5.2 常见传感器的工作原理及应用（导学案）-2022-2023学年高二物理同步备课精编优选课件+导学案（人教版2019选择性必修第二册）

令学科网 学钟网原到，让学司更名易！ JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 第2节常见传感器的工作原理及应用 【知识梳理】 一、光敏电阻 1.特点：光照越强，电阻越小。 2.原因：光敏电阻的构成物质为半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强， 载流子增多，导电性变好。 3.作用：把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。 二、热敏电阻和金屈热电阻 1.热敏电阻：热敏电阻由半导体材料制成，其电阻随温度的变化明显，温度升高电阻减小，如图甲所示为 某一热敏电阻的电阻随温度变化的特性曲线。 R 甲 乙 2.金属热电阻：有些金属的电阻率随温度的升高而增大，这样的电阻也可以制作温度传感器，称为热电阻， 如图乙所示为某金属导线电阻的温度特性曲线。 3.热敏电阻与金属热电阻的区别： 热敏电阻 金属热电阻 特点 电阻随温度的变化而变化且非常明显 电阻率随温度的升高而增大 制作材料 半导体，如氧化锰 金属导体，如铂 优点 灵敏度好 化学稳定性好，测温范围大 作用 能够将温度这个热学量转换为电阻这个电学量 三、力传感器的应用一一 电子秤 1.组成及敏感元件：由金属梁和应变片组成，敏感元件是应变片。 2.工作原理： 金属梁自由 金属梁发生 应变片的 两应变片上电 端受力F 弯曲 电阻变化 压的差值变化 入原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 令学科网 学科网原到，让李司更客易！ JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 3.作用：应变片将物体形变这个力学量转换为电压这个电学量。 【方法突破】 传感器性能的比较 ■方法归纳 热敏电阻 金属热电阻 光敏电阻 电阻应变片 正温度系数的热敏电阻，随 受到拉力时，电阻变 温度升高电阻变大；负温度 电阻率随温度的升 在强光下电阻小， 特点 小：受到压力时，电 系数的热敏电阻，随温度升 高而增加 在暗光下电阻大 阻变大 高电阻减小 敏感 把硫化镉涂激在绝 半导体 金属 金属材料 材料 缘板上，其表面镀银 优点 灵敏度好 测温范围大 灵敏度好 灵敏度好 无光照时，载流子极 少，导电性能差：随 原理 温度影响电阻率 R=PSL 着光照的增强，载流 子增多，导电性变好 应用 空调机 电饭煲 照相机 电子秤 【例】我市某小区为积极响应市政府提出的“迎峰度冬”节约用电工作，拟将小区路灯电路进行改造，实现路 灯亮度自控。如图所示为其内部电路简化原理图，电源电动势为E,内阻为，R,为光敏电阻（光照强度增 加时，其电阻值减小)。现减小光照强度，下列判街正确的是〔) R☒B A A.电源的效率变大 B.A灯和B灯都变亮 C.R两端电压变大 D.电源内部发热功率不变 【针对训练】如图所示为一保温箱温度报警器的简化电路图，电源电动势为E,内阻为八，不计电压表和电 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究： 2 学种问原创，让学习更容为！ mxx cOM学科网精品频道全力推荐 流表内阻对电路的影响，当电键闭合后，两小灯泡（电阻保持不变）均能发光，R_2为热敏电阻（阻值随温 度的升高而减小>，下列说法正确的是（ A．当保温箱的温度升高时，电流表A的读数变大 B.当保温箱的温度升高时，灯泡L，变暗、L_2变亮 C．电压表V的读数变小，说明保温箱的温度降低 D.不管保温箱的温度升高还是降低，电压表的读数变化量和电流表的读数变化量之比不变 【巩固提升】 1.利用光敏电阻制作的光传感器，可以记录传送带上工件的输送情况。如图甲所示是光电计数器的工作示 意图，其中A是发光仪器，B是传送带上的物品，R_2为光敏电阻(有光照时电阻为4Ω，无光照时电阻为100Ω)， R_a为定值电阻，电源内阻不计，图乙是输出电信号与时间的关系。则下列说法正确的是（） 甲乙 A，当有光照射R_2时，信号输出端获得高电压 B．当有光照射R_i时，R_i的功率将变小 C．选用20Ω定值电阻，信号输出端获得的高电压最小 D.选用20Ω定值电阻，一个周期内定值电阻R_2两端电压差最大 2.利用热敏电阻在通以恒定电流（实验设定恒定电流为50.0μA）时，其阻值随温度的变化关系（如图甲所 示）可以制作电子温度计。把恒压直流电源E、热敏电阻R_r、可变电阻R、电流表A、电压表V连成如图 乙所示的电路。用热敏电阻作测温探头，把电压表的电压刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易的 以原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 令学科网 学科网原到，让李司更名易！ JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 电子温度计。下列说法正确的是() R/k 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0.00 1/C 25.030.035.040.045.050.055.060.065.0 甲 A。电压较高时表示温度也较高 B.该电子温度计表盘