2012高中物理 6.1传感器及其工作原理1课件 新人教版选修3-2

高中物理新人教版选修３-２系列课件第六章《传感器》第一节《传感器及其工作原理》教学目标•1.知识与技能：①知道非电学量转换成电学量的技术意义；②通过实验，知道常见传感器的工作原理；③初步探究利用和设计简单的传感器.•2.过程与方法：①通过对实验的观察、思考和探究，让学生了解传感器、熟悉传感器工作原理；②让学生自己设计简单的传感器，经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的实践能力和创新思维能力.•3.情感态度与价值观：在理解传感器工作原理的基础上，通过自己设计简单的传感器，体验科技创新的乐趣，激发学习物理的兴趣.•教学重、难点•1.几种常见传感器的工作原理（演示实验）；2.学生自己设计简单的传感器.演示实验1磁信号电路的通断演示实验2声信号电信号声音的转换一、传感器简介传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等________，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流、电容等_______;或转换为电路的通断。1、什么是传感器非电学量电学量传感器：非电学量→传感器→电学量角度位移速度压力温度湿度声强光照……传感器电压电流电阻电容……转换电路物理信息化学信息生物信息电信号敏感元件传感器传感器的工作原理光敏电阻实物图1、光敏电阻二、制作传感器的常用元器件点击放大演示实验3•用欧姆表测光敏电阻的电阻。•（1）、室内自然光照射下•（2）、用手掌遮光时光敏电阻对光敏感。当改变光照强度时，电阻的大小也随着改变。一般随着光照强度的增大电阻值______。（2）材料：制作光敏电阻的材料一般为半导体。如：硫化镉减小（3）半导体的导电原理：半导体靠其中的________（自由电子和空穴）来导电载流子光敏电阻能够把光照强弱这个___________转换为电阻这个电学量光学量（1）特性：演示实验4•金属导体的导电性能与光照有关吗？温度有关吗？关系如何？2、金属热电阻（2）特性：金属热电阻的阻值会随着温度的升高而______，具有正温度系数（1）材料：金属热电阻是用金属做成的RTO金属热电阻R-T关系示意图增大学生探究实验：你们手边电阻的阻值与温度的关系问题：如何改变该电阻的温度？3、热敏电阻3、热敏电阻热敏电阻的阻值会随着温度的升高而_____，具有负温度系数热敏电阻R-T关系示意图（1）材料：半导体RTo减小（2）特性：热敏电阻和金属热电阻能够把_____这个热学量转换成为电阻这个电学量温度•根据所学知识设计一个音乐盒，要求：（1）打开盒盖时，音乐响；（2）合上盒盖时，音乐不响4、电容式位移传感器电容式位移传感器能够把物体_____这个力学量转换为_____这个电学量位移电容电容式位移传感器示意图被测物体x电容器极板电介质板5、霍尔元件（1）材料：半导体如：砷化铟（2）工作原理图NMFBEIUH霍尔元件工作原理图dkUHIB（3）霍尔电压:d－－薄片厚度K－－霍尔系数其大小与元件的材料有关。霍尔元件能够把___________这个磁学量转换为____这个电学量磁感应强度电压1、传感器的概念：小结：2、传感器的工作原理：3、敏感元件：（1）光敏电阻（光电传感器）（2）热敏电阻和热电阻（温度传感器）（3）电容式传感器（位移传感器）（4）霍尔元件（磁传感器）非电学量敏感元件转换电路电学量非电学量电学量，或转换为电路的通断。作业：•1．观察与思考：日常生活中哪些地方用到了传感器，它们分别属于哪种类型的传感器，它们的工作原理如何？•2．实验设计：用热敏电阻、继电器等器材设计一个火警报警器。感谢兄弟学校的老师•莅临指导！返回NMFBEIUH返回＋＋＋＋＋＋－－－－－－载流子E返回三、例题例1有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件分别接入如图所示电路中A、B两点后，用黑纸包住元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法正确的是（）ABA.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻B.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻C.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻D.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻答案[]AC例2：如图是一火警报警的一部分电路示意图。其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（）A.I变大，U变大B.I变小，U变小C.I变小，U变大D.I变大，U变小R1R2R3AabErB解析：当R2处出现火情时，该处温度升高。R2为热敏电阻，其阻值随温度升高而减小，由全电路的欧姆定律可知，路端电压减小，该电阻两端电压减小，故R3两端电压减小，所以电流表示数减小。即U减小，I减小。友情提示：掌握各种元件的特性和闭合电路的动态分析是解题的关键R1R2R3AabEr例题：尝试体验•1．如图所示，R1、R2为定值电阻，L是小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时，（）A．电压表的示数增大B．R2中电流减小C．小灯泡的功率增大D．电路的路端电压增大返回传感器工作原理图非电学量敏感元件转换元件辅助电源电学量