高中物理 3.2 传感器的原理学案 粤教版选修32.doc

3.2 传感器的原理 学案（粤教版选修3-2）1传感器具有人类感觉器官上所具有的，甚至人类感觉器官所不具备的_功能，能帮助我们从外界获取监控各种_和_的量，有助于我们认识_和科学技术中的各种现象及其相关的变化规律2热敏电阻的阻值随温度的变化而变化，正温度系数的热敏电阻的阻值随温度的升高而_，负温度系数的热敏电阻的阻值随温度的升高而_3光敏电阻是_传感器的敏感元件，一般由半导体材料制成，其阻值随光照的增强而_，光敏电阻可以把_转化为电阻大小这一电学量4传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用的传感器是()a生物传感器 b红外传感器c温度传感器 d压力传感器5某市为了节约能源，合理适时地使用路灯，要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的某种特性制成自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制这是利用半导体的()a压敏性 b光敏性c热敏性 d三种特性都利用了6用遥控器调换电视机频道的过程，实际上是电视机中的传感器把光信号转化为电信号的过程下列属于这类传感器的是()a红外报警装置b走廊照明灯的声控开关c自动洗衣机中的压力传感装置d电饭锅中控制加热和保温的温控器【概念规律练】知识点一热敏电阻的特性1如图1所示，r1为定值电阻，r2为负温度系数的热敏电阻，l为小灯泡，当温度降低时()图1ar1两端的电压增大b电流表的示数增大c小灯泡的亮度变强d小灯泡的亮度变弱2(双选)如图2所示为电阻r随温度t变化的图线，下列说法中正确的是()图2a图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的b图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的c图线1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高d图线2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高知识点二光敏电阻的特性3如图3所示，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将电表的两支表笔分别与光敏电阻rg的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的中央若用不透光的黑纸将rg包裹起来，表针将向_(填“左”或“右”)转动；若用手电筒的光照射rg，表针将向_(填“左”或“右”)转动图34如图4所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中r1为光敏电阻，r2为定值电阻此光电计数器的基本工作原理是什么？图4知识点三光传感器的应用5在如图5所示的电路中，电源两端的电压恒定，l为小灯泡，r为光敏电阻，led为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且r与led之间的距离不变，下列说法正确的是()图5a当滑动触头p向左移动时，l消耗的功率增大b当滑动触头p向左移动时，l消耗的功率减小c当滑动触头p向右移动时，l消耗的功率可能不变d无论怎样移动滑动触头p，l消耗的功率都不变6如图6为烟雾散射式火灾报警器，它主要由带孔的外罩，发光二极管led、光电三极管及不透明的挡板组成，请简述它的工作原理图6【方法技巧练】传感器电路的分析技巧7(双选)如图7所示，r1、r2为定值电阻，l为小灯泡，r3为光敏电阻，当照射光强度增大时()图7a电压表的示数减小br2中电流减小c小灯泡的功率增大d电路的路端电压增大8如图8所示是一火警报警装置的部分电路示意图，其中r2是半导体热敏传感器，它的电阻随温度升高而减小，a、b接报警器当传感器r2所在处出现火情时，电流表的电流i和a、b两端两压u与出现火情前相比()图8ai变大，u变大 bi变小，u变小ci变小，u变大 di变大，u变小答案课前预习练1检测静态动态自然界2增大减小3光电减小光照强弱4c空调机根据温度调节工作状态，所以内部使用了温度传感器，故c正确5b题目中半导体应能感知光照强度变化，并输出电信号，控制电路通断，所以是利用了半导体的光敏性，故b正确6a遥控器发出红外线，电视中的传感器感知红外线，是红外线传感器，所以a选项正确课堂探究练1cr2与灯l并联后与r1串联，与电源构成闭合电路，当温度降低时，热敏电阻r2的阻值增大，外电路电阻增大，电流表读数变小，r1两端电压减小，灯l两端电压增大，灯泡亮度变强，故c正确，其余各项均错2bd热敏电阻由半导体材料制成，电阻随温度升高而减小，且灵敏度高，金属热电阻随温度升高电阻增大，灵敏度不高，但测温范围大，化学性质稳定故b、d正确点评(1)热敏电阻和金属热电阻的阻值随温度的变化方向是相反的热敏电阻温度升高，电阻减小，金属热电阻温度升高，电阻增大(2)热敏电阻随温度变化明显金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大3左右解析光敏电阻受光照越强，电阻越小，所以将rg用不透光的黑纸包起来，电阻增大，指针左偏；若用手电筒的光照射rg，电阻减小，指针右偏4见解析解析当光被元件挡住时，光敏电阻的阻值r1增大，电路中电流减小，r2两端电压减小，信号处理系统得到低电压，每通过一个元件就获得一次低电压，计数一次点评当光照增强时，光敏电阻的阻值减小，光照减弱时，光敏电阻的阻值增大即光照强弱的变化引起电路中电流和电压的一系列变化5a滑动触头p左移，使其电阻减小，流过二极管的电流增大，从而发光增强，使光敏电阻r减小，最终达到增大流过灯泡的电流的效果6见解析解析使用时发光二极管处于发光状态，平时光电三极管收不到led发出的光，呈现高电阻状态烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报点评发光二极管具有单向导电性，导电时还能发光普通二极管只具有单向导电性7bc当光强度增大时，r3阻值减小，外电路电阻随r3的减小而减小，r1两端电压因干路电流增大而增大，同时内电压增大，故电路路端电压减小，而电压表的示数增大，a、d项错误；由路端电压减小，而r1两端电压增大知，r2两端电压必减小，则r2中电流减小，故b项正确；结合干路电流增大知流过小灯泡的电流必增大，则小灯泡的功率增大，c项正确8d当传感器r2所在处出现火情时，温度升高，r2阻值减小，电路的总电阻减小，总电流i增大，路端电压uabeir减小，i(rr1)增大