第12章 第3讲 传感器及其应用（课件）-2023高考物理【南方凤凰台】一轮复习导学案 （基础版）江苏（新教材新高考）

第十二章　交变电流　传感器 第3讲　传感器及其应用 第1页 高考总复习 一轮复习导学案 · 物理 第十二章　交变电流　传感器 夯实双基 非电学量 电学量 变小 变大 变大 磁感应强度 电压 双金属片 居里温度 居里点 光信号 电信号 × √ × × × 素养发展 D D A D 开关 随堂验收 A B D Thank you for watching 第1页 高考总复习 一轮复习导学案 · 物理 第十二章　交变电流　传感器 基 础 梳 理 1. 传感器是这样一类元件，它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等____________，并把它们按照一定的规律转化为便于测量的电压、电流等__________，或转化为电路的通断. 工作过程： 2. 光敏电阻和热敏电阻：都是由半导体材料制成，其特点是光照变强或温度升高，电阻均________. 光照变弱或温度降低，电阻均________. 3. 金属热电阻：其特点是温度升高，电阻________. 4. 霍尔元件：通常是由半导体元件制成，其产生的霍尔电压UH＝______.霍尔元件能把______________这一磁学量转换为电压这个电学量． 5. 力传感器：其中的主要元件为应变片，它的作用是将物体形变这一力学量转化为________这一电学量. 6. 温度传感器：其中的主要元件为____________. 7. 感温铁氧体：也叫感温磁体．常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，当温度上升到约103 ℃时，就失去铁磁性，不能被磁体吸引了．这个温度在物理学中称为该材料的“____________”或“__________”. 8. 光传感器：光传感器是将__________转化为__________的装置. keq \f(IB,d) 易 错 辨 析 1. 所有传感器都是由半导体材料制成的．( ) 2. 金属材料也可以制成传感器．( ) 3. 传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的．( ) 4. 水银温度计是一种传感器．( ) 5. 话筒是一种常用的声传感器，将电信号转换为声音信号．( ) 常见物理敏感元件 1. 热敏电阻 (1) 热敏电阻是用半导体材料制成的. 分为两类：一类是正温度系数热敏电阻，阻值随温度的升高而增大；一类是负温度系数热敏电阻，阻值随温度的升高而减小．如果题目没有特殊说明，一般认为是负温度系数热敏电阻．其电阻随温度变化的曲线如图所示． (2) 在做热敏实验时，加开水后要等一会儿再测其阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温． 2. 光敏电阻的光敏特性 (1) 光敏电阻是把光照强弱这个光学量转换为电阻这一电学量的元件．光敏电阻通常是由硫化镉等半导体制成， 其特点是光照变强，电阻变小．在黑暗的环境下，它的阻值很大；当受到光照并且光辐射能量足够大时，电阻值变小． (2) 光敏实验中，如果效果不明显，可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中，并通过盖上小孔改变照射到光敏电阻上的光的强度. 多用电表一般置于“×100”挡． 3. 金属热电阻：金属热电阻是由铂、铜等金属材料制成，能够把温度这个热学量转化为电阻这个电学量．其特点是温度升高，电阻变大． 4. 霍尔元件：通常是由半导体元件制成的一个矩形薄片，在其前、后、左、右分别引出一个电极，如图所示． 沿PQ方向通入电流，垂直于薄片加匀强磁场B，则在MN间会出现电压．设薄片厚度为d，PQ方向长度为l，MN方向长度为a，薄片中的载流子受到磁场力发生偏转，使M侧电势高于N侧，造成半导体内部出现电场，带电粒子同时受到静电力作用．当磁场力与静电力平衡时，MN间的电压达到恒定．设材料单位体积的载流子数目为n，载流子的电荷量为e，可以列出I＝neSv＝neadv，qvB＝qeq \f(UH,a)，求解可得UH＝eq \f(IB,ned).取霍尔系数k＝eq \f(1,ne)，得其产生的霍尔电压UH＝keq \f(IB,d).对任一霍尔元件而言，k、d为定值，如果保持I恒定．UH与B成正比，只要求出UH，就可以得出B，这就是霍尔元件能把磁感应强度这一磁学量转换成电学量的原因． 5. 电容式传感器：能把多种非电学量转化为电容这一电学量．由公式C＝eq \f(εrS,4πkd) 可得电容式传感器有三类：(1) 变极距式．(2) 变面积式．(3) 变介质式． 　某温控电路的原理如图所示，R热是半导体热敏电阻，R是滑动变阻器，某种仪器要求在 15 ℃～27 ℃ 的环境中工作，当环境温度偏高或偏低时，控制器会自动启动降温或升温设备．下列说法中正确的是( ) A. 环境温度降低，R热 的阻值减小 B. 环境温度升高，Uab变大 C. 滑片P向