高中物理 6.1传感器及其工作原理1课件 新人教版选修32.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