2017-2018学年高中物理（鲁科版,选修3-2）同步课件+学业分层测评+教师用书 第5章 第2+3节 大显身手的传感器 （3份打包）

学业分层测评 知识点一 知识点二 第2节　常见传感器的工作原理 第3节　大显身手的传感器 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.认识光敏电阻和热敏电阻这两种敏感元件，知道其特性．(重点) 2.理解光电传感器和温度传感器的工作原理．(难点) 3.了解生活中传感器的简单应用及给人类生产、生活带来的便利． 4.了解传感器的设计思路． 常 见 传 感 器 的 工 作 原 理 光信号 电信号 温度变化 [先填空] 1．光传感器和温度传感器 光传感器 温度传感器 定义 一种能够感受 ，并按照一定规律把光信号转换成 的器件或装置 一种将 转换成电学量变化的装置 作用 将光信号转换成电信号 将温度变化转换成电学量变化 光敏电阻 热电偶 半导体 半导体 光电池 极高 升高 强 100～1000 常见敏感元件 、光敏晶体 管、 等 热敏电阻、 等 构造 光敏电阻由金属硫化物等 材料制成 热敏电阻由 材料制成 特性 照射光 ，则电阻小，照射光弱，则电阻大，其倍数可 达 倍 灵敏度 ，响应非常快 NTC热敏电阻(负温度系数)其阻值随温度 而减小，PTC热敏电阻(正温度系数)其阻值随温度升高而增大 2.干簧管继电器 (1)干簧管的工作原理 干簧管可以感受外界磁场，当干簧管的两个铁质簧片处有磁场时，两簧片被磁化，在磁力作用下由原来的分离状态变成闭合状态，磁场减弱时两簧片分开． 线圈 通断 (2)干簧管继电器 ①构造：由干簧管和绕在管外的 组成． ②作用：在电路中，可以根据流经线圈的电流大小控制电路的 ． ③如图5－2－1所示电路符号 图5－2－1 电容量 极板面积 介电常数 3．电容式传感器 电容式传感器以各种类型的电容器为传感元件，它将被测量的非电学量的变化，转化成 的变化． 根据改变电容的方式不同，电容式传感器可分为变间隙式、变 式和变 式三种． × √ √ [再判断] 1．热敏电阻是用金属铂制成的，它对温度的感知很灵敏．( ) 2．半导体制成的热敏元件温度升高时电阻大幅度变化．( ) 3．光照越强，光敏电阻的阻值越小．( ) [后思考] 光敏传感器的敏感元件一定是光敏电阻吗？ 【提示】　不一定，凡是在光照条件下电学特性随之改变的都可用作光敏传感器的敏感元件． [合作探讨] 许多办公场所楼道灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没有反应． 探讨1：请分析满足上述条件的控制电路中有哪些传感器？是物理传感器还是化学传感器？ 【提示】　接入了两种传感器：光传感器(光敏电阻)；声传感器(通常用微型驻极体话筒)．以上两种传感器均为物理传感器． 探讨2：光敏电阻一般由什么材料组成？和电学中的一般电阻一样吗？ 【提示】　光敏电阻一般由半导体材料做成，而电学中常见电阻一般由金属材料制成． [核心点击] 1．光敏电阻的特性 当光敏电阻受到光照射时，会有更多的电子获得能量成为自由电子，同时也形成更多的空穴，于是导电性明显地增强，电阻减小． 2．热敏电阻的两种类型 热敏电阻的电阻率随温度变化而明显变化，常见的有两种类型，图中甲为PTC型，乙为NTC型．PTC型为正温度系数热敏电阻，NTC型为负温度系数热敏电阻． 3．热敏电阻的应用 (1)电熨斗 ①电熨斗的构造：如图5－2－3所示． 图5－2－3 ②电熨斗的自动控温原理 其内部装有双金属片温度传感器，其作用是控制电路的通断． 常温下，上、下触点是接触的，当温度过高时，由于双金属片的热膨胀系数不同，上部金属膨胀系数大，下部金属膨胀系数小，双金属片向下弯曲，使触点分离，从而切断电源，停止加热．温度降低后，双金属片恢复原状，重新接通加热，这样循环进行，起到自动控制温度的作用． (2)电冰箱 电冰箱中的自动控制系统要获取的信息都要通过传感器转化为容易传输和处理的电信号． 电子温控的核心之一是冷藏室传感器和冷冻室传感器．它们是一种负温度系数的热敏电阻．当温度升高时，其阻值减小；当温度降低时，其阻值增加． 1．如图5－2－4所示，R1、R2为定值电阻，L为电阻丝，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时，下列选项中不正确的是(　　) A．电压表的示数增大 B．R2中电流减小 C．电阻丝的功率增大 D