用陽光直接照射下，電阻值很小成功發(fā)現(xiàn)1特點：電阻值隨光照增強而_減

2、小2原因分析：光敏電阻由半導(dǎo)體材料制成，無光照時，載流子_，導(dǎo)電性能_；隨著光照的增強，載流子_，導(dǎo)電性_3作用：把光照強弱這個光學量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學量少差增多增強三、熱敏電阻和金屬熱電阻自主探究圖611實驗現(xiàn)象：將一只熱敏電阻接到多用電表的兩端，分別用手和冷水去改變熱敏電阻的溫度，用手時電阻值較小，用冷水時，電阻值較大如圖611為實驗測出的熱敏電阻和金屬熱電阻的阻值溫度特性圖線，由圖線可以看出，熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小的非常明顯，而金屬熱電阻的阻值隨溫度升高而增大的不太明顯成功發(fā)現(xiàn)熱敏電阻金屬熱電阻特點電阻率隨溫度升高而_電阻率隨溫度升高而_制作材料_金屬優(yōu)點靈敏度好化學穩(wěn)定性好，測

3、溫范圍大作用將_這個熱學量轉(zhuǎn)換為_這個電學量減小增大半導(dǎo)體溫度電阻四、霍爾元件圖612要點探究講練互動要點1光敏電阻、熱敏電阻的特性1.光敏電阻(1)光敏電阻的特性光敏電阻是利用半導(dǎo)體材料制成的，在被光照射時電阻發(fā)生變化，即隨照射光強度的增加而減小(2)光敏電阻阻值變化的原因半導(dǎo)體材料受到的光照增強時，會有更多的電子獲得能量成為自由電子，同時也形成更多的空穴，即載流子數(shù)增多，于是導(dǎo)電性明顯地增強，電阻減小2.熱敏電阻(1)熱敏電阻的特性熱敏電阻可分為正溫度系數(shù)的熱敏電阻和負溫度系數(shù)的熱敏電阻，正溫度系數(shù)的熱敏電阻隨溫度升高阻值增大，負溫度系數(shù)的熱敏電阻隨溫度升高阻值減小(2)熱敏電阻阻值變化的

4、原因?qū)τ谪摐囟认禂?shù)的熱敏電阻，溫度升高時，有更多的電子獲得能量成為自由電子，同時空穴增多，即載流子數(shù)增多，于是導(dǎo)電性明顯地增強，阻值減小 圖613(2012山東實驗中學高二檢測)如圖613所示，R1、R2為定值電阻，L為小燈泡，R3為光敏電阻，當照射光強度增大時()A電壓表的示數(shù)增大BR2中電流減小C小燈泡的功率增大D電路的路端電壓增大例1【思路點撥】當照射光強度增大時，光敏電阻阻值發(fā)生變化，然后根據(jù)直流電路的動態(tài)分析方法進行判斷【精講精析】光的強度是被測量，光敏電阻R3為光敏感元件，同時也是轉(zhuǎn)換器件當光強度增大時，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，

5、同時內(nèi)電壓增大，故電路路端電壓減小，而電壓表的示數(shù)增大，A項正確，D項錯誤由路端電壓減小，而R1兩端電壓增大，可知R2兩端電壓必減小，則R2中電流減小，故B項正確；結(jié)合干路電流增大知流過小燈泡的電流必增大，則小燈泡的功率增大，C項正確【答案】ABC【規(guī)律總結(jié)】解決光敏電阻相關(guān)的問題，要分兩步走(1)明確光敏電阻的阻值隨光照如何變化(2)結(jié)合光敏電阻阻值的變化，利用閉合電路的歐姆定律等相關(guān)運算，解決光敏電阻對電路的影響變式訓練1.在溫控電路中，通過熱敏電阻阻值隨溫度的變化可實現(xiàn)對電路相關(guān)物理量的控制如圖614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為電容器當環(huán)境溫度

6、降低時() 圖614A電容器C的帶電量增大B電壓表的讀數(shù)增大C電容器C兩板間的電場強度減小DR1消耗的功率增大如圖615是霍爾元件的工作原理示意圖，如果用d表示薄片的厚度，k為霍爾系數(shù)，對于一個霍爾元件d、k為定值，如果保持I恒定,則可以驗證UH隨B的變化情況以下說法中正確的是(工作面是指較大的平面)()圖615例2A將永磁體的一個磁極逐漸靠近霍爾元件的工作面，UH將變大B在測定地球兩極的磁場強弱時，霍爾元件的工作面應(yīng)保持水平C在測定地球赤道上的磁場強弱時，霍爾元件的工作面應(yīng)保持水平D改變磁感線與霍爾元件工作面的夾角，UH將發(fā)生變化【思路點撥】解答本題應(yīng)把握以下兩點(1)掌握UH與I、B的關(guān)系

7、(2)磁感線方向變化引起UH的變化【答案】ABD圖616變式訓練2.如圖616所示，截面為矩形的金屬導(dǎo)體，放在磁場中，當導(dǎo)體中通有電流時，導(dǎo)體的上、下表面的電勢的關(guān)系為()AMN BMNCMN D無法判斷解析：選A.霍爾效應(yīng)形成的原因是因為帶電粒子在磁場中受到洛倫茲力作用，做定向移動形成的,根據(jù)左手定則，電子受到向下的洛倫茲力作用，向N板運動，則M板剩下正電荷，所以MN.熱點示例創(chuàng)新拓展電容式傳感器1.原理電容器的電容C取決于極板正對面積S，極板間距離d及極板間電介質(zhì)這幾個因素，如果某一物理量(如角度、位移x、深度h等)的變化能引起上述某一因素的變化，從而引起電容的變化，那么測定電容器的電容就

8、可以確定上述物理量的變化2.常見電容式傳感器名稱傳感器原理測定角度的電容式傳感器當動片與定片之間的角度發(fā)生變化時，引起極板正對面積S的變化，使電容C發(fā)生變化，知道C的變化，就可以知道的變化情況名稱傳感器原理測定液面高度h的電容式傳感器在導(dǎo)線芯的外面涂上一層絕緣物質(zhì)，放入導(dǎo)電液體中，導(dǎo)線芯和導(dǎo)電液體構(gòu)成電容器的兩個極，導(dǎo)線芯外面的絕緣物質(zhì)就是電介質(zhì)，液面高度h發(fā)生變化時，引起正對面積發(fā)生變化，使電容C發(fā)生變化知道C的變化，就可以知道h的變化情況名稱傳感器原理測定壓力F的電容式傳感器待測壓力F作用于可動膜片電極上的時候，膜片發(fā)生形變，使極板間距離d發(fā)生變化，引起電容C的變化，知道C的變化，就可以知道 F的變化情況名稱傳感器原理測定位移x的電容式傳感器隨著電介質(zhì)進入極板間的長度發(fā)生變化，電容C發(fā)生變化，知道C的變化，就可以知道x的變化情況經(jīng)典案例如圖617所示是電容式話筒的示意圖，它是利用電容制作的傳感器，話筒的振動膜前面有薄薄的金屬層，膜后距膜幾十微米處有一金屬板，振動膜上的金屬層和這個金屬板構(gòu)成電容器的兩極，在兩極間一電壓U，人對著話筒說話時，振動膜前后振動，使電容發(fā)生變化，使聲音信號被話筒轉(zhuǎn)化為電信號，其中導(dǎo)致電容變化的原因是電容器兩板間的()A距離變化B正對面積變化C介質(zhì)變化 D電壓變化【解題樣板】平行板電容器