高二物理传感器及其工作原理.ppt

高中物理新人教版 选修-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：知道非电学量转换成电学量的技术意义；通过实验，知道常见传感器的工作原理；初步探究利用和设计简单的传感器. 2.过程与方法：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；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,演示实验2,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,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,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,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,5、霍尔元件,（1）材料：半导体 如：砷化铟,（2）工作原理图,（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,载流子,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（ ）,A.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,B,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,例题：尝试体验,1如图所示，R1、R2为定值电阻，L是