物理 第4章 傳感器與現(xiàn)代社會 學(xué)案1 傳感器的原理 探究熱敏電阻的溫度特性曲線同步備課 滬科版選修3-2

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1、第4章傳感器與現(xiàn)代社會1傳感器的原理探究熱敏電阻的溫度特性曲線目標(biāo)定位1.知道傳感器的定義，理解其工作原理.2.了解光敏電阻、熱敏電阻等元件的特征.3.會探究熱敏電阻的溫度特性曲線.內(nèi)容索引知識探究達(dá)標(biāo)檢測知識探究1一、什么是傳感器一、什么是傳感器光聲控延時開關(guān)的敏感元件有哪些？你能畫出它的原理圖嗎？有光敏感元件和聲敏感元件. 答案要點總結(jié)要點總結(jié)1.傳感器是通過測量外界的 量、 量或 量來捕捉和識別信息，并將被測量的 量轉(zhuǎn)化成 量的裝置.2.各種傳感器的作用都是把 量轉(zhuǎn)換成 量.3.傳感器的結(jié)構(gòu)物理生物電學(xué)化學(xué)電學(xué)非電學(xué)非電學(xué)敏感處理4.敏感元件是傳感器中的關(guān)鍵性元件，它承擔(dān)著直接“ ”和

2、_ _ _的任務(wù).5.根據(jù) 的不同，傳感器可分為物理型、化學(xué)型和生物型.轉(zhuǎn)換外界信息檢測量感知見解析例例1如圖1是一種測定油箱油量多少或變化多少的裝置.其中電源電壓保持不變，R是滑動變阻器，它的金屬滑片是金屬桿的一端.在裝置中使用了一只電壓表(圖中沒有畫出)，通過觀察電壓表示數(shù)，可以了解油量情況.將電壓表分別接在b、c之間與c、d之間，當(dāng)油量變化時，電壓表的示數(shù)變化有何不同？圖1典型例題典型例題答案解析把電壓表接在b、c之間，油量增加時，R減小，電壓表的示數(shù)減小；油量減少時，R增大，電壓表的示數(shù)增大.把電壓表接在c、d之間，油量增加時，R減小，電路中電流增大，則R兩端的電壓增大，電壓表的示數(shù)增

3、大，同理，油量減少時，電壓表的示數(shù)減小.二、研究光敏電阻的導(dǎo)電特性二、研究光敏電阻的導(dǎo)電特性在工廠生產(chǎn)車間的生產(chǎn)線上安裝計數(shù)器后，就可以準(zhǔn)確得知生產(chǎn)產(chǎn)品的數(shù)量，如圖2所示為光敏電阻自動計數(shù)器的示意圖，其中R1為光敏電阻，R2為定值電阻.此光電計數(shù)器的基本工作原理是什么？圖2答案當(dāng)光被產(chǎn)品擋住時，R1電阻增大，電路中電流減小，R2兩端電壓減小，信號處理系統(tǒng)得到低電壓，每通過一個產(chǎn)品就獲得一次低電壓，并計數(shù)一次.要點總結(jié)要點總結(jié)1.光敏電阻是用 材料(如硫化鎘)制成的.特點：光照越強，電阻越 .2.光敏電阻能夠把 這個光學(xué)量轉(zhuǎn)換為 這個電學(xué)量.半導(dǎo)體電阻小光照強弱例例2 (多選)如圖3所示，R1、

4、R2為定值電阻，L為小燈泡，R3為光敏電阻，當(dāng)入射光強度增大時A.電壓表的示數(shù)增大B.R2中電流減小C.小燈泡的功率增大D.電路的路端電壓增大圖3答案解析典型例題典型例題當(dāng)入射光強度增大時，R3阻值減小，外電路總電阻隨R3的減小而減小，R1兩端電壓因干路電流增大而增大，從而電壓表的示數(shù)增大，同時內(nèi)電壓增大，故電路的路端電壓減小，A項正確，D項錯誤.由路端電壓減小，而R1兩端電壓增大知，R2兩端電壓必減小，則R2中電流減小，故B項正確.結(jié)合干路電流增大知流過小燈泡的電流必增大，故小燈泡的功率增大，C項正確.三、探究熱敏電阻的溫度特性三、探究熱敏電阻的溫度特性如圖4所示，將多用電表的選擇開關(guān)置于歐

5、姆擋，再將多用電表的兩支表筆與負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻Rt的兩端相連，這時表針恰好指在刻度盤的正中央.若在Rt上擦一些酒精，表針將如何擺動？若用吹風(fēng)機將熱風(fēng)吹向電阻，表針將如何擺動？圖4答案由于酒精蒸發(fā)，熱敏電阻Rt溫度降低，電阻值增大，指針應(yīng)向左偏；用吹風(fēng)機將熱風(fēng)吹向電阻，Rt溫度升高，電阻值減小，指針將向右偏.1.金屬導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而 .2.熱敏電阻一般用人工合成的新型陶瓷材料制成，也可用半導(dǎo)體材料制成.3.熱敏電阻所用材料根據(jù)其溫度特性可分為三類(1)正溫度系數(shù)的熱敏材料(PTC)：電阻隨溫度的上升而 .(2)負(fù)溫度系數(shù)的熱敏材料(NTC)：電阻隨溫度的上升而 .(3)臨界溫度系數(shù)的

6、熱敏材料(CTC)：電阻在很小的溫度范圍(臨界)內(nèi)急劇 .要點總結(jié)要點總結(jié)下降增大增加下降例例3(多選)在溫控電路中，通過熱敏電阻阻值隨溫度的變化可實現(xiàn)對電路相關(guān)物理量的控制.如圖5所示電路，R1為定值電阻，R2為半導(dǎo)體熱敏電阻(溫度越高電阻越小)，C為電容器.當(dāng)環(huán)境溫度降低時A.電容器C的帶電荷量增大B.電壓表的讀數(shù)增大C.電容器C兩板間的電場強度減小D.R1消耗的功率增大答案解析典型例題典型例題圖5當(dāng)環(huán)境溫度降低時，R2變大，電路的總電阻變大，由I 知I變小，又UEIr，電壓表的讀數(shù)U增大，B正確；又由P1I2R1可知，R1消耗的功率P1變小，D錯誤；電容器兩板間的電壓U2UU1，U1IR

7、1，可知U1變小，U2變大，由場強E ，QCU2可知Q、E都增大，故A正確，C錯誤.達(dá)標(biāo)檢測21.(對傳感器的認(rèn)識)關(guān)于傳感器，下列說法正確的是 A.所有傳感器都是由半導(dǎo)體材料制成的B.金屬材料也可以制成傳感器C.傳感器主要是通過感知電壓的變化來傳遞信號的D.水銀溫度計是一種傳感器答案解析123大多數(shù)傳感器是由半導(dǎo)體材料制成的，某些金屬也可以制成傳感器，如金屬熱電阻，故A錯，B對；傳感器將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，因此傳感器感知的應(yīng)該是“非電信號”，故C錯；水銀溫度計能感受熱學(xué)量，但不能把熱學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量，因此不是傳感器，故D錯.1232.(對光敏電阻、熱敏電阻的認(rèn)識及電路分析)(多選)如圖6所

8、示電路中，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，RT為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，RG為光敏電阻，閉合開關(guān)S后，小燈泡L正常發(fā)光，由于環(huán)境改變(光照或溫度)，發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度變暗，則引起小燈泡變暗的原因可能是A.溫度不變，光照增強 B.溫度升高，光照不變C.溫度降低，光照增強 D.溫度升高，光照減弱圖6答案1233.(對光敏電阻、熱敏電阻的認(rèn)識及電路分析)(多選)如圖7所示，Rt為正溫度系數(shù)熱敏電阻，R1為光敏電阻，R2和R3均為定值電阻，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，V為理想電壓表，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大，可能的原因是A.熱敏電阻溫度升高，其他條件不變B.熱敏電阻溫度降低，其他條件不變C.光照減弱，其他條件不變D.光照增強，其他條件不變答案解析圖7123電壓表示數(shù)變大，而R3為定值電阻，說明流經(jīng)R3的電流增大，由電路結(jié)構(gòu)可知，這可能是由于Rt減小或R1增大，由熱敏電阻和光敏電阻特性知，可能是由于溫度降低或光照減弱，故B、C項正確，A、D項錯誤.123