高中物理 第4章 传感器与现代社会 学案1 传感器的原理 探究热敏电阻的温度特性曲线同步备课学案 沪科版选修
9页1、我带领班子成员及全体职工,积极参加县委、政府和农牧局组织的政治理论学习,同时认真学习业务知识,全面提高了自身素质,增强职工工作积极性,杜绝了纪律松散学案1传感器的原理探究热敏电阻的温度特性曲线目标定位 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一、什么是传感器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?答案有光敏感元件和声敏感元件 要点总结1传感器是通过测量外界的物理量、化学量或生物量来捕捉和识别信息,并将被测量的非电学量转化成电学量的装置2各种传感器的作用都是把非电学量转换成电学量3传感器的结构非电学量敏感元件处理电路电学量4敏感元件是传感器中的关键性元件,它承担着直接“感知”和转换外界信息的任务5根据检测量的不同,传感器可分为物理型、化学型和生物型例1如图1是一种测定油箱油量多少或变化多少的装置图1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
2、化有何不同?答案见解析解析把电压表接在b、c之间,油量增加时,R减小,电压表的示数减小;油量减少时,R增大,电压表的示数增大把电压表接在c、d之间,油量增加时,R减小,电路中电流增大,则R两端的电压增大,电压表的示数增大,同理,油量减少时,电压表的示数减小二、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?图2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,并计数一次要点总结1光敏电阻是用半导体材料(如硫化镉)制成的特点:光照越强,电阻越小2光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量例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()图3A电压表的示数增大BR2中电流减小C小灯泡的功率增大D电路的路端电压增大答案ABC解析当入射光强度增大时,R3阻值减小,外电路总电阻随R3的减小而减小,R1两端电压因干路电流
3、增大而增大,从而电压表的示数增大,同时内电压增大,故电路的路端电压减小,A项正确,D项错误由路端电压减小,而R1两端电压增大知,R2两端电压必减小,则R2中电流减小,故B项正确结合干路电流增大知流过小灯泡的电流必增大,故小灯泡的功率增大,C项正确三、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,指针将向右偏要点总结1金属导体的电阻率随温度升高而增大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增加(2)负温度系数的热敏材料(NTC):电阻随温度的上升而下降(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)内急剧下降例3(多选)在温控电路中,通过热敏电
4、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()图5A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DR1消耗的功率增大答案AB解析当环境温度降低时,R2变大,电路的总电阻变大,由I知I变小,又UEIr,电压表的读数U增大,B正确;又由P1I2R1可知,R1消耗的功率P1变小,D错误;电容器两板间的电压U2UU1,U1IR1,可知U1变小,U2变大,由场强E,QCU2可知Q、E都增大,故A正确,C错误.1(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B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2(对光敏电阻、热敏电阻的认识及电路分析
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