(教参)第五章 1 认识传感器&2 常见传感器的工作原理及应用-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册课程探究与巩固教师用书word+课件PPT（人教版，浙江专用）

1　认识传感器 2　常见传感器的工作原理及应用 课程解读 课标要点 学科素养 链接浙江选考 1．知道非电学量转换为电学量的意义 2． 通过热敏电阻实验，了解温度传感器的工作原理 科学探究：通过实验，了解常见传感器的工作原理 1．知道什么是传感器，了解传感器的种类 2．知道传感器的组成与应用模式 3．知道光敏电阻、金属热电阻、热敏电阻、电阻应变片的工作原理及应用 (见学生用书P75) 知识点一　传感器及其工作原理 1．传感器：能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量，并能把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的可用信号输出。通常转换成的可用信号是电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。 2．把非电学量转换为电学量的意义：把非电学量转换为电学量，可以很方便地进行测量、传输、处理和控制。 3．传感器的核心元件 (1)敏感元件：相当于人的感觉器官，能直接感受或响应外界被测非电学量的部分，是传感器的核心部分，是利用材料的某种敏感效应(如热敏、光敏、压敏、力敏、湿敏等)制成的。 (2)转换元件：传感器中能将敏感元件输出的与被测物理量呈一定关系的非电信号直接转换成电信号的部分。 (3)转换电路：将转换元件输出的不易测量的电学量转换成易于测量的电学量(如电压、电流、电阻等)的电路。 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)传感器感受的通常是非电学量，如压力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等。(　√　) (2)传感器输出的通常是电学量，如电压、电流、电荷量等。(　√　) (3)传感器输出的信号是非常微弱的，通常要经过放大后再输送给控制系统产生各种控制动作。(　√　) 2．思考题：传感器的基本部分一般由什么元件组成？ 答案：传感器的基本部分一般由敏感元件、转换元件组成。 知识点二　光敏电阻 1．光敏电阻在被光照射时电阻发生变化，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。 2．构成光敏电阻的半导体材料受到光照时，载流子增多，导电性能明显增强。 3．光敏电阻的阻值随光照强度的增强而明显减小。 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)光敏电阻一般由半导体材料制成。(　√　) (2)光敏电阻把光照的强弱转换为电阻的大小。(　√　) (3)光敏电阻的阻值随光照强度的增强而变大。(　　) 2．思考题：光敏电阻的工作原理是什么？ 答案：光敏电阻受到光照时，载流子增多，电阻变小。 知识点三　金属热电阻、热敏电阻及电阻应变片 1．金属热电阻：金属的电阻率随温度的升高而增大，利用这一特性，用金属丝可以制作温度传感器，称为热电阻。 2．热敏电阻：用半导体材料制成，有一种用氧化锰制成的热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小；还有一类热敏电阻，随温度的升高，其阻值增大。 3．电阻应变效应：金属导体在外力作用下发生机械形变(伸长或缩短)时，其电阻也随之变化的现象。 4．电阻应变片：电阻应变片有金属电阻应变片和半导体电阻应变片。半导体电阻应变片的工作原理是基于半导体材料的压阻效应。 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)一般随温度的升高，金属热电阻的阻值增大。(　√　) (2)热敏电阻是用半导体材料制成的。(　√　) (3)随温度的升高，热敏电阻的阻值一定减小。(　　) 2．思考题：电阻应变片能够把物体形变这个力学量转换为什么量？ 答案：电阻应变片只能够把物体形变这个力学量转换为电阻这个电学量。 (见学生用书P76) 　　类型一　认识传感器 如图所示，在电路中接一段钨丝(从旧白炽灯中取出)，闭合开关，灯泡正常发光，当用打火机给钨丝加热时灯泡亮度明显变暗。根据钨丝的上述特性，可用钨丝来制作一个温度传感器。下列说法中正确的是(　D　) A．该传感器利用了钨丝的化学性质 B．该传感器的原理是把电学量(电阻)转换为热学量(温度) C．该传感器的敏感元件是钨丝，转换元件是灯泡 D．该传感器利用了钨丝电阻随温度变化而变化的特性 解析：由题意可知，钨丝的电阻随温度的升高而增大，利用该特性制作的温度传感器，能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，故D正确，B错误；该传感器利用了钨丝的物理性质，敏感元件和转换元件都是钨丝，故A、C错误。 唱卡拉OK用的话筒，内有传感器，其中有一种是动圈式的。它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转换为电信号。下列说法正确的是(　B　) A．该传感器是根据电流的磁效应工作的 B．该传感器是根据电磁感应原理工作的 C．该传感器的敏感元件是线圈　 D．该传感器的转换元件是永磁体 解析：该传感器是根据电磁感应原理工作的，敏感元件是膜片，转换元件是线圈，故A、C、D错误，B正确